【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机锂离子电池，公开了一种高能量密度聚苯胺材料的制备方法及其应用。
技术介绍
1、锂离子电池具有环保、自放电小、轻便的优势。然而，锂离子电池中使用的正极材料多为含有重元素/贵金属元素（co、ni等）的氧化物及磷酸盐，这些材料制备时往往需要高温煅烧，极大的消耗了能量，并在煅烧过程中产生大量的二氧化碳等废气，不符合绿色发展的理念。其次，贵金属为不可再生资源，大量的消耗必然导致能源危机。因此，亟需开发绿色可持续的锂离子电池正极材料。
2、与传统的无机材料相比，有机材料具有制备简单、成本低、仅由c、h、o、n等非金属轻元素组成、活性位点丰富、比容量高等优势，迅速吸引了广大研究者的目光。然而，有机材料在电解液中具有一定的溶解度，从而造成该类材料的循环稳定性较差，且工作电压普遍较低，难以满足实际需求。针对溶解问题，研究者们主要通过制备聚合物的方法，增大有机材料的分子量，降低其在有机电解液中的溶解度，从而提升其循环稳定性。针对有机材料工作电压低的问题，研究者们开发了一系列的高电压材料，其中聚苯胺类材料的工作电压高于3.0 v （vs. li+/li），且具有较高的电子导电率，在电解液中的溶解度较低，循环性能优异，具有潜在的应用价值。但是，以传统化学/电化学氧化法制备的该类材料具有较低的比容量，一般不高于100 mah g-1，制备高比容量的聚苯胺正极材料势在必行。
技术实现思路
1、鉴于以上内容，本专利技术拟提供一种高能量密度的聚苯胺材料的制备方法，并应用于有机锂离子电
2、为了实现上述目标，本专利技术拟采用以下技术方案：
3、（1）将对苯二胺、对二溴苯、二价钯催化剂、膦配体、碱性钠盐加入两口反应瓶中；
4、（2）在氩气气氛条件下，加入高沸点溶剂；
5、（3）在氩气气氛条件下，将步骤2）中的溶液加热回流反应24 h；
6、（4）待反应体系冷却到室温后，将所得固体过滤，滤饼分别用热邻二甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、三乙胺、甲醇、水等依次洗涤，重复5次，所得固体在真空条件下，80 ℃干燥12h，得到蓝色终产物。
7、进一步的，所述二价钯催化剂为pd(oac)2、pdcl2、pd(dppf)cl2中的一种，优选为pd(oac)2。
8、进一步的，所述膦配体为xphos、sphos、pph3、dppf中的一种，优选为xphos。
9、进一步的，所述碱性钠盐为 t-buona、na2co3、na(oac)2、meona、etona中的一种，优选为 t-buona。
10、进一步的，所述高沸点溶剂为邻二甲苯（ o-xylene）、甲苯、对二甲苯（ p-xylene）中的一种，优选为 o-xylene。
11、进一步的，所述热邻二甲苯为80 ℃。
12、上述聚苯胺正极材料ptpa-1的应用为作为锂离子电池正极材料，极片制备方法如下：将ptpa-1、科琴黑导电炭（kb）、羧甲基纤维素钠（cmc）粘结剂按照一定质量比例称取，加入适量水进行研磨，直至其呈现出均一粘稠的液体为止，并将其涂覆在铝箔上。随后将其放入真空烘箱中，在80 ℃下干燥12 h。将所得极片裁成直径为10 mm的圆片，称重，放入氩气氛围手套箱（h2o<0.01 ppm，o2<0.01 ppm）内，备用。
13、本专利技术所述的有机锂离子电池包括上述聚苯胺正极材料、负极、隔膜和电解液。
14、进一步的，正极极片中活性物质、kb、cmc的质量比为7:2:1；
15、更进一步的，所述负极为高纯锂片；
16、更进一步的，所述隔膜为celgard 2320；
17、更进一步的，所述电解液为含有六氟磷酸锂（lipf6）或高氯酸锂（liclo4）的碳酸酯类或链状醚类电解液，测试区间范围为2.5-4.2 v。
18、根据本专利技术，优选的，ptpa-1为正极活性物质，采用的酯类电解液为1.15 m lipf6碳酸乙烯酯（ec）/碳酸二甲酯（dmc）/碳酸甲乙酯（emc）（v/v=1:1:1），并以氟代碳酸乙烯酯（fec）作为添加剂，添加量为5%。
19、本专利技术的有益效果是：
20、1.本专利技术提供的聚苯胺材料合成路线简单，具有纳米片状形貌，n作为活性中心，在充放电过程中吸附/脱附阴离子，在有机溶剂中结构稳定性良好。
21、2.本专利技术提供的聚苯胺作为有机锂离子电池正极材料具有高工作电压（v vs.3.4 li+/li）、高可逆比容量（143.9 mah g-1）、长循环稳定性（200圈循环的容量保持率为96.9%），展现了该材料在锂离子电池中潜在的应用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高能量密度的聚苯胺材料的制备及应用，其特征在于，其制备方法如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二价钯催化剂为醋酸钯（Pd(OAc)2）、二氯化钯（PdCl2）、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯（Pd(dppf)Cl2）中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膦配体为2-二环己基磷-2',4',6'-三异丙基联苯（Xphos）、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基-1,1'-二联苯（Sphos）、四三苯基膦（PPh3）、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁（DPPF）中的一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性钠盐为碳酸钠（Na2CO3）、乙酸钠（Na(OAc)2）、甲醇钠（MeONa）、乙醇钠（EtONa）和叔丁醇钠（t-BuONa）中的一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高沸点溶剂为邻二甲苯（o-Xylene）、甲苯、对二甲苯（p-Xylene）中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热邻二甲苯为
7.权利要求1-6所述制备的聚苯胺材料，其特征在于，作为正极材料应用于锂离子电池中。
...【技术特征摘要】
1.一种高能量密度的聚苯胺材料的制备及应用，其特征在于，其制备方法如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二价钯催化剂为醋酸钯（pd(oac)2）、二氯化钯（pdcl2）、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯（pd(dppf)cl2）中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膦配体为2-二环己基磷-2',4',6'-三异丙基联苯（xphos）、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基-1,1'-二联苯（sphos）、四三苯基膦（pph3）、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁（dppf）中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：侴术雷，李丽，董欢欢，
申请(专利权)人：温州大学碳中和技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。