[發(fā)明專利]基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010418812.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111599978B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林宗瓊;翁潔娜;霍峰蔚;劉玉琴;黃維;史兆鑫;席喬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/02
• 分類號(hào): H01M4/02;H01M4/60;H01M10/36;H01M10/48
• 代理公司: 西安匠星互智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61291
• 代理人: 屠沛

1.一種基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極，其特征在于以吡嗪稠環(huán)芳烴為銨離子存儲(chǔ)材料，在銨離子水系電解質(zhì)溶液和大氣環(huán)境中即可實(shí)現(xiàn)銨離子的電化學(xué)插入和脫出；所述的吡嗪稠環(huán)芳烴的芳烴分子中至少含有一個(gè)吡嗪?jiǎn)卧覟槌憝h(huán)結(jié)構(gòu)；所述的銨離子水系電解質(zhì)溶液為以硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨、氟化銨、碘化銨、溴化銨、三氟甲磺酸銨中的一種或多種配制而成的水溶液，且其中銨鹽的濃度為0.1M-21M。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極，其特征在于所述的吡嗪稠環(huán)芳烴包括但不限于以下結(jié)構(gòu)通式的一種：

結(jié)構(gòu)通式中Ar基團(tuán)包括芳烴和雜環(huán)芳烴，其中Ar1、Ar2和Ar3基團(tuán)可以相同也可以不同；R基團(tuán)包括H、鹵素、烷基、鹵代烷基、氨基、羥基、烷氧基、巰基、酯基、酰基、氰基、磺酸基、芳烴、雜環(huán)芳烴，其中R1和R2基團(tuán)可以相同也可以不同。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極，其特征在于所述的芳烴為單環(huán)或稠環(huán)芳烴，包括但不限于苯、萘、蒽、菲、芘、苝、芴及其含取代基的衍生物。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極，其特征在于所述的雜環(huán)芳烴為單環(huán)或稠環(huán)雜環(huán)芳烴，包括但不限于吡咯、呋喃、噻吩、噻唑、二唑、三唑、吡啶、嘧啶、噠嗪、吡嗪、喹啉、異喹啉、喹喔啉、酞嗪、苯并噻唑、苯并二唑、菲羅啉、咔唑、磷芴、硅芴、吩噻嗪及其含取代基的衍生物，所述的取代基包括但不限于鹵素、烷基、鹵代烷基、氨基、羥基、烷氧基、巰基、酯基、酰基、氰基、磺酸基、芳香基或雜環(huán)芳香基。

5.一種基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極的制備方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將吡嗪稠環(huán)芳烴化合物與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑混合均勻，形成電極漿料；吡嗪稠環(huán)芳烴化合物、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比例為6:3:1-9:0:1；

步驟2：將上述混合均勻的電極漿料涂覆在集流體上，形成極片；

步驟3：將上述極片置于真空烘箱中烘烤干燥，干燥溫度為25～200℃，干燥時(shí)間為1～36h。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極的制備方法，其特征在于所述的溶劑為有機(jī)溶劑包括但不限于去離子水以及N-吡咯烷酮、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺。

7.一種基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極的測(cè)試方法，其特征在于在三電極體系中進(jìn)行的，所述的三電極體系制備和組裝過(guò)程如下：

步驟1：以活性炭與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合制備活性炭對(duì)電極極片；

步驟2：用隔膜材料將制備的基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極和活性炭對(duì)電極極片隔開(kāi)，放入電池殼中，注入銨離子水系電解質(zhì)溶液中的一種作為電解液；

步驟3：插入?yún)⒈入姌O；

步驟4：進(jìn)行電池性能測(cè)試。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于吡嗪稠環(huán)半導(dǎo)體的水系銨離子電池電極的測(cè)試方法，其特征在于所述的參比電極包括但不限于Ag/AgCl電極、甘汞電極。