CN107531894B

CN107531894B - 某些聚合物作为电荷存储器的用途

Info

Publication number: CN107531894B
Application number: CN201680025128.0A
Authority: CN
Inventors: U·舒伯特; A·维尔德; B·霍伊普列尔
Original assignee: Evonik Operations GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2036-08-08
Also published as: TWI640551B; JP6533303B2; EP3262094B1; US10756348B2; TW201726757A; KR102007112B1; US20180102541A1; WO2017032582A1; CN107531894A; KR20170141209A; JP2018524412A; EP3262094A1

Abstract

本发明涉及聚合物以及其以活性电极材料形式或在电极浆料中用于电荷存储构件的用途，所述电荷存储构件尤其是二次电池。所述二次电池值得注意之处尤其在于高电池电压、即使在经历几次充电和放电循环时也只有小的容量下降以及简单且可缩放的加工和生产方法(例如借助丝网印刷)。

Description

某些聚合物作为电荷存储器的用途

本发明涉及聚合物以及其以活性电极材料形式或在电极浆料中用于电荷存储构件的用途，所述电荷存储构件尤其是二次电池。所述二次电池值得注意之处尤其在于高电池电压、即使在经历几次充电和放电循环之后也只有小的容量下降、高功率密度以及简单且可缩放的加工和生产方法(例如借助丝网印刷)。

背景技术

有机电池是使用有机电荷存储材料作为用于存储电荷的活性电极材料的电化学电池。这些二次电池值得注意之处在于它们的特殊性质，如快速可充电性、长寿命、低重量、高柔性和易加工性。在现有技术中已被描述用于电荷存储的活性电极材料是各种聚合结构，例如具有有机氮氧自由基的作为活性单元的聚合化合物(例如在WO 2012133202 A1、WO2012133204 A1、WO 2012120929 A1、WO 2012153866 A1、WO 2012153865 A1、JP 2012-221574 A、JP 2012-221575 A、JP 2012-219109 A、JP 2012-079639 A、WO 2012029556 A1、WO 2012153865 A1、JP 2011-252106 A、JP 2011-074317 A、JP 2011-165433 A、WO2011034117 A1、WO 2010140512 A1、WO 2010104002 A1、JP 2010-238403 A、JP 2010-163551 A、JP 2010-114042 A、WO 2010002002 A1、WO 2009038125 A1、JP 2009-298873 A、WO 2004077593 A1、WO 2009145225 A1、JP 2009-238612 A、JP 2009-230951 A、JP 2009-205918 A、JP 2008-234909 A、JP 2008-218326 A、WO 2008099557 A1、WO 2007141913 A1、US 20020041995 A1、EP 1128453 A2；A.Vlad,J.Rolland,G.Hauffman,B.Ernould,J.-F.Gohy,ChemSusChem 2015,8,1692-1696中)或具有有机苯氧基自由基或加尔万氧基(galvinoxyl)自由基作为活性单元的聚合化合物(例如，US 2002/0041995A1、JP 2002-117852A)。

用于电荷存储的其他已知的活性单元是具有醌的聚合化合物(例如JP 2009-217992 A、WO 2013/099567 A1、WO 2011/068217 A1)、具有二酮的聚合化合物(例如JP2010-212152 A)和具有二氰基二亚胺的聚合化合物(例如JP 2012-190545 A、JP 2010-55923 A)。

包含二烷氧基苯的聚合物在现有技术中也已被描述用于许多不同的应用。这些包括其作为用于密封半导体模块的环氧树脂的用途(例如描述于JP 2013098217 A、JP2012224758 A、JP 2011231153 A、JP 2011138037 A、JP 2010282154 A、JP 2010266556 A、JP 2010077303 A、JP 2008296436 A或WO 2004098745 A1中)。另外，已使用含二烷氧基苯的非聚合化合物作为用于Li离子电池的“氧化还原穿梭(redox shuttle)”添加剂，以防止锂离子电池的过充电(WO 2011/149970 A2)。另外，还已经描述了基于二烷氧基苯的特定聚合物作为电荷存储构件的用途(P.Nesvadba,L.B.Folger,P.Maire,P.Novak,Synth.Met.2011,161,259-262，下文缩写为"Nesvadba等"；W.Weng,Z.C.Zhang,A.Abouimrane,P.C.Redfern,L.A.Curtiss,K.Amine,Adv.Funct.Mater.2012,22,4485-4492，下文缩写为"Weng等")。然而，Nesvadba等和Weng等描述的这些聚合物有几个缺点。尽管这些具有高于常用的氮氧自由基的氧化还原电势，且因此使得能够在使用含二烷氧基苯的聚合物作为阴极材料时实现更高的电池电压，但用文献中描述的这些聚合物生产的电池在经历几次充电和放电循环时展现容量下降。因此期望提供可借以在几次充电/放电循环内实现甚至更高的电池电压和高恒定存储容量的聚合物，并且因此是本发明所要解决的问题。另外，合成复杂性是有机材料作为活性电极材料的可用性的又一准则。因此，本发明所解决的又一问题是提供可以非常简单的方式合成的聚合物。

具体实施方式

出人意料的是，已找到解决本文件中提到的问题的聚合物。因此本发明涉及一种聚合物，其包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，

其中n¹和n²各自独立地为≥4的整数，

其中m¹、m²、m³各自独立地为≥0的整数，

其中所述聚合物内的所述化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同，

其中所述聚合物内的所述化学结构(II)的重复单元彼此相同或至少部分不同，

其中所述聚合物内的所述化学结构(I)的重复单元彼此接合，使得特定重复单元中由"##"标识的键被相邻重复单元中由"#"标识的键接合，并且特定重复单元中由"§§"标识的键被相邻重复单元中由"§"标识的键接合，

其中所述聚合物内的所述化学结构(II)的重复单元彼此接合，使得特定重复单元中由"*"标识的键被相邻重复单元中由"**"标识的键接合，

其中H¹、H²、H³、H⁴、H⁵、H⁶独立地选自O、S、NR'，

其中R'、R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²²、R²³、R²⁴、R²⁵、R²⁶、R²⁷、R²⁸、R²⁹、R³⁰基团各自独立地选自：

氢、(杂)芳族基团，

脂族基团，其任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

其中A¹、A²、A³、A⁴、A⁵、A⁶中的至少两个各自为氧原子或硫原子，并且A¹、A²、A³、A⁴、A⁵、A⁶中其余各自为直接键，

其中A⁷、A⁸、A⁹、A¹⁰、A¹¹、A¹²中的至少两个各自为氧原子或硫原子，并且A⁷、A⁸、A⁹、A¹⁰、A¹¹、A¹²中其余各自为直接键，

并且其中R¹、R²、R³、R⁴基团中彼此处于邻位的至少两个基团和/或R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²²、R²³基团中彼此处于邻位的至少两个基团还可各自由至少一个(杂)芳环或脂族环桥连，所述脂族环任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素、烷基的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

并且其中在A¹＝直接键的情况下的R¹基团、在A²＝直接键的情况下的R²基团、在A³＝直接键的情况下的R³基团、在A⁴＝直接键的情况下的R⁴基团、在A¹²＝直接键的情况下的R¹⁹基团、在A⁸＝直接键的情况下的R²⁰基团、在A⁹＝直接键的情况下的R²¹基团、在A¹⁰＝直接键的情况下的R²²基团、在A¹¹＝直接键的情况下的R²³基团、以及R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R²⁴、R²⁵、R²⁶、R²⁷、R²⁸、R²⁹、R³⁰基团还可各自选自：

硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-COOR³⁶、-C(＝O)NHR³⁷、-NR³⁸R³⁹，其中R³⁶、R³⁷、R³⁸、R³⁹各自独立地选自氢、(杂)芳族基团、脂族基团，所述脂族基团任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

并且其中R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R²⁴、R²⁵、R²⁶、R²⁷、R²⁸、R²⁹、R³⁰基团还可独立地为式-O-R⁴⁰的基团，其中R⁴⁰是脂族基团，其任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

其中在A⁵＝O或S的情况下的B¹、在A⁶＝O或S的情况下的B²、在A⁷＝O或S的情况下的B³各自独立地选自：

直接键，

&-(X¹)_p1-[C＝X²]_p2-(X³)_p3-B⁵-(Y²)_q2-[C＝Y¹]_q1-&&，

&-(Y³)_q3-(C＝Y⁴)-&&，

并且其中在A⁵＝直接键的情况下的B¹、在A⁶＝直接键的情况下的B²、在A⁷＝直接键的情况下的B³独立地选自：

&-(X⁴)_p4-[C＝X⁵]_p5-(X⁶)_p6-B⁶-(Y⁷)_q6-[C＝Y⁶]_q5-(Y⁵)_q4-&&，

&-(Y¹⁰)_q9-(C＝Y⁹)_q8-(Y⁸)_q7-&&，

其中p1、p2、p3各自为0或1，条件是p1＝p3＝1和p2＝0不同时成立，

其中p4、p5、p6各自为0或1，条件是p4＝p6＝1和p5＝0不同时成立，

其中q1、q2各自为0或1，其中当q1＝0时，则q2＝0，

其中q3＝0或1，

其中q4、q5、q6各自为0或1，条件是q4＝q6＝1和q5＝0不同时成立，

其中q7、q8、q9各自为0或1，条件是q7＝q9＝1和q8＝0不同时成立，并且当q7＝1且q8＝0时，q9＝0，

其中X²、X⁵、Y¹、Y⁴、Y⁶、Y⁹独立地选自氧、硫，

其中X¹、X³、X⁴、X⁶、Y²、Y³、Y⁷、Y¹⁰独立地选自O、S、NH、N-烷基，

其中Y⁵、Y⁸选自NH、N-烷基、

其中B⁵、B⁶独立地选自：

二价(杂)芳族基团，

二价脂族基团，其任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

并且其中对于B¹，“&&”表示指向A⁵的键，对于B²，“&&”表示指向A⁶的键，且对于B³，“&&”表示指向A⁷的键，

并且其中对于B¹，“&”表示指向R⁵的键，对于B²，“&”表示指向R⁸的键，且对于B³，“&”表示指向R²⁴的键。

依照第1点的根据本发明的聚合物尤其可包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元，所述化学结构(I)具有R¹至R¹⁸、A¹至A⁶、B¹、B²、H¹至H⁴、m¹、m²的上文所规定的定义。

