[发明专利]横向扩环的苯并苝六羧酸锂电极材料合成及其应用

权利要求书

1.一种横向扩环的苯并苝六羧酸锂电极材料，其特征在于：所述横向扩环的苯并苝六羧酸锂结构式为：

。

2.一种制备如权利要求1所述横向扩环的苯并苝六羧酸锂电极材料的方法，其特征在于：所述电极材料的制备方法包括以下步骤：

（1）苝-3,4,9,10-四甲酸四乙酯的合成：苝-3,4,9,10-四羧酸酐与乙醇反应生成苝-3,4,9,10-四甲酸四乙酯；

（2）苯并苝-1,2,-酸酐-4,5,10,11-四甲酸四乙酯的合成：苝-3,4,9,10-四甲酸四乙酯与马来酸酐反应生成苯并苝-1,2,-酸酐-4,5,10,11-四甲酸四乙酯；

（3）苯并苝-1,2,4,5,10,11-六甲酸三酐的合成：苯并苝-1,2,-酸酐-4,5,10,11-四甲酸四乙酯在KOH的条件下得到苯并苝-1,2,4,5,10,11-六甲酸三酐；

（4）苯并苝-1,2,4,5,10,11-六甲酸六锂的合成：苯并苝-1,2,4,5,10,11-六甲酸三酐与LiOH在甲醇溶液中反应生成苯并苝-1,2,4,5,10,11-六甲酸六锂。

3.根据权利要求2所述横向扩环的苯并苝六羧酸锂电极材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）苝-3,4,9,10-四甲酸四乙酯的合成：将4 g的苝-3,4,9,10-四羧酸酐PTCDA、20 ml碘乙烷、10 g碳酸钾和80 ml乙醇混合，在85℃反应24小时；冷却至室温后，将碘乙烷和乙醇在60℃的温度下旋转蒸发去除；随后抽滤并用大量的水洗至滤饼成中性，橘黄色物质被收集；在80℃的温度下干燥8 h得到5.2 g产物，粗产物没有进行纯化，直接用于下一步反应；

（2）苯并苝-1,2,-酸酐-4,5,10,11-四甲酸四乙酯的合成：向250 ml圆底烧瓶中加入100 g马来酸酐加热至75℃，随后加入9 g苝-3,4,9,10-四甲酸四乙酯和10 g的四氯对苯醌，最后将温度升至170℃反应36 h；冷却到100℃，将反应液倒入1000 ml乙醇和250 ml氯仿的混合液中，在室温下搅拌3 h，待析出沉淀后，抽滤，将滤饼水洗至中性；在80℃的温度下真空干燥8 h得到7.4 g棕黄色产物，粗产物没有进行纯化，直接用于下一步反应；

（3）苯并苝-1,2,4,5,10,11-六甲酸三酐的合成：将1.35 g苯并苝-1,2,-酸酐-4,5,10,11-四甲酸四乙酯、50 ml乙醇和7 g的KOH混合，置于85℃下反应12 h。冷却至室温后，反应液倒入100 ml的1 M盐酸溶液中；在室温下搅拌1 h，待析出沉淀后，抽滤，将滤饼水洗至中性；在80℃的温度下真空干燥12 h得到0.75 g棕色产物，粗产物没有进行纯化，直接用于下一步反应；

（4）苯并苝-1,2,4,5,10,11-六甲酸六锂的合成：将0.1 mmol的苯并苝-1,2,4,5,10,11-六甲酸三酐、和0.6 mmol LiOH加入到120 ml甲醇溶液中，置于80℃下反应24 h；冷却至室温后，混合液中有沉淀产生，静置，过滤，用甲醇洗涤固体3次；将滤饼置于100℃的温度下真空干燥12 h得到棕黄色产物。

4.一种如权利要求1所述横向扩环的苯并苝六羧酸锂电极材料的应用，其特征在于：将横向扩环的苯并苝六羧酸锂制成电极片，然后在手套箱中组装成锂电池。