CN111919318A - 改善的有机电极材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型电极材料,其特征在于与传统电极材料相比容量得以改善。该电极材料包含在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物、导电性添加剂和离子液体。本发明还涉及由该新型电极材料生产电极的方法,以及通过该方法可获得的电极。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型电极材料,其特征在于与传统电极材料相比容量得以改善。
本发明还涉及用于生产电极的方法以及通过该方法获得的电极。
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。这些电池有许多优点,并且其作用机理与基于金属的电荷存储材料有根本不同。
文献描述了大量有机存储材料。S.Muench,A.Wild,C.Friebe,B.T.Janoschka,U.S.Schubert,Chem.Rev.2016,116,9438-9484的文章(Muench等,见下文)给出了概述。
在由这些有机存储材料生产电极时,通常将电极材料与导电性添加剂如碳材料和任选存在的粘合剂添加剂混合,并将其施加至衬底。
随后将由此获得的电极与反电极一起引入至电池中。此类电池的构造是本领域技术人员已知的(Muench等)。在这些电池中,可以使用多种电解质,包括金属盐(例如锂盐)或离子液体。
即使由此获得的电极具有良好的容量,在该技术领域中仍然需要改进基于有机电荷存储材料的电极的容量。
因此,本发明要解决的问题是提供由有机存储材料制成、并且与可比电极相比具有提高的容量的电极材料。
现已发现,令人惊讶地,在由特定的有机聚合物电荷存储材料制成的电极中,可实现容量的明显增加。
具体地说,发现当在电极的生产中添加离子液体作为另外的组分以及导电性添加剂时,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物中的容量得以改善。
申请US 2017/0222232 A1以及专利US 9,397,341 B2、US 9,520,598 B2和US 9,276,292 B1描述了Zn/MnO2电池中的电极,即基于金属的且因此是非有机电荷存储装置,其中存在离子液体。
该观察结果是完全令人惊讶的,特别是因为在向有机电荷存储材料、例如向WO2017/220965 A1的实施例1或2中所描述的聚合物中相应地添加离子液体时,没有任何可类比的效果,其中在所述有机电荷存储材料中,相应的聚合物在主链中共轭。
发明内容
I.本发明的第一方面:电极材料
在第一方面,本发明涉及一种电极材料,其包含至少一种导电性添加剂、至少一种离子液体和至少一种在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P。
根据本发明的电极材料尤其是用于电荷存储装置的电极元件的电极浆料或表面涂层。
I.1氧化还原聚合物P
出于本发明的目的,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包括以下两种结构特征:
(1)不存在共轭的聚合物骨架(所述“主链”),
(2)规则地或不规则地键合至所述聚合物骨架的氧化还原活性有机基团,在所述氧化还原活性有机基团内存在共轭或不存在共轭。
I.1.α)出于本发明的目的,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元和/或n2个相互连接的化学结构(II)的重复单元和/或n3个相互连接的化学结构(III)的重复单元,优选n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元和/或n3个相互连接的化学结构(III)的重复单元,更优选n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1、n2和n3各自独立地为≥4的整数,优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,甚至更优选100至104范围内的整数,
其中m1、m2、m3、m4和m5各自独立地为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,更优选0至10范围内的整数,并且最优选各自为0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物P内的化学结构(II)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物P内的化学结构(III)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中聚合物内的化学结构(II)的重复单元彼此连接,使得特定重复单元中由“##”指示的键被相邻重复单元中由“#”指示的键连接,并且特定重复单元中由“&&”指示的键被相邻重复单元中由“&”指示的键连接,
其中聚合物内的化学结构(III)的重复单元彼此连接,使得特定重复单元中由“§§”指示的键被相邻重复单元中由“§”指示的键连接,并且特定重复单元中由“$$”指示的键被相邻重复单元中由“$”指示的键连接,
其中X1、X2、X3、X4、X5各自独立地为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1、Y2、Y3、Y4、Y5各自独立地为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7各自独立地选自以下组中:直接键、有机连接单元(linker unit),
并且其中L1'、L2'、L3'各自独立地选自以下组中:直接键、有机连接单元,并且L1'、L2'、L3'优选直接键,
并且其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'各自独立地为优选选自以下组中的有机氧化还原活性基团:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)、氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)、氧化还原活性苯醌官能团(E)、氧化还原活性三苯胺官能团(G)、氧化还原活性紫罗碱(viologen)官能团(H)、氧化还原活性二茂铁官能团(J),并且R1'、R2'、R3'还可各自为氢基,
并且,其中更优选地,R1、R2、R4、R5各自独立地为优选选自以下组中的有机氧化还原活性基团:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)、氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)、氧化还原活性苯醌官能团(E)、氧化还原活性三苯胺官能团(G)、氧化还原活性紫罗碱官能团(H)、氧化还原活性二茂铁官能团(J),并且R1'、R2'、R3'各自为氢基,
并且,其中甚至更优选地,R1、R2、R4、R5各自独立地为选自以下组中的有机氧化还原活性基团:包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C),并且R1'、R2'、R3'各自为氢基。
根据第I.1.α)点的聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同。根据第I.1.α)点的聚合物P内的化学结构(II)的重复单元彼此相同或至少部分不同。根据第I.1.α)点的聚合物P内的化学结构(III)的重复单元彼此相同或至少部分不同。
“彼此至少部分不同”意指至少两个重复单元彼此不同。
更具体地,在化学结构(I)的情况下,这意指由聚合物P所涵盖的n1个相互连接的重复单元中的至少两个在R1、R1'、L1、L1'、X1、Y1基团中的至少一个方面和/或在m1的值方面不同。
更具体地,在化学结构(II)的情况下,这意指由聚合物P所涵盖的n2个相互连接的重复单元中的至少两个在R2、R2'、R3'、L2、L2'、L3、L3'、X2、X3、Y2、Y3基团中的至少一个方面和/或在m2或m3的值方面不同。
更具体地,在化学结构(III)的情况下,这意指由聚合物P所涵盖的n3个相互连接的重复单元中的至少两个在R4、R5、L4、L5、L6、L7、X4、X5、Y4、Y5基团中的至少一个方面和/或在m4或m5的值方面不同。
根据本发明的氧化还原聚合物P的第一重复单元的针对由“*”指示的键位置处的化学结构(I)中存在的端基,以及根据本发明的氧化还原聚合物P的第n1个重复单元的针对由“**”指示的键位置处的化学结构(I)中存在的端基不受特别限制,并且是用于制备根据本发明的氧化还原聚合物P的方法中所使用的聚合方法的结果。因此,它们可以是引发剂或重复单元的终止片段(fragment)。优选地,这些端基选自氢、卤素、羟基、未取代的基团或被-CN、-OH、卤素取代的脂族基团(其可尤其是未取代或相应取代的烷基)、(杂)芳族基团,所述(杂)芳族基团优选苯基、苄基或α-羟基苄基。
根据本发明的氧化还原聚合物P的第一重复单元的针对由“#”和“&”指示的键位置处的化学结构(II)中存在的端基,以及根据本发明的氧化还原聚合物P的第n2个重复单元的针对由“##”和“&&”指示的键位置处的化学结构(II)中存在的端基不受特别限制,并且是用于制备根据本发明的氧化还原聚合物P的方法中使用的聚合方法的结果。因此,它们可以是引发剂或重复单元的终止片段。优选地,这些端基选自氢、卤素、羟基、未取代的基团或被-CN、-OH、卤素取代的脂族基团(其可尤其是未取代或相应取代的烷基)、(杂)芳族基团,所述(杂)芳族基团优选苯基、苄基或α-羟基苄基。
根据本发明的氧化还原聚合物P的第一重复单元的针对由“§”和“$”指示的键位置处的化学结构(III)中存在的端基,以及根据本发明的氧化还原聚合物P的第n3个重复单元的针对由“§§”和“$$”指示的键位置处的化学结构(III)中存在的端基不受特别限制,并且是用于制备根据本发明的氧化还原聚合物P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。
I.1.β)在如第I.1.α)点中所定义的本发明的第一方面的优选实施方案中,由本发明的第一方面中的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且在每种情况下最优选0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此连接,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1’各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组,
并且,其中优选地,L1选自由直接键、有机连接单元组成的组,并且L1'为直接键,
并且,其中R1、R1’各自独立地为优选选自以下组中的有机氧化还原活性基团:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)、氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)、氧化还原活性苯醌官能团(E)、氧化还原活性三苯胺官能团(G)、氧化还原活性紫罗碱官能团(H)、氧化还原活性二茂铁官能团(J),并且R1'还可为氢基,
并且,其中更优选地,R1为优选选自以下组中的有机氧化还原活性基团:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)、氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)、氧化还原活性苯醌官能团(E)、氧化还原活性三苯胺官能团(G)、氧化还原活性紫罗碱官能团(H)、氧化还原活性二茂铁官能团(J),并且R1'为氢基,
并且,其中甚至更优选地,R1为选自以下组中的有机氧化还原活性基团:包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C),并且R1'为氢基。
根据第I.1.β)点的聚合物P内的化学结构(I)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。
更具体地,在化学结构(I)的情况下,这意指由聚合物P所涵盖的n1个相互连接的重复单元中的至少两个在R1、R1'、L1、L1'、X1、Y1基团中的至少一个方面和/或在m1的值方面不同。
根据本发明的氧化还原聚合物P的第一重复单元的针对由“*”指示的键位置处的化学结构(I)中存在的端基,以及根据本发明的氧化还原聚合物P的第n1个重复单元的针对由“**”指示的键位置处的化学结构(II)中存在的端基不受特别限制,并且是用于制备根据本发明的氧化还原聚合物P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。
I.1.1氧化还原活性基团
在优选如第I.1.α)点中且更优选在第I.1.β)中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中针对R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'可选择的有机氧化还原活性基团不受任何进一步限制。本领域技术人员知道可用于有机电池中的有机氧化还原活性基团,并且它们连同各自聚合物的合成例如描述于Muench等中。如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所描述的,有机氧化还原活性基团优选选自以下组中:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)、氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)、氧化还原活性苯醌官能团(E)、氧化还原活性三苯胺官能团(G)、氧化还原活性紫罗碱官能团(H)、氧化还原活性二茂铁官能团(J),且更优选选自以下组中:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C),且甚至更优选选自以下组中:包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C),并且所述有机氧化还原活性基团最优选包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)。
I.1.1.1氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)
出于本发明的目的,“氧化还原活性芳族酰亚胺官能团”意指酰亚胺官能团与一个或两个芳族环的碳原子形成环的氧化还原活性有机基团。
A.1在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团可各自独立地具有以下结构(A1),并且在R2、R4、R5的情况下,还可各自独立地具有以下结构(A2):
其中(A1)中的Ar1基团或(A2)中的Ar2基团在每种情况下独立地为包含一个或多个、优选1至6个(杂)芳族环的(杂)芳族基团,
其中(A1)中的Ar1的(杂)芳族环或(A2)中的Ar2的(杂)芳族环可各自独立地被至少一个选自以下组中的基团取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸酯基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,所述基团优选选自以下组中:卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,
其中,在(A1)中,Ar1的两个环原子在每种情况下与两个碳原子CA11和CA12以及氮原子NA13一起形成五元环、六元环或七元环,优选一起形成五元环或六元环,
其中,在(A2)中,Ar2的两个环原子在每种情况下与两个碳原子CA21和CA22以及氮原子NA26一起形成五元环、六元环或七元环,优选一起形成五元环或六元环,并且Ar2的两个不同的环原子在每种情况下与两个碳原子CA23和CA24以及氮原子NA25一起形成五元环、六元环或七元环,优选一起形成五元环或六元环,
并且,其中Ar1中的相同(杂)芳族环中的两个芳族碳原子或Ar2中的相同(杂)芳族环中的两个芳族碳原子还可通过二价脂族基团桥接,所述二价脂族基团优选亚烷基、(硫代)醚基或下式的二价基团:~(CH2)pA11-C(=O)-(NRAP1)-C(=O)-(CH2)pA12~,其中RAP1=氢基、卤素基团、(卤代)烷基或(卤代)烷氧基,并且pA11=0或1且pA12=0或1,
并且,其中在Ar1基团包含多个(杂)芳族环的情况下,这些可在Ar1中彼此至少部分稠合,
并且,其中在Ar2基团包含多个(杂)芳族环的情况下,这些可在Ar2中彼此至少部分稠合,
并且,其中在Ar1基团包含多个(杂)芳族环的情况下,源自Ar1中不同(杂)芳族环的两个芳族碳原子还可通过直接键或选自以下的基团桥接:
杂原子,其优选-O-或-S-,且更优选-O-,
二价脂族基团,其优选优选亚烷基、(硫代)醚基或下式的二价基团:~(CH2)pA13-C(=O)-(NRAP2)-C(=O)-(CH2)pA14~,
其中RAP2=氢基、卤素基团、(卤代)烷基或(卤代)烷氧基,优选地,RAP2=氢基、烷基,并且pA13=0或1且pA14=0或1,
并且,其中在Ar2基团包含多个(杂)芳族环的情况下,源自Ar2中不同(杂)芳族环的两个芳族碳原子还可通过直接键或选自以下的基团桥接:
杂原子,其优选-O-或-S-且更优选-O-,
二价脂族基团,其优选亚烷基、(硫代)醚基或下式的二价基团:~(CH2)pA23-C(=O)-(NRAP4)-C(=O)-(CH2)pA24~,
其中RAP4=氢基、卤素基团、(卤代)烷基或(卤代)烷氧基,优选RAP4=氢基、烷基,并且pA23=0或1且pA24=0或1,
其中,由(i)和(ii)所指示的键来自(proceed from)Ar1的芳族碳原子,
并且,其中在R1=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L1的键(is the bond to L1),
在R1'=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L1'的键,
在R2'=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L2'的键,
在R3'=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L3'的键,
在R2=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L2的键并且由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的另一个是键合至L3的键,
在R4=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L4的键并且由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的另一个是键合至L5的键,
在R5=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L6的键并且由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的另一个是键合至L7的键,
在R2=(A2)的情况下,由(iv)所指示的键是键合至L2的键并且由(v)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(A2)的情况下,由(iv)所指示的键是键合至L4的键并且由(v)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(A2)的情况下,由(iv)所指示的键是键合至L6的键并且由(v)所指示的键是键合至L7的键,
并且在该情况下,由(i)和(ii)指示的不为键合至L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'的键的每个键各自独立地键合至选自以下组中的基团:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,所述基团优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,
并且,如果由(iii)所指示的键不为键合至L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'的键,则其键合至选自以下组中的基团:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基。
A.2在上述第A.1点的优选实施方案中,Ar1具有选自以下组中的结构:(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21):
其中结构(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)中标记为CAr11的芳族碳原子具有键合至结构(A1)中标记为CA11的碳原子的直接键,
其中结构(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)中标记为CAr12的芳族碳原子具有键合至结构(A1)中标记为CA12的碳原子的直接键,
其中(A18)中的XA19是选自以下组中的基团:
直接键,
杂原子,其优选-O-或-S-且更优选-O-,
二价脂族基团,其优选优选亚烷基、(硫代)醚基或下式的二价基团:~(CH2)pA13-C(=O)-(NRAP2)-C(=O)-(CH2)pA14~,
其中RAP2=氢基、卤素基团、(卤代)烷基或(卤代)烷氧基,优选地,RAP2=氢基、烷基,并且pA13=0或1且pA14=0或1,
并且XA19更优选选自由-O-、亚烷基、直接键组成的组,且XA19最优选-O-,
其中在结构(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A19)、(A20)和(A21)的情况下,结构(A1)中由(i)和(ii)所指示的键来自结构(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A19)、(A20)和(A21)中除标记为CA11和CA12的碳原子以外的两个芳族碳原子,
或者,在结构(A18)的情况下,在每种情况下来自结构(A18)中除标记为CA11和CA12的两个碳原子以及键合至XA19的芳族碳原子以外的两个芳族碳原子,
并且结构(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)中不具有键合至CA11、CA12、XA19、L1、L1'、L2'、L3'、L2、L3、L4、L5、L6或L7的键的芳族碳原子键合至选自以下组中的基团:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选键合至选自以下组中的基团:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,
并且其中结构(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)内相同或不同芳族环中的两个芳族碳原子还可通过式~(CH2)pA15-C(=O)-(NRAP3)-C(=O)-(CH2)pA16~的二价基团桥接,其中RAP3=氢基、卤素基团、(卤代)烷基或(卤代)烷氧基,优选RAP3=氢基、烷基,并且pA15=0或1且pA16=0或1,
并且Ar2具有选自以下组中的结构:(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)、(A32):
其中结构(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)或(A32)中标记为CAr21的芳族碳原子具有键合至结构(A2)中标记为CA21的碳原子的直接键,
其中结构(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)或(A32)中标记为CAr22的芳族碳原子具有键合至结构(A2)中标记为CA22的碳原子的直接键,
并且在该情况下,结构(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)、(A32)中除CAr21和CAr22以外的另外的两个彼此处于邻位或间位的芳族碳原子,以及在结构(A29)的情况下还有的除键合至XA29的芳族碳原子以外的芳族碳原子各自直接键合至结构(A2)中标记为CA23或CA24碳原子,
其中(A29)中的XA29选自以下组中:直接键,杂原子,其优选-O-或-S-且更优选-O-,
二价脂族基团,其优选优选亚烷基、(硫代)醚基或下式的二价基团:~(CH2)pA17-C(=O)-(NRAP4)-C(=O)-(CH2)pA18~,
其中RAP4=氢基、卤素基团、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,优选地,RAP4=氢基、烷基,并且pA17=0或1且pA18=0或1,
并且XA29更优选选自以下组中:-O-、亚烷基、直接键,且XA29最优选-O-,
并且结构(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)、(A32)中不具有键合至CA21、CA22、CA23、CA24、XA29的键的芳族碳原子键合至选自以下组中的基团:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选键合至选自以下组中的基团:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基。
A.3在上述第A.1或A.2点的优选实施方案中,根据本发明,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面中,在结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'在该情况下各自独立地选自以下组中的结构:结构(A101)、(A102)、(A103)、(A104):
其中对于R1,由(iiiA1)所指示的键是键合至L1的键,对于R1',则是键合至L1'的键,对于R2',是键合至L2'的键,对于R3',是键合至L3'的键,
其中XA102选自以下组中:直接键,杂原子,其优选-O-或-S-,更优选-O-,
二价脂族基团,其优选亚烷基、(硫代)醚基或下式的二价基团:~(CH2)pA11-C(=O)-(NRAP1)-C(=O)-(CH2)pA12~,其中RAP1=氢基、卤素基团、(卤代)烷基或(卤代)烷氧基,优选RAP1=氢基、烷基,并且pA11=0或1且pA12=0或1,
并且,XA102更优选选自由-O-、亚烷基、直接键组成的组,且XA102最优选-O-,
并且,其中RA101、RA102、RA103、RA104、RA105、RA106、RA107、RA108、RA109、RA110、RA112、RA113、RA114、RA115、RA116、RA117、RA118、RA119、RA120、RA121、RA122、RA123、RA124、RA125、RA126、RA127各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,更优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸酯基,甚至更优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,甚至更优选选自由氢、烷基组成的组,且最优选各自为氢,
并且,其中RA111选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,更优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸酯基,甚至更优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,甚至更优选选自由氢、烷基组成的组,且最优选氢,
并且,R2、R4、R5在该情况下各自独立地选自由以下结构组成的组:结构(A201)、(A202)、(A203)、(A204):
其中对于R2,由(vA2)所指示的键表示键合至L2的键,对于R4,则表示键合至L4的键,对于R5,表示键合至L6的键,
其中对于R2,由(viA2)所指示的键表示键合至L3的键,对于R4,则表示键合至L5的键,对于R5,表示键合至L7的键,
其中(A202)中的XA202为选自以下组中的基团:直接键,杂原子,其优选-O-或-S-且更优选-O-,
二价脂族基团,其优选优选亚烷基、(硫代)醚基或下式的二价基团:~(CH2)pA17-C(=O)-(NRAP4)-C(=O)-(CH2)pA18~,
其中RAP4=氢基、卤素基团、(卤代)烷基或(卤代)烷氧基,优选地,RAP4=氢基、烷基,并且pA17=0或1且pA18=0或1,
并且XA202更优选选自由-O-、亚烷基、直接键组成的组,且XA202最优选-O-,
并且,其中RA201、RA202、RA203、RA204、RA205、RA206、RA207、RA208、RA209、RA210、RA211、RA212、RA213、RA214、RA215、RA216、RA217、RA218、RA219、RA220各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,更优选选自以下组中:氢、卤素、烷基,甚至更优选选自由氢、烷基组成的组,且最优选各自为氢。