或者，依照第1点的根据本发明的聚合物尤其可包含n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，所述化学结构(II)具有R¹⁹至R³⁰、A⁷至A¹²、B³、H⁵、H⁶、m³的上文所规定的定义。

2、更具体地，本发明涉及一种聚合物，其包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，

其中n¹和n²各自独立地为≥4、尤其是≥4且≤5000的整数，

其中m¹、m²、m³各自独立地为≥0、尤其是≥0且≤5000的整数，

其中H¹、H²、H³、H⁴、H⁵、H⁶独立地选自O、S、NR'，优选H¹＝H²＝H³＝H⁴＝H⁵＝H⁶＝氧，

氢、苯基、苄基，

并且尤其选自氢、具有1至30个碳原子的烷基，

并且其中R¹¹、R¹³、R¹⁵、R¹⁷基团还可各自独立地为具有一般结构(III)的基团

其中R³¹、R³²、R³³、R³⁴、R³⁵基团可独立地如针对R¹所定义，并且尤其可各自独立地为具有1至30个碳原子的烷基，

其中A¹、A²、A³、A⁴、A⁵、A⁶中的至少两个、优选正好两个各自为氧原子或硫原子、尤其是氧原子，并且A¹、A²、A³、A⁴、A⁵、A⁶中其余各自为直接键，

其中A⁷、A⁸、A⁹、A¹⁰、A¹¹、A¹²中的至少两个、优选正好两个各自为氧原子或硫原子、尤其是氧原子，并且A⁷、A⁸、A⁹、A¹⁰、A¹¹、A¹²中其余各自为直接键，

其中A¹³、A¹⁴、A¹⁵、A¹⁶、A¹⁷、A¹⁸中的至少两个、优选正好两个各自为氧原子或硫原子、尤其是氧原子，并且A¹³、A¹⁴、A¹⁵、A¹⁶、A¹⁷、A¹⁸中其余各自为直接键，

并且其中R¹、R²、R³、R⁴基团中彼此处于邻位的至少两个基团和/或R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²²、R²³基团中彼此处于邻位的至少两个基团和/或R³¹、R³²、R³³、R³⁴、R³⁵基团中彼此处于邻位的至少两个基团还可各自由至少一个(杂)芳环或脂族环桥连，所述脂族环任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素、烷基的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

并且其中在A¹＝直接键的情况下的R¹基团、在A²＝直接键的情况下的R²基团、在A³＝直接键的情况下的R³基团、在A⁴＝直接键的情况下的R⁴基团、在A¹²＝直接键的情况下的R¹⁹基团、在A⁸＝直接键的情况下的R²⁰基团、在A⁹＝直接键的情况下的R²¹基团、在A¹⁰＝直接键的情况下的R²²基团、在A¹¹＝直接键的情况下的R²³基团、在A¹⁴＝直接键的情况下的R³¹基团、在A¹⁵＝直接键的情况下的R³²基团、在A¹⁶＝直接键的情况下的R³³基团、在A¹⁷＝直接键的情况下的R³⁴基团、在A¹⁸＝直接键的情况下的R³⁵基团、以及R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R²⁴、R²⁵、R²⁶、R²⁷、R²⁸、R²⁹、R³⁰基团还可各自选自：

其中在A⁵＝O或S的情况下的B¹、在A⁶＝O或S的情况下的B²、在A⁷＝O或S的情况下的B³、在A¹³＝O或S的情况下的B⁴独立地选自：

直接键，

&-(X¹)_p1-[C＝X²]_p2-(X³)_p3-B⁵-(Y²)_q2-[C＝Y¹]_q1-&&，

&-(Y³)_q3-(C＝Y⁴)-&&，

并且其中在A⁵＝直接键的情况下的B¹、在A⁶＝直接键的情况下的B²、在A⁷＝直接键的情况下的B³、在A¹³＝直接键的情况下的B⁴独立地选自：

&-(Y¹⁰)_q9-(C＝Y⁹)_q8-(Y⁸)_q7-&&，

其中q1、q2各自为0或1，其中当q1＝0时，则q2＝0，

其中q3＝0或1，

其中X²、X⁵、Y¹、Y⁴、Y⁶、Y⁹独立地选自氧、硫，

其中X¹、X³、X⁴、X⁶、Y²、Y³、Y⁷、Y¹⁰独立地选自O、S、NH、N-烷基，其中所述烷基尤其具有1至10个碳原子，

其中Y⁵、Y⁸选自NH、N-烷基，其中所述烷基尤其具有1至10个碳原子，

其中B⁵、B⁶独立地选自：

二价(杂)芳族基团，

并且尤其B⁵、B⁶各自独立地为任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基的二价脂族基团，

并且其中对于B¹，“&&”表示指向A⁵的键，对于B²，“&&”表示指向A⁶的键，对于B³，“&&”表示指向A⁷的键，且对于B⁴，“&&”表示指向A¹³的键，

并且其中对于B¹，“&”表示指向R⁵的键，对于B²，“&”表示指向R⁸的键，对于B³，“&”表示指向R²⁴的键，且对于B⁴，“&”表示指向R¹²或R¹⁴或R¹⁶或R¹⁸的键。

依照第2点的根据本发明的聚合物尤其可包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元，所述化学结构(I)具有R¹至R¹⁸、A¹至A⁶、B¹、B²、H¹至H⁴、m¹、m²的上文所规定的定义。

或者，依照第2点的根据本发明的聚合物尤其可包含n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，所述化学结构(II)具有R¹⁹至R³⁰、A⁷至A¹²、B³、H⁵、H⁶、m³的上文所规定的定义。

3、在优选的实施方案中，本发明涉及一种聚合物，其包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，

其中n¹和n²各自独立地为≥4且≤5000、尤其是≥10且≤1000的整数，

其中m¹、m²、m³各自独立地为≥0且≤5000、尤其是≥0且≤1000的整数，

其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²³、R²⁴、R²⁵、R²⁶、R²⁷、R²⁸、R²⁹、R³⁰基团各自独立地选自：

氢、具有1至30个且尤其是1至8个碳原子的烷基，

并且其中R²²是具有1至30个且尤其是1至8个碳原子的烷基，

其中R³¹、R³²、R³⁴、R³⁵基团各自独立地选自：

氢、具有1至30个且尤其是1至8个碳原子的烷基，

并且其中R³³是具有1至30个且尤其是1至8个碳原子的烷基，

并且其中R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R²⁴、R²⁵、R²⁶、R²⁷、R²⁸、R²⁹、R³⁰各自还可选自：

硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-O-R⁴⁰，其中R⁴⁰是具有1至30个且尤其是1至8个碳原子的烷基，

其中B¹、B²、B³、B⁴独立地选自：

直接键，

&-(X¹)_p1-[C＝X²]_p2-(X³)_p3-B⁵-(Y²)_q2-[C＝Y¹]_q1-&&，

&-(Y³)_q3-(C＝Y⁴)-&&，

尤其是选自以下基团：

直接键，

&-(O)_p1-[C＝O]_p2-(O)_p3-B⁵-&&，

其中q1、q2各自为0或1，其中当q1＝0时，则q2＝0，

其中q3＝0或1，

其中X²、Y¹、Y⁴独立地选自氧、硫，且尤其是X²＝Y¹＝Y⁴＝O，

其中X¹、X³、Y²、Y³独立地选自O、S，且尤其是X¹＝X³＝Y²＝Y³＝O，

并且其中B⁵选自&-亚苯基-CH₂-&&、二价脂族基团，所述二价脂族基团任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基的基团，尤其是亚烷基，甚至更优选具有1至30个碳原子。

并且其中对于B¹，“&&”表示指向A⁵＝氧的键，对于B²，“&&”表示指向A⁶＝氧的键，对于B³，“&&”表示指向A⁷＝氧的键，且对于B⁴，“&&”表示指向A¹³＝氧的键，

依照第3点的根据本发明的聚合物尤其可包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元，所述化学结构(I)具有R¹至R¹⁸、B¹、B²、m¹、m²的上文所规定的定义。

或者，依照第1点的根据本发明的聚合物尤其可包含n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，所述化学结构(II)具有R¹⁹至R³⁰、B³、m³的上文所规定的定义。

4、在更优选的实施方案中，本发明涉及一种聚合物，其包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，

其中n¹和n²各自独立地为≥10且≤1000的整数，

其中m¹、m²、m³各自独立地为≥0且≤1000的整数，

其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²³、R²⁴、R²⁵、R²⁶、R²⁷、R²⁸、R²⁹、R³⁰基团各自独立地选自氢、具有1至8个碳原子的烷基，

