CN110474051A - 一种常见染料罗丹明b作为锂离子电池有机正极材料的应用 - Google Patents

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Abstract

一种常见染料罗丹明B作为锂离子电池有机正极材料的应用属于电极材料领域。罗丹明B，不同于传统锂离子电池正极材料是无机物，本材料作为一种有机物，拥有传统无机材料虽不具有的优点，具体地，有机正极材料具有资源可再生、环境友好、电池回收方便，原材料丰富、成本低和比容量大等优点。所述正极材料的大放电平台主要有两个，主要为2.4V及2.0V，特别的，可更方便的应用于需要高电压激发常电压运行的特殊设备。另外，罗丹明B本属于一种染料，电池正极材料经过简单的回收处理后，亦可再应用于粉刷行业，且印染效果较理想。

Description

一种常见染料罗丹明B作为锂离子电池有机正极材料的应用
技术领域
本发明属于电池材料领域，具体地，涉及一种有机的锂离子电池正极材料，即有机物罗丹明B作为锂离子电池有机正极材料。另外，罗丹明B本属于一种染料，电池正极材料经过简单的回收处理后，亦可再应用于特定印染粉刷行业，且印染效果较理想。
背景技术
锂离子电池是一种高新技术产品，同时也是一种新型高容量长寿命环保电池，由正负极板、固体电解质组成，对于正极其组分主要是活性材料、导电剂及粘结剂。产品性能卓越，主要用于电动车、电动工具、太阳能光伏及风力发电储能系统、智能电网储能系统、移动通讯基站、化工、医院、安防照明、矿山安全设备、便携设备、数码产品等多种领域。
为了克服上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题主要是寻找一种合成方法简单、工艺控制性好、生产成本低、环境友好等，能大规模应用于工业化生产的锂离子电池正极材料；另外寻找且较易回收或梯级利用的正极材料；来弥补传统无极正极材料的一些缺点。
因此，为了满足大规模电能储存需求、能够实现绿色可持续发展，必须开发新型锂离子电池正极材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题主要是寻找到了一种合成方法简单、工艺控制性好、生产成本低、环境友好等，能大规模应用于工业化生产的锂离子电池有机正极材料；另外本材料是较易回收和梯级利用的；弥补了传统无机正极材料的一些缺点。
本发明提供一种锂离子电池有机正极材料，该锂离子电池有机正极材料采用罗丹明B作为活性物质，不同于传统锂离子电池正极材料是无机物，本材料作为一种有机物，拥有传统无机材料虽不具有的优点，具体地，有机正极材料具有资源可再生、环境友好、电池回收方便，原材料丰富、成本低和比容量大等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
罗丹明B作为锂离子电池有机正极材料的应用；
具体的，按照活性物质：导电剂：粘接剂质量比为4:5:1，称量活性物质罗丹明B即C28H31ClN2O3粉末，导电剂乙炔黑加入玛瑙研钵中，研磨1分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml，N-甲基吡咯烷酮溶液浓度为20mg/ml，继续研磨20分钟，然后涂于铝箔上制备C28H31ClN2O3电极片；
对极片真空干燥处理后，将制备的电极片在氩气手套箱中组装电池，C28H31ClN2O3电极片为工作电极，金属锂为对电极，玻璃纤维为隔膜；电池使用的电解液溶质是六氟磷酸锂(LiPF6)，浓度为1M；电解液溶剂是碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二甲酯(DMC)按照体积比为1:1的混合物。
罗丹明B作为电池正极材料经过的溶解、沉淀、过滤、萃取处理后，再应用于印染粉刷行业。
有机物罗丹明B作为锂离子电池正极材料，其特征在于，放电平台稍异于大部分有机正极材料，所述正极材料的大放电平台有两个，主要为2.4V及2.0V，特别的，可更方便的应用于需要高电压激发常电压运行的特殊设备。
有机物罗丹明B作为锂离子电池正极材料，不同于传统无机锂离子电池正极材料，本材料作为有机物，拥有传统无机正极材料虽不具有的优点，具体地，有机正极材料具有资源可再生、环境友好、电池回收方便，原材料丰富、成本低和比容量大等特点。