A.4在上述第A.3点的优选实施方案中,根据本发明,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面中,在结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R1'基团、或R1基团在该情况下各自独立地选自由A.3中所定义的结构(A101)、(A103)组成的组,并且优选各自具有结构(A101),其中(iiiA1)、RA101、RA102、RA103、RA104、RA112、RA113、RA114、RA115、RA116、RA117的定义于第A.3点中定义,
并且,R2、R4、R5基团在该情况下各自独立地选自由A.3中所定义的结构(A201)、(A202)组成的组,且优选各自具有结构(201),其中(vA2)、(viA2)、XA202、RA201、RA202、RA203、RA204、RA205、RA206、RA207、RA208的定义如第A.3点中所定义的。
A.5在如I.1.β)点或第A.4点中所定义的本发明的第一方面的特别优选的实施方案中,由本发明的第一方面中的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,更优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且在每种情况下最优选0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1’各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组,
并且,优选地,L1选自由直接键、有机连接单元组成的组,并且L1'为直接键,
其中R1、R1'各自独立地为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A),且R1'还可为氢基,并且优选地,R1为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)且R1'为氢基,
其中,氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)优选具有结构(A101):
其中对于R1,由(iiiA1)所指示的键是键合至L1的键,并且对于R1',则是键合至L1'的键,
并且,其中RA101、RA102、RA103、RA104各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,更优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、羧酸基、羧酸酯基,甚至更优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基,甚至更优选选自由氢、烷基组成的组,且其中RA101、RA102、RA103、RA104最优选各自为氢。
I.1.1.2包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)
出于本发明的目的,“包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团”意指包含稳定的氧自由基(O●)的氧化还原活性的氧自由基。
B.1在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自独立地选自以下结构(B1)、(B2)中的一种:
其中,在结构(B1)中,氮原子NArB1是脂族环ArB1的一部分,除氮原子NArB1外,该脂族环ArB1还可包含另外的杂原子(优选N)和包含杂原子的基团(优选选自由-N(烷基)-、-NH-、-N(O●)-组成的组),其可稠合至一个或多个另外的脂族环或芳族环,并通过螺键键合至一个或多个另外的脂族环,该另外的脂族环中的每一个进而任选具有另外的杂原子,优选N和含有杂原子的基团,优选选自以下组中:-N(烷基)-、-NH-、-N(O●)-,
其中ArB1的至少一个环碳原子可被选自以下的基团取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选被选自(卤代)烷基、环烷基的基团取代,
其中由(vi)和(vii)所指示的键来自ArB1的环碳原子和/或来自稠合至ArB1或通过螺键键合的环的环碳原子,
其中,在R1=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L1的键,并且由(vii)所指示的键是键合至氢的键,
其中,在R1'=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L1'的键,并且由(vii)所指示的键是键合至氢的键,
其中,在R2'=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L2'的键,并且由(vii)所指示的键是键合至氢的键,
其中,在R3'=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L3'的键,并且由(vii)所指示的键是键合至氢的键,
并且,其中在R2=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L2的键,并且由(vii)所指示的键是键合至L3的键,
并且,其中在R4=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L4的键,并且由(vii)所指示的键是键合至L5的键,
并且,其中在R5=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L6的键,并且由(vii)所指示的键是键合至L7的键,
其中,在R1、R1'、R2'或R3'=(B2)的情况下,由(viii)所指示的键为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,并且RB1、RB2、RB3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB8各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、(卤代)烷基、环烷基,
并且,其中在R2、R4或R5=(B2)的情况下,由(viii)所指示的键为键合至L2、L4或L6的键,并且RB7、RB8基团中的一个为键合至L3、L5或L7的直接键,其中在该情况下,RB1、RB2、RB3、RB4、RB5、RB6基团以及所述两个RB7、RB8基团中不为键合至L3、L5或L7的直接键的基团在每种情况下独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自由氢、(卤代)烷基、环烷基组成的组。
B.2在上述第B.1点的优选实施方案中,结构(B1)具有选自由以下结构组成的组的结构:(B11)、(B12)、(B13),优选选自以下结构(B11):
其中
XB1为选自以下组中的二价基团:亚苯基,优选1,2-亚苯基,(αB11)-CRXB11RXB12-C'H-CRXB13RXB14-(βB11),(αB11)-C'H-CRXB15RXB16-(βB11),(αB11)-C‘=CRXB17-(βB11),
其中RXB11、RXB12、RXB13、RXB14、RXB15、RXB16、RXB17各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基,且优选全部为氢,
其中“(αB11)”在每种情况下指示与键合至RB11和RB12的碳原子键合的键,
其中“(βB11)”在每种情况下指示与键合至RB13和RB14的碳原子键合的键,
其中“C'”指示所述键(viB1)来自的碳原子,
并且,其中在XB1=亚苯基的情况下,由(viB1)所指示的键来自亚苯基的一个芳族环碳原子,
并且,其中在R1、R1'、R2'、R3'选自由(B11)、(B12)、(B13)组成的组的情况下,由(viB1)所指示的键是键合至L1、L2'、L3'或L4'的键,
并且,RB11、RB12、RB13、RB14、RB15、RB16、RB17、RB18、RB19、RB20、RB21、RB22、RB23、RB24基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、(卤代)烷基、环烷基、烷基,更优选选自以下组中:氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基,甚至更优选选自由氢、甲基组成的组,且它们最优选全部为甲基,
并且,其中在R2、R4、R5选自由(B11)、(B12)、(B13)组成的组的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L2、L4或L6的键,
并且,在R2为式(B11)、(B12)或(B13)的结构的情况下,RB11、RB15或RB19在每种情况下为键合至L3的键,
并且,在R4为式(B11)、(B12)或(B13)的结构的情况下,RB11、RB15或RB19在每种情况下为键合至L5的键,
并且,在R5为式(B11)、(B12)或(B13)的结构的情况下,RB11、RB15或RB19在每种情况下为键合至L7的键,
并且,在该情况下,RB11、RB15和RB19基团中不键合至L3、L5或L7的那些基团以及RB12、RB13、RB14、RB16、RB17、RB18、RB20、RB21、RB22、RB23、RB24的基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、(卤代)烷基、环烷基、烷基,更优选选自以下组中:氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基,甚至更优选选自由氢、甲基组成的组,且它们最优选全部为甲基。
B.3在如I.1.β)中所定义的本发明的第一方面的特别优选的实施方案中,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,更优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且在每种情况下最优选0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1'各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组,并且优选地,L1选自由直接键、有机连接单元组成的组,L1'为直接键,
其中R1、R1'各自独立地为包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B),且R1'还可为氢基,并且优选地,R1为包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)且R1'为氢基,
其中包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)更优选选自由以下结构组成的组:(B111)、(B112)、(B113)、(B114)、(B115)、(B116)、(B117),甚至更优选选自由以下结构组成的组:(B111)、(B112)、(B113)、(B114)、(B115),且最优选结构(B111)的化合物:
其中,在每种情况下,对于R1,由(viB11)所指示的键是键合至L1的键,并且对于R1',由(viB11)所指示的键是键合至L1'的键。
I.1.1.3氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)
在本发明的上下文中,“氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团”意指包含衍生自蒽醌或咔唑的基础骨架的氧化还原活性有机基团。
C.1在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自由以下结构(C1)、(C2)组成的组,并且R2、R4、R5基团各自独立地选自由以下结构(C3)、(C4)组成的组:
其中,在结构(C1)中,由CAr31和CAr32表示的碳原子为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr31和CAr32之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选被选自卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基的基团取代,
其中,在结构(C1)中,由CAr33和CAr34表示的碳原子为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr33和CAr34之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选被选自卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基的基团取代,
其中,在结构(C2)中,由CAr35和CAr36或由CAr37和CAr38表示的碳原子各自为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr35、CAr36、CAr37、CAr38之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选被选自卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基的基团取代,
其中,在结构(C3)中,由CAr39和CAr40或由CAr41和CAr42表示的碳原子各自为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中两个环中的至少一个除CAr39、CAr40、CAr41和CAr42之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选被选自卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基的基团取代,
其中,在结构(C4)中,由CAr43和CAr44表示的碳原子为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr43和CAr44之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选被选自卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基的基团取代,
其中,在结构(C4)中,由CAr45和CAr46表示的碳原子为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr45和CAr46之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选被选自卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基的基团取代,
其中XC1、XC2、XC3、XC4、XC5、XC6各自独立地选自以下组中:-C(=YC1)-、-O-、-S-、-NH-、-N(卤代烷基)-、-N(烷基)-,
并且XC2、XC3、XC5、XC6还可各自为直接键,
并且其中XC1、XC4还可为通式(αC1)-C(=O)-C(=O)-(βC1)的基团,
其中(αC1)指示键合至CAr31或CAr39的键,并且(βC1)指示键合至CAr33或CAr42的键,
其中YC1选自以下组中:O、S以及以下结构(YC11)、(YC12)、(YC13)中的一种:
其中RYC121、RYC122独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,更优选选自以下组中:氢、烷基、烷氧基,甚至更优选选自由氢、烷基组成的组,且最优选均为氢,
其中包含CAr31和CAr32的(杂)芳族五元环或六元环可通过除了XC1和XC2之外另外的二价有机基团桥接至包含CAr33和CAr34的(杂)芳族五元环或六元环,所述另外的二价有机基团优选亚烷基或式-C(=O)-C(=O)-的基团,
其中包含CAr39和CAr40的(杂)芳族五元环或六元环可通过除了XC4和XC5之外另外的二价有机基团桥接至包含CAr41和CAr42的(杂)芳族五元环或六元环,所述另外的二价有机基团优选亚烷基或式-C(=O)-C(=O)-的基团,
其中由(ix)所指示的键来自形成包含CAr31和CAr32的(杂)芳族五元或六元环的一个原子,
其中由(xi)所指示的键来自形成包含CAr39和CAr40的(杂)芳族五元或六元环的一个原子,
其中由(xii)所指示的键来自形成包含CAr41和CAr42的(杂)芳族五元或六元环的一个原子,
其中由(xiv)所指示的键来自形成包含CAr45和CAr46的(杂)芳族五元或六元环的一个原子,
并且其中
在R1=(C1)或(C2)的情况下,由(ix)或(x)所指示的键在每种情况下是键合至L1的键,
在R1'=(C1)或(C2)的情况下,由(ix)或(x)所指示的键在每种情况下是键合至L1'的键,
在R2'=(C1)或(C2)的情况下,由(ix)或(x)所指示的键在每种情况下是键合至L2'的键,
在R3'=(C1)或(C2)的情况下,由(ix)或(x)所指示的键在每种情况下是键合至L3'的键,
在R2=(C3)或(C4)的情况下,由(xi)或(xiii)所指示的键在每种情况下是键合至L2的键,并且由(xii)或(xiv)所指示的键在每种情况下是键合至L3的键,
在R4=(C3)或(C4)的情况下,由(xi)或(xiii)所指示的键在每种情况下是键合至L4的键,并且由(xii)或(xiv)所指示的键在每种情况下是键合至L5的键,
在R5=(C3)或(C4)的情况下,由(xi)或(xiii)所指示的键在每种情况下是键合至L6的键,并且由(xii)或(xiv)所指示的键在每种情况下是键合至L7的键。
C.2在上述第C.1点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,意指R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自独立地选自以下结构(C11)、(C12)、(C13)、(C14)、(C15)、(C16)、(C17)、(C18)、(C19)、(C20)中的一种:
其中XC11、XC12、XC15选自以下组中:O、S以及第C.1点中所定义的结构(YC11)、(YC12)、(YC13)中的一种,
其中XC13、XC14、XC16选自以下组中:-O-、-S-、-NH-、-N(卤代烷基)-、-N(烷基)-,优选选自以下组中:-O-、-S-、-NH-、-N(烷基)-,甚至更优选选自以下组中:-O-、-S-、-NH-,
并且XC14、XC16还可各自为直接键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C11)时,RC11、RC12基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C11)时,RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、RC16、RC17、RC18基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、RC16、RC17、RC18基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C12)时,RC19、RC20基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C12)时,RC19、RC20、RC21、RC22、RC23、RC24、RC25、RC26基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC19、RC20、RC21、RC22、RC23、RC24、RC25、RC26基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C13)时,RC27、RC28、RC29、RC30、RC35基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C13)时,RC27、RC28、RC29、RC30、RC31、RC32、RC33、RC34、RC35基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC27、RC28、RC29、RC30、RC31、RC32、RC33、RC34、RC35基团中的另一个为键合至的键L3、L5或L7,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C14)时,RC36、RC37、RC38、RC39、RC44基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C14)时,RC36、RC37、RC38、RC39、RC40、RC41、RC42、RC43、RC44基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC36、RC37、RC38、RC39、RC40、RC41、RC42、RC43、RC44基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C15)时,RC45、RC46基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C15)时,RC45、RC46、RC47、RC48基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC45、RC46、RC47、RC48基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C16)时,RC49、RC50、RC51、RC52基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C16)时,RC49、RC50、RC51、RC52、RC53、RC54、RC55、RC56基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC49、RC50、RC51、RC52、RC53、RC54、RC55、RC56基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C17)时,RC57、RC58、RC59、RC60、RC61、RC62、RC63基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C17)时,RC57、RC58、RC59、RC60、RC61、RC62、RC63基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC57、RC58、RC59、RC60、RC61、RC62、RC63基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C18)时,RC64、RC65、RC66、RC67基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C18)时,RC64、RC65、RC66、RC67、RC68、RC69、RC70、RC71基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC64、RC65、RC66、RC67、RC68、RC69、RC70、RC71基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C19)时,RC72、RC73基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C19)时,RC72、RC73、RC74、RC75、RC76、RC77基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC72、RC73、RC74、RC75、RC76、RC77基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
其中,当R1、R1'、R2'或R3'具有结构(C20)时,RC78、RC79、RC80、RC81基团中的一个为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且,其中当R2、R4、R5具有结构(C20)时,RC78、RC79、RC80、RC81、RC82、RC83、RC84、RC85基团中的一个为键合至L2、L4或L6的键,并且RC78、RC79、RC80、RC81、RC82、RC83、RC84、RC85基团中的另一个为键合至L3、L5或L7的键,
并且,其中RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、RC16、RC17、RC18、RC19、RC20、RC21、RC22、RC23、RC24、RC25、RC26、RC27、RC28、RC29、RC30、RC31、RC32、RC33、RC34、RC36、RC37、RC38、RC39、RC40、RC41、RC42、RC43、RC45、RC46、RC47、RC48、RC49、RC50、RC51、RC54、RC55、RC56、RC57、RC58、RC60、RC61、RC62、RC63、RC64、RC65、RC67、RC68、RC69、RC71、RC72、RC73、RC74、RC75、RC76、RC77、RC78、RC79、RC80、RC81、RC82、RC83、RC84、RC85基团中不为键合至L1、L1'、L2'、L3'、L2、L3、L4、L5、L6或L7的键的那些基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,
并且,其中RC35、RC44、RC52、RC53、RC59、RC66、RC70基团中不为键合至L1、L1'、L2'、L3'、L2、L3、L4、L5、L6或L7的键的那些基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基。
C.3在上述第C.2点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,根据本发明,意指R1、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R1'基团、或R1基团选自以下结构(C101)、(C102)、(C103)、(C104)、(C105)、(C106)、(C107)、(C108)、(C109)、(C110)、(C111)、(C112)、(C113)、(C114),优选选自由以下组中的结构:结构(C101)、(C102)、(C103)、(C104)、(C105)、(C113):
并且,其中由(ixC1)所指示的键表示键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
其中XC101、XC102、XC105选自以下组中:O、S以及第C.1点中所定义的结构(YC11)、(YC12)、(YC13)中的一种,
其中XC103、XC104、XC106选自以下组中:-O-、-S-、-NH-、-N(卤代烷基)-、-N(烷基)-,优选选自以下组中:-O-、-S-、-NH-、-N(烷基)-,甚至更优选选自由-O-、-S-、-NH-组成的组,
并且XC104、XC106还可各自为直接键,
并且,其中RC101、RC102、RC103、RC104、RC105、RC106、RC107、RC108、RC109、RC110、RC111、RC112、RC113、RC114、RC115、RC116、RC117、RC118、RC119、RC120、RC121、RC122、RC123、RC124、RC125、RC126、RC127、RC128、RC129、RC130、RC131、RC132、RC133、RC134、RC135、RC138、RC139、RC140、RC141、RC142、RC143、RC145、RC146、RC147、RC148、RC149、RC150、RC151、RC152、RC153、RC154、RC155、RC157、RC158、RC159、RC160、RC161、RC162、RC163、RC165、RC166、RC167、RC168、RC169、RC170、RC172、RC173、RC174、RC176、RC177、RC179、RC180、RC181、RC182、RC183、RC184、RC185、RC186、RC187、RC188、RC189、RC190、RC191基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,
并且,其中RC136、RC137、RC144、RC156、RC164、RC171、RC175、RC178基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,
并且R2、R4、R5选自由以下结构组成的组:(C201)、(C202)、(C203)、(C204)、(C205)、(C206)、(C207)、(C208)、(C209)、(C210)、(C211)、(C212)、(C213),优选选自由以下结构组成的组:(C201)、(C202)、(C203)、(C204)、(C205)(C212):
其中由(xiC2)指示的表示键合至L2、L4或L6的键,并且由(xiiC2)所指示的键表示键合至L3、L5或L7的键,
其中XC201、XC202、XC205选自以下组中:O、S以及第C.1点中所定义的结构(YC11)、(YC12)、(YC13)中的一种,
