【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水系电池负极材料，具体涉及到靛蓝类化合物作为电池负极材料的应用及基于靛蓝类化合物的水系电池。
技术介绍
1、近年来，基于可再生能源存储要求，对电池的性能提出了更高的要求。而锂离子电池由于其高能量密度吸引更多研究人员的关注。但同时，锂离子电池的安全问题、资源限制以及环境问题也更加凸显。因此，为了应对国内日益增长的储能要求，研究人员提出，应用于储能的材料应具有高安全性、资源可控性、成本低廉的要求。
2、有机材料主要是由c、h、o、n等组成，在天然植物中普遍存在，易于合成同时也易于降解，满足了储能材料成本低以及对环境友好的要求。根据有机材料官能团，可以将有机材料分为醌类材料，亚胺类材料、导电聚合物、cofs材料以及mofs材料等。这些有机材料具有氧化还原活性的化合物核心是可逆的氧化还原活性键-c＝n或c＝o官能团。这些官能团能过与电解液中的金属离子发生可逆的烯醇化配位反应，因此具有电化学活性。
3、工业染料作为工业生产中用于纺织品、皮毛制品、木制品等着色的染料，种类丰富。其中一类是活性染料，活性染料与其他类别染料最大的差异是分子中含有能与纤维分子中的羟基、氨基进行化学反应形成“染料-纤维”共价键的活性基团。靛蓝作为活性染料的一种，其中具有c＝o官能团，因此具有成为电极材料的可能。同时靛蓝的理论容量能够达到204mah/g。而靛蓝单独作为电池的电极材料尚未被报道，sona等将靛蓝作为电极材料的添加剂。因此，本专利以靛蓝和靛蓝衍生物靛蓝二磺酸钠作为嗪镍电池的负极材料与ni(oh)2正极材料组成全电池，
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供靛蓝类化合物作为电池负极材料的应用。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：所述靛蓝类化合物包括，
5、结构式如式(i)所示的靛蓝；或，
6、
7、结构式如式(ii)所示的靛蓝类衍生物，其以式(i)所示结构为母核；
8、
9、式(ii)中，r1～r8选自氢离子、氧负离子、二烷基氨基、烷基氨基、氨基、羟基、烷氧基、酰胺基、酰氧基、烷基、羧基甲基、苯基、叔胺正离子、硝基、三卤甲基、氰基、磺酸基、甲酰基、酰基、羧基中的一种。
10、作为本专利技术所述靛蓝类化合物作为电池负极材料的应用的一种优选方案，其中：所述靛蓝类衍生物包括靛蓝二磺酸钠、靛蓝三磺酸钾、靛蓝四磺酸钾、靛蓝胭脂红。
11、本专利技术的再一目的是，提供一种靛蓝有机负极材料。
12、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：所述靛蓝有机负极材料包含靛蓝类化合物。
13、作为本专利技术所述靛蓝有机负极材料的一种优选方案，其中：所述靛蓝有机负极材料还包括，科琴黑、聚四氟乙烯；
14、其中，所述科琴黑、聚四氟乙烯与靛蓝类化合物的质量比为3～6：1：6～3。
15、本专利技术的再一目的是，提供一种靛蓝有机负极材料的制备方法。
16、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：包括，
17、靛蓝类化合物、科琴黑、聚四氟乙烯混合加入去离子水，得到前驱液；
18、前驱液研磨后真空干燥、混炼、压制，即得到电池负极材料。
19、作为本专利技术所述靛蓝有机负极材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述前驱液研磨的时间为30～60min。
20、作为本专利技术所述靛蓝有机负极材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述真空干燥的温度为35～45℃，时间为20～60min。
21、本专利技术的再一目的是，提供一种基于靛蓝类化合物的水系电池。
22、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：所述水系电池包含权利要求3所述的靛蓝有机负极材料。
23、作为本专利技术所述基于靛蓝类化合物的水系电池的一种优选方案，其中：所述水系电池以权利要求3所述的靛蓝有机负极材料作为负极，koh作为电解液，pbi作为隔膜，烧结镍作为正极。
24、作为本专利技术所述基于靛蓝类化合物的水系电池的一种优选方案，其中：所述水系电池在1.5～0.5v的电压、0.2a g-1的电流条件下进行1～5圈的充放电循环进行活化处理
25、本专利技术有益效果：
26、本专利技术以靛蓝类化合物作为电池负极材料，其作为工业染料的一种，提高了水系电池负极材料的选择范围，同时由于羰基及亚胺基团以还原态存在，在热力学上具有稳定特性，使用此类材料作为电池负极材料能够有效提高电池的循环稳定性，同时使用pbi隔膜作为电池的隔膜，也解决了染料溶解带来的影响，靛蓝类化合物和商业化烧结镍正极组建的水系电池具有原料来源广泛、价格低廉，能够有效解决现有水系电池价格昂贵的问题。
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1.靛蓝类化合物作为电池负极材料的应用，其特征在于：所述靛蓝类化合物包括，
2.如权利要求1所述的靛蓝类化合物作为电池负极材料的应用，其特征在于：所述靛蓝类衍生物包括靛蓝二磺酸钠、靛蓝三磺酸钾、靛蓝四磺酸钾、靛蓝胭脂红。
3.一种靛蓝有机负极材料，其特征在于：包含权利要求1所述的靛蓝类化合物。
4.如权利要求3所述的靛蓝有机负极材料，其特征在于：所述靛蓝有机负极材料还包括，科琴黑、聚四氟乙烯；
5.如权利要求4所述的靛蓝有机负极材料的制备方法，其特征在于：包括，
6.如权利要求5所述的靛蓝有机负极材料的制备方法，其特征在于：所述前驱液研磨的时间为30～60min。
7.如权利要求5所述的靛蓝有机负极材料的制备方法，其特征在于：所述真空干燥的温度为35～45℃，时间为20～60min。
8.一种基于靛蓝类化合物的水系电池，其特征在于：包含权利要求3所述的靛蓝有机负极材料。
9.如权利要求8所述的基于靛蓝类化合物的水系电池，其特征在于：所述水系电池以权利要求3所述的靛蓝有机负极材料作为负极
10.如权利要求9所述的基于靛蓝类化合物的水系电池，其特征在于：所述水系电池在1.5～0.5V的电压、0.2Ag-1的电流条件下进行1～5圈的充放电循环进行活化处理。
...【技术特征摘要】
1.靛蓝类化合物作为电池负极材料的应用，其特征在于：所述靛蓝类化合物包括，
2.如权利要求1所述的靛蓝类化合物作为电池负极材料的应用，其特征在于：所述靛蓝类衍生物包括靛蓝二磺酸钠、靛蓝三磺酸钾、靛蓝四磺酸钾、靛蓝胭脂红。
3.一种靛蓝有机负极材料，其特征在于：包含权利要求1所述的靛蓝类化合物。
4.如权利要求3所述的靛蓝有机负极材料，其特征在于：所述靛蓝有机负极材料还包括，科琴黑、聚四氟乙烯；
5.如权利要求4所述的靛蓝有机负极材料的制备方法，其特征在于：包括，
6.如权利要求5所述的靛蓝有机负极材料的制备方法，其特征在于：所述前驱液研磨的时间为3...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐彬，和庆钢，韩方源，卢嘉春，喻敏，余荣彬，梁沁沁，邵威，李建新，罗宗昌，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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