[发明专利]能用于锰基水系电化学储能器件材料的添加剂及其应用

说明书

本发明公开了一种能用于锰基水系电化学储能器件材料的添加剂及其应用，添加剂为含有端链为芳香环或芳香环衍生物的酰胺基化合物，添加于电极和/或电解液中，可明显的提高锰基水系储能电池的容量和循环性能。本发明添加剂，与现有的电池制备体系符合很好，不需要更换电解液、薄膜、正极材料、外壳；本发明的使用方式简单易行，适合工业应用，在动力电池和储能电池领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种添加剂及其应用，特别是涉及一种储能器件材料的添加剂及其应用，应用于电化学储能器件材料及其应用技术领域。

背景技术

二次电池是最重要的储能技术之一，在能源的生产和有效使用的衔接过程中扮演着重要的角色。在二次电池的各项性能指标中，最重要的是安全问题和循环寿命。近些年，Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等水系电池，凭借较高的安全性能和绿色环保的特点成为新的研究热点，其中各种锰系储能材料由于价格低廉，生产方便，且在水系电解液中具有较高的稳定性，获得了大量关注；同时现有制造一次电池的工艺手段可以应用于锰系电池生产中，从而大大节省成本。然而由于锰溶出现象的存在，现今锰系电池的容量和循环性能仍然面临着很大挑战。随着科技的发展和市场的需要，进一步提高锰基水系电池的能量密度和工作寿命已成为理论和应用电化学研究领域的焦点和亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种能用于电化学储能器件材料的添加剂及其应用，添加剂为含有端链为芳香环或芳香环衍生物的酰胺基化合物，添加于电极和/或电解液中，可明显的提高锰系储能电池的容量和循环性能，能有效提高以锰系化合物为储能材料的水系电池的性能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种能用于锰基水系电化学储能器件材料的添加剂，此添加剂为桥联基团中含有酰胺基团且含有端链基团为芳香环或芳香环衍生物的酰胺基化合物，其中添加剂化合物具有如下分子式：

其中，上述分子式中R₁、R₂中各自独立为亚甲基和酰胺官能团中的任意一种官能团或几种组合官能团，或R₁、R₂其中之一位置为空，或R₁和R₂二者位置为空；其中R₃-R₇与R₈-R₁₂中各自至少有一个为-H，R₃-R₁₂中除了部分独立为-H外，R₃-R₁₂中其他官能团各自独立为羧基、酯基、芳香基及其衍生物、羟基、卤素、烷氧基和其他取代基团中的任意一种基团或任意几种的组合基团。

优选添加剂为如下分子式的化合物L1～L6中的任意一种或任意几种的混合物：

化合物L1分子式为：化合物L2分子式为：化合物L3分子式为：化合物L4分子式为：化合物L5分子式为：化合物L6分子式为：

一种本发明能用于锰基水系电化学储能器件材料的添加剂的应用，应用于以锂、钠、钾、锌、镁、铝中任意一种金属离子或者任意几种复合金属离子作为载流子的电化学一次或二次储能器件。

优选应用于以水或含水混合溶剂作为电解液溶剂的储能器件，添加到电解液中形成电解液体系。

优选将添加剂添加到电极材料中制备电极器件。

进一步优选将添加剂添加到电极材料中制备正极器件。