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专利号: 2019107124135
申请人: 河南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-4, 8-二酮锂氧电池电解液,其特征在于,制备过程如下:将苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-4, 8-二酮、锂盐溶于有机溶剂中得到电解液;苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-4, 8-二酮、锂盐在有机溶剂中的浓度分别为0.05 25 mmol/L和1~ ~

4 mol/L;所述的锂盐为六氟磷酸锂、四氟磷酸锂、高氯酸锂、六氟合砷(V)酸锂、三氟甲磺酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、或双乙二酸硼酸锂中的一种或几种,所述的有机溶剂选自乙二醇二甲醚,四乙二醇二甲醚,N, N-二甲基乙酰胺,二甲基亚砜,丁酮,二氧五环,四氢呋喃或1-甲基咪唑中一种或几种。

2.利用权利要求1所述的苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-4, 8-二酮锂氧电池电解液制备锂氧电池的方法,其特征在于,选用锂为负极,负载有碳材料、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属硫化物、金属磷化物或金属硒化物材料的导电基底为正极,正极和负极之间被吸附有苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-4, 8-二酮锂氧电池电解液的隔膜隔开,组装好后并进行封装,即得。

3.根据权利要求2所述制备锂氧电池的方法,其特征在于,碳材料为碳纸、碳布、碳纳米管、石墨烯和碳黑中的一种或几种,金属氧化物为MnO2、Co3O4、Fe2O3、V2O5和NiO中的一种或几种,金属碳化物为碳化钨或碳化钼,所述金属氮化物为氮化钨或氮化钼,所述金属硫化物为硫化钼或硫化铁,所述金属磷化物为磷化钴、磷化铁、磷化硒或磷化镍。

4.根据权利要求3所述制备锂氧电池的方法,其特征在于,当正极为负载有α-MnO2的碳纸电极时,具体制备过程如下:将307 mg高锰酸钾搅拌下溶于35 ml去离子水中,然后加入

500μl浓盐酸搅拌形成前驱体溶液,然后转移至聚四氟乙烯的内衬高压釜中,一片1 cm2碳纸垂直固定在反应釜中,密封,140 ℃水热反应8 h,自然冷却至室温,去离子水冲洗后,300 ℃空气条件下处理2 h,得到负载有α-MnO2的碳纸电极。

5.根据权利要求2所述制备锂氧电池的方法,其特征在于,所述负载碳材料正极的制备过程如下:将碳纳米管、聚合物粘结剂均匀混合在N-甲基-2-吡咯烷酮中,然后涂覆在导电基底上,真空干燥即得。

6.根据权利要求5所述制备锂氧电池的方法,其特征在于,碳纳米管占碳纳米管、聚偏氟乙烯二者总重的5 90 wt%。

~

7.根据权利要求2所述制备锂氧电池的方法,其特征在于,所述隔膜为玻璃纤维多孔膜、聚合物纤维多孔膜。

8.权利要求2至7所述的制备方法得到的锂氧电池。

9.苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-4, 8-二酮在锂氧电池中的应用,其特征在于,放电时首先从电极表面接受电子变成BDTD-,然后与锂离子结合形成BDTDLi, BDTDLi还原溶液中的氧气生成BDTDLiO2中间体, BDTDLiO2被另一分子的BDTDLi还原或两分子BDTDLiO2歧化生成Li2O2,同时再生BDTD继续从电极表面得到电子还原溶液中氧气,如此反复,其中,苯并[1,

2-b:4,5-b']二噻吩-4, 8-二酮简称BDTD。