并且其中R²²是具有1至8个碳原子的烷基，

其中R³¹、R³²、R³⁴、R³⁵基团各自独立地选自氢、具有1至8个碳原子的烷基，

并且其中R³³是具有1至8个碳原子的烷基，

硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-O-R⁴⁰，其中R⁴⁰是具有1至8个碳原子的烷基，

其中B¹、B²、B³、B⁴独立地选自：

直接键，

&-(O)_p1-[C＝O]_p2-(O)_p3-B⁵-&&，

B⁵是具有1至30个碳原子的亚烷基；甚至更优选地，p1＝1，p2＝

p3＝0且B⁵是具有1至10个碳原子的亚烷基，

依照第4点的根据本发明的聚合物可尤其包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元，所述化学结构(I)具有R¹至R¹⁸、B¹、B²、B⁴、m¹、m²的针对更优选实施方案所规定的定义。

或者，依照第4点的根据本发明的聚合物可尤其包含n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，所述化学结构(II)具有R¹⁹至R³⁰、B³、m³的针对更优选实施方案所规定的定义。

甚至更优选地，在依照第4点的根据本发明的聚合物中，R¹＝R³，R²＝R⁴，R¹⁹＝R²¹，R²⁰＝R²³，R³¹＝R³⁴，R³²＝R³⁵，并且尤其另外地，B¹、B²、B³、B⁴各自独立地选自直接键、亚甲基、亚乙基、亚正丙基，其中"&&"和"&"如上文所定义。在这种情况下，更优选地，R⁵至R¹⁸和R²⁴至R³⁰独立地为具有1至6个碳原子的烷基或H，并且R⁵至R¹⁸和R²⁴至R³⁰优选各自为H。

甚至更优选地，R¹＝R³＝H，R²＝R⁴＝具有1至8个且尤其是1至6个碳原子的烷基，R¹⁹＝R²¹＝H，R²⁰＝R²³＝具有1至8个且尤其是1至6个碳原子的烷基，R³¹＝R³⁴＝H，R³²＝R³⁵＝具有1至8个且尤其是1至6个碳原子的烷基，并且B¹、B²、B³、B⁴各自独立地选自直接键、亚甲基、亚乙基、亚正丙基，并且在这种情况下，特别地，B¹＝B²＝B³＝B⁴＝亚甲基(其中"&&"和"&"如上文所定义)。

同时，另外，R⁵至R¹⁸和R²⁴至R³⁰尤其独立地为具有1至6个碳原子的烷基或H，并且R⁵至R¹⁸和R²⁴至R³⁰优选各自为H。

最优选地，根据本发明的聚合物是依照第4点的化学结构(I)之一，其中R¹＝R³＝H，R²＝R⁴＝叔丁基，B¹＝B²＝亚甲基，R⁵至R¹⁸各自为H。

与Nesvadba等和Weng等描述的聚合物相反，本发明的聚合物具有由结构(I)和(II)中的H¹和H⁶基团所反映的聚乙二醇样骨架。已发现，出人意料地，本发明的聚合物也适用于即使在经历几次充电/放电循环之后也具有相应电池的更高放电电压、更高容量以及尤其是出人意料地高的容量恒定性的电池中。

根据本发明的聚合物包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元。

在该聚合物中，n¹和n²各自独立地为≥4的整数，尤其是≥4且≤5000的整数，优选≥10且≤1000的整数。

m¹、m²、m³独立地为≥0、尤其是≥0且≤5000、优选≥0且≤1000的整数。

在该聚合物中，平均摩尔质量(利用聚苯乙烯标准；DIN 55672-2:2015-02借助尺寸排阻色谱确定)尤其是700至2 000 000g/mol、优选1000至1 000000g/mol、更优选3000至300 000g/mol。

所述聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同。所述聚合物内的化学结构(II)的重复单元彼此相同或至少部分不同。

“彼此至少部分不同”意指至少两个重复单元彼此不同。

尤其是在化学结构(I)的情况下，这意味着n¹个相互接合的重复单元中的至少两个在A¹至A⁶、R¹至R¹⁸、B¹、B²基团中的至少一个方面，和/或在m¹、m²的值方面，和/或在中心苯环上的A²、A³、A⁶的位置方面不同。

尤其是在化学结构(II)的情况下，这意味着n²个相互接合的重复单元中的至少两个在A⁷至A¹²、R¹⁹至R³⁰、B³基团中的至少一个方面和/或在m³的值方面不同。

同时，所述聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此接合，使得特定重复单元中由"##"标识的键被相邻重复单元中由"#"标识的键接合，并且特定重复单元中由"§§"标识的键被相邻重复单元中由"§"标识的键接合。

同时，所述聚合物内的化学结构(II)的重复单元彼此接合，使得特定重复单元中由"*"标识的键被相邻重复单元中由"**"标识的键接合。

根据本发明的聚合物的第一重复单元的对于那些在化学结构(I)中位于由"#"和"§"定义的键处的端基，以及根据本发明的聚合物的第n¹个重复单元的对于那些在化学结构(I)中位于由"#"和"##"定义的键处的端基不受特别限制，并且是用于制备根据本发明的聚合物的方法中使用的聚合方法的结果。因此，它们可以是引发剂或重复单元的终止片段。优选地，这些端基选自氢、卤素、羟基、未取代的脂族基团或被-CN、-OH、卤素取代的脂族基团(其可尤其是未取代或相应取代的烷基)、(杂)芳族基团，所述(杂)芳族基团优选苯基、苄基或α-羟基苄基。

根据本发明的聚合物的第一重复单元的对于那些在化学结构(II)中位于由"*"定义的键处的端基，以及根据本发明的聚合物的第n²个重复单元的对于那些在化学结构(II)中位于由"**"定义的键处的端基不受特别限制，并且是用于制备根据本发明的聚合物的方法中使用的聚合方法的结果。因此，它们可以是引发剂或重复单元的终止片段。优选地，这些端基选自氢、卤素、羟基、未取代的脂族基团或被-CN、-OH、卤素取代的脂族基团(其可尤其是未取代或相应取代的烷基)、(杂)芳族基团，所述(杂)芳族基团优选苯基、苄基或α-羟基苄基。

在B¹的情况下，"&&"表示指向A⁵的键。这是将B¹接合至A⁵的化学键。在B¹的情况下，"&"表示指向R⁵的键。这是化学结构(I)中从B¹引出的另一化学键，即将B¹接合至具有侧接R⁵的碳原子的化学键。

在B²的情况下，"&&"表示指向A⁶的键。这是将B²接合至A⁶的化学键。在B²的情况下，"&"表示指向R⁸的键。这是化学结构(I)中从B²引出的另一化学键，即将B²接合至具有侧接R⁸的碳原子的化学键。

在B³的情况下，"&&"表示指向A⁷的键。这是将B³接合至A⁷的化学键。在B³的情况下，"&"表示指向R²⁴的键。这是化学结构(II)中从B³引出的另一化学键，即将B³接合至具有侧接R²⁴的碳原子的化学键。

在B⁴的情况下，"&&"表示指向A¹³的键。这是将B⁴接合至A¹³的化学键。在B⁴的情况下，"&"表示指向R¹²或R¹⁴或R¹⁶或R¹⁸的键。这是化学结构(III)中从B⁴引出的另一化学键，即当化学结构(III)为R¹¹时将B⁴接合至具有侧接R¹²的碳原子的化学键，或者当化学结构(III)为R¹³时将B⁴接合至具有侧接R¹⁴的碳原子的化学键，或者当化学结构(III)为R¹⁵时将B⁴接合至具有侧接R¹⁶的碳原子的化学键，或者当化学结构(III)为R¹⁷时将B⁴接合至具有侧接R¹⁸的碳原子的化学键。

在本发明的上下文中，脂族基团是非环状或环状的、饱和或不饱和的、未支化或支化的非芳族烃基。

脂族基团可以是单价的，即仅通过其一个碳原子接合至分子的其余部分。单价烃基尤其是选自烷基、烯基、炔基和饱和或不饱和环烷基的烃基。在双键存在下，不饱和环烷基被称为“环烯基”，并且在三键存在下被称为“环炔基”。

或者，脂族基团可以是二价的，即通过其两个碳原子接合至分子的其余部分。二价烃基尤其是选自亚烷基、亚烯基、亚炔基和饱和或不饱和亚环烷基的烃基。在双键存在下，不饱和亚环烷基被称为“亚环烯基”，并且在三键存在下被称为“亚环炔基”。

当它们在本发明中不被明确地称为二价时，在本发明的上下文中，术语"脂族基团"应被理解为意指单价脂族基团。

在本发明的上下文中，“烷基”是未支化或支化的，并且是具有以下一般化学结构(a)的单价饱和烃基，

碳原子链"-C_wH_2w+1"可以是直链的，在这种情况下，所述基团是未支化的烷基。或者，它可以具有支链，在这种情况下它是支化的烷基。

在这种情况下，化学结构(a)中的w为尤其是1至30范围、优选1至18范围、更优选1至12范围、甚至更优选1至10范围、甚至还更优选1至8范围、最优选1至6范围的整数。具有1至30个碳原子的未支化或支化的烷基中的w选自1至30的范围。具有1至18个碳原子的未支化或支化的烷基中的w选自1至18的范围。具有1至12个碳原子的未支化或支化的烷基中的w选自1至12的范围。具有1至10个碳原子的未支化或支化的烷基中的w选自1至10的范围。具有1至8个碳原子的未支化或支化的烷基中的w选自1至8的范围。具有1至6个碳原子的未支化或支化的烷基中的w选自1至6的范围。

