本發(fā)明屬于鈉離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝。

背景技術(shù)：

1、吩嗪是合成4-氨基二苯胺工藝中的主要副產(chǎn)物之一，每年的直接燃燒處理方式，使其向空氣中排放了一定量的有害氣體和co2，一定程度上對(duì)環(huán)境造成了影響。

2、中國(guó)專利cn?113968925?b公開了一種2h吩嗪氧化還原聚合物、制備方法及其在鋰離子電池中的應(yīng)用，該2h吩嗪氧化還原聚合物(5,10-雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-吩嗪)是基于工業(yè)副產(chǎn)物吩嗪制備得到的，并用于作為鋰離子電池正極材料得到應(yīng)用。此材料在鋰離子電池中展現(xiàn)出高的工作電位(>3v?vs.li/li+)和穩(wěn)定的循環(huán)性能(200圈后容量保持率達(dá)92％)。然而，該材料是否能用于鈉離子電池中進(jìn)行應(yīng)用尚不清楚。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝。

2、本發(fā)明提供了一種2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，具有這樣的特征，包括以下步驟：步驟1，制備2h吩嗪聚合物電池正極材料；步驟2，將2h吩嗪聚合物電池正極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合在n-甲基吡咯烷酮溶劑中，混合均勻得到漿料1；步驟3，將漿料1均勻地涂覆在集流體鋁箔上，干燥后切成電極片作為正極片；步驟4，將正極片與鈉片、隔膜、電解液、正負(fù)極殼組裝成鈉離子半電池，或?qū)⒄龢O片與負(fù)極片、隔膜、彈片、墊片、電解液、正負(fù)極殼組裝成鈉離子全電池。

3、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟1中，2h吩嗪聚合物電池正極材料為聚(5,10-雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-吩嗪)。

4、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟1中，2h吩嗪聚合物電池正極材料的制備過程包括：

5、步驟a1，將吩嗪、連二亞硫酸鈉、碳酸鈉、三丁基甲基氯化銨按照2：3：4：0.8的摩爾比加入到圓底燒瓶中，加入乙腈和水，最后加入2-溴乙,，100℃下攪拌并回流48h；反應(yīng)完成后，向回流反應(yīng)體系逐滴加入水，然后冷卻至室溫，抽濾并洗滌，得到綠色粉末粗產(chǎn)物；后用甲醇重結(jié)晶，得到綠色針狀晶體，100℃下真空干燥得到5,10-雙(2-羥基乙基)吩嗪bhep；步驟a2，將bhep和催化劑4-二甲氨基吡啶按照2:1的摩爾比加入到史萊克瓶中，加入二氯甲烷和三乙胺攪拌三分鐘，在0℃下滴加甲基丙烯酰氯反應(yīng)4h，反應(yīng)完成后，用dcm和水萃取，用無(wú)水硫酸鈉干燥有機(jī)相，旋蒸，之后用柱層析法提純得到淡黃色固體粉末單體5,10-雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-吩嗪bemp；步驟a3，將bemp和引發(fā)劑aibn按照246:37的摩爾比加入到史萊克瓶中，加入四氫呋喃溶劑，60℃下攪拌24h；反應(yīng)結(jié)束后，用氯仿溶解殘余物，旋蒸，然后分別用甲醇和丙酮洗三次，離心得到沉淀物，80℃下真空干燥得到聚(5,10-雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-吩嗪)pbemp。

6、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟a1中，加入40ml的乙腈和10ml水，吩嗪和2-溴乙醇的摩爾比為1:5，步驟a2中，bhep和三乙胺、甲基丙烯酰氯的摩爾比為1:3:3。

7、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟2中，導(dǎo)電劑為多壁碳納米管或乙炔黑，述2h吩嗪聚合物電池正極材料、導(dǎo)電劑、粘接劑以5:4:1質(zhì)量比混合。

8、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟4中，鈉片是在充滿氬氣的手套箱中制作的。

9、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟4中，鈉離子半電池中，電極片作正極，鈉片作負(fù)極，隔膜為玻璃纖維隔膜，正負(fù)極殼為cr-2016。

10、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟4中，負(fù)極片是按照以下步驟制備的：步驟b1，將硬碳、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合在n-甲基吡咯烷酮溶劑中，混合均勻得到漿料2；步驟b2，將漿料2均勻地涂覆在集流體銅箔上，干燥后切成電極片作負(fù)極片。

11、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟a1中，導(dǎo)電劑為乙炔黑，硬碳、導(dǎo)電劑、粘接劑以8:1:1質(zhì)量比混合。

12、在本發(fā)明提供的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟4中，鈉離子全電池中，電極片作正極，負(fù)極片作負(fù)極，隔膜為玻璃纖維隔膜，彈片的尺寸為15.4*1.1mm，墊片的尺寸為15.8*1.0mm，正負(fù)極殼為cr-2032。

13、本發(fā)明的有益效果：

14、本發(fā)明將以工業(yè)廢料吩嗪為原料合成制備的二氫吩嗪聚合物正極材料應(yīng)用于鈉離子電池中，解決了吩嗪廢料直接焚燒處理帶來(lái)的環(huán)境問題，并實(shí)現(xiàn)資源回收利用。鈉離子電池制備工藝簡(jiǎn)單。二氫吩嗪聚合物正極材料制作的正極，在鈉離子電池中電化學(xué)性能優(yōu)異，具有高的容量保持率和比容量，展現(xiàn)出出色的循環(huán)穩(wěn)定性，同時(shí)具備高的平均氧化還原電位。

技術(shù)特征：

1.一種2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的2h吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種2H吩嗪聚合物作為正極材料的鈉離子電池制備工藝，屬于鈉離子電池領(lǐng)域。該制備工藝包括以下步驟：制備2H吩嗪聚合物電池正極材料；將2H吩嗪聚合物電池正極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合在N?甲基吡咯烷酮溶劑中，混合均勻得到漿料1；將漿料1均勻地涂覆在集流體鋁箔上，干燥后切成電極片作為正極片；將正極片與鈉片、隔膜、電解液、正負(fù)極殼組裝成鈉離子半電池，或?qū)⒄龢O片與負(fù)極片、隔膜、彈片、墊片、電解液、正負(fù)極殼組裝成鈉離子全電池。2H吩嗪聚合物正極材料制作的正極，在鈉離子電池中電化學(xué)性能優(yōu)異，具有高的容量保持率和比容量，展現(xiàn)出出色的循環(huán)穩(wěn)定性，同時(shí)具備高的平均氧化還原電位。

技術(shù)研發(fā)人員：楊海申,郭晶瑩,彭翔靈,黃東,歐陽(yáng)博,卞鑫航
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海電力大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24