其中XC203、XC204、XC206选自以下组中:-O-、-S-、-NH-、-N(卤代烷基)-、-N(烷基)-,优选选自以下组中:-O-、-S-、-NH-、-N(烷基)-,甚至更优选选自由-O-、-S-、-NH-组成的组,
并且XC204、XC206还可各自为直接键,
并且,其中RC201、RC202、RC203、RC204、RC205、RC206、RC207、RC208、RC209、RC210、RC211、RC212、RC213、RC214、RC215、RC216、RC217、RC218、RC219、RC220、RC221、RC222、RC223、RC224、RC225、RC226、RC227、RC228、RC229、RC230、RC233、RC234、RC235、RC236、RC237、RC238、RC239、RC240、RC241、RC242、RC243、RC244、RC245、RC246、RC247、RC249、RC250、RC251、RC252、RC253、RC254、RC255、RC256、RC257、RC258、RC260、RC261、RC263、RC264、RC265、RC266、RC267、RC268、RC269、RC270、RC271、RC272基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,
并且,其中RC231、RC232、RC248、RC259、RC262基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素,优选选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基。
C.4在上述第C.3点的更优选的实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,根据本发明,意指R1、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自独立地选自由以下组中的结构:(C301)、(C302)、(C303)、(C304)、(C305)、(C306)、(C307):
其中RC301、RC302、RC303、RC304、RC305、RC306、RC307、RC308、RC309、RC310、RC311、RC312、RC313、RC314、RC315、RC316、RC317、RC318、RC319、RC320、RC321、RC322、RC323、RC324、RC325、RC326、RC327、RC328、RC329、RC330、RC331、RC332、RC333、RC334、RC335、RC336、RC337、RC338、RC339、RC340、RC341、RC342、RC343、RC344、RC345、RC346、RC347、RC348、RC349、RC350各自独立地选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,优选选自由氢、烷基组成的组,且甚至更优选全部为氢,
并且,其中由(ixC3)指示键在每种情况下表示键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,
并且R2、R4、R5基团选自以下组中所定义的结构:(C401)、(C402)、(C403)、(C404)、(C405)、(C406)、(C407),
并且,其中由(xiC4)指示键在每种情况下表示键合至L2、L4或L6的键,
并且,其中由(xiiC4)所指示的键表示键合至L3、L5或L7的键,
其中,RC401、RC402、RC403、RC404、RC405、RC406、RC407、RC408、RC409、RC410、RC411、RC412、RC413、RC414、RC415、RC416、RC417、RC418、RC419、RC420、RC421、RC422、RC423、RC424、RC425、RC426、RC427、RC428、RC429、RC430、RC431、RC432、RC433、RC434、RC435、RC436、RC437、RC438、RC439、RC440、RC441、RC442、RC443各自独立地选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,且更优选选自由氢、烷基组成的组,且甚至更优选全部为氢。
C.5在上述第C.4点的更优选的实施方案中,根据本发明,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R1'基团、或R1基团选自由第C.4点中所定义的结构(C301)、(C302)、(C303)、(C304)组成的组,且R2、R4、R5基团选自由第C.4点中所定义的结构(C401)、(C402)、(C403)、(C404)组成的组,其中(ixC3)、(xiC4)、(xiiC4)和RC301、RC302、RC303、RC304、RC305、RC306、RC307、RC308、RC309、RC310、RC311、RC312、RC313、RC314、RC315、RC316、RC317、RC318、RC319、RC320、RC321、RC322、RC323、RC324、RC325、RC326、RC327、RC328、RC329、RC330、RC331、RC332、RC333、RC401、RC402、RC403、RC404、RC405、RC406、RC407、RC408、RC409、RC410、RC411、RC412、RC413、RC414、RC415、RC416、RC417、RC418、RC419、RC420、RC421、RC422、RC423、RC424、RC425、RC426、RC427、RC428、RC429基团具有第C.4点中所给出的定义。
C.6在如I.1.β)点或第C.5点中所定义的本发明的第一方面的特别优选的实施方案中,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,更优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且最优选在每种情况下为0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1'各自独立地选自以下组中:直接键、有机连接单元,并且优选地,L1选自以下组中:直接键、有机连接单元,L1'为直接键,
其中R1、R1'各自独立地为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C),且R1'还可为氢基,并且优选地,R1为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)且R1'为氢基,
并且其中氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)更优选具有第C.4点中所定义的结构(C301)、(C302)、(C303)、(C304)中的一种,甚至更优选第C.4点中所定义的结构(C301)、(C302)中的一种,且甚至仍更优选第C.4点中所定义的结构(C301)的化合物,
其中,在结构(C301)、(C302)、(C303)、(C304)中,RC301、RC302、RC303、RC304、RC305、RC306、RC307、RC308、RC309、RC310、RC311、RC312、RC313、RC314、RC315、RC316、RC317、RC318、RC319、RC320、RC321、RC322、RC323、RC324、RC325、RC326、RC327、RC328、RC329、RC330、RC331、RC332、RC333基团各自独立地选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,且更优选选自由氢、烷基组成的组,且甚至更优选全部为氢,
并且,其中由(ixC3)所指示的键在每种情况下表示键合至L1或L1'的键。
C.7在上述第C.6点的最优选实施方案中,R1'为氢并且R1选自以下组中:结构(C501)、(C502):
甚至更优选地,R1是结构(C501)的化合物,
其中RC501、RC502、RC503、RC504、RC505、RC506、RC507、RC508、RC509、RC510、RC511、RC512、RC513、R514各自独立地选自以下组中:氢、卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基,更优选选自由氢、烷基组成的组,且甚至更优选全部为氢,
并且,其中由(ixC5)所指示的键表示键合至L1的键。
I.1.1.4氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)
在本发明的上下文中,“氧化还原活性二烷氧基苯官能团”意指包含衍生自苯氧基的基础骨架的氧化还原活性有机基团。
D.1在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有以下结构(D1),并且R2、R4、R5各自独立地具有以下结构(D2):
其中,在R1=(D1)的情况下,由(xiiiD1)所指示的键是键合至L1的键,
其中,在R1'=(D1)的情况下,由(xiiiD1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(D1)的情况下,由(xiiiD1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(D1)的情况下,由(xiiiD1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(D2)的情况下,由(xivD1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xvD1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(D2)的情况下,由(xivD1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xvD1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(D2)的情况下,由(xivD1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xvD1)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6基团中的至少两个、优选恰好两个各自独立地选自由-O-、-S-组成的组,并且AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6基团中的其它基团各自为直接键,
并且,其中AD7、AD8、AD9、AD10、AD11、AD12基团中的至少两个、优选恰好两个各自独立地选自由-O-、-S-组成的组,并且AD7、AD8、AD9、AD10、AD11、AD12基团中的其它基团各自为直接键,
并且,其中RD1、RD2、RD3、RD4、RD5、RD6、RD7、RD8、RD9基团各自独立地选自以下组中:氢、(杂)芳族基团、烷基、烯基、炔基、环烷基,优选选自由氢、(卤代)烷基、环烷基组成的组,
其中(杂)芳族基团、烷基、烯基、炔基、环烷基可各自被至少一个选自以下组中的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且优选卤素,
并且,其中烷基、烯基、炔基、环烷基可具有至少一个选自以下组中的基团: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,所述基团优选选自由醚基、硫醚基组成的组,
并且,其中RD1、RD2、RD3、RD4、RD5基团中或RD6、RD7、RD8、RD9基团中的至少两个基团,优选彼此处于邻位的两个基团还可各自通过二价脂族基团桥接,其中所述脂族基团可被至少一个选自以下组中的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素、烷基,并且可具有至少一个选自以下组中的基团: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,优选选自由醚基、硫醚基组成的组,
并且,其中在AD2=直接键的情况下的RD1基团、在AD3=直接键的情况下的RD2基团、在AD4=直接键的情况下的RD3基团、在AD5=直接键的情况下的RD4基团、在AD6=直接键的情况下的RD5基团、在AD8=直接键的情况下的RD6基团、在AD9=直接键的情况下的RD7基团、在AD11=直接键的情况下的RD8基团、在AD12=直接键的情况下的RD9基团可各自独立地选自以下组中:硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRD13、-NRD14RD15、-COORD16、-CORD17,
其中,RD13、RD14、RD15、RD16、RD17各自独立地选自以下组中:氢、(杂)芳族基团、脂族基团,所述脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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。
D.2在上述第D.1点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团各自独立地具有第D.1点中所定义的结构(D1),且R2、R4、R5基团各自独立地具有第D.1点中所定义的结构(D2),
其中(xiiiD1)、(xivD1)、(xvD1)具有第D.1点中所定义的含义,
并且,其中AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6基团中的至少两个、优选恰好两个各自为-O-,并且AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6中的其它基团各自为直接键,
并且,其中AD7、AD8、AD9、AD10、AD11、AD12基团中的至少两个、优选恰好两个各自为-O-,并且AD7、AD8、AD9、AD10、AD11、AD12中的其它基团各自为直接键,
并且,其中RD1、RD2、RD3、RD4、RD5、RD6、RD7、RD8、RD9基团各自独立地选自以下组中:氢、苯基、苄基、烷基、环烷基,
其中所述苯基、苯甲酰基、烷基、环烷基各自可被卤素取代,
并且,其中所述烷基和环烷基可各自具有至少一个选自醚基、硫醚基的基团,
并且,其中RD1、RD2、RD3、RD4、RD5基团中和RD6、RD7、RD8、RD9基团中的至少两个基团,优选彼此处于邻位的两个基团还可各自通过可具有至少一个选自醚基、硫醚基的基团的二价亚烷基桥接,
并且,其中在AD2=直接键的情况下的RD1基团、在AD3=直接键的情况下的RD2基团、在AD4=直接键的情况下的RD3基团、在AD5=直接键的情况下的RD4基团、在AD6=直接键的情况下的RD5基团、在AD8=直接键的情况下的RD6基团、在AD9=直接键的情况下的RD7基团、在AD11=直接键的情况下的RD8基团、在AD12=直接键的情况下的RD9基团可各自独立地选自以下组中:硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRD18、-NRD19RD20、-COORD21、-CORD22,
其中RD18、RD19、RD20、RD21、RD22各自独立地选自以下组中:氢、(杂)芳族基团、烷基,所述烷基任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自醚基、硫醚基的基团。
D.3在上述第D.2点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团各自独立地具有下文所定义的结构(D3),且R2、R4、R5基团各自独立地具有下文所定义的结构(D4),
其中,在R1=(D3)的情况下,由(xiiiD2)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(D3)的情况下,由(xiiiD2)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(D3)的情况下,由(xiiiD2)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(D3)的情况下,由(xiiiD2)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(D4)的情况下,由(xivD2)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xvD2)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(D4)的情况下,由(xivD2)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xvD2)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(D4)的情况下,由(xivD2)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xvD2)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中RD30、RD31、RD32、RD33、RD34、RD40、RD41、RD42、RD43各自独立地选自以下组中:氢、苯基、苄基、(卤代)烷基、环烷基,优选选自由氢、烷基、环烷基组成的组,
并且,其中RD30、RD31、RD33、RD34、RD40、RD41、RD42、RD43基团还可各自为羟基,
并且,其中RD30、RD31、RD32、RD33、RD34基团中和RD40、RD41、RD42、RD43基团中的至少两个基团,优选彼此处于邻位的两个基团还可各自通过可具有至少一个醚基的二价亚烷基桥接。
D.4在上述第D.3点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团独立地具有第D.3点中所定义的结构(D3),且R2、R4、R5基团各自独立地具有第D.3点中所定义的结构(D4),
其中(xiiiD2)、(xivD2)和(xvD2)具有第D.3点中所给出的定义,
其中RD30、RD31、RD33、RD34、RD40、RD41、RD42、RD43各自独立地选自以下组中:氢、烷基、环烷基、羟基,
并且RD32选自以下组中:氢、烷基、环烷基,
并且,优选地,RD30、RD31、RD32、RD33、RD34、RD40、RD41、RD42、RD43各自独立地选自以下组中:氢、烷基、环烷基。
D.5在上述第D.4点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团各自独立地具有下文所指定的结构(D5),且R2、R4、R5基团各自独立地具有下文所指定的结构(D6),
其中,在R1=(D5)的情况下,由(xiiiD3)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(D5)的情况下,由(xiiiD3)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(D5)的情况下,由(xiiiD3)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(D5)的情况下,由(xiiiD3)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(D6)的情况下,由(xivD3)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xvD3)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(D6)的情况下,由(xivD3)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xvD3)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(D6)的情况下,由(xivD3)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xvD3)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中RD50、RD51、RD52、RD53、RD54、RD60、RD61、RD62、RD63各自独立地选自以下组中:氢、具有1至6个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基。
D.6在上述第D.5点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团独立地具有第D.5点中所指定的结构(D5),且R2、R4、R5各自独立地具有第D.5点中所指定的结构(D6),
其中(xiiiD3)、(xivD3)和(xvD3)具有第D.5点中所定义的含义,
并且,其中RD50、RD53、RD60、RD62各自独立地选自以下组中:氢、具有1至6个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基,并且RD50、RD53、RD60、RD62优选全部为氢,
并且,其中RD51、RD54、RD61、RD63各自独立地选自以下组中:氢、具有1至6个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基,优选选自以下组中:具有1至6个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基,更优选选自以下组中:具有1至10个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基,并且RD51、RD54、RD61、RD63更优选各自为具有3至10个碳原子的烷基,且甚至更优选全部为叔丁基,
并且,其中RD52选自以下组中:氢、具有1至10个碳原子的烷基,优选甲基。
D.7在如I.1.β)点或第D.6点中所定义的本发明的第一方面的特别优选的实施方案中,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,更优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且在每种情况下最优选0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1'各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组,并且优选地,L1选自由直接键、有机连接单元组成的组,且L1'为直接键,
其中R1、R1'各自独立地为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D),且R1'还可为氢基,并且优选地,R1为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)且R1'为氢基,
并且,其中氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)更优选具有第D.5点中所定义的结构(D5),
其中RD50、RD53各自独立地选自以下组中:氢、具有1至6个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基,并且RD50、RD53优选均为氢,
并且,其中RD51、RD54各自独立地选自以下组中:氢、具有1至6个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基,优选选自以下组中:具有1至6个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基,甚至更优选选自以下组中:具有1至10个碳原子的烷基、具有3至10个碳原子的环烷基,并且RD51、RD54更优选各自独立地为具有3至10个碳原子的烷基,且RD51、RD54更优选均为叔丁基,
并且,其中RD52选自以下组中:氢、具有1至10个碳原子的烷基,优选甲基,
并且,其中对于R1,由(xiiiD3)所指示的键表示键合至L1的键,并且对于R1',由(xiiiD3)所指示的键表示键合至L1'的键。
I.1.1.5氧化还原活性苯醌官能团(E)
在本发明的上下文中,“氧化还原活性苯醌官能团”意指包含衍生自苯醌的基础骨架的氧化还原活性有机基团。
E.1在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自以下结构(E1)、(E2)、(E3):
并且R2、R4、R5基团各自独立地选自由以下结构(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)组成的组:
其中,
在R1=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情况下,由(xviiE1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xviiiE1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情况下,由(xviiE1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xviiiE1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情况下,由(xviiE1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xviiiE1)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE9、RE10、RE11、RE12、RE13、RE14、RE15、RE16、RE17、RE18、RE19、RE20、RE20*、RE21、RE22、RE23、RE24、RE25、RE26、RE27、RE28、RE29、RE30基团各自独立地选自以下组中:氢、-OH、-SH、硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRE31、-NRE32RE33、-COORE34、-CORE35、磺酸酯基、磷酸酯基、(杂)芳族基团、烷基、烯基、炔基,优选选自以下组中:氢、烷基、-OH、-NRE32RE33、-COORE34、-CORE35、磺酸酯基,甚至更优选选自以下组中:氢、-OH、-COORE34、-CORE35、磺酸酯基,
其中(杂)芳族基团、烷基、烯基、炔基可各自被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且其中所述烷基、烯基、炔基可具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中RE31、RE32、RE33、RE34、RE35各自独立地选自以下组中:氢、(杂)芳族基团、脂族基团,所述脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,优选选自由氢、烷基组成的组,
并且,其中RE1、RE2、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE10、RE11、RE12、RE13、RE14、RE15、RE20、RE20*、RE21、RE22、RE23、RE24、RE25、RE27、RE28、RE29、RE30基团中至少两个彼此处于邻位的基团可通过二价脂族基团、优选亚烷基桥接,所述二价脂族基团任选被至少一个选自以下组中的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素、烷基,并且任选具有至少一个选自以下组中的基团: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。
E.2在上述第E.1点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团各自独立地选自第E.1点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),且R2、R4、R5基团各自独立地选自第E.1点中所定义的结构(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9),
其中(xviE1)、(xviiE1)、(xviiiE1)具有第E.1点中所定义的含义,
并且,其中RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE9、RE10、RE11、RE12、RE13、RE14、RE15、RE16、RE17、RE18、RE19、RE20、RE20*、RE21、RE22、RE23、RE24、RE25、RE26、RE27、RE28、RE29、RE30基团选自以下组中:氢、烷基、-OH、-SH、-NRE36RE37、-COORE38、-CORE39、磺酸酯基,更优选选自以下组中:氢、-OH、-COORE38、-CORE39、磺酸酯基,且更优选全部为氢,
其中,烷基可被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且可具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中RE36、RE37、RE38、RE39基团各自独立地选自由氢、脂族基团组成的组,所述脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团:醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸基、磷酸酯基,优选选自由氢、烷基组成的组,所述烷基优选具有1至6个碳原子的烷基,更优选选自以下组中的烷基:甲基、乙基、正丙基、异丙基。
