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一种全有机水系锌离子电池正极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:44936618 阅读:24 留言:0更新日期:2025-04-12 01:14
本发明专利技术公开了一种全有机水系锌离子电池正极材料及其制备方法和应用,属于新能源材料与电池技术领域,正极材料为氮杂环类有机物5,5,12,12’‑四氢‑2,2’‑联喹喔啉并[2,3‑b]喹喔啉,负极材料为亚胺类和羰基类有机物。氮杂环类有机正极在充电过程中失去电子被氧化,亚胺类和羰基类有机负极则得到电子被还原,因此可以进行稳定的充放电循环。本发明专利技术采用上述的一种全有机水系锌离子电池正极材料及其制备方法和应用,采用结构可调和元素丰富的有机正极,相对稳定的亚胺类和羰基类有机负极,环境友好和安全的水基电解液,可以实现全有机水系锌离子电池的稳定充放电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源材料与电池,尤其是涉及一种全有机水系锌离子电池正极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、尽管最先进的锂离子电池在便携式电子产品和电动汽车市场中占据主导地位,但其安全性和高成本的问题限制了其大规模应用。相比之下,水系锌离子电池(zibs)凭借其超高的理论容量(820mah g-1)、与水系电解质的良好相容性、丰富的天然资源和低毒性,引起了广泛的关注。

2、目前,无机正极如锰氧化物、钒氧化物和普鲁士蓝类似物,常用于zibs。然而,由于矿物资源有限且存在严重的环境污染问题,这些材料的发展收到了严重阻碍。近年来,有机电极材料因其结构多样性和可持续性的固有优势,已经成为引人注目的正极候选材料。现有的有机正极材料工作电压较低,这显著限制了其应用潜能。因此设计一种高电压有机正极材料成为了研究的热点。

3、锌-有机电池中一个经常被忽略的关键问题是锌利用率低。锌在水溶液电解质中的枝晶生长和副反应导致锌负极的库伦效率差,难以满足实际的应用。而使用有机负极可以改善这些问题。

4、全有机水系电池作为一种新型二次电池,结合了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种全有机水系锌离子电池正极材料,其特征在于,正极材料为5,5,12,12’-四氢-2,2’-联喹喔啉并[2,3-b]喹喔啉,其结构式如式1所示:

2.一种如权利要求1所述的全有机水系锌离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,具体操作如下:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,S1中,第一反应物和N,N-二甲基甲酰胺的用量为,每mmol第一反应物用7-8mL的N,N-二甲基甲酰胺溶解。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,具体操作如下:

>6.根据权利要求3...

【技术特征摘要】

1.一种全有机水系锌离子电池正极材料,其特征在于,正极材料为5,5,12,12’-四氢-2,2’-联喹喔啉并[2,3-b]喹喔啉,其结构式如式1所示:

2.一种如权利要求1所述的全有机水系锌离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,具体操作如下:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,s1中,第一反应物和n,n-二甲基甲酰胺的用量为,每mmol第一反应物用7-8ml的n,n-二甲基甲酰胺溶解。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,具体操作如下:

6.根据权利要求3或5所述的方法,其特征在于,第一反应物为具有二氯结构喹喔啉类的化合物,为2,3-二氯喹喔啉、6-溴-2,3-二氯喹喔啉、2,3-二氯-6-甲基喹喔啉、2,3-二氯-...

【专利技术属性】
技术研发人员:谷天天潘若男丁红吕玉慧巩琴刘宸霄徐客光高欣宇王永文
申请(专利权)人:石河子大学
类型:发明
国别省市:

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