[發明專利]一種氮雜芳環有機材料、正極電極、電池及制備方法

在審

• 申請號: 202210988515.1
• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115353520A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 成會明;韓翠平;李森林;李美霖
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳理工大學（籌）
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22;H01M4/13;H01M4/139;H01M4/60;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 劉建偉

1.一種氮雜芳環有機材料，其特征在于，具有如下結構式：

2.一種如權利要求1所述的氮雜芳環有機材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

在空氣中或惰性氣體保護下，將2，3-二氨基酚嗪和環己六酮溶解于混合液體中，得到混合溶液，所述混合液體包括有機溶劑和乙酸；

在100℃～160℃溫度下，將所述混合溶液冷凝回流6～36小時，然后停止加熱，冷凝至室溫，提取反應后的固體，并將所述固體清洗、干燥后得到固定反應物；

在所述固體反應物中加入硝酸溶液中并反應1-6小時，冷卻后分離產物，并將所述產物經清洗、干燥后即可獲得所述氮雜芳環有機材料。

3.如權利要求2所述的氮雜芳環有機材料的制備方法，其特征在于，在空氣中或惰性氣體保護下，將2，3-二氨基酚嗪和環己六酮溶解于混合液體中，得到混合溶液的步驟中，所述惰性氣體為Ar或N₂。

4.如權利要求2所述的氮雜芳環有機材料的制備方法，其特征在于，在空氣中或惰性氣體保護下，將2，3-二氨基酚嗪和環己六酮溶解于混合液體中，得到混合溶液的步驟中，所述2，3-二氨基酚嗪與所述環己六酮的質量比≥2。

5.如權利要求2所述的氮雜芳環有機材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑包括乙腈、氮甲基吡咯烷酮或乙醇中的至少一種。

6.如權利要求2所述的氮雜芳環有機材料的制備方法，其特征在于，在100℃～160℃溫度下，將所述混合溶液冷凝回流6～36小時，然后停止加熱，冷凝至室溫，提取反應后的固體，并將所述固體清洗、干燥后得到固定反應物的步驟中，所述提取為通過抽濾或者離心的方式提取，所述清洗為采用丙酮、水和乙醇依次清洗。

7.如權利要求2所述的氮雜芳環有機材料的制備方法，其特征在于，在所述固體反應物中加入硝酸溶液中并反應1-6小時，冷卻后分離產物，并將所述產物經清洗、干燥后即可獲得所述氮雜芳環有機材料的步驟中，所述硝酸溶液的濃度為20～50％，所述反應的溫度為140～170℃。

8.如權利要求2所述的氮雜芳環有機材料的制備方法，其特征在于，在所述固體反應物中加入硝酸溶液中并反應1-6小時，冷卻后分離產物，并將所述產物經清洗、干燥后即可獲得所述氮雜芳環有機材料的步驟中，所述清洗為采用丙酮、水和乙醇依次清洗，所述干燥為真空干燥或冷凍干燥。

9.一種電池正極，其特征在于，包括權利要求1所述的氮雜芳環有機材料及導電碳，所述氮雜芳環有機材料的質量百分比50wt％～90wt％，所述導電碳的質量百分比為10wt％～40wt％。

10.如權利要求9所述的電池正極，其特征在于，還包括粘結劑，所述粘結劑的百分比含量不超過10wt％。

11.一種如權利要求9或10所述的電池正極的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

按上述質量比，將所述氮雜芳環有機材料、所述導電碳和/或所述粘結劑在有機溶劑中混合成粘稠狀物；

將所述粘稠狀物涂布在集流體碳布或者碳紙上，在60-110℃的溫度下真空干燥12～24小時；

將干燥后的所述粘稠狀物裁減至合適大小作為電池正極。

12.一種電池，其特征在于，包括權利要求9所述的電池正極，所述電池正極包括氮雜芳環有機材料及導電碳，所述氮雜芳環有機材料的質量百分比50wt％～90wt％，所述導電碳的質量百分比為10wt％～40wt％。

13.如權利要求12所述的電池，其特征在于，還包括電池負極，所述的電池負極包括金屬或者金屬化合物，所述金屬為鋅，所述金屬化合物包括鋅銅合金、鋅錫合金、鋅鋁合金。