E.3在上述第E.2点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团各自独立地选自第E.1点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),且R2、R4、R5基团各自独立地选自第E.1点中所定义的结构(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9),
其中(xviE1)、(xviiE1)、(xviiiE1)具有第E.1点中所定义的含义,
并且,其中RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE9、RE10、RE11、RE12、RE13、RE14、RE15、RE16、RE17、RE18、RE19、RE20、RE20*、RE21、RE22、RE23、RE24、RE25、RE26、RE27、RE28、RE29、RE30基团选自以下组中:氢、-OH、-COORE40、-CORE41、磺酸酯基,且更优选全部为氢,
并且,其中RE40、RE41基团各自独立地选自由氢、烷基组成的组,所述烷基优选具有1至6个碳原子的烷基,更优选选自以下组中的烷基:甲基、乙基、正丙基、异丙基。
E.4在上述第E.3点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团各自独立地选自第E.1点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),且R2、R4、R5基团各自独立地选自第E.1点中所定义的结构(E4)、(E5)、(E6)、(E8)、(E9),
其中(xviE1)、(xviiE1)、(xviiiE1)具有第E.1点中所定义的含义,
并且,其中RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE9、RE10、RE11、RE12、RE13、RE14、RE15、RE16、RE17、RE18、RE19、RE23、RE24、RE25、RE26、RE27、RE28、RE29、RE30基团选自以下组中:氢、-OH、-COORE50、-CORE51、磺酸酯基,且更优选全部为氢,
并且,其中RE50、RE51基团各自独立地选自由氢、烷基组成的组,所述烷基优选具有1至6个碳原子的烷基,更优选选自以下组中的烷基:甲基、乙基、正丙基、异丙基。
E.5在上述第E.4点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,意指R1、R1、R2、R3、R1'、R1'、R1'基团各自独立地选自第E.1点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),且R2、R4、R5基团各自独立地选自第E.1点中所定义的结构(E6)、(E9),
其中(xviE1)、(xviiE1)、(xviiiE1)具有第E.1点中所定义的含义,
并且,其中在(E9)中,由(xviiE1)和(xviiiE1)指示的两个键优选彼此处于对位,
并且,其中RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE9、RE10、RE11、RE12、RE13、RE18、RE19、RE27、RE28、RE29、RE30、RE23、RE24基团选自以下组中:氢、-OH、-COORE60、-CORE61、磺酸酯基,且更优选全部为氢,
并且,其中RE60、RE61基团各自独立地选自由氢、烷基组成的组,所述烷基优选具有1至6个碳原子的烷基,更优选选自以下组中的烷基:甲基、乙基、正丙基、异丙基。
E.6在如I.1.β)中所定义的本发明的第一方面的特别优选的实施方案中,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,更优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且在每种情况下最优选0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1'各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组,并且优选地,L1选自由直接键、有机连接单元组成的组且L1'为直接键,
其中R1、R1'各自独立地为氧化还原活性苯醌官能团(E),且R1'还可为氢基,并且优选地,R1为氧化还原活性苯醌官能团(E)且R1'为氢基,
并且,其中氧化还原活性苯醌官能团(E)更优选具有第E.1点中所示的结构(E1)、(E2)、(E3)中的一种,
其中,在R1=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L1的键,
并且,在R1'=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L1'的键,
并且,其中RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE9、RE10、RE11、RE12、RE13基团各自独立地选自以下组中:氢、-OH、-COORE70、-CORE71、磺酸酯基,且更优选全部为氢,
并且,其中RE70、RE71基团各自独立地选自由氢、烷基组成的组,所述烷基优选具有1至6个碳原子的烷基,更优选选自以下组中的烷基:甲基、乙基、正丙基、异丙基。
I.1.1.6氧化还原活性三苯胺官能团(G)
在本发明的上下文中,“氧化还原活性三苯胺官能团”意指包含衍生自三苯胺的基础骨架的氧化还原活性有机基团。
G.1在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性三苯胺官能团(G)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有以下结构(G1),并且R2、R4、R5各自独立地选自由以下结构(G2)、(G3)组成的组:
其中,
在R1=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(G2)或(G3)的情况下,由(xxG1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xxiG1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(G2)或(G3)的情况下,由(xxG1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xxiG1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(G2)或(G3)的情况下,由(xxG1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xxiG1)所指示的键是键合至L7的键,
其中,RG1、RG2、RG3、RG4、RG5、RG6、RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14、RG15、RG16、RG17、RG18、RG19、RG20、RG21、RG22、RG23、RG24、RG25、RG26、RG27、RG28、RG29、RG30、RG31、RG32、RG33、RG34、RG35、RG36、RG37、RG38、RG39、RG40基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素、(杂)芳族基团,其中(杂)芳族基团可被至少一个选自以下的基团取代:卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、氰基、羧酸酯基,
优选选自以下组中:氢、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、(卤代)环烷基、氰基、羧酸酯基、噻吩基,优选选自由氢、氰基、烷基组成的组,
更优选选自由氢、烷氧基、氰基组成的组,
其中,甚至更优选地,R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有结构(G1),并且R2、R4、R5基团各自独立地具有结构(G2),其中RG7、RG12、RG20、RG25基团各自独立地选自以下组中:氢、烷氧基、氰基、烷基,并且RG1、RG2、RG3、RG4、RG5、RG6、RG8、RG9、RG10、RG11、RG13、RG14、RG15、RG16、RG17、RG18、RG19、RG21、RG22、RG23、RG24、RG26、RG27基团各自为氢。
G.2在如I.1.β)中所定义的本发明的第一方面的特别优选的实施方案中,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,更优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且在每种情况下最优选0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1'各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组,并且优选地,L1选自由直接键、有机连接单元组成的组且L1'为直接键,
其中R1、R1'各自独立地为氧化还原活性三苯胺官能团(G),且R1'还可为氢基,并且优选地,R1为氧化还原活性三苯胺官能团(G)且R1'为氢基,
并且,其中氧化还原活性三苯胺官能团(G)更优选具有第G.1点中所定义的结构(G1),
其中RG1、RG2、RG3、RG4、RG5、RG6、RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14基团独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素、(杂)芳族基团,其中(杂)芳族基团可被至少一个选自卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、氰基、羧酸酯基的基团取代,
优选选自以下组中:氢、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、(卤代)环烷基、氰基、羧酸酯基、噻吩基,
更优选选自以下组中:氢、烷基、氰基、烷氧基,
并且,更优选地,RG7、RG12基团各自独立地选自以下组中:烷氧基、氰基、氢、烷基,并且RG1、RG2、RG3、RG4、RG5、RG6、RG8、RG9、RG10、RG11、RG13、RG14基团各自为氢,
并且,其中在R1=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L1'的键。
G.3在上述第G.点的优选实施方案中,氧化还原活性三苯胺官能团(G)选自结构(G4)、(G5)、(G6)
其中RG41、RG42、RG43、RG44、RG45、RG46、RG47、RG48、RG49、RG50、RG51、RG52、RG53、RG54、RG55、RG56、RG57、RG58、RG59、RG60、RG61、RG62、RG63、RG64、RG65、RG66、RG67、RG68、RG69、RG70、RG71、RG72、RG73、RG74、RG75、RG76、RG77、RG78、RG79、RG80、RG81、RG82各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素、(杂)芳族基团,其中(杂)芳族基团可被至少一个选自以下的基团取代:卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、氰基、羧酸酯基,
优选选自以下组中:氢、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、(卤代)环烷基、氰基、羧酸酯基、噻吩基,
更优选选自由氢、氰基、烷基、烷氧基组成的组,且甚至更优选全部为氢,
甚至更优选地,RG47、RG52、RG61、RG66、RG75、RG80基团各自独立地选自由烷氧基、氰基、氢、烷基组成的组,并且RG41、RG42、RG43、RG44、RG45、RG46、RG48、RG49、RG50、RG51、RG53、RG54、RG55、RG56、RG57、RG58、RG59、RG60、RG62、RG63、RG64、RG65、RG67、RG68、RG69、RG70、RG71、RG72、RG73、RG74、RG76、RG77、RG78、RG79、RG81、RG82各自为氢,
并且其中在每种情况下由(xixG2)所指示的键是键合至L1的键。
G.4在上述第G.3点的优选实施方案中,氧化还原活性三苯胺官能团(G)具有第G.3点中所定义的结构(G4),其中RG41、RG42、RG43、RG44、RG45、RG46、RG47、RG48、RG49、RG50、RG51、RG52、RG53、RG54基团独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素、(杂)芳族基团,其中(杂)芳族基团可被至少一个选自以下的基团取代:卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、氰基、羧酸酯基,
优选选自以下组中:氢、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、(卤代)环烷基、氰基、羧酸酯基、噻吩基,
更优选选自由氢、氰基、烷基、烷氧基组成的组,且甚至更优选全部为氢,
甚至更优选地,RG47、RG52基团各自独立地选自由烷氧基、氰基、氢、烷基组成的组,并且RG41、RG42、RG43、RG44、RG45、RG46、RG48、RG49、RG50、RG51、RG53、RG54基团各自为氢,
并且,其中在每种情况下由(xixG2)所指示的键是键合至L1的键。
I.1.1.7氧化还原活性紫罗碱官能团(H)
在本发明的上下文中,“氧化还原活性紫罗碱官能团”意指包含衍生自紫罗碱的基础骨架的氧化还原活性有机基团。
H.1在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自由结构(H1)、(H2)组成的组,
并且,R2、R4、R5基团各自独立地选自以下组中:结构(H3)、(H4)、(H5)、(H6)、(H7):
其中,
在R1=(H1)或(H2)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(H1)或(H2)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(H1)或(H2)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(H1)或(H2)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情况下,由(xxiiiH1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xxivH1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情况下,由(xxiiiH1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xxivH1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情况下,由(xxiiiH1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xxivH1)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中RH1、RH2、RH3、RH4、RH6、RH7、RH8、RH9、RH11、RH12、RH13、RH15、RH16、RH17、RH18、RH20、RH21、RH22、RH24、RH25、RH26、RH27、RH28、RH29、RH30、RH32、RH33、RH34、RH35、RH36、RH37、RH38、RH39、RH40、RH41、RH43、RH44、RH45、RH47、RH48、RH49、RH51、RH52、RH53、RH54、RH55、RH56、RH57、RH58基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自由氢、(卤代)烷基、卤素组成的组,且更优选全部为氢,
并且,其中RH5、RH10、RH14、RH19、RH23、RH31、RH42、RH46、RH50基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基,优选选自由氢、(卤代)烷基、卤素组成的组,且更优选全部为氢,
并且,其中XH1、XH2、XH3、XH4、XH5、XH6、XH7基团各自独立地选自以下组中:直接键、二价共轭脂族基团、二价共轭(杂)芳族基团,优选选自直接键、二价(杂)芳族基团,更优选选自由直接键、亚苯基组成的组,并且更优选各自为直接键。
H.2在上述第H.1点的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有第H.1点中所定义的结构(H1),该结构(H1)具有第H.1点中所定义的XH1、RH1、RH2、RH3、RH4、RH5、RH6、RH7、RH8、RH9的含义,并且R2、R4、R5各自独立地具有第H.1点中所定义的结构(H7),该结构(H7)具有第H.1点中所指定的XH7、RH51、RH52、RH53、RH54、RH55、RH56、RH57、RH58的含义。
H.3在如I.1.β)中所定义的本发明的第一方面的特别优选的实施方案中,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,更优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且在每种情况下最优选0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1'各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组,并且优选地,L1选自由直接键、有机连接单元组成的组且L1'为直接键,
其中R1、R1'各自独立地为氧化还原活性紫罗碱官能团(H),且R1'还可为氢基,并且优选地,R1为氧化还原活性紫罗碱官能团(H)且R1'为氢基,
并且,其中氧化还原活性紫罗碱官能团(H)更优选具有第H.1点中所示的结构(H1),
其中RH1、RH2、RH3、RH4、RH5、RH6、RH7、RH8、RH9各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自由氢、(卤代)烷基、卤素组成的组,且更优选全部为氢,
并且,其中XH1基团选自以下组中:直接键、二价共轭脂族基团、二价共轭(杂)芳族基团,优选选自由直接键、二价(杂)芳族基团,更优选选自由直接键、亚苯基组成的组,并且更优选直接键,
并且,其中
在R1=(H1)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(H1)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L1’的键。
I.1.1.8氧化还原活性二茂铁官能团(J)
在本发明的上下文中,“氧化还原活性二茂铁官能团”意指包含衍生自二茂铁的基础骨架的氧化还原活性有机基团。
J.1在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二茂铁官能团(J)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有以下结构(J1),并且R2、R4、R5各自独立地选自由以下结构(J2)、(J3)、(J4)组成的组:
其中,
在R1=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(J2)、(J3)或(J4)的情况下,由(xxviJ1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xxviiJ1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(J2)、(J3)或(J4)的情况下,由(xxviJ1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xxviiJ1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(J2)、(J3)或(J4)的情况下,由(xxviJ1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xxviiJ1)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中所述RJ1、RJ2、RJ3、RJ4、RJ5、RJ6、RJ7、RJ8、RJ9、RJ10、RJ11、RJ12、RJ13、RJ14、RJ15、RJ16、RJ17、RJ18、RJ19、RJ20、RJ21、RJ22、RJ23、RJ24、RJ25、RJ26、RJ27、RJ28、RJ29、RJ30、RJ31、RJ32、RJ33基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,更优选选自由氢、烷基(优选甲基)组成的组,且尤其优选全部为氢。
J.2在如I.1.β)中所定义的本发明的第一方面的特别优选的实施方案中,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元:
其中n1为≥4的整数,更优选4至106范围内的整数,更优选10至105范围内的整数,更优选100至104范围内的整数,
其中m1为≥0的整数,优选0至106范围内的整数,更优选0至105范围内的整数,更优选0至104范围内的整数,甚至更优选0至10范围内的整数,并且在每种情况下最优选0,
其中聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中聚合物内的化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中X1为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L1'各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组,并且优选地,L1选自由直接键、有机连接单元组成的组且L1'为直接键,
其中R1、R1'各自独立地为氧化还原活性二茂铁官能团(J),且R1'还可为氢基,并且优选地,R1为氧化还原活性二茂铁官能团(J)且R1'为氢基,
并且,其中氧化还原活性二茂铁官能团(J)更优选具有第J.1点中所定义的结构(J1),
其中RJ1、RJ2、RJ3、RJ4、RJ5、RJ6、RJ7、RJ8、RJ9基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,优选选自由氢、(卤代)烷基组成的组,更优选选自由氢、烷基(其优选甲基)组成的组,且尤其优选全部为氢,
并且,其中
在R1=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L1的键,
并且,在R1'=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L1'的键。
I.1.2连接单元
在如第I.1.α)点或第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'或L1、L1'各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组。这种有机连接单元不受任何进一步限制,并且为本领域技术人员已知。
在如第I.1.α)点或第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中,在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'或L1、L1'各自为有机连接单元的情况下,根据本发明,这更具体地意指L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'或L1、L1'在该情况下各自独立地选自由(L11)、(L12)组成的组:
其中p1、p2、p3各自为0或1,不包括“p2=0、p1=p3=1”的情况,
其中q1、q2、q3各自为0或1,不包括“q2=0、q1=q3=1”的情况,
其中q4、q5、q6各自为0或1,其中q4、q5、q6中的至少一个=1且不包括“q5=0、q4=q6=1”的情况,
其中XL2、YL2、YL5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XL1、XL3、YL1、YL3、YL4、YL6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BL1选自以下组中:二价(杂)芳族基团、二价脂族基团,所述二价脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'或R3'基团中的非碳原子的情况下,对于结构(L11),“q3=0、q2=1、q1=1或q3=q2=q1=0或q3=0、q2=1、q1=0”的另外的条件、优选“q3=q2=q1=0”的条件适用,并且对于结构(L12),“q6=0、q5=1、q4=1或q6=0、q5=1、q4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中q4、q5、q6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(L12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
I.1.2.1氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)中的优选的连接单元
LA.1在本发明的第一方面的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,并且尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第A.1点、更优选第A.2点、甚至更优选第A.3点、甚至仍更优选第A.4点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第一方面中,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第A.5点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LA11)、(LA12)组成的组:
其中pA1、pA2、pA3各自为0或1,不包括“pA2=0、pA1=pA3=1”的情况,
其中qA1、qA2、qA3各自为0或1,不包括“qA2=0、qA1=qA3=1”的情况,
其中qA4、qA5、qA6各自为0或1,其中qA4、qA5、qA6中的至少一个=1,并且其中不包括“qA5=0、qA4=qA6=1”的情况,
其中XLA2、YLA2、YLA5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLA1、XLA3、YLA1、YLA3、YLA4、YLA6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLA1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的非碳原子的情况下,对于所述结构(LA11),“qA3=0、qA2=1、qA1=1或qA3=qA2=qA1=0或qA3=0、qA2=1、qA1=0”的另外的条件、优选“qA3=qA2=qA1=0”的条件适用,并且对于所述结构(LA12),“qA6=0、qA5=1、qA4=1或qA6=0、qA5=1、qA4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中qA4、qA5、qA6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LA12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
LA.2在上述第LA.1点的优选实施方案中,XLA2、YLA2、YLA5各自独立地选自由O、S组成的组,优选选自O,且XLA1、XLA3、YLA1、YLA3、YLA4、YLA6各自独立地选自由O、S、NH、N(烷基)组成的组,优选选自由O、S组成的组,并且BLA1选自以下组中:亚苄基、亚苯基、二价蒽醌基团、二价亚烷基,所述二价亚烷基任选具有至少一个选自醚基、硫醚基的基团。
LA.3在上述第LA.2点的优选实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'各自独立地选自以下组中:直接键、亚苄基、亚苯基、二价蒽醌基、亚烷基(其优选亚甲基)、其中,在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的碳原子的情况下,连接单元L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'还可选自以下组中:
其中RLA3、RLA4各自独立地选自氢、烷基,并且优选均为氢,并且BLA2为任选具有醚基的亚烷基,
