[发明专利]含羰基的四苯基吡咯衍生物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于含羰基的四苯基吡咯衍生物及其制备方法与应用。所述基于含羰基的四苯基吡咯衍生物具有如下所示的结构：本发明制备的基于含羰基的四苯基吡咯衍生物合成简便，同时制备的基于含羰基的四苯基吡咯衍生物可应用于锂离子电池正极材料，其具有理论比容量较高，循环稳定性良好的优点。

技术领域

本发明属于有机功能材料领域，具体涉及一种基于含羰基的四苯基吡咯衍生物及其制备方法与应用。

背景技术

随着社会经济的发展，人们生活水平得到了极大的提高。但与此同时，水污染、土地污染、温室气体排放和煤、石油等资源短缺等问题变得越来越突出。电动汽车(EV)快速增长的市场以及可再生能源的电网整合引发了对能源储存和使用的迫切需求。锂离子电池(LIB)具有高比能、高比功率等优点，它的综合性能优越，是目前最好的电化学储能技术。传统的锂离子电池电极材料由无机配合物构成，但是无机配合物在提取与合成中会对环境造成破坏。1969年，科学家们开始将有机材料作为电化学储能的电极，首次报道了二氯异氰尿酸的有机阴极材料，之后，研究人员对多种有机小分子进行了测试，例如醌、二酐和酞菁。虽然有机小分子作为锂离子电池电极材料的研究已经取得了很大的进展，但是它们仍然存在严重的问题，小分子在电解液中的溶解会导致电池循环容量的大幅度下降，稳定性变差，为了抑制小分子在电解液中的溶解，研究者们将具有氧化还原活性的小分子引入聚合物材料中，这种方法得到的锂离子电极材料循环稳定性良好，但是无贡献分子量的增加会导致聚合物的理论比容量下降。所以发展高比容量，高循环稳定性，高导电性的有机电极材料至关重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于含羰基的四苯基吡咯衍生物及其制备方法与应用。以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种基于含羰基的四苯基吡咯衍生物，它具有如下所示的结构：

本发明实施例还提供了一种基于含羰基的四苯基吡咯衍生物的制备方法，其包括：

(1)使包含1，2-双(3，4-二甲氧基苯基)乙酮、氟化银和第一溶剂的第一均匀混合反应体系于130～150℃下回流至原料消耗结束；除去第一溶剂得到混合固体，由混合固体和乙酸铵的第二均匀混合反应体系于110～130℃下反应10～15h，纯化得到含甲氧基的四苯基吡咯衍生物；

(2)使包含所述含甲氧基的四苯基吡咯衍生物，三溴化硼和二氯甲烷的第三均匀混合反应体系于-78℃下搅拌过夜，蒸馏水淬灭，纯化后得到含羟基的四苯基吡咯衍生物；

(3)在保护气氛下，使包含所述含羟基的四苯基吡咯衍生物、氧化剂和第二溶剂的第四均匀混合反应体系于0℃下搅拌5～10min，纯化后得到所述基于含羰基的四苯基吡咯衍生物。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的基于含羰基的四苯基吡咯衍生物。

本发明实施例还提供了所述基于含羰基的四苯基吡咯衍生物作为锂离子电池正极材料的用途。

本发明实施例还提供了一种锂离子电池正极，其至少包含前述基于含羰基的四苯基吡咯衍生物。

本发明实施例还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极及电解液，所述正极包括前述锂离子电池正极。

本发明实施例还提供了一种锂离子电池的制备方法，其包括：

将前述基于含羰基的四苯基吡咯衍生物、导电剂以及粘结剂混合均匀，之后将所获混合物施加于导电集流体上，形成电池正极，然后与负极、电解液组装成锂离子电池。