[發明專利]一種聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質及在鹽穴電池中的應用

有效

• 申請號: 202110494536.3
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113314750B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 王慧;武奕;徐俊輝;陳留平;祝英忠;趙宇
• 申請（專利權）人: 中鹽金壇鹽化有限責任公司;杭州師范大學
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 常州至善至誠專利代理事務所(普通合伙) 32409
• 代理人: 趙旭

本發明公開了一種聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質及在鹽穴電池中的應用，將聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質作為正極活性物質或/和負極活性物質應用于鹽穴電池。根據本發明實施例的聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質能夠適用于鹽穴電池，可以作為鹽穴電池中的正極活性物質和負極活性物質，使得正極活性物質和負極活性物質的含量不受交叉滲透的影響，進而使得鹽穴電池在長時間使用后，電池效率和電池容量依然能夠保持較高的水平。

技術領域

本發明屬于液流電池技術領域，具體涉及一種聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質及在鹽穴電池中的應用。

背景技術

不斷增長的能源需求使得大范圍更有效的利用一些可再生能源如風能、太陽能和潮汐能成為必要。但是可能再生能源發電具有波動性、間歇性和隨機性，使得可能再生能源發電與電網的無縫對接成為問題，而儲能是實現可再生能源高比例接入電網的必要手段。在各種儲能技術中，液流電池技術是一種很有應用前景的電池，具有容量大、安全性高、壽命長、效率高等優勢，因此是大規模儲能技術的首選。

鹽腔是地下鹽層利用水溶性開采鹽礦后的地下空穴，具有容量大、密封性能好、滲透系數小等優點，常用來儲存石油、天然氣等。液流電池需要較大的儲罐來儲存電池解液，占地面積大，利用地下鹽穴作儲罐儲存液流電池電解液，正好解決了這一問題，同時實現了鹽穴資源的綜合利用。目前發展較為成熟的液流電池主要采用的是無機類型的電解質，如釩液流電池和鋅溴液流電池等，但是面臨著強酸體系或者活性物質毒性較大等問題，對生態環境影響較大。近年來，一種有機水相液流電池，由于其電解質具有豐富的選擇，中性水相電解液既環保而且廉價，被認為是液流電池中比較有應用前景的一種。但是不管是無機液流電池還是有機液流電池，在電池長時間運行過程中都存在著兩邊電解液交叉滲透，從而影響電池效率的問題。本發明針對這一問題，提出了一種對稱型聯吡啶碘鹽雙極性活性物質，可以同時作為液流電池正極和負極活性物質，避免因為物質穿叉引起的容量損失。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。

為此，本發明提出一種聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質的應用，該活性物質性質穩定，溶解度大，具有雙極性，可以同時作為液流電池的正極活性物質和負極活性物質，能夠使電池效率不受電池兩側電解液交叉滲透的影響，進而提高電池循環穩定性。

本發明還提出一種有機水相鹽穴電池，該有機水相鹽穴電池具有較高的能量效率，對鹽穴進行合理利用，環保可靠，占地面積小。

根據本發明第一方面實施例的聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質的應用，將聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質作為正極活性物質或/和負極活性物質應用于鹽穴電池。

根據本發明一個實施例，所述聯吡啶碘鹽對稱型雙極性活性物質的制備方法包括以下步驟：S1、對4,4-聯吡啶，(3-碘丙基)膦酸二乙酯和甲苯的混合物加熱至一定的溫度并反應一段時間，反應結束后抽濾得到白色固體，即為產物A；S2、將產物A和3-碘丙醇溶于乙腈后，在一定溫度下反應一段時間，反應結束后產生灰色固體，即為產物B；S3、在產物B中加入三甲基碘硅烷和二氯甲烷，并在室溫下攪拌反應一段時間，反應結束后，加入過量異丙醇進行猝滅反應，最后經過抽濾，得到目標產物C。

根據本發明一個實施例，步驟S1中的反應溫度為80℃～150℃，反應時間為10h～48h。

根據本發明一個實施例，步驟S1中的反應物摩爾比為：4,4-聯吡啶：(3-碘丙基)膦酸二乙酯：甲苯＝1：2：5～30。

根據本發明一個實施例，步驟S2中的反應溫度為80℃～150℃，反應時間為6h～24h。

根據本發明一個實施例，步驟S2中的反應物摩爾比為：產物A：3-碘丙醇：乙腈＝1:1:3～10。

根據本發明一個實施例，步驟S3中的反應時間為3h～24h。