I.1.2.2用于包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)的优选的
连接单元
LB.1在本发明的第一方面的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)的情况下,并且尤其是在R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第B.1点、更优选第B.2点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第一方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第B.3点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LB11)、(LB12)组成的组:
其中pB1、pB2、pB3各自为0或1,不包括“pB2=0、pB1=pB3=1”的情况,
其中qB1、qB2、qB3各自为0或1,不包括“qB2=0、qB1=qB3=1”的情况,
其中qB4、qB5、qB6各自为0或1,其中qB4、qB5、qB6中的至少一个=1,并且其中不包括“qB5=0、qB4=qB6=1”的情况,
其中XLB2、YLB2、YLB5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLB1、XLB3、YLB1、YLB3、YLB4、YLB6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLB1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的非碳原子的情况下,对于所述结构(LB11),“qB3=0、qB2=1、qB1=1或qB3=qB2=qB1=0或qB3=0、qB2=1、qB1=0”的另外的条件、优选“qB3=qB2=qB1=0”的条件适用,并且对于所述结构(LB12),“qB6=0、qB5=1、qB4=1或qB6=0、qB5=1、qB4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中qB4、qB5、qB6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LB12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
LB.2在上述第LB.1点的优选实施方案中,XLB2、YLB2、YLB5各自为O且XLB1、XLB3、YLB1、YLB3、YLB4、YLB6各自独立地选自以下组中:O、NH、N(烷基),优选O,并且BLA2为任选具有至少一个醚基的二价亚烷基。
LB.3在上述第LB.2点的优选实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'选自以下组中:
直接键、亚烷基,亚烷基优选亚甲基,
并且,在其中L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的碳的情况下,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'还可选自以下组中: 其中mLB3=1-1000,优选mLB3=1-10,
I.1.2.3用于氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的优选的连接单元
LC.1在本发明的第一方面的更优选的实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,并且尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第C.1点、优选第C.2点、更优选第C.3点、甚至更优选第C.4点、甚至仍更优选第C.5点中所定义结构的情况下,以及还有其中在本发明的第一方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第C.6点、优选第C.7点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LC11)、(LC12)组成的组:
其中pC1、pC2、pC3各自为0或1,不包括“pC2=0、pC1=pC3=1”的情况,
其中qC1、qC2、qC3各自为0或1,不包括“qC2=0、qC1=qC3=1”的情况,
其中qC4、qC5、qC6各自为0或1,其中qC4、qC5、qC6中的至少一个=1,并且其中不包括“qC5=0、qC4=qC6=1”的情况,
其中XLC2、YLC2、YLC5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLC1、XLC3、YLC1、YLC3、YLC4、YLC6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLC1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的非碳原子的情况下,对于所述结构(LC11),“qC3=0、qC2=1、qC1=1或qC3=qC2=qC1=0或qC3=0、qC2=1、qC1=0”的另外的条件、优选“qC3=qC2=qC1=0”的条件适用,并且,对于所述结构(LC12),“qC6=0、qC5=1、qC4=1或qC6=0、qC5=1、qC4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中qC4、qC5、qC6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LC12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
LC.2在上述第LC.1点的优选实施方案中,XLC2、YLC2、YLC5各自为O,且XLC1、XLC3、YLC1、YLC3、YLC4、YLC6各自独立地选自由O、NH、N(烷基)组成的组,优选O,并且BLC1为任选具有至少一个醚基的二价亚烷基。
LC.3在上述第LC.2点的优选实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'选自以下组中:直接键、亚烷基(其优选亚甲基)、亚苯基、亚烷基,其具有醚基,且优选式的基团,其中mLC1=2至1000、优选3至500、更优选10至100的整数,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的碳原子的情况下,连接单元L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'还可选自(其中mLC2=2至1000、优选3至500、更优选10至100的整数),
特别优选直接键,尤其当R1、R1'为结构(C501)或(C502)的化合物时,
I.1.2.4用于氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的优选的连接单元
LD.1在本发明的第一方面的更优选的实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性苯氧基化合物(D)的情况下,尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第D.1点、优选第D.2点、更优选第D.3点、甚至更优选第D.4点、再更优选第D.5点、甚至仍更优选第D.6点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第一方面的聚合物P包含如第D.7点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LD11)、(LD12)组成的组:
其中pD1、pD2、pD3各自为0或1,不包括“pD2=0、pD1=pD3=1”的情况,
其中qD1、qD2、qD3各自为0或1,不包括“qD2=0、qD1=qD3=1”的情况,
其中qD4、qD5、qD6各自为0或1,其中qD4、qD5、qD6中的至少一个=1,并且其中不包括“qD5=0、qD4=qD6=1”的情况II,
其中XLD2、YLD2、YLD5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLD1、XLD3、YLD1、YLD3、YLD4、YLD6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLD1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的非碳原子的情况下,对于所述结构(LD11),“qD3=0、qD2=1、qD1=1或qD3=qD2=qD1=0或qD3=0、qD2=1、qD1=0”的另外的条件、优选“qD3=qD2=qD1=0”的条件适用,并且对于所述结构(LD12),“qD6=0、qD5=1、qD4=1或qD6=0、qD5=1、qD4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中qD4、qD5、qD6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LD12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
LD.2在上述第LD.1点的优选实施方案中,XLD2、YLD2、YLD5各自为O,并且XLD1、XLD3、YLD1、YLD3、YLD4、YLD6各自独立地选自由O、NH、N(烷基)组成的组,优选O,并且BLD1选自由二价(杂)芳族基团、二价脂族基团组成的组,所述二价脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团:醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸基、磷酸酯基。
LD.3在上述第LD.2点的更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'选自以下组中:直接键、亚烷基(其优选亚甲基)、亚苯基、亚苄基、 亚烷基,其具有至少一个选自醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基的基团,其中XLD4、XLD5、XLD6独立地选自以下组中:O、S、NH、N烷基、N(卤代烷基),优选O,
并且,其中pD4、pD5、pD6各自为0或1,不包括“pD5=0、pD4=pD6=1”的情况,
并且,其中qD6、qD7各自为0或1,不包括“qD7=0、qD6=1”的情况,
并且,其中BLD4为可具有醚基和/或羰基的亚烷基,优选亚烷基,并且更优选选自以下组中:亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基、亚正戊基、亚正己基,
LD.4在上述第LD.3点的甚至更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'选自以下组中:直接键、亚烷基(其优选亚甲基)、亚苯基、亚苄基、 具有至少一个选自醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基的基团的亚烷基,或并且最优选选自以下组中:直接键、亚甲基、亚苯基,
其中BLD5为亚烷基,优选亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基,并且最优选选自由亚甲基、亚乙基、亚丙基组成的组,
I.1.2.5用于氧化还原活性苯醌官能团(E)的优选的连接单元
LE.1在本发明的第一方面的甚至更优选的实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,并且尤其是在R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第E.1点、优选第E.2点、更优选第E.3点、甚至更优选第E.4点、甚至仍更优选第E.5点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第一方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第E.6点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LE11)、(LE12)组成的组:
其中pE1、pE2、pE3各自为0或1,不包括“pE2=0、pE1=pE3=1”的情况,
其中qE1、qE2、qE3各自为0或1,不包括“qE2=0、qE1=qE3=1”的情况,
其中qE4、qE5、qE6各自为0或1,其中qE4、qE5、qE6中的至少一个=1,并且其中不包括“qE5=0、qE4=qE6=1”的情况,
其中XLE2、YLE2、YLE5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLE1、XLE3、YLE1、YLE3、YLE4、YLE6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLE1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的非碳原子的情况下,对于所述结构(LE11),“qE3=0、qE2=1、qE1=1或qE3=qE2=qE1=0或qE3=0、qE2=1、qE1=0”的另外的条件、优选“qE3=qE2=qE1=0”的条件适用,并且,对于所述结构(LE12),“qE6=0、qE5=1、qE4=1或qE6=0、qE5=1、qE4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中qE4、qE5、qE6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LE12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
LE.2在上述第LE.1点的优选实施方案中,XLE2、YLE2、YLE5各自为O,且XLE1、XLE3、YLE1、YLE3、YLE4、YLE6各自独立地选自由O、NH、N(烷基)组成的组,优选O,并且BLE1为任选具有至少一个醚基的二价亚烷基。
LE.3在上述第LE.2点的更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'选自以下组中:直接键、亚烷基(其优选亚甲基)、亚苯基、亚烷基,该亚烷基具有醚基且优选是式的基团,其中mLE1=2至1000、优选3至500、更优选10至100的整数,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的碳的情况下,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'还可选自(其中mLE2=2至1000、优选3至500、更优选10至100的整数),
I.1.2.6用于氧化还原活性三苯胺官能团(G)的优选的连接单元
LG.1在本发明的第一方面的甚至更优选的实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性三苯胺官能团(G)的情况下,并且尤其是在R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第G.1点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第一方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第G.2点、优选第G.3点、更优选第G.4点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LG11)、(LG12)组成的组:
其中pG1、pG2、pG3各自为0或1,不包括“pG2=0、pG1=pG3=1”的情况,
其中qG1、qG2、qG3各自为0或1,不包括“qG2=0、qG1=qG3=1”的情况,
其中qG4、qG5、qG6各自为0或1,其中qG4、qG5、qG6中的至少一个=1,并且其中不包括“qG5=0、qG4=qG6=1”的情况,
其中XLG2、YLG2、YLG5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLG1、XLG3、YLG1、YLG3、YLG4、YLG6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLG1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的非碳原子的情况下,对于所述结构(LG11),“qG3=0、qG2=1、qG1=1或qG3=qG2=qG1=0或qG3=0、qG2=1、qG1=0”的另外的条件、优选“qG3=qG2=qG1=0”的条件适用,并且对于所述结构(LG12),“qG6=0、qG5=1、qG4=1或qG6=0、qG5=1、qG4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中qG4、qG5、qG6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LG12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
LG.2在上述第LG.1点的优选实施方案中,XLG2、YLG2、YLG5各自为O,且XLG1、XLG3、YLG1、YLG3、YLG4、YLG6各自独立地选自由O、NH、N(烷基)组成的组,优选O,并且BLG1选自由任选具有至少一个醚基的二价亚烷基、二价(杂)芳族基团组成的组。
LG.3在上述第LG.2点的更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'选自以下组中:直接键、亚烷基(其优选亚甲基)、亚苯基、亚烷基,其具有至少一个选自醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基的基团,
其中XLG4、XLG5、XLG6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N烷基、N(卤代烷基),优选O,
并且,其中pG4、pG5、pG6各自为0或1,不包括“pG5=0、pG4=pG6=1”的情况,
并且,其中qG6、qG7各自为0或1,不包括“qG7=0、qG6=1”的情况,
并且,其中BLG4选自以下组中:二价(杂)芳族基团,其优选亚苄基或亚苯基,
亚烷基,其可具有醚基和/或羰基,
并且,BLG4优选亚苯基或亚烷基,更优选亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基或亚己基,
并且,甚至更优选地,在上述第LG.2点的更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'选自以下组中:直接键、亚烷基(其优选亚甲基)、亚苯基、 最优选选自直接键、亚甲基,
I.1.2.7用于氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的优选的连接单元
LH.1在本发明的第一方面的甚至更优选的实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的情况下,并且尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第H.1点中、优选以上第H.2点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第一方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第H.3点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LH11)、(LH12)组成的组:
其中pH1、pH2、pH3各自为0或1,不包括“pH2=0、pH1=pH3=1”的情况,
其中qH1、qH2、qH3各自为0或1,不包括“qH2=0、qH1=qH3=1”的情况,
其中qH4、qH5、qH6各自为0或1,其中qH4、qH5、qH6中的至少一个=1,并且其中不包括“qH5=0、qH4=qH6=1”的情况,
其中XLH2、YLH2、YLH5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLH1、XLH3、YLH1、YLH3、YLH4、YLH6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLH1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的非碳原子的情况下,对于所述结构(LH11),“qH3=0、qH2=1、qH1=1或qH3=qH2=qH1=0或qH3=0、qH2=1、qH1=0”的另外的条件、优选“qH3=qH2=qH1=0”的条件适用,并且对于所述结构(LH12),“qH6=0、qH5=1、qH4=1或qH6=0、qH5=1、qH4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中qH4、qH5、qH6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LH12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
LH.2在上述第LH.1点的优选实施方案中,XLH2、YLH2、YLH5各自为O,且XLH1、XLH3、YLH1、YLH3、YLH4、YLH6各自独立地选自由O、NH、N(烷基)组成的组,优选O,并且BLH1选自由任选具有至少一个醚基的二价亚烷基、二价(杂)芳族基团组成的组。
LH.3在上述第LH.2点的更优选的实施方案中,尤其是当R1、R1'具有第H.1点中所示的结构(H1)时,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'选自以下组中:直接键,亚烷基,其优选亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基,更优选亚丙基,二价(杂)芳族基团,其优选亚苄基或亚苯基,且非常最优选亚苯基。
I.1.2.8用于氧化还原活性二茂铁官能团(J)的优选的连接单元
LJ.1在本发明的第一方面的甚至更优选的实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性二茂铁官能团(J)的情况下,并且尤其是在R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第J.1点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第一方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第J.2点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LJ11)、(LJ12)组成的组:
其中pJ1、pJ2、pJ3各自为0或1,不包括“pJ2=0、pJ1=pJ3=1”的情况,
其中qJ1、qJ2、qJ3各自为0或1,不包括“qJ2=0、qJ1=qJ3=1”的情况,
其中qJ4、qJ5、qJ6各自为0或1,其中qJ4、qJ5、qJ6中的至少一个=1,并且其中不包括“qJ5=0、qJ4=qJ6=1”的情况,
其中XLJ2、YLJ2、YLJ5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLJ1、XLJ3、YLJ1、YLJ3、YLJ4、YLJ6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLJ1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团中的非碳原子的情况下,对于所述结构(LJ11),“qJ3=0、qJ2=1、qJ1=1或qJ3=qJ2=qJ1=0或qJ3=0、qJ2=1、qJ1=0”的另外的条件、优选“qJ3=qJ2=qJ1=0”的条件适用,并且对于所述结构(LJ12),“qJ6=0、qJ5=1、qJ4=1或qJ6=0、qj5=1、qH4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
并且,其中对于L1,表示指向X1的键,对于L1',表示指向X1'的键,对于L2,表示指向X2的键,对于L2',表示指向X2'的键,对于L3,表示指向X3的键,对于L3',表示指向X3'的键,对于L4,表示指向X4的键,对于L5,表示指向X5的键,对于L6,表示指向X4的键,对于L7,表示指向X5的键。
条件“其中qJ4、qJ5、qJ6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LJ12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3’还可各自为直接键的可能性。
LJ.2在上述第LJ.1点的优选实施方案中,XLJ2、YLJ2、YLJ5各自为O,且XLJ1、XLJ3、YLJ1、YLJ3、YLJ4、YLJ6各自独立地选自由O、NH、N(烷基)组成的组,优选O,并且BLJ1为任选具有至少一个醚基的二价亚烷基。
I.1.2.9当R1'、R2'、R3'各自为氢时的优选的连接单元
LK.1在本发明的第一方面的甚至更优选的实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,尤其是在上述情况A.5、B.3、C.6、C.7、D.7、E.6、G.2、G.3、G.4、H.3、J.2下,在结构(I)、(II)和(III)中的R1'、R2'、R3'基团、或R1'基团各自为氢基的情况下,L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自由直接键、(LK11)、(LK12)组成的组:
其中pK1、pK2、pK3各自为0或1,不包括“pK2=0、pK1=pK3=1”的情况,
其中qK1、qK2、qK3各自为0或1,不包括“qK2=0、qK1=qK3=1”的情况,
其中qK4、qK5、qK6各自为0或1,其中qK4、qK5、qK6中的至少一个=1,并且其中不包括“qK5=0、qK4=qK6=1”的情况,
其中XLK2、YLK2、YLK5各自独立地选自由O、S组成的组,
其中XLK1、XLK3、YLK1、YLK3、YLK4、YLK6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BLK1选自以下组中:
二价(杂)芳族基团,
二价脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
条件“其中qK4、qK5、qK6中的至少一个=1”在这里仅仅涉及结构(LK12)中的各自变量的定义,并且不意在排除L1'、L2'、L3'还可各自为直接键的可能性。
LK.2在上述第LK.1点的优选实施方案中,XLK2、YLK2、YLK5各自为O且XLK1、XLK3、YLK1、YLK3、YLK4、YLK6各自为O,并且BLK1选自以下组中:亚苯基、亚苄基、任选具有至少一个选自醚基的基团的二价亚烷基。
LK.3在上述第LK.1点和第LK.2点的优选实施方案中,L1'、L2'、L3'各自为直接键。
I.1.3聚合的X1、X2、X3、X4、X5基团
在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,并且尤其是在上述情况A.5、B.3、C.6、C.7、D.7、E.6、G.2、G.3、G.4、H.3、J.2下,在结构(I)、(II)和(III)中针对X1、X2、X3、X4、X5可选的非共轭有机基团不受任何进一步限制,只要在通过这些基团形成的骨架中必须不发生共轭。本领域技术人员知道此类基团。它们是通过选自以下组中基团的聚合反应形成的:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者各自为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团。此类基团描述于例如WO 2015/003725 A1中。
在本发明的上下文中,至关重要的是在P的主链、即聚合物骨架中不发生共轭,即不发生π电子离域。这可以得到保证,原因在于在主链中仅出现sp3键,或者sp和sp2键处于不会发生共轭的分离形式。
本领域技术人员知道如何区分共轭体系与非共轭体系。例如,聚(噻吩)、聚(吡啶)、聚(吡咯烷)、聚(酰亚胺)在聚合物骨架内共轭且在主链中形成共轭,因此不能形成非共轭有机氧化还原聚合物。已发现,令人惊讶地,聚乙炔衍生物在本发明的上下文中也可用于聚合物骨架中,因为尽管在该骨架内有相邻的双键,但由于Peierls畸变而没有发生共轭。
在本发明的上下文中,关于非共轭的这一先决条件仅涉及聚合物P的骨架,该骨架是在结构(I)、(II)和(III)中由X1、X2、X3、X4或X5基团以及如果存在的间隔基单元Y1、Y2、Y3、Y4或Y5(在下文第I.1.4节中定义)形成的。在由所述聚合物涵盖的氧化还原活性官能团内,即在由结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4或R5基团表示的基团内,并且,如果R1'、R2'或R3'为氧化还原活性基团,则在这些基团内当然也可能发生共轭,即π电子的离域。
I.1.3.1