在本发明的上下文中，"具有1至30个碳原子的未支化或支化的烷基"尤其选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、正二十一烷基、正二十二烷基、正二十三烷基、正二十四烷基、正二十五烷基、正二十六烷基、正二十七烷基、正二十八烷基、正二十九烷基、正三十烷基。

在本发明的上下文中，"具有1至18个碳原子的未支化或支化的烷基"尤其选自以下基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基。

在本发明的上下文中，"具有1至12个碳原子的未支化或支化的烷基"尤其选自以下基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基。

在本发明的上下文中，"具有1至10个碳原子的未支化或支化的烷基"尤其选自以下基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基。

在本发明的上下文中，"具有1至8个碳原子的未支化或支化的烷基"尤其选自以下基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、正辛基。

在本发明的上下文中，"具有1至6个碳原子的未支化或支化的烷基"尤其选自以下基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基。

根据本发明，具有1至30个碳原子的烷基尤其是具有1至18个、优选1至12个、更优选1至10个、甚至更优选1至8个且最优选1至6个碳原子的烷基。

根据本发明，具有1至6个碳原子的烷基尤其是具有1至4个碳原子的烷基，且甚至更优选选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基。

在本发明的上下文中，“烯基”是未支化或支化的，并且是通过由C＝C双键替代烷基中的至少一个CH-CH单键而由烷基获得的。

在本发明的上下文中，“炔基”是未支化或支化的，并且在每种情况下是通过由C≡C三键替代烷基中的至少一个CH₂-CH₂单键而由烷基获得的，或通过由C≡C三键替代烯基中的至少一个CH＝CH双键而由烯基获得的。

饱和环烷基是如下的烷基：在饱和环内存在至少3个碳原子，并且还可另外包含不存在于所述环中的其他碳原子。它可以通过这些环碳原子中的一个或通过不在环内的碳原子接合至分子的其余部分。在本发明的上下文中，环烷基尤其选自环丙基、环丁基、环丙基甲基、环戊基、环丁基甲基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基、环十三烷基、环十四烷基、环十五烷基。

不饱和环烷基是通过由至少一个C＝C双键替代饱和环烷基中的至少一个CH-CH单键(得到环烯基)和/或用C≡C三键替代CH₂-CH₂单键(得到环炔基)而由饱和环烷基获得的。

在本发明的上下文中，亚烷基尤其具有1至30个、优选1至12个且更优选1至6个碳原子，并且在本发明的上下文中可以是支化或未支化的。在本发明的上下文中，“亚烷基”表示可通过具有以下的一般化学结构(b)描述的二价饱和烃基

碳原子链"-C_xH_2x"可以是直链的，在这种情况下，所述基团是未支化的亚烷基。或者，它可以具有支链，在这种情况下它是支化的亚烷基。化学结构(b)中的x是整数。

具有1至30个碳原子的未支化或支化的亚烷基中的x选自1至30的范围。

具有1至12个碳原子的未支化或支化的亚烷基中的x选自1至12的范围。

具有1至6个碳原子的未支化或支化的亚烷基中的x选自1至6的范围。

根据本发明，亚烷基尤其具有1至6个碳原子且优选1至4个碳原子，并且更优选选自亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基。

在本发明的上下文中，“亚烯基”是未支化或支化的，并且是通过由C＝C双键替代亚烷基中的至少一个CH-CH单键而由亚烷基获得的。

在本发明的上下文中，“亚炔基”是未支化或支化的，并且是通过由C≡C三键替代亚烷基中的至少一个CH₂-CH₂单键而由烷基获得的，或通过由C≡C三键替代亚烯基中的至少一个CH＝CH双键而由亚烯基获得的。

在本发明的上下文中，饱和亚环烷基是具有至少3个且尤其是3至30个碳原子并且具有至少一个由3至30个碳原子构成的饱和环的二价饱和烃基，优选具有以下化学结构(c)

其中z'尤其是0至27的整数；其中z″尤其是0至27的整数；其中z″′尤其是1至28的整数；并且其中同时，z'+z″+z″′≤28。

在本发明的上下文中，不饱和亚环烷基是通过由C＝C双键替代亚环烷基中的至少一个CH-CH单键(得到亚环烯基)和/或通过由C≡C三键替代亚环烷基中的至少一个CH₂-CH₂单键(得到亚环炔基)而由饱和亚环烷基获得的。

在本发明的上下文中，(杂)芳族基团是杂芳族基团或芳族基团。(杂)芳族基团可以是单价的，即可通过其仅一个碳原子(在芳族基团的情况下)或通过其一个碳原子或杂原子(在杂芳族基团)键合至分子的其余部分。

或者，(杂)芳族基团可以是二价的，即可通过其两个碳原子键合至分子的其余部分(在芳族基团的情况下)，或者可通过其两个碳原子、其两个杂原子或其一个碳原子和其一个杂原子键合至分子的其余部分(在杂芳族基团的情况下)。

当它们在本发明中不被明确地称为二价时，在本发明的上下文中，术语"(杂)芳族基团"应被理解为意指单价(杂)芳族基团。

芳族基团仅具有碳原子和至少一个芳环。芳族基团尤其选自芳基、芳烷基、烷芳基。芳基仅具有芳环，并通过芳环中的碳原子与分子接合。芳基优选苯基。

烷芳基具有至少一个芳环，它们通过该芳环接合至分子的其余部分，并且另外还在所述芳环上带有烷基。烷芳基优选甲苯基。

形式上通过用芳基或烷芳基替代烷基的烃基而获得芳烷基。烷芳基优选苄基、苯乙基、α-甲基苄基。

杂芳族基团尤其选自杂芳基、杂芳烷基、烷基杂芳基。在芳环内，或在杂芳烷基或烷基杂芳基的情况下，或者或另外在芳环外，芳族基团另外具有至少一个杂原子，尤其是选自氮、氧、硫的杂原子。

优选的(杂)芳族基团选自以下基团：上文的化学结构(III)的环、唑、咪唑、吡咯、吡唑、三唑、四唑、噻吩、呋喃、噻唑、噻二唑、噁唑、噁二唑、吡啶、嘧啶、三嗪、四嗪、噻嗪、苯并呋喃、嘌呤、吲哚、9-蒽基、9-菲基。

在本发明的上下文中，二价(杂)芳族基团是二价芳族基团或二价杂芳族基团。

根据本发明，二价芳族基团是具有至少6个、优选6至30个碳原子的二价烃基，其中至少6个碳原子存在于芳族体系中，并且其他碳原子(如果存在)是饱和的。二价芳族基团可通过芳族体系中的碳原子或(如果存在)饱和碳原子接合至分子的其余部分。

优选地，二价芳族基团具有以下化学结构(d)

其中y'是>0、优选0至24的整数；其中y″是>0、优选0至24的整数；并且其中优选同时，y'+y″≤24。

二价杂芳族基团是如下二价芳族基团：其另外优选在芳环内或芳环外、优选在芳环内具有至少一个杂原子、尤其是至少一个选自氮、氧、硫的杂原子，但尤其是通过碳原子接合至分子的其余部分。

“任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、CN、SH、OH、卤素的基团取代并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团的脂族基团”意指至少一个键合至脂族基团中的碳原子的氢原子可以(但不必)被选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素的基团替代，和/或意指在脂族基团中，至少一个接合至两个sp^3-杂化碳原子、优选接合至两个-CH₂-基团、更优选接合至两个-CH₂CH₂-基团的CH₂基团可以(但不必)被氧原子(在这种情况下存在醚基)、硫原子(在这种情况下存在硫醚基)、NH或N-烷基(在这种情况下存在氨基醚基)、-C(＝O)-基团(在这种情况下存在羰基)、-C(＝O)-O-基团(在这种情况下存在羧酸酯基)、-C(＝O)-NH-或-C(＝O)-N(烷基)-基团(在这种情况下存在羧酰胺基)、-SO₂-O-基团(在这种情况下存在磺酸酯)、-OPO₂-O-基团(在这种情况下存在磷酸酯)替代。

“任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、CN、SH、OH、卤素的基团取代并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团的二价脂族基团”意指至少一个键合至二价脂族基团中的碳原子的氢原子可以(但不必)被选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素的基团替代，和/或意指在脂族基团中，至少一个接合至两个sp^3-杂化碳原子、优选接合至两个-CH₂-基团、更优选接合至两个-CH₂CH₂-基团的CH₂基团可以(但不必)被氧原子(在这种情况下存在醚基)、硫原子(在这种情况下存在硫醚基)、NH或N-烷基(在这种情况下存在氨基醚基)、-C(＝O)-基团(在这种情况下存在羰基)、-C(＝O)-O-基团(在这种情况下存在羧酸酯基)、-C(＝O)-NH-或-C(＝O)-N(烷基)-基团(在这种情况下存在羧酰胺基)、-SO₂-O-基团(在这种情况下存在磺酸酯)、-OPO₂-O-基团(在这种情况下存在磷酸酯)替代。

