[發明專利]一種蒽醌-2-羧酸銅/石墨烯納米復合物及制備與應用

在審

• 申請號: 202010175477.9
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111403736A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 林耿忠;曾榮華;邱景偉;劉祖妍;陳木娟
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/60;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于鋰離子電池材料領域，公開了一種蒽醌?2?羧酸銅/石墨烯納米復合物及制備與應用。將蒽醌?2?羧酸加入到溶劑中攪拌溶解均勻，然后滴加硝酸銅溶液攪拌回流反應，得到CuAQC；將CuAQC經研磨后與石墨烯分散到溶劑中，然后依次經球磨和超聲處理，得到均勻的混合分散液；最后經鼓風干燥共沉淀，得到蒽醌?2?羧酸銅/石墨烯納米復合物。本發明方法采用簡單球磨與鼓風干燥共沉淀將蒽醌?2?羧酸銅鹽配合物與石墨烯進行復合，所得復合物具有以石墨烯包覆棒狀蒽醌?2?羧酸銅鹽配合物的特征結構。其作為鋰離子電池正極材料的電化學性能優異。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池材料領域，具體涉及一種蒽醌-2-羧酸銅/石墨烯納米復合物及制備與應用。

背景技術

受限于礦產資源和環境污染的問題，生產一種可再生和可持續的鋰離子電池電極材料是市場迫切需要的。有機材料具有成本低、可降解、可再生、環境友好、較高的理論容量、結構多樣性和安全性等特點，近幾年來一直是鋰離子電極材料研究者關注的焦點。

蒽醌-2-羧酸的羧基配位能力強，而且由于具有三個芳香環形成剛性的有機骨架，在制備過程中相較于脂肪酸配體(脂肪酸鏈三維空間上交叉導致孔道塌陷導致孔隙率降低)具有較強的可控性，使羧酸鹽的穩定性提高。其與Cu進行配位，形成金屬有機框架材料(MOFs)，不僅能夠有效抑制有機配體在有機溶劑中溶解，并且這類活性金屬離子能在充放電過程中可以發生價態變化達到提高材料比容量的效果。使得蒽醌-2-羧酸銅鹽配合物的理論比容量接近236mA h/g。其具有較低的溶解度以及較好的循環性能，是一個比較有前景的有機正極材料。但是，與其他所有的有機材料一樣，蒽醌-2-羧酸銅鹽配合物存在電導性較差的問題([1]Shimizu A,Kuramoto H,Tsujii Y,et al.Introduction of TwoLithiooxycarbonyl Groups Enhances Cyclability of Lithium Batteries withOrganic Cathode Materials[J].Journal of Power Sources,2016,260:211-217.[2]王維坤,張勇勇,王安邦等.鋰電池正極材料1,4,5,8-四羥基-9,10-蒽醌的電化學性能[J].物理化學學報,2010,26(1)：47-50)。