[发明专利]一种用于全固态电储能器件的正电荷储能材料

说明书

发明领域

本发明涉及一种储能技术材料，特别是可用于一种全固态电储能器件的正电荷储能材料。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活赖以生存的物质基础。工业革命以来，世界能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等化石能源资源消耗迅速，因此可再生能源与新能源，特别是风能、水电、太阳能和生物质能的发展，成为世界各国可持续发展过程研究的重要内容。储能产业是伴随着新能源产业和现代电力系统的发展而逐渐发展起来的，各国都大力开发新型储能设备。美国将存储技术作为新能源的最优化配置的一个选择策略，能源储存技术不仅仅对任何特定资源不可替代，更是一个有价值的，用以衔接所有资源的节点。传统的储能材料如铅酸电池、锂离子电池、或超级电容器技术在储能领域发挥了重要的作用。但是用化学能的形态来储能，需要能量的转化，这势必会产生转换效率和时间之后的问题，导致其功率密度较低。又因为电池使用寿命有限，导致维护费用高。另一方面，电容器具有较高的输出功率密度，即放电过程能在很短的时间内完成；但是其能量密度较低，导致放电持续时间短。超级电容器虽然大幅提高了能量密度，具有充放电速度快，寿命长的特点，但是超级电容的能量密度仍远小于锂电池，这限制了超级电容器在储能领域的应用。同时，由于仍然使用液态电解质，这种电容器同样存在电解质渗漏等安全隐患。一种既有较高的能量密度，又有大功率密度的新型固态储能器件(201210376840.9)提出了利用电荷和电子存储材料进行能量储存，对于储能技术具有及其重要的意义，有助于提高可再生能源的利用效率。

发明内容

本发明针对一种全固态电储能器件，提出一种正电荷储能材料，拓展正电荷储能材料的选择范围。

本发明的正电荷储能材料为三芳胺类的有机小分子或取代修饰的三芳胺类的衍生物或三芳胺的低聚体或聚合的三芳胺类的衍生物中的一种或几种的混合物。

所述的三芳胺类的有机小分子，其芳香胺化合物上N原子具有很强的给电子能力，表现出很好的电正性；同时，这类材料具有很好的共轭结构，有利于正电荷迁移，因此，这类化合物一般都具有很高的正电荷迁移率，其结构为以下的其中一种；

(称为TPD)                    (称为NPD)

(称为m-MTDATA)               (称为TDATA)

(称为O-MTDATA)               (称为p-MTDATA)

所述的取代修饰的三芳胺类的衍生物，引入了可以降低分子对称性的取代基，增加了分子的构象异构体数目，从而改变分子的聚集方式，有效地防止分子结晶趋势，提高分子的成膜性以及薄膜的热稳定性，其结构为以下的其中一种；

(称为P-，M-，O-TTA)          (称为P-，M-，O-BPD)

(称为O-，M-，P-ClTDAB)            (称为O-，M-，P-BrTDAB)

(称为ISB)                         (称为IDB)

所述的三芳胺的低聚体，可以提高玻璃化温度，从而可以提高正电荷迁移率，其结构为以下的其中一种；

(称为TPTR)

(称为TPTE)

(称为TPPE)

〔称为TPTE(s)〕

所述的聚合的三芳胺类的衍生物，可以提高成膜性和机械性能，其结构为以下的其中一种。

(称为A)

(称为B)

(称为C)

(称为D)

所述的三芳胺类的衍生物，其合成方法采用的是乌尔曼反应，由相应的二芳胺与碘代芳烃在氯化亚铜，邻菲啰啉，氢氧化钾和相转移催化剂的作用下反应，反应一般以甲苯为溶剂，在氩气保护下加热回流进行反应，然后经分离、脱色、纯化得到。

具体实施方式

实施例1