CN100384911C - 一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法 - Google Patents

一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法，首先是将邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、萘二甲酸酐、萘四甲酸酐、苝四甲酸酐任意一种与硫磺粉混合均匀；其次是再将混合物倒入反应器中，加入水或乙醇，烘干；第三是将烘干物在一定温度下反应一定时间；第四是反应结束后冷至室温后取出产物，产物为固体粉末，颗粒大小50-200nm。该发明方法易行，操作简便，本发明材料具有优良的电化学性质(容量高、循环性能好、安全性能好)，可用作新的锂离子电池正极材料，充放电可逆容量可达到200mAh/g以上。

Description

一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法
技术领域
本发明属于无机有机杂化材料技术领域，更具体涉及一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法，该材料可用于新的锂离子电池正极材料。
背景技术
现有的锂离子电池正极材料有：1)锂钴(镍、锰)氧化物，这类材料工作电压高、比容量高、应用温度范围宽，自放电率低，但循环性能和安全性不是太好；2)锂铁磷氧，锂钒氧，这类材料价格低廉、容量较高，但循环性能不好；3)聚硫化合物，这类材料比能量较高，但是其在室温下的电化学氧化还原反应速度较慢，难以满足电池的大电流放电要求。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法，方法易行，操作简便，该材料不含强氧化性金属离子、避免了由于电解质氧化放热而引起的安全性问题。同时该类材料具有很高的容量、很好的循环稳定性能和安全性能。
为了实现本发明的目的所采取的技术措施是：
一种芳酸酐硫化聚合物材料，其制备步骤如下：
首先将邻苯二甲酸酐、萘二甲酸酐、均苯四甲酸酐、萘四甲酸酐、苝四甲酸酐任意一种与硫磺粉混合均匀，质量比为1∶X，(X＝0.2～2.5)，其次是将混合物研磨均匀后倒入反应容器中，加入水或乙醇，水或乙醇的量为混合物总质量的50％～150％，搅拌配制成流变体(非固非液状态)，并于80～110℃下烘干，便得到一种烘干物；第三是将第二步的烘干物在惰性气氛(氮气或氩气)中，300～500℃下恒温0.5～5小时；第四是停止反应，冷至室温(20-25℃)后，取出产物，得到芳酸酐硫化聚合物。
与现有材料相比较，采用本发明的技术方案所达到的有益效果：该类材料不含强氧化性金属离子、避免了由于电解质氧化放热而引起的安全性问题。产物为固体粉末，颗粒大小50-20nm同时该类材料具有很高的容量、很好的循环稳定性能，可用作新的锂离子电池正相材料，充放电可逆容量可达到200mAh/g以上。
具体实施方式
实例1：2.5g苝四甲酸酐和2.5g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入无水乙醇，乙醇的量为混合物总质量100％，搅拌配制成流变体，并于80或85℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氮气气氛下460或480或500℃恒温3小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
实例2：2.0g萘四甲酸酐和1.5g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入蒸馏水，蒸馏水的量为混合物总质量50％，搅拌配制成流变体，并于105或110℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氮气气氛下390或410或430或450℃恒温1小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
实例3：2.0g均苯四甲酸酐和1.0g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入无水乙醇，乙醇的量为混合物总质量80％，搅拌配制成流变体，并于95或100℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氩气气氛下360或380或400℃恒温5小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
实例4：1.5g邻苯二甲酸酐和1.0g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入蒸馏水，蒸馏水的量为混合物总质量120％，搅拌配制成流变体，并于86或90℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氩气气氛下300或320或340℃恒温2小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
实例5：2.5g萘二甲酸酐和2.0g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入无水乙醇，乙醇的量为混合物总质量150％，搅拌配制成流变体，并于96或100℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氩气气氛下330或350或370℃恒温4小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。

Claims (1)

1.一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法，包括下列步骤：
A、将邻苯二甲酸酐、萘二甲酸酐、均苯四甲酸酐、萘四甲酸酐、苝四甲酸酐中的任意一种与硫磺粉混合均匀，质量比为1∶0.2-2.5；
B、将混合物倒入反应容器，加入水或乙醇，水或乙醇的量为混合物总质量的50％～150％，搅拌配制成流变体，并于80～110℃下烘干；
C、将B中的烘干物，在氮气或氩气中，300～500℃下恒温0.5～5小时；
D、停止反应，冷至室温后，取出产物，得到芳酸酐硫化聚合物。
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