[發(fā)明專利]含二-(對(duì)-(N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨)苯甲醛)縮肼電解液及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410451741.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN104183873B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉崢;謝思維;張菁;陳巧娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/26
• 分類號(hào): H01M10/26;H01M10/28;C07C251/88;C07C249/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電解液技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼電解液及其制備方法。

背景技術(shù)

煤炭、石油等資源的日益枯竭，使得電池這種能源轉(zhuǎn)化裝置越來越受到重視。如今各種型號(hào)和種類的電池已超過?1000?種，遍布人們?nèi)粘Ｉ睢a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、軍事領(lǐng)域等方方面面，當(dāng)今社會(huì)，手機(jī)、電腦、音頻播放器等電子產(chǎn)品，火車、汽車、飛機(jī)等交通工具，潛艇、魚雷、導(dǎo)彈等軍事裝備和武器，都離不開電池技術(shù)的發(fā)展。金屬鋅由于資源豐富、導(dǎo)電性能好且無毒價(jià)廉，被廣泛用于堿性電池負(fù)極材料的制做。常用的二次鋅電池主要有鋅鎳電極、鋅錳電極、鋅銀電極、鋅空氣電極等。但是這些二次鋅電池也存在著不少的問題。鋅電極在堿性溶液中極易生成枝晶，發(fā)生變形和腐蝕及鈍化等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生將降低電池的容量，減少電池的使用壽命，性能變差。這些問題的存在使得二次鋅電池的推廣和普及受到嚴(yán)重的阻礙。過去通常利用汞在鋅表面汞齊化作用，解決上述問題，但由于汞是劇毒物質(zhì)，因此無汞電池的研制迫在眉睫。

????目前研究代汞緩蝕添加劑主要分為電極緩蝕添加劑、電解液緩蝕添加劑兩種類型。普遍使用的電極添加劑有In、Cd、Pb、Hg、Bi、Ga、Ti等金屬單質(zhì)的氧化物及氫氧化物等；電解液添加劑主要有Pb(NO₃)₂，十二烷基苯磺酸鈉、巰基苯并噻唑、六次甲基四胺、纖維素基或淀粉基的衍生物及一些有機(jī)復(fù)合添加劑等。但所研發(fā)的代汞緩蝕添加劑往往會(huì)降低電池的充放電能力，尤其是高倍率下的電池充放電能力，尚未找到一種能完全替代汞的物質(zhì)。因此，不斷深入研究堿性二次鋅電池用代汞緩蝕添加劑有積極意義。

從前人的研究工作中，我們可以看到表面活性劑的使用在保護(hù)鋅電極的前景。與傳統(tǒng)的表面活性劑相比，雙子表面活性劑結(jié)構(gòu)中具有二個(gè)親水基團(tuán)和二個(gè)憎水基，由于其特殊的結(jié)構(gòu)，吸附性能力更強(qiáng)，雙子表面活性劑在鋅電極表面更容易形成一層牢固的保護(hù)膜，同時(shí)減慢鋅離子的沉積速率，抑制枝晶的生長，改善電池的充放電性能。本發(fā)明中的含有二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼雙子表面活性劑的堿性鋅電池電解液及其制備方法，這一研究成果對(duì)雙子表面活性劑作為堿性鋅電池代汞緩蝕添加劑提供依據(jù)，目前未見文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種含二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼電解液及其制備方法。

本發(fā)明的含二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼電解液由濃度為0.7mmol/L的二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼雙子表面活性劑和濃度為6mol/L含飽和ZnO的KOH溶液組成。?

所述二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)式為：

。

制備上述含二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼電解液的具體步驟為：

(1)稱取2克對(duì)二甲氨基苯甲醛溶于盛有30mL無水乙醇的三口燒瓶中，溶解完全后，加熱回流，溫度設(shè)為78℃，回流過程中，向三口燒瓶中緩慢滴加4.8mL的溴代十二烷，直至滴加完畢，反應(yīng)48小時(shí)后，制得綠色油狀物即為對(duì)-(N,N,?N-十二烷基二甲基溴化銨)苯甲醛；將該產(chǎn)物加熱溶解在乙醇中，冷卻，分層，分液，棄去上層含未反應(yīng)完的溴代十二烷的乙醇液，下層為對(duì)-(N,N,?N-十二烷基二甲基溴化銨)苯甲醛；取該產(chǎn)物加熱溶解在乙醇中，加入0.34克水合肼發(fā)生縮合反應(yīng)，在70℃下回流反應(yīng)12?小時(shí)后，冷卻半小時(shí)，析出沉淀，過濾，用乙醇洗滌，干燥，制得橘紅色固體即為二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼雙子表面活性劑。

(2)稱取步驟(1)制備的二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼雙子表面活性劑，溶解于6mol/L含飽和ZnO的KOH溶液中，使二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼雙子表面活性劑在溶液中的濃度為0.7mmol/L，充分混合，即制得含有二-（對(duì)-（N,N,N-十二烷基二甲氨基溴化銨）苯甲醛）縮肼雙子表面活性劑的堿性鋅電池電解液。