[发明专利]一种蓄电池装置用的电极活性材料及其蓄电池装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，尤其涉及一种蓄电池装置用的电极活性材料及其蓄电池装置。

背景技术

近年来，随着电子设备如移动电话、便携式个人计算机、游戏机等的迅速普及，作为这些电子设备的电源，蓄电池的需求日益增加，对其的研究与应用也越来越受到重视。开发新型电极材料、提高蓄电池的能量密度成为蓄电池技术取得突破的一个重要方向。如今，在诸多的新型锂电池候补技术群中，含有机电极活性材料的蓄电池倍受瞩目，即以能够可逆进行氧化还原的有机化合物为电极的活性材料。其优势在于，1）理论容量最大可达到近900mAh/g；2）不使用重金属，可降低稀有金属资源匮乏、重金属造成环境污染的风险；3）量轻，资源限制少。其缺点在于:1)单位体积的能量密度比较低；2)作正极时锂电位偏低，大多只有2～3.5V；因此，要想实现与目前的锂离子充电电池相同的能量密度，需要开发和设计新型的容量具有高能量密度的有机分子。

目前，醌类有机化合物是已经知道的能作为电极活性材料的例子之一。醌类有机化合物是指通常在有机化合物内含有两个酮基且共轭（C=O）的有机小分子或者有机高聚物。但是醌类有机化合物作为电极活性材料时电位较低，大多只有2～3.5V；作为电极活性材料往往由于理论容量偏低，难以得到理想的电池能量密度，且导电性与稳定性相对较差。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种蓄电池装置用的电极活性材料及其蓄电池装置，旨在解决现有电极活性材料电位较低，难以得到理想的电池能量密度及导电性与稳定性相对较差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种蓄电池装置用的电极活性材料，其中，具有下述式（1）所示的结构：

（1）

式（1）中，X，Y分别为碳原子，氮原子；R₁~R₇均为氢原子、卤原子、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、具有取代基的碳氧双键、具有取代基的碳硫双键、具有取代基的芳环、具有取代基的杂环、具有取代基的高分子中的一种。

一种蓄电池装置用的电极活性材料，其中，具有下述式（2）所示的结构：

（2）

式（2）中，X，Y分别为碳原子，氮原子；R₁~R₇均为氢原子、卤原子、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、具有取代基的碳氧双键、具有取代基的碳硫双键、具有取代基的芳环、具有取代基的杂环、具有取代基的高分子中的一种。

所述的蓄电池装置用的电极活性材料，其中，具有下述式（3）所示的结构：

（3）

式（3）中，X，Y分别为碳原子，氮原子；R₁~R₆均为氢原子、卤原子、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、具有取代基的碳氧双键、具有取代基的碳硫双键、具有取代基的芳环、具有取代基的杂环、具有取代基的高分子中的一种。

所述的蓄电池装置用的电极活性材料，其中，具有下述式（4）所示的结构：

（4）

式（4）中，X，Y分别为碳原子，氮原子；R₁~R₆均为氢原子、卤原子、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、具有取代基的碳氧双键、具有取代基的碳硫双键、具有取代基的芳环、具有取代基的杂环、具有取代基的高分子中的一种。

所述的蓄电池装置用的电极活性材料，其中，具有下述式（5）所示的结构：

（5）

式（5）中，X，Y分别为碳原子，氮原子；R₁~R₆均为氢原子、卤原子、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、具有取代基的碳氧双键、具有取代基的碳硫双键、具有取代基的芳环、具有取代基的杂环、具有取代基的高分子中的一种。

所述的蓄电池装置用的电极活性材料，其中，具有下述式（6）所示的结构：

（6）