含成對碳氮雙 鍵的雜環(huán)化合物，上述式(2)結(jié)構(gòu)式的含成對碳氮雙鍵的雜環(huán)化合物同樣可用作蓄電池裝 置用的電極活性材料。
[0034] 基于上述含成對碳氮雙鍵的雜環(huán)化合物，本發(fā)明還提供由上述式（1)和式(2)演變 而成的如下所示的結(jié)構(gòu)式(3)~(6)。
[0035] 優(yōu)選地，本發(fā)明提供一種蓄電池裝置用的電極活性材料，其中，具有下述式(3)所 示的結(jié)構(gòu)：
式(3)中，Χ，Υ分別為碳原子，氮原子;Ri~R6均為氨原子、面原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。其中，Ri~Rs亦可W全部為氨原子。
[0036] 優(yōu)選地，本發(fā)明提供一種蓄電池裝置用的電極活性材料，其中，具有下述式(4)所 示的結(jié)構(gòu)：
式(4)中，Χ，Υ分別為碳原子，氮原子;Ri~R6均為氨原子、面原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。其中，Ri~Rs亦可W全部為氨原子。
[0037] 優(yōu)選地，本發(fā)明提供一種所述蓄電池裝置用的電極活性材料，其中，具有下述式 巧)所示的結(jié)構(gòu)：
式巧）中，Χ，γ分別為碳原子，氮原子;Ri~R6均為氨原子、面原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。其中，Ri~Rs亦可W全部為氨原子。
[0038] 優(yōu)選地，本發(fā)明提供一種所述蓄電池裝置用的電極活性材料，其中，具有下述式 (6)所示的結(jié)構(gòu)：
式(6)中，Χ，Υ分別為碳原子，氮原子;Ri~R6均為氨原子、面原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。其中，Ri~Rs亦可W全部為氨原子。
[0039] 基于上述蓄電池裝置用的電極活性材料，本發(fā)明還提供一種蓄電池裝置，所述蓄 電池裝置包括正極、負極和電解質(zhì)，其中，所述正極和負極中的至少一個含有如上任一項所 述的蓄電池裝置用的電極活性材料。本發(fā)明的蓄電池裝置用的電極活性材料不含有重金 屬，不會向環(huán)境排放重金屬污染，也不受貴金屬資源日益匿乏的限制。此外，本發(fā)明所述含 碳氮雙鍵的雜環(huán)化合物比重比常規(guī)的無機金屬輕，因此，使用本發(fā)明含碳氮雙鍵的雜環(huán)化 合物作為電極活性材料的蓄電池裝置的整體重量更輕。
[0040] 優(yōu)選地，本發(fā)明含有所述的蓄電池裝置用的電極活性物質(zhì)作為正極，含有具有儲 存和釋放裡/鋼離子能力的電極活性物質(zhì)作為負極，含有陰離子和陽離子構(gòu)成的鹽作為電 解質(zhì)。
[0041] 優(yōu)選地，本發(fā)明含有所述的蓄電池裝置用的電極活性物質(zhì)作為負極，含有具有儲 存和釋放裡/鋼離子能力的電極活性物質(zhì)作為正極，含有陰離子和陽離子構(gòu)成的鹽作為電 解質(zhì)。
[0042] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述電解質(zhì)為固體電解質(zhì)或有機溶液的液體電解質(zhì)。
[0043] 下面通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0044] 實施例1 按W下方式合成氨基官能團化的吩嗦類衍生物A-3。
[0045] 按摩爾比為1:5稱取2,5-二徑基-1,4-苯釀0.42克和鄰苯二胺1.62克，均勻混合并 充分娠磨。隨后混合物在160°C的氮氣保護條件下反應(yīng)化。冷卻至室溫后，所得粗產(chǎn)物在丙 酬溶液中超聲30分鐘，隨后抽濾并用丙酬洗涂固體產(chǎn)物多次，干燥，得到0.77克藍紫色粉末 產(chǎn)物。
[0046] 產(chǎn)物A-3的紅外傅里葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜圖見圖4,產(chǎn)物A-3的核磁共振氨譜圖見圖 5。
[0047] lHNMR(DMS0*d6)S(ppm):9.67(s，2H)，7.6-7.8(m，2H)，7.3-7.5(m，2H)，6.56-6.68(m，2H)，6.44-6.55(m，2H)，6.34(s，2H);MS 化r): 284; FTIR: ：M50，3200，2958，2860，1590，1550，1498，1480，1420，1285，1201，1105，730cm-i。 [004引 W制備得到的藍紫色粉末產(chǎn)物為活性物質(zhì)，Super P(超級炭）為導(dǎo)電劑，PVDF(聚 偏氣乙締)做粘結(jié)劑，NMP(N-甲基-2-化咯燒酬)為溶劑調(diào)成料漿涂于侶錐上作成電極極片。 W金屬裡片為對電極，電解液濃度為Imol/L的橫酷亞胺鹽(如LiTFSI的酸類電解液），玻璃 纖維隔膜，在充滿氣氣的手套箱中組裝成扣式電池，進行電化學(xué)測試。如圖6~圖8所示，電池 在電壓為1.1-3.4V的測試下，0.2C時首次充放電容量超過200mAh/gD0. 2C充放電30圈，放電 容量仍維持在150mAh/g左右。由此可知，吩嗦類衍生物A-3具備作為電極活性材料的能力， 能用作蓄電池裝置用的電極活性材料。
