[发明专利]基于醌类结构的电池负极活性材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种基于醌类结构的电池负极活性材料，其特征在于，所述电池负极活性材料包括以醌类结构为电化学氧化还原反应位点的醌类化合物；

其中，所述醌类化合物包括苯醌钠盐衍生物、蒽醌钠盐衍生物或萘醌钠盐衍生物中的任意一种；所述苯醌钠盐衍生物、蒽醌钠盐衍生物或萘醌钠盐衍生物分别具有以下基团-ONa、-SO₃Na中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的电池负极活性材料，其特征在于，所述苯醌钠盐衍生物的结构如通式(I)所示：

其中，基团R₁、R₂、R₃、R₄中的至少一个基团为-ONa、-SO₃Na中的一种，其余基团包括-ONa、-SO₃Na、-COONa、-H、-CH₃、-NH₂、-OCH₃、-Cl、-Br或-F中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的电池负极活性材料，其特征在于，所述蒽醌钠盐衍生物的结构如通式(Ⅱ)所示：

其中，基团R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈中的至少一个基团为-ONa、-SO₃Na中的一种，其余基团包括-ONa、-SO₃Na、-COONa、-H、-CH₃、-NH₂、-OCH₃、-Cl、-Br或-F中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的电池负极活性材料，其特征在于，所述萘醌钠盐衍生物的结构如通式(Ⅲ)所示：

其中，基团R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆中的至少一个基团为-ONa、-SO₃Na中的一种，其余基团包括-ONa、-SO₃Na、-COONa、-H、-CH₃、-NH₂、-OCH₃、-Cl、-Br或-F中的一种或几种。

5.一种如上述权利要求1-4任一权项所述的基于醌类结构的电池负极活性材料的制备方法，其特征在于，所述方法为水溶液法，包括：

将所需化学计量101wt％～110wt％的氢氧化钠和所需化学计量的醌类化合物按比例溶于去离子水中，形成混合溶液；其中，所述醌类化合物具体为羟基醌类化合物、羧酸醌类化合物或磺酸醌类化合物中的一种；

将所述混合溶液于100℃的空气气氛中蒸干；

乙醇超声清洗去除过量氢氧化钠后，烘干，研磨得到粉末；

将所述粉末置于真空烘箱内，100℃烘干8小时，之后再进行研磨，得到所述电池负极活性材料。

6.一种如上述权利要求1-4任一权项所述的基于醌类结构的电池负极活性材料的制备方法，其特征在于，所述方法为喷雾干燥法，包括：

将所需化学计量101wt％～110wt％的氢氧化钠和所需化学计量的醌类化合物按比例溶于去离子水中，形成混合溶液；其中，所述醌类化合物具体为羟基醌类化合物、羧酸醌类化合物或磺酸醌类化合物中的一种；

将所述混合溶液进行喷雾干燥；

乙醇超声清洗去除过量氢氧化钠后，烘干，研磨得到粉末；

将所述粉末置于真空烘箱内，100℃烘干8小时，之后再进行研磨，得到所述电池负极活性材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述将所述混合溶液进行喷雾干燥具体为：

在所述混合溶液加入1wt％～10wt％的水性分散碳纳米管或石墨烯，超声3～5小时混合均匀后进行喷雾干燥。