[發(fā)明專利]基于醌類結(jié)構(gòu)的電池負(fù)極活性材料及其制備方法和用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410245029.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN104795566B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡勇勝;吳曉燕;穆林沁;丁月君;陳立泉;黃學(xué)杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): H01M4/60
• 分類號(hào): H01M4/60;H01M10/054
• 代理公司: 北京億騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所11309
• 代理人: 陳霽

1.一種基于醌類結(jié)構(gòu)的電池負(fù)極活性材料，其特征在于，所述電池負(fù)極活性材料包括以醌類結(jié)構(gòu)為電化學(xué)氧化還原反應(yīng)位點(diǎn)的醌類化合物；

其中，所述醌類化合物包括苯醌鈉鹽衍生物、蒽醌鈉鹽衍生物或萘醌鈉鹽衍生物中的任意一種；所述苯醌鈉鹽衍生物、蒽醌鈉鹽衍生物或萘醌鈉鹽衍生物分別具有以下基團(tuán)-ONa、-SO₃Na中的至少一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池負(fù)極活性材料，其特征在于，所述苯醌鈉鹽衍生物的結(jié)構(gòu)如通式(I)所示：

其中，基團(tuán)R₁、R₂、R₃、R₄中的至少一個(gè)基團(tuán)為-ONa、-SO₃Na中的一種，其余基團(tuán)包括-ONa、-SO₃Na、-COONa、-H、-CH₃、-NH₂、-OCH₃、-Cl、-Br或-F中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池負(fù)極活性材料，其特征在于，所述蒽醌鈉鹽衍生物的結(jié)構(gòu)如通式(Ⅱ)所示：

其中，基團(tuán)R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈中的至少一個(gè)基團(tuán)為-ONa、-SO₃Na中的一種，其余基團(tuán)包括-ONa、-SO₃Na、-COONa、-H、-CH₃、-NH₂、-OCH₃、-Cl、-Br或-F中的一種或幾種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池負(fù)極活性材料，其特征在于，所述萘醌鈉鹽衍生物的結(jié)構(gòu)如通式(Ⅲ)所示：

其中，基團(tuán)R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆中的至少一個(gè)基團(tuán)為-ONa、-SO₃Na中的一種，其余基團(tuán)包括-ONa、-SO₃Na、-COONa、-H、-CH₃、-NH₂、-OCH₃、-Cl、-Br或-F中的一種或幾種。

5.一種如上述權(quán)利要求1-4任一權(quán)項(xiàng)所述的基于醌類結(jié)構(gòu)的電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于，所述方法為水溶液法，包括：

將所需化學(xué)計(jì)量101wt％～110wt％的氫氧化鈉和所需化學(xué)計(jì)量的醌類化合物按比例溶于去離子水中，形成混合溶液；其中，所述醌類化合物具體為羥基醌類化合物、羧酸醌類化合物或磺酸醌類化合物中的一種；

將所述混合溶液于100℃的空氣氣氛中蒸干；

乙醇超聲清洗去除過量氫氧化鈉后，烘干，研磨得到粉末；

將所述粉末置于真空烘箱內(nèi)，100℃烘干8小時(shí)，之后再進(jìn)行研磨，得到所述電池負(fù)極活性材料。

6.一種如上述權(quán)利要求1-4任一權(quán)項(xiàng)所述的基于醌類結(jié)構(gòu)的電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于，所述方法為噴霧干燥法，包括：

將所需化學(xué)計(jì)量101wt％～110wt％的氫氧化鈉和所需化學(xué)計(jì)量的醌類化合物按比例溶于去離子水中，形成混合溶液；其中，所述醌類化合物具體為羥基醌類化合物、羧酸醌類化合物或磺酸醌類化合物中的一種；

將所述混合溶液進(jìn)行噴霧干燥；

乙醇超聲清洗去除過量氫氧化鈉后，烘干，研磨得到粉末；

將所述粉末置于真空烘箱內(nèi)，100℃烘干8小時(shí)，之后再進(jìn)行研磨，得到所述電池負(fù)極活性材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述將所述混合溶液進(jìn)行噴霧干燥具體為：

在所述混合溶液加入1wt％～10wt％的水性分散碳納米管或石墨烯，超聲3～5小時(shí)混合均勻后進(jìn)行噴霧干燥。