[发明专利]亚酞菁化合物、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种亚酞菁类化合物、制备方法和该化合物在锂/亚硫酰氯电池中的应用。

背景技术

锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池作为一种绿色高效能化学电源，具有比能量高、体积小、放电电压高和放电平台稳定等优点，已被广泛应用于工业生产，航空航天以及日常生活等各个领域。近年来随着能源消耗日益加剧，以及人们对于清洁能源的不断追求，该电池的研究成为了广泛关注的焦点，其不仅具有重要的经济价值，同时更体现节能减排的社会意义。

就目前Li/SOCl₂电池生产而言，世界上许多电池厂商均有销售各种规格锂/亚硫酰氯电池，其中一些成熟产品在电池容量，放电平稳性以及一致性等技术指标方面已较为优秀。但是，在实际应用中发现该电池有两个方面比较突出的问题，即“电压滞后”和“安全性能”。所以，严重制约了锂/亚硫酰氯电池被广泛应用。对于这些问题的解决，集中在制备先进正极材料，优化电解液，降低阻抗改进设计工艺等方面；但存在着研发周期长，设备工艺要求高，效费比较低等不足。如果要使电池得到更广泛的应用市场，仍需进一步解决这些问题。

亚酞菁于1972年由A.Meller等人首先合成，并于2年后由Kietaibl用X射线衍射方法确定了其分子结构；这是一种由3个异吲哚啉单元构成的，具有14-π电子共轭体系的有机大环化合物，在广义上可以认为是酞菁的同分异构体。对亚酞菁的广泛研究始于上世纪90年代，主要集中在光学方面所具有的良好属性，鉴于光电属性在物理学上有很多通性，且亚酞菁具有较好的热与化学稳定性，这使得其具备了作为电池催化剂的基本属性。

发明内容

本发明一方面涉及一种亚酞菁化合物，其结构如下式所示。

其中所述的R₁选自H，NO₂，CH₃，CH₃CH₂，CH₃CH₂CH₂，OCH₃，F，Cl，Br之一，R₂＝R₃＝R₄＝H，R₅＝Br，Cl之一；或者R₁＝R₂＝NO₂，CH₃，CH₃CH₂，CH₃CH₂CH₂，OCH₃，F，Cl，Br之一，R₃＝R₄＝H，R₅＝Br，Cl之一；或者R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝NO₂，CH₃，CH₃CH₂，CH₃CH₂CH₂，OCH₃，F，C l，Br之一，R₅＝Br，C l之一；

其中R₅＝S或者O；R₆选自H，NO₂，F，Cl，Br，COOH，COOCH₂，Ph，Py，OH，CH₃，CH₃CH₂，CH₃CH₂CH₂，OCH₃之一。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的化合物选自(轴向)氯代亚酞菁，(轴向)氯代硝基亚酞菁，(轴向)苯氧基取代亚酞菁及(轴向)对硝基苯氧基取代(硝基)亚酞菁。

在本发明的另一方面，还涉及上述化合物的制备方法，其特征在于包括如下两个步骤：

其中，BCl₃/BBr₃代表BCl3和/或BBr3；所述的步骤(2)中的溶剂为芳香族溶剂：甲苯，二甲苯，氯苯，三氯苯，硝基苯或者氯萘等；所述的催化剂为三乙胺或吡啶。