根据本发明的聚合物可以简单且不复杂的方式并且由可容易获得的起始材料制备。取决于所用聚合物的类型，一些单体可仅在一个合成阶段中由以非常低的成本商购的起始材料制备，而不使用色谱分离方法，这相对于技术文献中已知的制备方法提供了明显改进。不需要进一步的单体进行聚合，并且聚合不需要任何昂贵的金属催化剂；而是，所用的制备方法可以是简单的聚合工艺。同时，可以以非常高的产率获得具有高摩尔质量的聚合物。引入低摩尔质量的可聚合基团使得可以将单体的摩尔质量保持较低，并使第二电荷存储构件的理论容量(其与摩尔质量成反比)最大化。另外，这些聚合物中的氧化还原活性基团彼此不缀合；因此，电荷存储构件具有平坦的充电/放电平台。这些材料与现有技术不同之处在于，在一些情况下，仅在一个合成阶段中由以非常低的成本商购的起始材料进行非常简单的合成，而不使用色谱分离方法。此外，根据本发明的聚合物的高氧化还原电势使得能够实现比已知系统中更高的电池电压和能量密度，并允许更高的放电电压。

根据本发明的聚合物可以是均聚物或共聚物。均聚物是仅由一种单体合成的聚合物。共聚物是由两种或多种单体合成的聚合物。如果在合成中使用两种或更多种单体，则根据本发明的聚合物的重复单元的单体可以随机分布、作为嵌段或以交替方式存在于所述聚合物中。根据本发明的聚合物可以直链形式[如结构(II)中]或以交联形式[如结构(I)中]存在。

本发明的聚合物可通过如本领域技术人员已知的以下结构(I)'或(II)'的化合物以及任选还有以下结构(III)'的化合物的阴离子聚合或阳离子聚合来合成。在以下方案的结构(I)'或(II)'中，R¹'至R¹⁰'和R¹⁹'至R³⁰'、B¹'至B³'、A¹'至A¹²'、H¹'至H³'基团各自如上文针对R¹至R¹⁰和R¹⁹至R³⁰、B¹至B³、A¹至A¹²和H¹至H³所定义。H⁴'如针对H¹所定义。

结构(I)的聚合物在这里可通过阴离子聚合或阳离子聚合获得，其中仅使用结构(I)'的单体，使得所得结构(I)的聚合物为m¹＝m²＝0的均聚物。

结构(I)的聚合物在这里可通过阴离子聚合或阳离子聚合获得，其中使用结构(I)'和(II)'的单体，使得所得结构(I)的聚合物为如下共聚物：其中m¹、m²≥0，并且以上结构(I)中的R¹¹、R¹³、R¹⁵或R¹⁷基团在每种情况下独立地为上述一般结构(III)的基团。

结构(I)的聚合物在这里可通过阴离子聚合或阳离子聚合获得，其中使用结构(I)'和(III)'的单体，使得所得结构(I)的聚合物为如下共聚物：其中m¹、m²≥0，并且以上结构(I)中的R¹¹、R¹³、R¹⁵、R¹⁷基团不能是一般结构(III)的基团。

结构(I)的聚合物在这里可通过阴离子聚合或阳离子聚合获得，其中使用结构(I)'、(II)'和(III)'的单体，使得所得结构(I)的聚合物为如下共聚物：其中m¹、m²≥0，并且以上结构(I)中的R¹¹、R¹³、R¹⁵、R¹⁷基团还可以各自独立地为上述一般结构(III)的基团。

结构(II)的聚合物在这里可通过阴离子聚合或阳离子聚合获得，其中仅使用结构(II)'的单体，使得所得结构(II)的聚合物为m³＝0的均聚物。

结构(II)的聚合物在这里可通过阴离子聚合或阳离子聚合获得，其中使用结构(II)'和(III)'的单体，使得所得结构(II)的聚合物为m³≥0的共聚物。

结构(I)'和(II)'的化合物可由本领域技术人员通过已知方法获得，例如通过二羟基苯或二(羟甲基)苯与表氯醇的反应，如下面的方案(合成方案1)中所概述的。所述实施例基于上述结构(I)'来显示，但相应地适用于上述结构(II)'化合物的合成。R^A、R^B、R^C、R^D对应于来自所述结构(I)'的A¹'-R¹'、A²'-R²'、A³'-R³'、A⁴'-R⁴'。

合成方案1

根据化学结构(I)和(II)的本发明聚合物可通过本领域技术人员熟悉的聚合方法，如阳离子聚合(类似于用于合成聚乙二醇和其衍生物的已知方法)或阴离子聚合，由相应的单体(I)'、(II)'和(III)'合成。优选地，阳离子聚合类似于用于合成聚乙二醇和其衍生物的已知方法。

优选在-30至150℃的温度范围内，有利地在-40至120℃的温度范围内，在溶剂中并且在0.1至100小时的反应时间内，使用催化剂，例如路易斯酸(Lewis acid)或质子酸，优选硫酸、硝酸、高氯酸、三氟化硼醚合物络合物(boron trifluoroetherate complex)、三氯化铝、四氯化锡、二乙基锌/水或四氯化钛，进行阳离子聚合。对所用的溶剂没有限制。优选有机溶剂，例如N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二氯甲烷、四氢呋喃、1,4-二氧戊环、1,2-二氯乙烷、甲苯、二甲苯、氯苯、邻二氯苯。

优选在-78至150℃的温度范围内，有利地在-50至50℃的温度范围内，在溶剂中并且以0.1至100小时的反应时间，使用催化剂，例如路易斯碱或碱，优选金属酰胺如氨基钠和Li₂C₂H₅，醇盐如甲醇盐或乙醇盐，氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾，氰化物，膦，胺或有机金属化合物，例如正丁基锂或乙烯基镁溴化物，合成阴离子聚合。对所用的溶剂没有限制。优选有机溶剂，例如四氢呋喃、1,4-二氧戊环、二乙醚、叔丁基甲基醚、甲苯、二甲苯、氯苯或邻二氯苯。

已发现，为了进一步改善诸如容量恒定性等的电池性质，在导电性添加剂(例如下述碳材料(包括例如炭黑中的“

”))存在下进行阴离子聚合或阳离子聚合是有利的，如A.Vlad,J.Rolland,G.Hauffman,B.Ernould,J.-F.Gohy,ChemSusChem 2015,8,1692–1696中针对其他聚合物所述。

根据本发明的聚合物尤其适合用作电荷存储构件中的氧化还原活性电极材料，优选用于存储电能，且更优选用作正极元件。

更优选地，氧化还原活性电极材料采取用于电荷存储构件、尤其是二次电池的电极元件的至少部分表面涂层的形式。电极元件包含至少一个表面层和一个基材。

用于存储电能的氧化还原活性材料是可存储电荷并将其再次释放的材料，例如通过接受和释放电子。该材料可例如用作电荷存储构件中的活性电极材料。用于存储电能的此类电荷存储构件尤其选自二次电池(也称为“蓄电池”)、氧化还原液流电池、超级电容器，且优选二次电池。

优选地，电荷存储构件是二次电池。二次电池包括由隔膜彼此隔开的负极和正极以及包围电极和隔膜的电解质。

隔膜是离子可渗透并且使得能够平衡电荷的多孔层。隔膜的任务是将正极与负极隔开，并使得能够通过离子置换来平衡电荷。用于二次电池中的隔膜尤其是多孔材料，优选由聚合化合物(例如聚烯烃、聚酰胺或聚酯)组成的膜。另外，可以使用由多孔陶瓷材料制成的隔膜。

电解质的主要任务是确保电荷平衡所需的离子电导率。二次电池的电解质可以是具有高离子电导率的液体或低聚化合物或聚合化合物(“凝胶电解质”或“固态电解质”)。然而，优选低聚化合物或聚合化合物。

如果电解质是液体，则其尤其是由一种或多种溶剂和一种或多种导电盐组成。

电解质的溶剂优选独立地包括一种或多种具有高沸点和高离子导电性、但低粘度的溶剂，例如乙腈、二甲基亚砜、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃、二氧戊环、1,2-二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、乙酸乙酯、1,3-二氧戊环或水。

电解质中的导电盐由式(M^e+)_a(An^f-)_b的式M^e+的阳离子和式An^f-的阴离子组成，其中e和f是取决于M和An的电荷的整数；并且a和b是表示导电盐的分子组成的整数。

用于上述导电盐中的阳离子是带正电荷的离子，优选第一主族和第二主族的金属，例如锂、钠、钾或镁，但还有过渡族的其他金属，如锌，和有机阳离子，例如季铵化合物，如四烷基铵化合物。优选的阳离子是锂。

用于所述导电盐中的阴离子优选无机阴离子，如六氟磷酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、六氟砷酸根、六氟锑酸根、四氟铝酸根、四氟铟酸根、高氯酸根、双(草酸)硼酸根、四氯铝酸根、四氯镓酸根，而且还有有机阴离子，例如N(CF₃SO₂)₂ ^-、CF₃SO₃ ^-、醇根(例如叔丁醇根或异丙醇根)，而且还有卤离子，如氟离子、氟离子、溴离子和碘离子。优选的阴离子是高氯酸根ClO₄ ^-。

因此优选的导电盐为LiClO₄。

如果使用离子液体，则它们可被用作电解质的溶剂，用作导电盐，或者用作完全电解质使用。

在其中氧化还原活性电极材料采取用于电荷存储构件、尤其是二次电池的电极元件的至少部分表面涂层形式的实施方案中，电极元件在基材表面上具有至少部分层。该层尤其包含一种组合物，所述组合物包含作为用于电荷存储的氧化还原活性材料的根据本发明的聚合物、和尤其是至少还有导电性添加剂及尤其是还有至少一种粘合剂添加剂。