罗丹明B作为锂离子电池有机正极材料，其放电比容量可达到108.12mAh/g，且前期循环稳定性能较好，放电电压稳定，平台较平。
该正极材料的活性物质为罗丹明B，所述罗丹明B的化学组成为C28H31ClN2O3。
锂离子电池有机正极材料，其化学结构式：
本发明的有益效果是：
1、根据目前锂离子电池正极材料开发的状况分析，锂离子的正极材料开发惯性思维地局限在无机锂离子正极材料领域，本发明开发了一种有机物正极材料，拓宽了锂离子正极材料开发的研究领域和研究方向。
2、本发明开发的罗丹明B有机正极材料，经过简单处理后便可再次用于印染粉刷行业，既环保又经济。
3、本发明开发的罗丹明B正极材料，具有合成方法简单，生产成本低，工艺控制性好，具有大规模发展的能力和空间。
4、本发明开发的罗丹明B锂离子正极材料，可以采用储量丰富的可再生原料加以合成，并且该种锂离子有机电池材料无毒，因此具有环境友好，可持续性发展能力。
5、本发明开发的罗丹明B锂离子正极材料，具有较高的质量比容量。所述锂离子电池正极材料的放电比容量可达到108.12mAh/g。
6、本发明开发的罗丹明B锂离子正极材料，该锂离子电池有机正极材料嵌锂/脱锂反应电位相对较高。可以提高该锂离子正极材料的能量密度。
附图说明：
图1为C28H31ClN2O3粉末(未纯化)的XRD图；
图2为C28H31ClN2O3粉末为活性物质半电池的交流阻抗谱图；
图3为C28H31ClN2O3锂离子电池电极材料的恒流充放电性能图；
图4为C16H8O2S2锂离子电池电极材料的放电循环性能图。
图5为C16H8O2S2锂离子电池拆解后染料颜色效果保存图。
具体实施方式
下面结合实验事实的实施，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
活性物质：导电剂：粘接剂＝4:5:1(质量比)。称量80mg的C28H31ClN2O3粉末，100mg乙炔黑加入玛瑙研钵中，研磨1分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml(液浓度为20mg/ml)，继续研磨20分钟，然后涂于铝箔上制备C28H31ClN2O3电极片。对极片真空干燥12h处理后，将制备的电极片在氩气手套箱(MIKROUNA Universal 2440∣750，水、氧含量小于0.5ppm)中组装电池，C28H31ClN2O3电极片为工作电极，金属锂为对电极，玻璃纤维为隔膜。电池使用的电解液溶质是1M LiPF6in碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二甲酯(DMC)＝1:1Vol％。将制备的扣式电池采用深圳市新威电子设备有限公司的新威NEWARE电池检测设备(CT-3008W)来进行充放电测试。充放电电压范围为1.5-3.4V电流密度为10mA/g。

Claims (4)

1.罗丹明B作为锂离子电池有机正极材料的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，放电平台为2.4V及2.0V。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，按照活性物质：导电剂：粘接剂质量比为4:5:1，称量活性物质罗丹明B即C28H31ClN2O3粉末，导电剂乙炔黑加入玛瑙研钵中，研磨3分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml，N-甲基吡咯烷酮溶液浓度为20mg/ml，继续研磨20分钟，然后涂于铝箔上制备C28H31ClN2O3电极片；
对极片真空干燥处理后，将制备的电极片在氩气手套箱中组装电池，C28H31ClN2O3电极片为工作电极，金属锂为对电极，采用玻璃纤维隔膜；电池使用的电解液溶质是六氟磷酸锂(LiPF6)，浓度为1M；电解液溶剂是碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二甲酯(DMC)按照体积比为1:1的混合物。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，罗丹明B作为电池正极材料经过的溶解、沉淀、过滤、萃取处理后，再应用于印染粉刷行业。
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