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
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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