[0049]綜上所述，本發(fā)明的一種蓄電池裝置用的電極活性材料及其蓄電池裝置，本發(fā)明 的蓄電池裝置用的電極活性材料為含成對碳氮雙鍵的雜環(huán)化合物，該含成對碳氮雙鍵的雜 環(huán)是共輛結(jié)構(gòu)，具有導(dǎo)電性更優(yōu)越的大η骨架，從而得到導(dǎo)電性能出色的蓄電池裝置用的電 極活性材料，有效解決電極活性材料導(dǎo)電性差與穩(wěn)定性差的問題，且可大幅度提高電極材 料的理論容量與電池的能量密度。本發(fā)明的蓄電池裝置用的電極活性材料不含有重金屬， 不會向環(huán)境排放重金屬污染，也不受貴金屬資源日益匿乏的限制。此外，含成對碳氮雙鍵的 雜環(huán)化合物的比重比常規(guī)的無機重金屬輕，因此，使用本發(fā)明含碳氮雙鍵的雜環(huán)化合物作 為電極活性材料的蓄電池裝置的整體重量更輕。
[0050]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可 W根據(jù)上述說明加 W改進或變換，所有運些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保 護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種蓄電池裝置用的電極活性材料，其特征在于，具有下述式(1)所示的結(jié)構(gòu)：式（1)中，Χ，γ分別為碳原子，氮原子;Ri~R7均為氫原子、鹵原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。2. -種蓄電池裝置用的電極活性材料，其特征在于，具有下述式(2)所示的結(jié)構(gòu)：式(2)中，X，Y分別為碳原子，氮原子;RpR7均為氫原子、鹵原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池裝置用的電極活性材料，其特征在于，具有下述式(3) 所示的結(jié)構(gòu)：式(3)中，Χ，Υ分別為碳原子，氮原子;RpR6均為氫原子、鹵原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池裝置用的電極活性材料，其特征在于，具有下述式(4) 所示的結(jié)構(gòu)：式(4)中，X，Y分別為碳原子，氮原子;RpR6均為氫原子、鹵原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池裝置用的電極活性材料，其特征在于，具有下述式(5) 所示的結(jié)構(gòu)：式(5)中，Χ，Υ分別為碳原子，氮原子;RpR6均為氫原子、鹵原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池裝置用的電極活性材料，其特征在于，具有下述式(6) 所示的結(jié)構(gòu)：式(6)中，Χ，Υ分別為碳原子，氮原子;RpR6均為氫原子、鹵原子、具有取代基的碳原子、 具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙 鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子 中的一種。7. -種蓄電池裝置，所述蓄電池裝置包括正極、負極和電解質(zhì)，其特征在于，所述正極 和負極中的至少一個含有如權(quán)利要求1-6任一項所述的蓄電池裝置用的電極活性材料。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電池裝置，其特征在于，含有所述的蓄電池裝置用的電極活 性物質(zhì)作為正極，含有具有儲存和釋放鋰/鈉離子能力的電極活性物質(zhì)作為負極，含有陰離 子和陽離子構(gòu)成的鹽作為電解質(zhì)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電池裝置，其特征在于，含有所述的蓄電池裝置用的電極活 性物質(zhì)作為負極，含有具有儲存和釋放鋰/鈉離子能力的電極活性物質(zhì)作為正極，含有陰離 子和陽離子構(gòu)成的鹽作為電解質(zhì)。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電池裝置，其特征在于，所述電解質(zhì)為固體電解質(zhì)或有機 溶液的液體電解質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種蓄電池裝置用的電極活性材料及其蓄電池裝置，其中，具有下述式（1）所示的結(jié)構(gòu)：（1）式（1）中，X，Y分別為碳原子，氮原子；R1~R7均為氫原子、鹵原子、具有取代基的碳原子、具有取代基的氧原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的硫原子、具有取代基的碳氧雙鍵、具有取代基的碳硫雙鍵、具有取代基的芳環(huán)、具有取代基的雜環(huán)、具有取代基的高分子中的一種。本發(fā)明的蓄電池裝置用的電極活性材料不含有重金屬，不會向環(huán)境排放重金屬污染，也不受貴金屬資源日益匱乏的限制。含成對碳氮雙鍵的雜環(huán)化合物的比重比常規(guī)的無機重金屬輕，使用含碳氮雙鍵的雜環(huán)化合物作為電極活性材料時蓄電池裝置的整體重量有所減輕。
【IPC分類】H01M4/36, H01M4/60, H01M10/058, H01M4/62
【公開號】CN105489861
【申請?zhí)枴緾N201511005659
【發(fā)明人】蘇陳良
【申請人】深圳大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月29日