借助本领域技术人员已知的方法将该组合物(组合物的表示：“复合物”)施加在基材上是可能的。更具体地，借助于电极浆料将根据本发明的聚合物施加在基材上。

电极元件的基材尤其选自导电材料，优选金属、碳材料、氧化物物质。

优选的金属选自铂、金、铁、铜、铝或这些金属的组合。优选的碳材料选自玻璃碳、石墨膜、石墨烯、碳片。优选的氧化物物质例如选自氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、掺氟氧化锡(FTO)或氧化锑锡(ATO)。

电极元件的表面层至少包含作为用于电荷存储的氧化还原活性材料的根据本发明的聚合物、和尤其是至少导电性添加剂及粘合剂添加剂。

导电性添加剂尤其是至少一种导电材料，其优选选自碳材料、导电聚合物，且尤其是碳材料。碳材料尤其选自碳纤维、碳纳米管、石墨、碳黑、石墨烯，并且更优选碳纤维。导电聚合物尤其选自聚苯胺、聚噻吩、多炔、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(＝PEDOT:PSS)、聚并苯(polyarcene)。

粘合剂添加剂尤其是具有粘合剂性质的材料，且优选选自以下聚合物：聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚砜、纤维素衍生物、聚氨酯。

将根据本发明的聚合物尤其施加于电极浆料中的电极元件的基材。

电极浆料是溶液或悬浮液，并且包含根据本发明的聚合物和尤其是上述导电性添加剂及上述粘合剂添加剂。

电极浆料优选包含溶剂和其他组分，所述其他组分包含用于存储电能的氧化还原活性材料(其尤其是根据本发明的聚合物)，以及优选还有导电性添加剂和粘合剂添加剂。

在其他组分中，优选地，用于存储电能的氧化还原活性材料(其尤其是根据本发明的聚合物)的比例为5重量％至100重量％，导电性添加剂的比例为0至80重复％且优选5重量％至80重量％，并且粘合剂添加剂的比例为0至10重量％且优选1重量％至10重量％，其中总计为100重量％。

用于电极浆料的溶剂独立地为一种或多种溶剂，优选具有高沸点的溶剂，更优选选自以下物质：N-甲基-2-吡咯烷酮、水、二甲基亚砜、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃、二氧戊环、环丁砜、N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺。用于在上述电极浆料中存储电能的、尤其是根据本发明的聚合物的氧化还原活性材料的浓度优选0.1至10mg/ml，更优选0.5至5mg/ml。

如果将本发明的作为氧化还原活性材料的聚合物用作用于电荷存储构件的正极元件，则用于负极中的电荷存储的氧化还原活性材料是相比于本发明的聚合物在更低的电化学电势下展现氧化还原反应的材料。优选选自以下那些材料：碳材料，其尤其选自石墨、石墨烯、碳黑、碳纤维、碳纳米纤维；金属或合金，其尤其选自以下物质：锂、钠、镁、锂铝、Li-Si、Li-Sn、Li-Ti、Si、SiO、SiO₂、Si-SiO₂络合物、Zn、Sn、SnO、SnO₂、PbO、PbO₂、GeO、GeO₂、WO₂、MoO₂、Fe₂O₃、Nb₂O₅、TiO₂、Li₄Ti₅O₁₂和Li₂Ti₃O₇；以及有机氧化还原活性材料。有机氧化还原活性材料的实例是具有稳定的有机基团的化合物、具有有机硫单元、具有醌结构的化合物、具有二酮体系、共轭的羧酸和其盐的化合物、具有邻苯二甲酰亚胺或萘二甲酰亚胺结构的化合物、具有二硫键的化合物以及具有菲结构和其衍生物。如果在负极中使用上述氧化还原活性低聚化合物或聚合化合物，则该化合物还可以是由该低聚化合物或聚合化合物、导电性添加剂和粘合剂添加剂以任何比率组成的复合物、即组合物。在这种情况下，导电性添加剂也尤其是至少一种导电材料，其优选选自碳材料、导电聚合物，且尤其是碳材料。碳材料尤其选自碳纤维、碳纳米管、石墨、碳黑、石墨烯，并且更优选碳纤维。导电聚合物尤其选自聚苯胺、聚噻吩、多炔、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT:PSS)、聚并苯(polyarcene)。在这种情况下，粘合剂添加剂还尤其是具有粘合剂性质的材料，且优选选自以下聚合物：聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚砜、纤维素衍生物、聚氨酯。

如上所述，该复合物可借助于电极浆料通过已知的成膜工艺作为基材上的层存在。

附图说明

图1显示2(1毫摩尔，在具有0.1M TBAPF₆的CH₂Cl₂中)在不同扫描速率(以mVs^-1报告)下的循环伏安图。x轴指示电势V，y轴指示电流(mA)。

图2指示利用3生产的根据本发明的电极在1次或10次或50次充电/放电循环(充电速率＝1C，即在60分钟内完全充电；第4.1部分)之后的测得电压V(y轴)对容量(x轴)。图中的实心框表示充电循环，空心框表示放电循环。

图3指示利用13生产的不是根据本发明的电极在1次或10次或50次充电-放电循环(充电速率＝1C，即在60分钟内完全充电；第4.2部分)之后的测得电压V(y轴)对容量(x轴)。图中的实心框表示充电循环，空心框表示放电循环。

下面将通过以图显示的用于制备和使用的工作实施例来详细说明本发明，但不限于此。

实施例

1.概述：

1.1缩写

AIBN–偶氮双(异丁腈)；C–碳颗粒；DMAP–二甲基氨基吡啶；DMF–二甲基甲酰胺；NEt₃–三乙胺；ov–过夜；TBAClO₄–四丁基高氯酸铵；TBAPF₆–四丁基六氟磷酸铵；THF–四氢呋喃；Tol.–甲苯。

1.2测试方法

在298K用Bruker AC 300(300MHz)光谱仪记录¹H和¹³C NMR谱。对于循环伏安法和恒电流实验，可利用Biologic VMP 3恒电势器。在Agilent1200系列系统(脱气器：PSS，泵：G1310A，自动取样器：G1329A，烘箱：Techlab，DAD检测器：G1315D，RI检测器：G1362A，洗脱剂：DMAc+0.21％LiCl，1ml/min，温度：40℃，柱：PSS GRAM护罩(guard)/1000/30A)上进行尺寸排阻色谱。

2.发明实施例

2.1 I1:2,2'-((((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基))双(环氧乙烷v2的合成和聚合

2.1.1 2,2'-(((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基))双(环氧乙烷)2的合成

将2,5-二叔丁基氢醌1(2.22g，10mmol)在THF中的0.5M溶液逐滴添加至NaH(1g，25mmol，于矿物油中的60％分散液)在10mL THF中的冰冷却的悬浮液中，并且在完成添加时，将混合物在室温下再搅拌1小时。

随后，添加5mol％碘化四丁基铵(185mg，0.5mmol)和表氯醇(4.69ml，60mmol)，并将反应混合物在40℃下搅拌16小时。将反应用水淬灭，并用二乙醚萃取。将有机相用MgSO₄干燥；在减压下去除溶剂。将残余物悬浮于戊烷中，在室温下搅拌2小时，然后过滤。获得2.84g(8.5mmol，89％)呈白色固体形式的2。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz,ppm):δ6.74(s,2H),4.13(m,2H),3.90(m,2H),3.31(m,2H),2.84(m,2H),2.70(m,2H),1.30(s,18H)。

图1显示CH₂Cl₂中的2(1毫摩尔2，0.1M TBAClO₄)在不同扫描速率下的循环伏安图。

2.1.2 2,2'-((((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基)双(环氧乙烷)2的聚合，得到3

在氩气氛下将2,2'-(((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基))双(环氧乙烷)2(22.07g，66mmol)溶解于66ml无水二氯甲烷中。随后，添加1mol％的水(11.9mg，0.66mmol)和3mol％的BF₃醚合物(281mg，1.98mmol)。借助机械搅拌器将反应混合物搅拌16小时，并将所获得的凝胶直接转移至索氏设备中。将所述凝胶在其中用乙腈和二乙醚萃取，然后干燥。这得到18.2g(82.5％)呈白色粉末形式的3。

2.1.3 2,2'-(((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基))双(环氧乙烷)2与环氧乙烷的共聚，得到4

将2,2'-(((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基))双(环氧乙烷)2(1.14g，3.4mmol)溶解于50ml无水THF中，转移至Büchi PicoClave反应器中并冷却至-20℃。随后，添加环氧乙烷(3g，0.0681mmol)和二苯基甲基化钾(potassiumdiphenylmethanide)(206mg，1mmol)。将反应混合物在4小时内从-20℃加热至45℃，并在该温度下保持12小时。将所得凝胶直接转移至索氏设备(Soxhlet apparatus)中。将所述凝胶在其中用乙腈和四氢呋喃萃取，然后干燥。这得到4.0g(93％)呈白色粉末形式的4。

2.1.4在碳存在下2,2'-(((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基))双 (亚乙基))双(环氧乙烷)2的聚合，得到3

将2,2'-(((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基))双(环氧乙烷)2(40mg，0.12mmol)和80mg

惰化并用5ml二氯甲烷分散。随后，添加5mol％的BF₃醚合物(0.9mg，6μmol)。将反应混合物搅拌16小时，并将所获得的凝胶直接转移至索氏设备中。将所述凝胶在其中用乙腈和二乙醚以及二氯甲烷萃取，然后干燥。这得到112mg呈黑色粉末形式的聚合产物。