在本发明的第一方面的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,并且尤其是在上述情况A.5、B.3、C.6、C.7、D.7、E.6、G.2、G.3、G.4、H.3、J.2下,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为选自以下结构的非共轭有机基团:(X1)、(X2)、(X3)、(X4)、(X5),优选选自结构(X1)、(X2)、(X3)、(X5),甚至更优选选自结构(X1)、(X2)、(X5):
其中,在(X1)=X1的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L1的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L1'的键,
其中,在(X1)=X2的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L2的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L2'的键,
其中,在(X1)=X3的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L3的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L3'的键,
其中,在(X1)=X4的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L4的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L6的键,
其中,在(X1)=X5的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L5的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L7的键,
其中,在(X2)=X1的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L1的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L1'的键,
其中,在(X2)=X2的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L2的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L2'的键,
其中,在(X2)=X3的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L3的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L3'的键,
其中,在(X2)=X4的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L4的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L6的键,
其中,在(X2)=X5的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L5的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L7的键,
其中,在(X3)=X1的情况下,RX9表示键合至L1的键并且RX10表示键合至L1'的键,
其中,在(X3)=X2的情况下,RX9表示键合至L2的键并且RX10表示键合至L2'的键,
其中,在(X3)=X3的情况下,RX9表示键合至L3的键并且RX10表示键合至L3'的键,
其中,在(X3)=X4的情况下,RX9表示键合至L4的键并且RX10表示键合至L6的键,
其中,在(X3)=X5的情况下,RX9表示键合至L5的键并且RX10表示键合至L7的键,
其中,在(X4)=X1的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L1的键并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L1'的键,
其中,在(X4)=X2的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L2的键并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L2'的键,
其中,在(X4)=X3的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L3的键并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L3'的键,
其中,在(X4)=X4的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L4的键并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L6的键,
其中,在(X4)=X5的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L5的键并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L7的键,
其中,在(X5)=X1的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L1的键并且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L1'的键,
其中,在(X5)=X2的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L2的键并且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L2'的键,
其中,在(X5)=X3的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L3的键并且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L3'的键,
其中,在(X5)=X4的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L4的键并且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L6的键,
其中,在(X5)=X5的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L5的键并且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L7的键,
并且,其中RX1、RX2、RX3、RX4、RX5、RX6、RX7、RX8、RX13、RX14、RX15、RX16中不表示键合至L1、L1'、L2、L2'、L3、L3'、L4、L5、L6或L7的键的那些基团各自独立地选自以下组中:
氢,
(杂)芳族基团,
脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
优选选自以下组中:氢、烷基、卤素、氰基、苯基、苄基,且更优选全部为氢,
并且,其中XX1、XX2各自独立地选自由O、S组成的组,优选各自为O,
并且,其中XX3选自由O、S、-CH2-组成的组,更优选选自由O、-CH2-组成的组,且甚至更优选-CH2-,
并且,其中所述在每种情况下由(xiiX1)所指示的键对应于在每种情况下在所述结构(I)、(II)和(III)中由“*”、“#”、“&”、“§”和“$”指示的键,
并且,其中所述在每种情况下由(xiiiX1)所指示的键对应于以下键,在所述结构(I)、(II)和(III)中,在其中m1=0、m2=0、m3=0、m4=0或m5=0的情况下,所述键在每种情况下结合至“**”、“##”、“&&”、“§§”或“$$"”,而在其中m1>0、m2>0、m3>0、m4>0或m5>0的情况下,所述键在每种情况下结合至Y1、Y2、Y3、Y4或Y5。
I.1.3.2
在上述第I.1.3.1点的优选实施方案中,X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为选自以下的非共轭有机基团:结构(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15),优选选自结构(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15),更优选选自结构(X11)、(X12)、(X15):
其中,在X1选自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L1的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L1'的键,
其中,在X2选自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L2的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L2'的键,
其中,在X3选自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L3的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L3'的键,
其中,在X4选自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L4的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L6的键,
其中,在X5选自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L5的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L7的键,
并且,其中RX21、RX22、RX23、RX24、RX25、RX26基团各自独立地选自以下组中:
氢,
(杂)芳族基团,
脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团:醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基,
优选选自由氢、烷基、卤素、氰基、苯基、苄基组成的组,且优选全部为氢,
并且,其中在每种情况下由(xiiX2)所指示的键对应于在每种情况下在结构(I)、(II)和(III)中由“*”、“#”、“&”、“§”和“$”指示的,
并且,其中在每种情况下由(xiiiX2)所指示的键对应于以下键,在结构(I)、(II)和(III)中,在m1=0、m2=0、m3=0、m4=0或m5=0的情况下,所述键在每种情况下结合至“**”、“##”、“&&”、“§§”或“$$"”,而在m1>0、m2>0、m3>0、m4>0或m5>0的情况下,所述键在每种情况下结合至Y1、Y2、Y3、Y4或Y5。
I.1.3.3
在本发明第一方面的更优选的实施方案中,X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地具有第I.1.3.2点中所定义的结构(X11)。
其中,在X1具有结构(X11)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L1的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L1'的键,
其中,在X2具有结构(X11)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L2的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L2'的键,
其中,在X3具有结构(X11)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L3的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L3'的键,
其中,在X4具有结构(X11)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L4的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L6的键,
其中,在X5具有结构(X11)的情况下,键(xivX2)在每种情况下表示键合至L5的键并且键(xvX2)在每种情况下表示键合至L7的键,
并且,其中RX21、RX22基团各自独立地选自以下组中:氢、烷基、卤素、氰基、苯基、苄基,
优选地,RX21=氢或烷基,最优选的烷基为甲基,并且,RX22=氢,最优选地,RX21=RX22=氢,
并且,其中由(xiiX2)所指示的键对应于在每种情况下在结构(I)、(II)和(III)中由“*”、“#”、“&”、“§”和“$”所指示的键,
并且,其中由(xiiiX2)所指示的键对应于以下键,在结构(I)、(II)和(III)中,在m1=0、m2=0、m3=0、m4=0或m5=0的情况下,所述键在每种情况下结合至“**”、“##”、“&&”、“§§”或“$$"”,而在m1>0、m2>0、m3>0、m4>0或m5>0的情况下,所述键在每种情况下结合至Y1、Y2、Y3、Y4或Y5。
I.1.4非共轭有机间隔基单元Y1、Y2、Y3、Y4、Y5
因此,在本发明的第一方面,在结构(I)、(II)和(III)中针对Y1、Y2、Y3、Y4、Y5的可选则的非共轭有机间隔基单元不受任何进一步限制,只要在通过这些基团形成的骨架中必须不发生共轭。
I.1.4.1
在本发明的第一方面的优选实施方案中,在如第I.1.α)点和第I.1.β)点中所定义的本发明的第一方面,并且尤其是在上述情况A.5、B.3、C.6、C.7、D.7、E.6、G.2、G.3、G.4、H.3、J.2下,结构(I)、(II)和(III)中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为选自以下结构的非共轭有机间隔基单元:(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4)、(Y5):
其中RY1、RY2、RY3、RY4、RY5、RY6、RY7、RY8、RY9、RY10、RY11、RY12、RY13、RY14、RY15、RY16各自独立地选自以下组中:
氢,
(杂)芳族基团,
脂族基团,其任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团:醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酸酯基、
羧酰胺基、磺酸酯基、磷酸酯基,
优选选自以下组中:氢、苯基、苄基、(卤代)烷基、(卤代)环烷基、羟基、羧酸酯基、羧基、羧酰胺基,其中(卤代)烷基还可具有醚基,
并且,其中XY1、XY2各自独立地选自由O、S组成的组且优选均为O,并且其中XY3选自以下组中:O、S、-CH2-,优选O、-CH2-,且更优选-CH2-,
并且,其中由(xvY1)所指示的键对应于在结构(I)、(II)和(III)中由“**”、“##”、“&&”、“§§”和“$$”指示的那些键,
并且,其中由(xivY1)所指示的键对应于在结构(I)、(II)和(III)中结合至X1、X2、X3、X4或X5的那些键。
I.1.4.2
在上述第I.1.4.1点的优选实施方案中,结构(I)、(II)和(III)中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为非共轭有机间隔基单元,其选自第I.1.4.1点中所提到的结构(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y5),更优选选自结构(Y1)、(Y2)、(Y5),甚至更优选选自结构(Y1)、(Y2),且最优选具有结构(Y1),
其中RY1、RY2、RY3、RY4、RY5、RY6、RY7、RY8、RY9、RY10、RY13、RY14、RY15、RY16各自独立地选自以下组中:氢、苯基、苄基、(卤代)烷基、(卤代)环烷基、羟基、羧酸酯基、羧酰胺基,其中(卤代)烷基还可具有醚基且优选选自以下组中:氢、苯基、苄基、烷基、羧酸酯基、羧酰胺基、羧基,且甚至更优选选自以下组中:氢、苯基、甲基、羧酸酯基、-C(=O)-NH2、羧基,且甚至更优选全部为氢,
并且,其中XY1、XY2各自为O,并且,其中XY3选自由O、-CH2-组成的组,并且更优选-CH2-。
I.1.4.3
在主链中非共轭且包含结构(I)、(II)和(III)中的至少一种的有机氧化还原聚合物P包含非共轭有机间隔基单元Y1、Y2、Y3、Y4、Y5的情况下,本领域技术人员将能够在此借助于其技术知识,根据由在主链中非共轭的各自的有机氧化还原聚合物P所涵盖的X1、X2、X3、X4或X5基团,有利地选择该非共轭有机间隔基单元Y1、Y2、Y3、Y4、Y5。
在本发明的第一方面的优选实施方案中,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地选自根据上述第I.1.3.1点的结构(X1)、(X2)、(X3)、(X4),优选各自独立地选自根据上述第I.1.3.2点的结构(X11)、(X12)、(X13)、(X14),并且甚至更优选各自独立地具有根据上述第I.1.3.3点的结构(X11),
并且,Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地选自根据上述第I.1.4.1点、更优选根据上述第I.1.4.2点的结构(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4),
或者,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为根据上述第I.1.3.1点的结构(X5),优选为根据上述第I.1.3.2点的结构(X15),并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为根据上述第I.1.4.1点、更优选根据上述第I.1.4.2点的结构(Y5)。
I.1.4.4
在本发明的第一方面的甚至更优选的实施方案中,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为根据上述第I.1.3.1点的结构(X1),优选各自独立地为根据上述第I.1.3.2点、甚至更优选根据上述第I.1.3.3点的结构(X11),并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为根据上述第I.1.4.1点、更优选根据上述第I.1.4.2点的结构(Y1);
或者,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为根据上述第I.1.3.1点的结构(X2),优选各自独立地为根据上述第I.1.3.2点的结构(X12),并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为根据上述第I.1.4.1点、更优选根据上述第I.1.4.2点的结构(Y2);
或者,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为根据上述第I.1.3.1点的结构(X3),优选各自独立地为根据上述第I.1.3.2点的结构(X13),并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为根据上述第I.1.4.1点、更优选根据上述第I.1.4.2点的结构(Y3);
或者,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为根据上述第I.1.3.1点的结构(X4),优选各自独立地为根据上述第I.1.3.2点的结构(X14),并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为根据上述第I.1.4.1点、更优选根据上述第I.1.4.2点的结构(Y4);
或者,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为根据上述第I.1.3.1点的结构(X5),优选各自独立地为根据上述第I.1.3.2点的结构(X15),并且Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为根据上述第I.1.4.1点、更优选根据上述第I.1.4.2点的结构(Y5)。
I.1.5用于制备根据本发明的聚合物P的方法
由本发明第一方面中的根据本发明的电极材料所涵盖的聚合物P可通过本领域技术人员已知的方法获得。相应的方法概述于Muench等中。
另外,包含氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的聚合物P的合成也描述于WO2015/003725 A1和US 4,898,915 A中。
另外,本领域技术人员从以下文献也已知包含含有至少一个稳定的氧基的氧化还原活性芳族官能团的聚合物(B)以及相应聚合物P的合成:WO 2017/207325 A1、EP 1 752474 A1、WO 2015/032951 A1、CN 104530424 A、CN 104530426 A、T.Suga,H.Ohshiro,S.Sugita,K.Oyaizu,H.Nishide,Adv.Mater.2009,21,1627-1630和T.Suga,S.Sugita,H.Ohshiro,K.Oyaizu,H.Nishide,Adv.Mater.2011,3,751-754。
另外,以下文献也描述了包含氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的聚合物P的合成以及包含氧化还原活性苯醌官能团(E)的聚合物P的合成,或者对于本领域技术人员来说,按常规基于其技术知识,所述合成是可能的:WO 2015/132374 A1、WO 2015/144798 A1、EP 3 279 223 A1、WO 2018/024901A1、US 2017/0077518 A1、US 2017/0077517 A1、US2017/0104214 A1、D.Schmidt,B.C.Stolze,M.D.Hager,U.S.Schubert,J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.2015,53,2517-2523、M.E.Speer,M.Kolek,J.J.Jassoy,J.Heine,M.Winter,P.M.Bieker,B.Esser,Chem.Commun.2015,51,15261-15264和M.Baibarac,M.Lira-J. Sol,I.Baltog,N.-Pastor,P.Gomez-Romero,Compos.Sci.Technol.2007,67,2556-2563。
另外,包含氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的聚合物P的合成也描述于WO2017/032583 A1、EP 3 136 410 A1、EP 3 135 704 A1、WO 2017/032582 A1、P.Nesvadba,L.B.Folger,P.Maire,P.Novak,Synth.Met.2011,161,259-262;W.Weng,Z.C.Zhang,A.Abouimrane,P.C.Redfern,L.A.Curtiss,K.Amine,Adv.Funct.Mater.2012,22,4485-4492中。
另外,包含氧化还原活性三苯胺官能团(G)的聚合物P的合成也描述于JP 2011-74316 A、JP 2011-74317 A中。
另外,包含氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的聚合物P的合成也描述于CN107118332A中。
另外,包含氧化还原活性二茂铁官能团(J)的聚合物P的合成也描述于K.Tamura,N.Akutagawa,M.Satoh,J.Wada,T.Masuda,Macromol.Rapid Commun.2008,29,1944-1949中。
I.1.6交联
由本发明第一方面中的根据本发明的电极材料所涵盖的聚合物P可以是均聚物或共聚物。均聚物是已仅由一种单体合成的聚合物。共聚物是已由两种或多种单体合成的聚合物。所用的另外的单体(“共聚单体”)可以是具有可聚合基团的单体,或者具有两个或更多个可聚合基团的单体,例如二乙烯基苯、二乙炔基苯、二乙炔基噻蒽、低聚-或聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。这然后导致聚合物中的另外交联。这是本领域技术人员已知的(例如描述于WO 2018/060680 A1的第[0028]段中)。可通过本领域技术人员已知的方法,通过添加的共聚单体的量或者通过时间延迟(例如,因为直至聚合处于后期阶段才添加共聚单体)来控制随后获得的聚合物的交联度。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P中的重复单元的单体可以无规分布、作为嵌段或以交替方式存在于所述聚合物中。
因此,由本发明的电极材料涵盖的聚合物P还可具有可归因于在聚合物P的合成期间使用交联剂的重复单元。因此将会清楚的是,可归因于交联剂的重复单元还可存在于所得聚合物P中结构(I)、(II)和(III)的重复单元之间。
适合的交联剂是具有超过一个的可聚合基团的化合物,所述交联剂优选选自以下组中:基于(甲基)丙烯酸的多官能化合物、基于烯丙基醚的多官能化合物、基于乙烯基化合物的多官能化合物。特别优选基于(甲基)丙烯酸的多官能化合物。
基于(甲基)丙烯酸的多官能化合物尤其选自乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙烷-1,3-二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁烷-2,3-二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁烷-1,4-二醇二(甲基)丙烯酸酯、戊烷-1,5-二醇二(甲基)丙烯酸酯、己烷-1,6-二醇二(甲基)丙烯酸酯、庚烷-1,7-二醇二(甲基)丙烯酸酯、辛烷-1,8-二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬烷-1,9-二醇二(甲基)丙烯酸酯、癸烷-1,10-二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-(甲基)丙烯酰氧基丙基(甲基)丙烯酸酯。
基于烯丙基醚的多官能化合物尤其选自以下组中:二乙二醇二烯丙基醚、二丁二醇二烯丙基醚。
基于乙烯基化合物的多官能化合物尤其是二乙烯基苯。
I.2离子液体
本发明基于令人惊讶的发现,即在包含所述氧化还原活性聚合物P的电极材料中,当该电极材料还包含离子液体时,可以实现容量的明显增加。容量改善的增加基于插层(intercalation)离子液体与聚合物P的相互作用。怀疑这种异常显著改善的原因在于聚合物P的特定结构,这确保了与离子液体的特别好的相互作用。这是因为它是有机聚合物,当它与离子液体混合时具有特别好的溶胀能力。该溶胀能力基于聚合物P的有机性质,并且使其能够结合高比例的离子液体。在已经描述了离子液体插层的基于金属的电池(例如如美国专利9,397,341 B1中所述的锌-二氧化锰电池)的情况下,这种机制不可能仅仅是因为电极材料的金属性质。因此,其对离子液体的结合能力要小得多,并且离子液体从电极材料中“渗出”的趋势要明显得多。
作为基于聚合物P的有机电池的电极材料组分的离子液体还有待描述。现有技术(例如EP 3 279 223 A1)仅提到在电池单元中使用它们作为电解质的选项。
已另外仅针对主链呈共轭形式的那些聚合物描述了在电极材料内包含离子液体的有机电池(WO 2017/220965 A1;WO 2018/060680 A1)。然而,由于根据本发明的聚合物P中的电荷被局部化至单个氧化还原活性单元上,而不是像现有技术的聚合物中那样被“涂抹(smeared)”在主链上,因此,相比于针对离子液体与现有技术的共轭聚合物的相互作用所预期的相互作用,这能够实现好得多的离子液体与聚合物P中的氧化还原活性单元的相互作用。
因此,根据本发明的聚合物P能够使得其与离子液体进行如此有利的相互作用的事实完全令人惊讶。
因此,在本发明第一方面中可使用的离子液体不受任何进一步限制,并且例如,可以使用在WO 2004/016631 A1、WO 2006/134015 A1、US 2011/0247494 A1或US 2008/0251759 A1中所描述的那些。
特别地,用于本发明的第一方面中的电极材料中的离子液体具有结构Q+A-。
I.2.1用于离子液体的优选阳离子
Q+这里为选自由以下组中结构的阳离子:(Q1)、(Q2)、(Q3)、(Q4)、(Q5):
其中RQ1、RQ2、RQ3、RQ4、RQ5、RQ6、RQ7、RQ8各自独立地选自由(卤代)烷基、环烷基组成的组,
并且,其中RQ9、RQ10、RQ11、RQ12、RQ13、RQ14、RQ15、RQ16、RQ17、RQ18、RQ19、RQ20、RQ21、RQ22、RQ23、RQ24、RQ25、RQ26、RQ27、RQ28、RQ29、RQ30、RQ31、RQ32、RQ33、RQ34、RQ35各自独立地选自以下组中:氢、可具有至少一个醚基的(卤代)烷基、环烷基。
优选地,Q+为选自以下组中结构的阳离子:(Q1)、(Q2)、(Q3)、(Q4)、(Q5),其中RQ1、RQ2、RQ3、RQ4、RQ5、RQ6、RQ7、RQ8各自独立地选自以下组中:具有6至40个、更优选10至30个碳原子的烷基、具有6至40个、更优选10至30个碳原子的环烷基,
