专利名称:一种新型醌类化合物及其制备方法
技术领域:
本发明涉及一种新型有机化合物及其制备方法。该化合物可用于高比能电池的正极材料,也可用于光电器件材料。
背景技术:
近年来,锂离子电池因其高比能量和良好的循环性能而被广泛应用,对用于正极材料的无机过渡金属化合物的研究也成为热点。而从可持续发展的角度看,这类正极材料用于未来的电源尚有如下缺点一是理论比容量偏低,二是原料在自然界中储量有限, 三是其中有的重金属元素污染环境。相对无机材料而言,原料取材于自然界的有机物正极材料则可有理论比容量高、原料丰富、环境友好的优点,因此逐渐受到关注(Armand,Μ.; Tarascon, J. Μ. Nature,2008,451 :652 ;Gall, Τ. L. ;Reiman, K. H. ;Grossel, Μ. C. ;Owen, J. R. J. Power Sources,2003,119—121 :316)。醌类化合物可以快速可逆地得失电子,是一种良好的储能材料。其电化学反应机制是放电时每个羰基上的氧原子得一个电子,同时嵌入锂离子生成烯醇锂盐;充电时锂离子脱出,羰基还原,通过羰基和烯醇结构之间的转换实现锂离子可逆地嵌入和脱出 (Song, Ζ. ;Zhan, H. ;Zhou, Y. Chem. Commun. , 2009 :448 ;Tarascon, J. Μ. ;Armand, Μ. Nature, 2001,414 35 Jeftic, L. ;Manning, G. J. Electroanal. Chem.,1970,26 :195)。该类化合物往往具有良好的晶体结构,可方便锂离子的脱嵌,因此循环性能较好。由于在醌类化合物中起氧化还原作用的官能团为羰基,其含量越多,材料的容量越高。此外作为电极材料,希望其在电解液中的溶解度小,以保证在充放电循环过程中电极结构的稳定,提高电池的循环性能。基于以上考虑,我们设计并制备了一种新型多醌化合物,该化合物具有下列结构式
权利要求
1. 一种新型醌类化合物及其制备方法,其特征是该化合物的结构式为
2.根据权利要求1所述的新型醌类化合物及其制备方法,其特征是溶剂为二甲基亚砜,乙腈,N-甲基吡咯烷酮,N, N- 二甲基甲酰胺,环丁砜,乙酸乙酯或石油醚。
3.根据权利要求1所述的新型醌类化合物及其制备方法,其特征是反应催化剂为 (NH4)2S2O8, H2O2,KMnO4, FeCl3, MnO2, KClO3, HClO4, AlCl3, PbO2, SnCl4 或 Na2&03。
全文摘要
本发明涉及一种新型醌类化合物及其制备方法。其结构式为其中n=4~28;以1,4,5,8-四羟基-9,10-蒽醌为原料,与催化剂在溶剂中经过一步反应制备出一种多醌低聚物。该低聚物可用于高比能电池的正极材料,也可用于光电器件材料。该制备方法简单易行,无需提纯即可得到纯净产物,产率高达80%以上。
文档编号C07C50/36GK102311534SQ20101021387
公开日2012年1月11日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者余仲宝, 杨裕生, 王安邦, 王维坤, 苑克国 申请人:中国人民解放军63971部队