元素分析：C 90.96％，H 2.85％，对应于复合物中约31％聚合物。

2.2 E2:2-((2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基)甲基)环氧乙烷6的合成和聚合

2.2.1 2-((2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基)甲基)环氧乙烷6的合成

将2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯酚5(2.36g，10mmol)在THF中的0.5M溶液逐滴添加至NaH(600mg，15mmol，于矿物油中的60％分散液)在8mL THF中的冰冷却的悬浮液中，并且在完成添加时，将混合物在室温下再搅拌1小时。随后，添加5mol％碘化四丁基铵(185mg，0.5mmol)和表氯醇(1.59ml，20mmol)，并将反应混合物在40℃下搅拌16小时。将反应用水淬灭，并用二乙醚萃取。将有机相用MgSO₄干燥；在减压下去除溶剂。将残余物悬浮于戊烷中，在室温下搅拌2小时，然后过滤。获得2.40g(8.2mmol，82％)呈白色固体形式的6。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz,ppm):δ6.70(s,1H),6.65(s,1H),4.13(m,1H),3.90(m,1H),3.68(s,3H),3.31(m,1H),2.84(m,1H),2.70(m,1H),1.26(s,18H)。

2.2.2 2-((2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基)甲基)环氧乙烷6与2的共聚，得到7

在氩气氛下将2-((2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基)甲基)环氧乙烷6(877mg，3mmol)和2,2'-(((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(亚甲基)双(环氧乙烷)2(167mg，0.5mmol)溶解于3.5ml无水二氯甲烷中。随后，添加3mol％的BF₃醚合物(15mg，0.11mmol)，并将混合物在室温下搅拌14小时。将所得凝胶直接转移至索氏设备中。将所述凝胶在其中用乙腈和二乙醚萃取，然后干燥。这得到835mg(80％)呈白色粉末形式的7。

3.比较实施例

3.1 C1:((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(丙烷-3,1-二基)双(丙烯酸 2-甲酯)12的合成和聚合

3.1.1 2-(3-溴丙氧基)四氢-2H-吡喃10的合成

向1-溴-3-羟基丙烷9(10g，72mmol)在CH₂Cl₂中的0.5M溶液中搅拌加入对甲苯磺酸水合物(1.37g，7.2mmol)和二氢吡喃(9.8ml，107.9mmol)，并将混合物在室温下搅拌16小时。将反应物用水萃取。将有机相用MgSO₄干燥，在减压下去除溶剂，并借助真空蒸馏纯化残余物。获得12.2g(54.7mmol，76％)呈无色油状物的10。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz,ppm):δ4.52(s,1H),3.78(m,2H),3.46(m,4H),2.05(m,2H),1.68(m,2H),1.46(m,4H)。

3.1.2 3,3'-((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(丙-1-醇)11的合成

向1(1g，4.5mmol)在THF中的0.9M溶液中逐滴添加NaH(450mg，11.2mmol，于矿物油中的60％分散液)在10mL THF中的冰冷却的悬浮液，并且在完成添加时，将混合物在室温下再搅拌2小时。随后，添加10(5.02g，22.5mmol)，并将反应混合物在50℃下搅拌24小时。将反应用水淬灭，并用二氯甲烷萃取。将有机相用MgSO₄干燥，并且在减压下去除溶剂。不进一步纯化，将残余物吸收于50ml甲醇中，并添加20ml的2M HCl。在脱离保护基(通过TLC监测)后，将产物用二氯甲烷萃取并经MgSO₄干燥，并且在减压下去除溶剂。借助柱色谱(硅胶，己烷/乙酸乙酯，1:1)纯化残余物。获得853mg(2.5mmol，56％)呈白色固体的11。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz,ppm):δ6.85(s,2H),4.10(t,4H),3.92(t,4H),2.09(m,4H),1.37(s,18H)。

3.1.3((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(丙烷-3,1-二基)-双(丙烯酸2- 甲酯)12的合成

将11(505mg，1.5mmol)和DMAP(18mg，0.15mmol)惰化。添加10ml无水THF、三乙胺(820μl，5.9mmol)和甲基丙烯酰氯(570μl，5.9mmol)，同时冷却，并将混合物在室温下搅拌16小时。将反应用水淬灭，并用二氯甲烷萃取。将有机相用MgSO₄干燥，并且在减压下去除溶剂。借助柱色谱(硅胶，己烷/乙酸乙酯，4:1)纯化残余物。获得565mg(1.2mmol，80.6％)呈白色固体的12。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz,ppm):δ6.83(s,2H),6.12(s,2H),5.56(s,2H),4.39(t,4H),4.07(t,4H),2.21(m,4H),1.95(s,6H),1.37(s,18H)。

3.1.4在碳存在下((2,5-二叔丁基-1,4-亚苯基)双(氧基))双(丙烷-3,1-二基)双 (丙烯酸2-甲酯)12的聚合，得到13

将单体12(40mg，0.08mmol)、AIBN(0.7mg，0.004mmol)和80mg

(从SigmaAldrich获得的碳颗粒)惰化。随后，添加2.5ml无水甲苯，并将反应在80℃下搅拌54小时。将复合物在甲醇中沉淀并洗涤。这得到105mg呈黑色固体形式的13。

元素分析：C 92.06％，H 2.38％，对应于复合物中约27％聚合物。

3.2C2:甲基丙烯酸3-(2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基)丙酯15的合成和聚合

3.2.1 3-(2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基)丙-1-醇14的合成

将5(2g，8.5mmol)在THF中的0.8M溶液逐滴添加至NaH(507mg，12.7mmol，于矿物油中的60％分散液)在10mL THF中的冰冷却的悬浮液中，并且在完成添加时，将混合物在室温下再搅拌2小时。随后，添加10(5.66g，25.4mmol)，并将反应混合物在50℃下搅拌48小时。将反应用水淬灭，并用二氯甲烷萃取。将有机相用MgSO₄干燥，并且在减压下去除溶剂。将残余物吸收于50ml甲醇中，并添加20ml的2M HCl。在脱离保护基后，将产物用二氯甲烷萃取并经MgSO₄干燥，并且在减压下去除溶剂。借助凝胶过滤(硅胶，己烷/乙酸乙酯，4:1)纯化残余物。获得1.62g(5.5mmol，65％)呈白色固体的14。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz,ppm):δ6.84(2H),4.11(t,2H),3.92(t,2H),3.81(s,3H),2.09(m,2H),1.37(18H)。

3.2.2甲基丙烯酸3-(2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基)丙酯15的合成

将14(500mg，1.7mmol)和DMAP(20.8mg，0.17mmol)惰化。添加10ml无水THF、三乙胺(940μl，6.8mmol)和甲基丙烯酰氯(660μl，6.8mmol)，同时冷却，并将混合物在室温下搅拌16小时。将反应用水淬灭，并用二氯甲烷萃取。将有机相用MgSO₄干燥，并且在减压下去除溶剂。借助柱色谱(硅胶，己烷/乙酸乙酯，4:1)纯化残余物。获得545mg(1.5mmol，88.5％)呈白色固体的15。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz,ppm):δ6.83(2H),6.12(s,1H),5.56(s,1H),4.39(t,2H),4.07(t,2H),3.80(s,3H),2.21(m,2H),1.95(s,3H),1.36(18H)。

3.2.3甲基丙烯酸3-(2,5-二叔丁基-4-甲氧基苯氧基)丙酯15的聚合，得到16

将15(100mg，0.275mmol)在无水甲苯和AIBN(1.72mg，0.13mmol)中的0.5M溶液用氩脱气90min。将脱气的混合物在80℃下搅拌16小时。使聚合物在甲醇中沉淀。这得到65mg(0.18mmol，64.5％)呈白色固体的16。

4.电极的生产

4.1包含4的电极的生产(本发明实施例)

在研钵中加工3(如2.1.4部分中所述制备)，得到细粉末。随后向90mg的3和10mg聚(偏二氟乙烯)(PVDF；Sigma Aldrich，作为粘合剂添加剂)中添加1ml NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)，并将混合物在研钵中混合5分钟直到形成均匀的糊状物。使用刮刀法或借助于涂覆棒，将该糊状物施加至铝箔(15μm，MIT公司)，并将电极在45℃下在减压下干燥16小时。基于干燥电极的质量确定活性材料在电极上的比例。在氩气氛下构建纽扣电池(2032型)。借助于MIT公司精密盘形切割机(Precision Disc Cutter)(直径为15mm)，冲压出适合的电极。用作阴极的电极位于钮扣电池的底部，并且借助于多孔聚丙烯膜(Celgard，MIT公司)与锂阳极隔开。随后在锂阳极顶部放置不锈钢砝码(直径：15.5mm，厚度：0.3mm，MIT公司)和不锈钢弹簧(直径：14.5mm，厚度：5mm)。用电解质(EC，DMC 3/7，0.5M LiClO₄)填充纽扣电池，并用盖子盖上，然后用电动压缩机(MIT公司MSK-100D)密封。

电池显示4.1V的充电平台和4.0V的放电平台。在第一次放电循环中，电池显示58mAh/g的容量(理论上可能容量的71％)；在50次充电/放电循环之后，电池显示53mAh/g的容量(图2)。

4.2包含13的电极的生产(比较实施例)