并且,其中RQ9、RQ10、RQ11、RQ12、RQ13、RQ14、RQ15、RQ16、RQ17、RQ18、RQ19、RQ20、RQ21、RQ22、RQ23、RQ24、RQ25、RQ26、RQ27、RQ28、RQ29、RQ30、RQ31、RQ32、RQ33、RQ34、RQ35各自独立地选自以下组中:氢、具有1至25个、优选1至10个碳原子的烷基,所述烷基可具有至少一个醚基。
更优选地,Q+为选自由结构(Q1)、(Q3)组成的组的阳离子,其中RQ1、RQ2、RQ3、RQ4各自独立地选自以下组中:具有6至30个、优选10至25个碳原子的烷基,
其中RQ9、RQ10、RQ11、RQ12、RQ13各自独立地选自以下组中:氢、具有1至25个、优选1至10个碳原子的烷基,并且RQ10、RQ11、RQ13更优选各自为氢且RQ9、RQ12各自独立地为具有1至6个碳原子的烷基。
甚至更优选地,Q+为如下的结构(Q3)的阳离子,其中RQ10、RQ11、RQ13各自为氢且RQ9选自以下组中:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基,并且RQ12选自以下组中:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基。
甚至更优选地,Q+为如下的结构(Q3)的阳离子,其中RQ10、RQ11、RQ13各自为氢且RQ9选自由甲基、乙基、正丁基组成的组,优选选自由乙基、正丁基组成的组,其中RQ9最优选乙基,并且RQ12选自由甲基、乙基组成的组,其中RQ12最优选甲基。
作为Q+特别优选1-乙基-3-甲基咪唑鎓阳离子。
I.2.2用于离子液体的优选的阴离子
在上述式Q+A-中,A-为阴离子,尤其选自以下组中:磷酸根、膦酸根、烷基膦酸根、单烷基磷酸根、二烷基磷酸根、双[三氟甲磺酰基]酰亚胺离子、(卤代)烷基磺酸根、(卤代)烷基硫酸根、双[氟磺酰基]酰亚胺离子、卤离子、二氰胺离子、六氟磷酸根、硫酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、高氯酸根、硫酸氢根、(卤代)烷基羧酸根、甲酸根、双草酸硼酸根、四氯铝酸根、磷酸二氢根、单烷基磷酸氢根、硝酸根。
在上述式Q+A-中,A-优选选自以下组中:磷酸根、膦酸根、烷基膦酸根、单烷基磷酸根、二烷基磷酸根、双[三氟甲磺酰基]酰亚胺离子、烷基磺酸根、烷基硫酸根、双[氟磺酰基]酰亚胺离子、卤离子、二氰胺离子、六氟磷酸根、硫酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、高氯酸根、硫酸氢根、烷基羧酸根、甲酸根、双草酸硼酸根、四氯铝酸根、磷酸二氢根、单烷基磷酸氢根、硝酸根,其中烷基膦酸根、单烷基磷酸根、二烷基磷酸根、烷基磺酸根、烷基硫酸根、烷基羧酸根、单烷基磷酸氢根中的烷基各自具有1至10个、优选1至6个、更优选1至4个碳原子。
在上述式Q+A-中,A-更优选选自以下组中:二烷基磷酸根、双[三氟甲磺酰基]酰亚胺离子、烷基磺酸根、双[氟磺酰基]酰亚胺离子、氯离子、二氰胺离子、六氟磷酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、高氯酸根、乙酸根、丙酸根、甲酸根、四氯铝酸根、单烷基磷酸氢根、硝酸根,其中二烷基磷酸根、烷基磺酸根、单烷基磷酸氢根中的烷基各自具有1至10个、优选1至6个、更优选1至4个碳原子。
在上述式Q+A-中,A-甚至更优选选自以下组中:二乙基磷酸根、双[三氟甲磺酰基]酰亚胺离子、甲磺酸根、双[氟磺酰基]酰亚胺离子、氯离子、二氰胺离子、六氟磷酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、高氯酸根、乙酸根、丙酸根、甲酸根、四氯铝酸根、单乙基磷酸氢根、硝酸根。
在上述式Q+A-中,A-甚至更优选选自以下组中:三氟甲磺酸根、双[三氟甲磺酰基]酰亚胺离子、二乙基磷酸根、二氰胺离子,最优选选自由三氟甲磺酸根、双[三氟甲磺酰基]酰亚胺离子组成的组,且非常最优选三氟甲磺酸根。
I.2.3所用离子液体的量
所用离子液体的量不受任何进一步限制。然而,基于由电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P的总重量,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的离子液体的总重量优选在0.1重量%至1000重量%的范围内,更优选在1重量%至500重量%的范围内,再更优选在5重量%至200重量%的范围内,甚至更优选在40重量%至160重量%的范围内,甚至仍更优选在80重量%至120重量%的范围内,且最优选100重量%。
I.3导电性添加剂
本发明的第一方面的电极材料还包含导电性添加剂。
I.3.1优选的导电性添加剂
导电性添加剂为至少一种导电材料,其尤其选自以下组中:碳材料、导电聚合物、金属、半金属、(半)金属化合物,优选选自碳材料、导电聚合物。
根据本发明,“(半)金属”选自由金属、半金属组成的组,并且优选选自金属。
导电性添加剂更优选碳材料。碳材料尤其选自以下组中:碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯、炭黑、富勒烯。
导电性聚合物尤其选自以下组中:聚吡咯、聚苯胺、聚亚苯基、聚芘、聚甘菊环(polyazulene)、聚亚萘基、聚咔唑、聚吲哚、聚吖庚因、聚苯硫醚、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(=PEDOT:PSS)、聚并苯(polyarcene)、聚-(对亚苯基亚乙烯基)。
金属尤其选自以下组中:锌、铁、铜、银、金、铬、镍、锡、铟。
半金属尤其选自硅、锗、镓、砷、锑、硒、碲、钋。
I.3.2导电性添加剂的优选量
所用电导性添加剂的量不受任何进一步限制。然而,基于由电极材料所涵盖的氧化还原聚合物P的总重量,由本发明的第一方面的电极材料所涵盖的导电性添加剂的总重量优选在0.1重量%至1000重量%的范围内,优选在10重量%至500重量%的范围内,更优选在30重量%至100重量%的范围内,再更优选在40重量%至80重量%的范围内,甚至更优选在50重量%至60重量%的范围内,且最优选58.3重量%。
I.4粘合剂添加剂
本发明的第一方面的电极材料任选还包含粘合剂添加剂。
本领域技术人员熟悉粘合剂添加剂为具有粘合性质的材料。优选选自以下组中的聚合物: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,且粘合剂添加剂更优选聚偏二氟乙烯。
在其中本发明的第一方面的电极材料包含粘合剂添加剂的情况下,其使用量不受任何进一步限制。然而,在这些情况下,基于由电极材料所涵盖的有机氧化还原聚合物P的总重量,由电极材料所涵盖的粘合剂添加剂的总重量优选在0.001重量%至100重量%的范围内,更优选在0.083重量%至90重量%的范围内,再更优选在3重量%至70重量%的范围内,甚至更优选在5重量%至50重量%的范围内,甚至仍更优选在8.3重量%至20重量%的范围内,且最优选16.6重量%。
I.5电极和电荷存储装置
I.5.1电极
本发明还涉及一种电极(另一词“电极元件”),其包含本发明的第一方面的发明电极材料,以及尤其衬底。
电极元件的衬底尤其选自导电材料,优选金属、碳材料、氧化物物质(oxidesubstance)。
优选适合作为用于电极元件的衬底的金属选自铂、金、铁、铜、铝、锌或这些金属的组合。适合作为用于电极元件的衬底的优选的碳材料选自玻璃碳、石墨箔、石墨烯、碳皮(carbon skin)。适合作为用于电极元件的衬底的优选的氧化物物质例如选自以下组中:氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化氟锡(FTO)或氧化锑锡(ATO)、氧化锌(ZO)。
电极元件的表面层至少包含本发明的第一方面的根据本发明的电极材料作为用于电荷存储的氧化还原活性材料。
将本发明的第一方面的根据本发明的电极材料尤其作为电极浆料施加至电极元件的衬底。
在这种情况下,电极浆料尤其是溶液或悬浮液,并且包含根据本发明的聚合物P、上述离子液体和特别是上述导电性添加剂以及任选存在的上述粘合剂添加剂。
电极浆料优选包含溶剂。
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,更优选选自以下组中:N-甲基-2-吡咯烷酮、水、二甲亚砜、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、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,优选N-甲基-2-吡咯烷酮、水,更优选N-甲基-2-吡咯烷酮。用于在上述电极浆料中存储电能的、尤其是根据本发明的氧化还原聚合物P的氧化还原活性材料的浓度优选1至100mg/ml,更优选5至50mg/ml。
在其中根据本发明的电极材料采取用于电荷存储装置、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,电极元件在衬底表面上具有至少部分层。该层尤其包含本发明的第一方面的电极材料,该电极材料包含至少一种导电性添加剂、至少一种离子液体和至少一种在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P、用于电荷存储的氧化还原活性材料以及任选存在的至少一种粘合剂添加剂。
可以借助本领域技术人员已知的方法,将本发明的第一方面的根据本发明的电极材料(组合物的另一表述:“复合物”)施加在衬底上。更具体地,借助于棒涂、槽模涂覆、丝网印刷或镂空版印刷,将本发明的第一方面的根据本发明的电极材料以电极浆料施加至衬底。
I.5.2电荷存储装置
本发明还涉及电荷储存装置,尤其是二次电池,其包含根据本发明的电极。
通常,用于存储电能的氧化还原活性电极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。因此,本发明的第一方面的根据本发明的电极材料可例如用作电荷存储装置中的活性电极材料。用于存储电能的此类电荷存储装置尤其选自以下组中: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,所述电荷存储装置是二次电池。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渗透来平衡电荷。用于二次电池中的隔膜尤其是多孔材料,优选由聚合化合物如聚烯烃、聚酰胺或聚酯构成的膜。另外,可以使用由多孔陶瓷材料、玻璃微纤维制成的隔膜。
电解质的主要任务是确保平衡电荷所需的离子电导率。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、二甲亚砜、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、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、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、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(Me+)a(Anf-)b的式Me+的阳离子和式Anf-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,但还有过渡族的其它金属,如锌,和有机阳离子,例如季铵化合物,如四烷基铵化合物。
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(tetrafluoroindate)、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(alkoxide)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。
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。
如果将根据本发明使用的聚合物P用作作为正极元件的用于电荷存储装置的氧化还原活性材料,则用于负极中的电荷存储的氧化还原活性材料可以是相比于本发明的聚合物在更低的电化学电势下展现出氧化还原反应的材料。优选选自以下组中的那些材料:碳材料,其尤其选自以下组中:石墨、石墨烯、炭黑、碳纤维、碳纳米管;金属或合金,其尤其选自以下组中:锂、钠、镁、锂-铝、Li-Si、Li-Sn、Li-Ti、Si、SiO、SiO2、Si-SiO2复合物、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的化合物。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,其优选选自以下组中:碳材料、导电聚合物,且尤其是碳材料。碳材料尤其选自以下组中:碳纤维、碳纳米管、石墨、炭黑、石墨烯,并且更优选碳纤维。导电聚合物尤其选自以下组中:聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(=“PEDOT:PSS”)、聚并苯。在这种情况下的粘合剂添加剂还尤其是具有粘合剂性质的材料,且优选选自以下组中的聚合物: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方法作为层施加在衬底上。
II.本发明的第二方面:用于生产电极的方法
在第二方面,本发明还涉及用于生产电极的方法,其包括以下步骤:
(a)混合至少一种在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P、至少一种离子液体、至少一种导电性添加剂、任选存在的至少一种溶剂和任选存在的至少一种粘结添加剂(binding additive),以获得混合物M。
(b)将所述混合物M施加至衬底,
(c)任选地至少部分去除所述溶剂。
根据本发明的方法的步骤(a)
在根据本发明的方法的步骤(a)中,将以下组分混合以得到混合物M:
-至少一种在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P;
-至少一种离子液体;
-至少一种导电性添加剂;
-任选存在的至少一种溶剂;
-和任选存在的至少一种粘合剂添加剂。
在根据本发明的方法的步骤(a)之后获得的混合物M尤其是电极浆料。
II.1用于根据本发明的方法中的氧化还原聚合物P
出于本发明的目的,在本发明的第二方面中的用于生产电极的根据本发明的方法中使用的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P由以下两种结构特征构成:
(1)其中不存在共轭的聚合物骨架(所述“主链”),
(2)规则地或不规则地键合至聚合物骨架的氧化还原活性有机基团,而在所述氧化还原活性有机基团内存在或不存在共轭。
II.1.α)出于本发明的目的,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元,和/或n2个相互连接的化学结构(II)的重复单元,和/或n3个相互连接的化学结构(III)的重复单元,优选n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元和/或n3个相互连接的化学结构(III)的重复单元,更优选n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元,其中化学结构(I)、(II)和(III)以及各自的变量如第I.1.α)点中所定义的。
根据第II.1.α)点的聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同。根据第II.1.α)点的聚合物P内的化学结构(II)的重复单元彼此相同或至少部分不同。根据第II.1.α)点的聚合物P内的化学结构(III)的重复单元彼此相同或至少部分不同。
II.1.β)在如第II.1.α)点中所定义的本发明第二方面的优选实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元,其中化学结构(I)以及各自的变量如第I.1.β)点中所定义的。
根据第II.1.β)点的聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同。
II.1.1氧化还原活性基团
在优选如第II.1.α)点中且更优选第II.1.β)中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中针对R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'可选的有机氧化还原活性基团不受任何进一步限制。本领域技术人员知道可用于有机电池中的有机氧化还原活性基团,它们连同各自的聚合物的合成例如描述于Muench等中。如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所述,有机氧化还原活性基团优选选自以下组中:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)、氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)、氧化还原活性苯醌官能团(E)、氧化还原活性三苯胺官能团(G)、氧化还原活性紫罗碱官能团(H)、氧化还原活性二茂铁官能团(J),且更优选选自以下组中:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C),且甚至更优选选自以下组中:包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C),并且,有机氧化还原活性基团最优选包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)。
II.1.1.1氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)
AA.1在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团可各自独立地具有第I.1.1.1,A.1点中所定义的结构(A1),并且在R2、R4、R5的情况下,还可各自独立地具有第I.1.1.1,A.1点中所定义的结构(A2)。
AA.2在上述第AA.1点的优选实施方案中,Ar1具有选自以下组中的结构:第I.1.1.1,A.2点中所定义的(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21),并且Ar2具有选自以下组中的结构:第I.1.1.1,A.2点中所定义的(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)、(A32)。
AA.3在上述第AA.1点或第AA.2点的优选实施方案中,根据本发明,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'在该情况下各自独立地选自以下组中:由第I.1.1.1,A.3点中所定义的结构(A101)、(A102)、(A103)、(A104),并且R2、R4、R5在该情况下各自独立地选自以下组中:由第I.1.1.1,A.3点中所定义的结构(A201)、(A202)、(A203)、(A204)。
AA.4在上述第AA.3点的优选实施方案中,根据本发明,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R1'基团、或R1基团在该情况下各自独立地选自以下组中:由AA.3中所定义的结构(A101)、(A103),并且优选各自具有结构(A101),其中(iiiA1)、RA101、RA102、RA103、RA104、RA112、RA113、RA114、RA115、RA116、RA117的定义于第AA.3点中定义的,
并且,R2、R4、R5基团在该情况下各自独立地选自以下组中:由AA.3中所定义的结构(A201)、(A202),且优选各自具有结构(201),其中(vA2)、(viA2)、XA202、RA201、RA202、RA203、RA204、RA205、RA206、RA207、RA208的定义如第AA.3点中所定义的。
AA.5在如第II.1.β)点或第AA.4)点中所定义的本发明的第二方面的特别优选的实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元,其中化学结构(I)和变量如第I.1.1.1,A.5点中所定义的。
II.1.1.2包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)
BB.1在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情况下为包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自独立地选自第I.1.1.2,B1点中所定义的结构(B1)、(B2)中的一种。
BB.2在上述第BB.1点的优选实施方案中,结构(B1)具有选自以下组中的结构:由第I.1.1.2,B2点中所定义的结构(B11)、(B12)、(B13),优选选自第I.1.1.2,B2点中所定义的结构(B11)。
BB.3在如第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面的特别优选的实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的如第I.1.1.2,B3点中所定义的化学结构(I)的重复单元。
II.1.1.3氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)
CC.1在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自第I.1.1.3,C1点中所定义的结构(C1)、(C2)中的一种,并且R2、R4、R5基团各自独立地选自由第I.1.1.3,C1点中所定义的以下结构(C3)、(C4)组成的组。
CC.2在上述第CC.1点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,意指R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自独立地选自第I.1.1.3,C2点中所定义的以下结构中的一种:(C11)、(C12)、(C13)、(C14)、(C15)、(C16)、(C17)、(C18)、(C19)、(C20)。
CC.3在上述第CC.2点的优选实施方案中,根据本发明,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R1'基团、或R1基团选自第I.1.1.3,C3点中所定义的结构:(C101)、(C102)、(C103)、(C104)、(C105)、(C106)、(C107)、(C108)、(C109)、(C110)、(C111)、(C112)、(C113)、(C114),优选选自由第I.1.1.3,C3点中所定义的以下结构组成的组:(C101)、(C102)、(C103)、(C104)、(C105)、(C113),
并且,R2、R4、R5选自由第I.1.1.3,C3点中所定义的以下结构组成的组:(C201)、(C202)、(C203)、(C204)、(C205)、(C206)、(C207)、(C208)、(C209)、(C210)、(C211)、(C212)、(C213),优选选自由第I.1.1.3,C3点中所定义的以下结构组成的组:(C201)、(C202)、(C203)、(C204)、(C205)(C212)。
CC.4在上述第CC.3点的更优选的实施方案中,根据本发明,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自独立地选自由第I.1.1.3,C4点中所定义的结构组成的组:(C301)、(C302)、(C303)、(C304)、(C305)、(C306)、(C307),
并且,R2、R4、R5基团选自由第I.1.1.3,C4点中所定义的结构组成的组:(C401)、(C402)、(C403)、(C404)、(C405)、(C406)、(C407)。
CC.5在上述第CC.4点的更优选的实施方案中,根据本发明,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R1'基团、或R1基团选自由第C.4点中所定义的结构组成的组:(C301)、(C302)、(C303)、(C304),且R2、R4、R5基团选自由第C.4点中所定义的结构组成的组:(C401)、(C402)、(C403)、(C404),其中(ixC3)、(xiC4)、(xiiC4)和RC301、RC302、RC303、RC304、RC305、RC306、RC307、RC308、RC309、RC310、RC311、RC312、RC313、RC314、RC315、RC316、RC317、RC318、RC319、RC320、RC321、RC322、RC323、RC324、RC325、RC326、RC327、RC328、RC329、RC330、RC331、RC332、RC333、RC401、RC402、RC403、RC404、RC405、RC406、RC407、RC408、RC409、RC410、RC411、RC412、RC413、RC414、RC415、RC416、RC417、RC418、RC419、RC420、RC421、RC422、RC423、RC424、RC425、RC426、RC427、RC428、RC429基团具有第C.4点中所给出的定义。
CC.6在如第II.1.β)点或第CC.5点中所定义的本发明的第二方面的特别优选的实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的如第I.1.1.3,C6点中所定义的化学结构(I)的重复单元。
CC.7在上述第CC.6点的最优选实施方案中,R1'为氢并且R1选自由第I.1.1.3,C7点中所定义的结构组成的组:(C501)、(C502),
甚至更优选地,R1是第I.1.1.3,C7点中所定义的结构(C501)的化合物。
II.1.1.4氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)
DD.1在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有第I.1.1.4,D1点中所定义的结构(D1),并且R2、R4、R5基团各自独立地具有I.1.1.4,D1点中所定义的结构(D2)。
DD.2在上述第DD.1点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有第I.1.1.4,D2点中所定义的结构(D1),且R2、R4、R5基团各自独立地具有第I.1.1.4,D2点中所定义的结构(D2)。
DD.3在上述第DD.2点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有第I.1.1.4,D3点中所定义的结构(D3),且R2、R4、R5基团各自独立地具有第I.1.1.4,D3点中所定义的结构(D4)。
DD.4在上述第DD.3点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团独立地具有第I.1.1.4,D4点中所定义的结构(D3),且R2、R4、R5各自独立地具有第I.1.1.4,D4点中所定义的结构(D4)。
DD.5在上述第DD.4点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团独立地具有第I.1.1.4,D5点中所定义的结构(D5),且R2、R4、R5基团各自独立地具有第I.1.1.4,D5点中所定义的结构(D6)。
DD.6在上述第DD.5点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团独立地具有第I.1.1.4,D6点中所定义的结构(D5),且R2、R4、R5各自独立地具有第I.1.1.4,D6点中所定义的结构(D6)。
DD.7在如第II.1.β)点或第DD.6)点中所定义的本发明的第二方面的特别优选的实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的如第I.1.1.4,D7点中所定义的化学结构(I)的重复单元。
II.1.1.5氧化还原活性苯醌官能团(E)
EE.1在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自第I.1.1.5,E1点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),
并且,R2、R4、R5基团各自独立地选自由第I.1.1.5,E1点中所定义的结构组成的组:(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)。
EE.2在上述第EE.1点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自第I.1.1.5,E2点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),且R2、R4、R5基团各自独立地选自第I.1.1.5,E2点中所定义的结构(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)。