在研钵中加工13(如3.1.4部分中所述制备)，得到细粉末。随后向90mg的13和10mg聚(偏二氟乙烯)(PVDF；Sigma Aldrich，作为粘合剂添加剂)中添加1ml NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)，并将混合物在研钵中混合5分钟直到形成均匀的糊状物。使用刮刀法，借助于涂覆棒将该糊状物施加至铝箔(15μm，MIT公司)，并将电极在45℃下在减压下干燥16小时。基于干燥电极的质量确定活性材料在电极上的比例。在氩气氛下构建纽扣电池(2032型)。借助于MIT公司精密盘形切割机(直径为15mm)，冲压出适合的电极。用作阴极的电极位于钮扣电池的底部，并且借助于多孔聚丙烯膜(Celgard，MIT公司)与锂阳极隔开。随后在锂阳极顶部放置不锈钢砝码(直径：15.5mm，厚度：0.3mm，MIT公司)和不锈钢弹簧(直径：14.5mm，厚度：5mm)。用电解质(EC，DMC 3/7，0.5M LiClO₄)填充纽扣电池，并用盖子盖上，然后用电动压缩机(MIT公司MSK-100D)密封。

在第一次放电循环中，电池显示45mAh/g的容量(理论上可能容量的80％)；在50次充电/放电循环之后，电池显示29mAh/g的容量(图3)。

5.结果

从图2与图3的比较明显看出，本发明的聚合物电极与现有技术中获得的那些相比，具有更高的放电电压和放电容量，因此具有高得多的比能。在几次充电/放电循环中观察到该效应。另外，根据本发明的聚合物在经历几次充电/放电循环时展现较小的容量下降，并且可以小得多的资源密集方式生产。

Claims

1.用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料，其包含聚合物，该聚合物包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，

其中n¹和n²各自独立地为≥4的整数，

其中m¹、m²、m³各自独立地为≥0的整数，

其中H¹、H²、H³、H⁴、H⁵、H⁶独立地选自O、S、NR'，

氢、杂芳族基团、芳族基团，

并且其中R¹、R²、R³、R⁴基团中彼此处于邻位的至少两个基团和/或R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²²、R²³基团中彼此处于邻位的至少两个基团还可各自由至少一个杂芳环、芳环或脂族环桥连，所述脂族环任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素、烷基的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-COOR³⁶、-C(＝O)NHR³⁷、-NR³⁸R³⁹，其中R³⁶、R³⁷、R³⁸、R³⁹各自独立地选自氢、杂芳族基团、芳族基团、脂族基团，所述脂族基团任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

直接键，

&-(X¹)_p1-[C＝X²]_p2-(X³)_p3-B⁵-(Y²)_q2-[C＝Y¹]_q1-&&，

&-(Y³)_q3-(C＝Y⁴)-&&，

&-(Y¹⁰)_q9-(C＝Y⁹)_q8-(Y⁸)_q7-&&，

其中q1、q2各自为0或1，其中当q1＝0时，则q2＝0，

其中q3＝0或1，

其中X²、X⁵、Y¹、Y⁴、Y⁶、Y⁹独立地选自氧、硫，

其中Y⁵、Y⁸选自NH、N-烷基、

其中B⁵、B⁶独立地选自：

二价杂芳族基团、二价芳族基团，

2.根据权利要求1所述的用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料，所述聚合物包含n¹个相互连接的化学结构(I)的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)的重复单元，

其中n¹和n²各自独立地为≥4的整数，

其中m¹、m²、m³各自独立地为≥0的整数，

其中H¹、H²、H³、H⁴、H⁵、H⁶独立地选自O、S、NR'，

氢、苯基、苄基，

其中R³¹、R³²、R³³、R³⁴、R³⁵基团独立地与针对R¹所定义的相同，

其中A¹³、A¹⁴、A¹⁵、A¹⁶、A¹⁷、A¹⁸中的至少两个各自为氧原子或硫原子，并且A¹³、A¹⁴、A¹⁵、A¹⁶、A¹⁷、A¹⁸中其余各自为直接键，

并且其中R¹、R²、R³、R⁴基团中彼此处于邻位的至少两个基团和/或R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²²、R²³基团中彼此处于邻位的至少两个基团和/或R³¹、R³²、R³³、R³⁴、R³⁵基团中彼此处于邻位的至少两个基团还可各自由至少一个杂芳环、芳环或脂族环桥连，所述脂族环任选地被至少一个选自硝基、-NH₂、-CN、-SH、-OH、卤素、烷基的基团取代，并且任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团，

直接键，

&-(X¹)_p1-[C＝X²]_p2-(X³)_p3-B⁵-(Y²)_q2-[C＝Y¹]_q1-&&，

&-(Y³)_q3-(C＝Y⁴)-&&，

&-(Y¹⁰)_q9-(C＝Y⁹)_q8-(Y⁸)_q7-&&，

其中q1、q2各自为0或1，其中当q1＝0时，则q2＝0，

其中q3＝0或1，

其中X²、X⁵、Y¹、Y⁴、Y⁶、Y⁹独立地选自氧、硫，

其中Y⁵、Y⁸选自NH、N-烷基、

其中B⁵、B⁶独立地选自：

二价杂芳族基团、二价芳族基团，

3.根据权利要求2所述的用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料，所述聚合物包含n¹个相互连接的化学结构(I)'的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)'的重复单元，

其中n¹和n²各自独立地为≥4且≤5000的整数，

其中m¹、m²、m³各自独立地为≥0且≤5000的整数，

其中所述聚合物内的所述化学结构(I)'的重复单元彼此相同或至少部分不同，

其中所述聚合物内的所述化学结构(II)'的重复单元彼此相同或至少部分不同，

其中所述聚合物内的所述化学结构(I)'的重复单元彼此接合，使得特定重复单元中由"##"标识的键被相邻重复单元中由"#"标识的键接合，并且特定重复单元中由"§§"标识的键被相邻重复单元中由"§"标识的键接合，

其中所述聚合物内的所述化学结构(II)'的重复单元彼此接合，使得特定重复单元中由"*"标识的键被相邻重复单元中由"**"标识的键接合，

氢、具有1至30个碳原子的烷基，

并且其中R²²是具有1至30碳原子的烷基，

并且其中R¹¹、R¹³、R¹⁵、R¹⁷基团还可各自独立地为具有一般结构(III)'的基团

其中R³¹、R³²、R³⁴、R³⁵基团各自独立地选自：

氢、具有1至30个碳原子的烷基，

并且其中R³³是具有1至30碳原子的烷基，

硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-O-R⁴⁰，其中R⁴⁰是具有1至30个碳原子的烷基，

其中B¹、B²、B³、B⁴独立地选自：

直接键，

&-(X¹)_p1-[C＝X²]_p2-(X³)_p3-B⁵-(Y²)_q2-[C＝Y¹]_q1-&&，

&-(Y³)_q3-(C＝Y⁴)-&&，

其中q1、q2各自为0或1，其中当q1＝0时，则q2＝0，

其中q3＝0或1，

其中X²、Y¹、Y⁴独立地选自氧、硫，

其中X¹、X³、Y²、Y³独立地选自O、S，

并且其中B⁵选自&-亚苯基-CH₂-&&、二价脂族基团，所述二价脂族基团任选地具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基的基团，

并且其中对于B¹，“&&”表示指向O的键，对于B²，“&&”表示指向O的键，对于B³，“&&”表示指向O的键，且对于B⁴，“&&”表示指向O的键，

4.根据权利要求3所述的用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料，所述聚合物包含n¹个相互连接的化学结构(I)'的重复单元或n²个相互连接的化学结构(II)'的重复单元，

其中n¹和n²各自独立地为≥10且≤1000的整数，

其中m¹、m²、m³各自独立地为≥0且≤1000的整数，

并且其中R²²是具有1至8个碳原子的烷基，

并且其中R³³是具有1至8个碳原子的烷基，

其中B¹、B²、B³、B⁴独立地选自：

直接键，

&-(O)_p1-[C＝O]_p2-(O)_p3-B⁵-&&，

B⁵是具有1至30个碳原子的亚烷基，

5.根据权利要求4所述的用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料，

其中R¹＝R³，R²＝R⁴，R¹⁹＝R²¹，R²⁰＝R²³，R³¹＝R³⁴，R³²＝R³⁵。

6.根据权利要求5所述的用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料，其中R¹＝R³＝H，R²＝R⁴＝具有1至8个碳原子的烷基，R¹⁹＝R²¹＝H，R²⁰＝R²³＝具有1至8个碳原子，R³¹＝R³⁴＝H，R³²＝R³⁵＝具有1至8个碳原子的烷基，并且B¹、B²、B³、B⁴各自独立地选自直接键、亚甲基、亚乙基、亚正丙基。

7.根据权利要求6所述的用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料，其中R¹＝R³＝H，R²＝R⁴＝具有1至6个碳原子的烷基，R¹⁹＝R²¹＝H，R²⁰＝R²³＝具有1至6个碳原子的烷基，R³¹＝R³⁴＝H，R³²＝R³⁵＝具有1至6个碳原子的烷基。

8.根据权利要求7所述的用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料，其中R¹＝R³＝H，R²＝R⁴＝叔丁基，R¹⁹＝R²¹＝H，R²⁰＝R²³＝叔丁基，R³¹＝R³⁴＝H，R³²＝R³⁵＝叔丁基。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的聚合物作为用于电荷存储构件的氧化还原活性电极材料的用途。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的聚合物在用于电荷存储构件的电极浆料中的用途。