EE.3在上述第EE.2点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自第I.1.1.5,E3点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),且R2、R4、R5基团各自独立地选自第I.1.1.5,E3点中所定义的结构(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)。
EE.4在上述第EE.3点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自第I.1.1.5,E4点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),且R2、R4、R5基团各自独立地选自第I.1.1.5,E4点中所定义的结构(E4)、(E5)、(E6)、(E8)、(E9)。
EE.5在上述第EE.4点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自第I.1.1.5,E5点中所定义的结构(E1)、(E2)、(E3),且R2、R4、R5基团各自独立地选自第I.1.1.5,E5点中所定义的结构(E6)、(E9)。
EE.6在如第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面的特别优选的实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的如第I.1.1.5,E6点中所定义的化学结构(I)的重复单元。
II.1.1.6氧化还原活性三苯胺官能团(G)
GG.1在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性三苯胺官能团(G)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有第I.1.1.6,G1点中所定义的结构(G1),并且R2、R4、R5基团各自独立地选自由第I.1.1.6,G1点中所定义的结构组成的组:(G2)、(G3)。
GG.2在如第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面的特别优选的实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的如第I.1.1.6,G2点中所定义的化学结构(I)的重复单元。
GG.3在上述第GG.2点的优选实施方案中,氧化还原活性三苯胺官能团(G)选自第I.1.1.6,G3点中所定义的结构(G4)、(G5)、(G6)。
GG.4在上述第GG.3点的优选实施方案中,氧化还原活性三苯胺官能团(G)具有第I.1.1.6,G4点中所定义的结构(G4)。
II.1.1.7氧化还原活性紫罗碱官能团(H)
HH.1在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地选自由第I.1.1.7,H1点中所定义的结构组成的组:(H1)、(H2),
并且,R2、R4、R5基团各自独立地选自由第I.1.1.7,H1点中所定义的结构组成的组:(H3)、(H4)、(H5)、(H6)、(H7)。
HH.2在上述第HH.1点的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的情况下,意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有第I.1.1.7,H2点中所定义的结构(H1),且R2、R4、R5各自独立地具有第I.1.1.7,H2点中所定义的结构(H7)。
HH.3在如第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面的特别优选的实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的如第I.1.1.7,H3点中所定义的化学结构(I)的重复单元。
II.1.1.8氧化还原活性二茂铁官能团(J)
JJ.1在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团在每种情形下为氧化还原活性二茂铁官能团(J)的情况下,根据本发明,这更具体地意指R1、R1'、R2'、R3'、或R1、R1'、或R1基团各自独立地具有第I.1.1.8,J1点中所定义的结构(J1),并且R2、R4、R5基团各自独立地选自由第I.1.1.8,J1点中所定义的结构组成的组:(J2)、(J3)、(J4)。
JJ.2在如第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面的特别优选的实施方案中,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中的、在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P尤其包含n1个相互连接的如第I.1.1.8,J2点中所定义的化学结构(I)的重复单元。
II.1.2连接单元
在如第II.1.α)点或第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)或结构(I)中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'或L1、L1'各自独立地选自由直接键、有机连接单元组成的组。这种有机连接单元不受任何进一步限制,并且为本领域技术人员已知。
在如第II.1.α)点或第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中,在其中L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'或L1、L1'各自为有机连接单元的情况下,根据本发明,这更具体地意指L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下各自独立地选自由第I.1.2点中所定义的(L11)、(L12)组成的组。
II.1.2.1氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)中的优选连接单元
LAA.1在本发明的第二方面的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第AA.1点、更优选第AA.2点、甚至更优选第AA.3点、甚至仍更优选第AA.4点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第二方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第AA.5点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、第I.1.2.1,LA.1点中所定义的(LA11)、(LA12)。
LAA.2在上述第LAA.1点的优选实施方案中,XLA2、YLA2、YLA5、XLA1、XLA3、YLA1、YLA3、YLA4、YLA6、BLA1分别具有第I.1.2.1,LA2点中所定义的含义。
LAA.3在上述第LAA.2点的优选实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.1,LA3点中所定义的。
II.1.2.2用于包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)的优选连
接单元
LBB.1在本发明的第二方面的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)的情况下,尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第BB.1点、更优选第BB.2点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第二方面的聚合物P包含如第BB.3点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、第I.1.2.2,LB.1点中所定义的(LB11)、(LB12)。
LBB.2在上述第LBB.1点的优选实施方案中,XLB2、YLB2、YLB5、XLB1、XLB3、YLB1、YLB3、YLB4、YLB6、BLA2分别具有第I.1.2.2,LB2点中所定义的含义。
LBB.3在上述第LBB.2点的优选实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.2,LB3点中所定义的。
II.1.2.3用于氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的优选连接单元
LCC.1在本发明的第二方面的更优选的实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,尤其是在R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第CC.1点、优选第CC.2点、更优选第CC.3点、甚至更优选第CC.4点、甚至仍更优选第CC.5点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第二方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第CC.6点、优选第CC.7点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、第I.1.2.3,LC.1点中所定义的(LC11)、(LC12)。
LCC.2在上述第LCC.1点的优选实施方案中,XLC2、YLC2、YLC5、XLC1、XLC3、YLC1、YLC3、YLC4、YLC6、BLC1分别具有第I.1.2.3,LC.2点中所定义的含义。
LCC.3在上述第LCC.2点的优选实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.3,LC.3点中所定义的。
II.1.2.4用于氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的优选连接单元
LDD.1在本发明的第二方面的更优选的实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性苯氧基化合物(D)的情况下,并且尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第DD.1点、优选第DD.2点、更优选第DD.3点、甚至更优选第DD.4点、再更优选第DD.5点、甚至仍更优选第DD.6点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第二方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第DD.7点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、如第I.1.2.4,LD.1点中所定义的(LD11)、(LD12)。
LDD.2在上述第LDD.1点的优选实施方案中,XLD2、YLD2、YLD5、XLD1、XLD3、YLD1、YLD3、YLD4、YLD6、BLD1分别具有第I.1.2.4,LD.2点中所定义的含义。
LDD.3在上述第LDD.2点的更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.4,LD.3点中所定义的。
LDD.4在上述第LDD.3点的甚至更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.4,LD.4点中所定义的。
II.1.2.5用于氧化还原活性苯醌官能团(E)的优选连接单元
LEE.1在本发明的第二方面的甚至更优选的实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第EE.1点、优选第EE.2点、更优选第EE.3点、甚至更优选第EE.4点、甚至仍更优选第EE.5点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第二方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第EE.6点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、如第I.1.2.5,LE.1点中所定义的(LE11)、(LE12)。
LEE.2在上述第LEE.1点的优选实施方案中,XLE2、YLE2、YLE5、XLE1、XLE3、YLE1、YLE3、YLE4、YLE6、BLE1分别具有第I.1.2.5,LE.2点中所定义的含义。
LEE.3在上述第LEE.2点的更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.5,LE.3点中所定义的。
II.1.2.6用于氧化还原活性三苯胺官能团(G)的优选连接单元
LGG.1在本发明的第二方面的甚至更优选的实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性三苯胺官能团(G)的情况下,尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第GG.1点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第二方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第GG.2点、优选第GG.3点、更优选第GG.4点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、如第I.1.2.6,LG.1点中所定义的(LG11)、(LG12)。
LGG.2在上述第LGG.1点的优选实施方案中,XLG2、YLG2、YLG5、XLG1、XLG3、YLG1、YLG3、YLG4、YLG6、BLG1分别具有第I.1.2.6,LG.2点中所定义的含义。
LGG.3在上述第LGG.2点的更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.6,LG.3点中所定义的。
II.1.2.7用于氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的优选连接单元
LHH.1在本发明的第二方面的甚至更优选的实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的情况下,尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第HH.1点、优选以上第HH.2点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第二方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第HH.3点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、如第I.1.2.7,LH.1点中所定义的(LH11)、(LH12)。
LHH.2在上述第LHH.1点的优选实施方案中,XLH2、YLH2、YLH5、XLH1、XLH3、YLH1、YLH3、YLH4、YLH6、BLH1分别具有第I.1.2.7,LH.2点中所定义的含义。
LHH.3在上述第LHH.2点的更优选的实施方案中,尤其是当R1、R1'具有第HH.1点中所示的结构(H1)时,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.7,LH.3点中所定义的。
II.1.2.8用于氧化还原活性二茂铁官能团(J)的优选连接单元
LJJ.1在本发明的第二方面的甚至更优选的实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3’基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团各自为氧化还原活性二茂铁官能团(J)的情况下,尤其是在其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团、或R1、R2、R4、R5基团、或R1、R1'基团、或R1基团具有以上第JJ.1点中所定义结构的情况下,以及还有在本发明的第二方面,在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P包含如第JJ.2点中所定义结构的情况下,
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、如第I.1.2.8,LJ.1点中所定义的(LJ11)、(LJ12)。
LJJ.2在上述第LJJ.1点的优选实施方案中,XLJ2、YLJ2、YLJ5、XLJ1、XLJ3、YLJ1、YLJ3、YLJ4、YLJ6、BLJ1分别具有第I.1.2.8,LJ.2点中所定义的含义。
LJJ.3在上述第LJJ.2点的更优选的实施方案中,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'如第I.1.2.8,LJ.3点中所定义的。
II.1.2.9当R1'、R2'、R3'各自为氢时的优选连接单元
LKK.1在本发明的第二方面的甚至更优选的实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,尤其是在上述情况AA.5、BB.3、CC.6、CC.7、DD.7、EE.6、GG.2、GG.3、GG.4、HH.3、JJ.2下,在其中结构(I)、(II)和(III)中的R1'、R2'、R3'基团、或R1'基团各自为氢基的情况下,L1'、L2'、L3'在该情况下优选选自以下组中:直接键、如第I.1.2.9、LK.1点中所定义的(LK11)、(LK12)。
LKK.2在上述第LKK.1点的优选实施方案中,XLK2、YLK2、YLK5、XLK1、XLK3、YLK1、YLK3、YLK4、YLK6、BLK1分别具有第I.1.2.9,LK.2点中所定义的含义。
LKK.3在上述第LKK.1点和第LKK.2点的优选实施方案中,L1'、L2'、L3'各自为直接键。
II.1.3聚合的X1、X2、X3、X4、X5基团
在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,尤其是在上述情况AA.5、BB.3、CC.6、CC.7、DD.7、EE.6、GG.2、GG.3、GG.4、HH.3、JJ.2下,在结构(I)、(II)和(III)中针对X1、X2、X3、X4、X5可选的非共轭有机基团不受任何进一步限制,只要在通过这些基团形成的骨架中必须不发生共轭。本领域技术人员知道此类基团。它们是通过选自以下组中的基团的聚合反应形成的:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者各自为通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团。此类基团描述于例如WO 2015/003725 A1中。
在本发明的上下文中,至关重要的是在P的主链、即聚合物骨架中不发生共轭,即不发生π电子离域。这可以得到保证,原因在于在主链中仅存在sp3键,或者sp和sp2键处于不会发生共轭的分离形式。
本领域技术人员知道如何区分共轭体系与非共轭体系。例如,聚(噻吩)、聚(吡啶)、聚(吡咯烷)、聚(酰亚胺)在聚合物骨架内共轭且在主链中形成共轭,因此不能形成非共轭有机氧化还原聚合物。已发现,令人惊讶地,聚乙炔衍生物在本发明的上下文中也可用于聚合物骨架中,因为尽管在该骨架内有相邻的双键,但由于Peierls畸变而没有发生共轭。
在本发明的上下文中,关于非共轭的这一先决条件仅涉及聚合物P的骨架,该骨架是在结构(I)、(II)和(III)中由X1、X2、X3、X4或X5基团以及如果存在的间隔基单元Y1、Y2、Y3、Y4或Y5(在下文第II.1.4节中定义)形成的。在由聚合物所涵盖的氧化还原活性官能团内,即在由结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4或R5基团表示的基团内,并且,如果R1'、R2'或R3'为氧化还原活性基团,则在这些基团内当然也可能发生共轭,即π电子的离域。
II.1.3.1
在本发明的第二方面的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,尤其是在上述情况AA.5、BB.3、CC.6、CC.7、DD.7、EE.6、GG.2、GG.3、GG.4、HH.3、JJ.2下,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为非共轭有机基团,其选自第I.1.3.1点中所定义的结构(X1)、(X2)、(X3)、(X4)、(X5),优选选自第I.1.3.1点中所定义的结构(X1)、(X2)、(X3)、(X5),甚至更优选选自第I.1.3.1点中所定义的结构(X1)、(X2)、(X5)。
II.1.3.2
在上述第II.1.3.1点的优选实施方案中,X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地为非共轭有机基团,其选自第I.1.3.2点中所定义的结构(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15),优选选自第I.1.3.2点中所定义的结构(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15),更优选选自第I.1.3.2点中所定义的结构(X11)、(X12)、(X15)。
II.1.3.3
在本发明第二方面的更优选的实施方案中,X1、X2、X3、X4、X5基团各自独立地具有第I.1.3.3点中所定义的结构(X11)。
II.1.4非共轭有机间隔基单元Y1、Y2、Y3、Y4、Y5
因此,在本发明的第二方面,在结构(I)、(II)和(III)中针对Y1、Y2、Y3、Y4、Y5可选的非共轭有机间隔基单元不受任何进一步限制,只要在通过这些基团形成的骨架中必须不发生共轭。
II.1.4.1
在本发明的第二方面的优选实施方案中,在如第II.1.α)点和第II.1.β)点中所定义的本发明的第二方面,尤其是在上述情况AA.5、BB.3、CC.6、CC.7、DD.7、EE.6、GG.2、GG.3、GG.4、HH.3、JJ.2下,结构(I)、(II)和(III)中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为非共轭有机间隔基单元,其选自第I.1.4.1点中所定义的结构(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4)、(Y5)。
II.1.4.2
在上述第II.1.4.1点的优选实施方案中,结构(I)、(II)和(III)中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团各自独立地为非共轭有机间隔基单元,其选自第I.1.4.2点中所定义的结构(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y5),更优选选自第I.1.4.2点中所定义的结构(Y1)、(Y2)、(Y5),甚至更优选选自第I.1.4.2点中所定义的结构(Y1)、(Y2),且最优选具有第I.1.4.2点中所定义的结构(Y1)。
II.1.4.3
在本发明的第二方面的优选实施方案中中,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团以及Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团如第I.1.4.3点中所定义的来选择。
II.1.4.4
在本发明的第二方面的甚至更优选的实施方案中,结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团以及Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基团如I.1.4.4中所定义的来选择。
II.1.5用于制备根据本发明的聚合物P的方法
在用于生产电极的根据本发明的方法中可使用的聚合物P可通过本领域技术人员已知的方法获得。相应的方法概述于Muench等中,并且另外描述于以上第I.1.5点中。
II.1.6交联
在根据本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中可使用的聚合物P可以是均聚物或共聚物。它们可通过使用如第I.1.6点中所述的其它交联剂合成。
II.2离子液体
在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中可使用的离子液体不受特别限制,且例如描述于WO 2004/016631 A1、WO 2006/134015 A1、US 2011/0247494 A1或US 2008/0251759 A1中。
更具体地,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的离子液体具有结构Q+A-。
II.2.1用于离子液体的优选的阳离子
Q+这里为选自由第I.2.1点中所定义的结构(Q1)、(Q2)、(Q3)、(Q4)、(Q5)组成的组的阳离子。
II.2.2用于离子液体的优选的阴离子
在上述式Q+A-中,A-为阴离子,尤其如第I.2.2点中所定义的。
II.2.3所用离子液体的量
用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的离子液体的量不受任何进一步限制。然而,基于用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P的总重量,用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的离子液体的总重量优选在0.1重量%至1000重量%的范围内,更优选在1重量%至500重量%的范围内,再更优选在5重量%至200重量%的范围内,甚至更优选在40重量%至160重量%的范围内,甚至更优选在80重量%至120重量%的范围内,且最优选100重量%。
II.3导电性添加剂
在本发明的第二方面用于生产电极的方法的步骤(a)中,还使用导电性添加剂。
II.3.1优选的导电性添加剂
用于在本发明的第二方面用于生产电极的方法的步骤(a)中的导电性添加剂如第I.3.1点中所定义的。
II.3.2导电性添加剂的优选量
所用导电性添加剂的量不受任何进一步限制。然而,基于用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P的总重量,用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的导电性添加剂的总重量优选在0.1重量%至1000重量%的范围内,优选在10重量%至500重量%的范围内,更优选在30重量%至100重量%的范围内,甚至更优选在40重量%至80重量%的范围内,甚至仍更优选在50重量%至60重量%的范围内,且最优选58.3重量%。
II.4粘合剂添加剂
在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中,任选还使用粘结添加剂。
在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法中实际上优选使用粘结添加剂。
这些是本领域技术人员所熟悉的且尤其是具有粘合剂性质的材料,并且优选选自以下组中的聚合物: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,且所述粘结添加剂更优选聚偏二氟乙烯。
在本发明的第二方面在用于生产电极的根据本发明的方法中使用粘结添加剂的情况下,其使用量不受任何进一步限制。然而,在这些情况下,基于用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P的总重量,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的离子液体的总重量优选在0.001重量%至100重量%的范围内,更优选在0.083重量%至90重量%的范围内,甚至更优选在3重量%至70重量%的范围内,再更优选在5重量%至50重量%的范围内,甚至更优选在8.3重量%至20重量%的范围内,且最优选16.6重量%。
II.5溶剂
在用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中,任选使用溶剂,其优选具有高沸点的溶剂。优选地,用于在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中的溶剂选自以下组中:N-甲基-2-吡咯烷酮、水、二甲亚砜、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、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,优选N-甲基-2-吡咯烷酮。
在用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)中使用足量的溶剂,使得在该方法的步骤(a)中聚合物P在所得混合物M中的浓度在10至1000mg/ml、更优选50至500mg/ml的范围内。
这种混合可以在烧杯或本领域技术人员熟悉的其它容器中进行。在本发明的第二方面用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(a)优选在-20℃至100℃范围内的温度下,优选在0℃至80℃范围内的温度下,更优选在15℃至50℃范围内的温度下,再更优选在20℃至30℃下,最优选在25℃下进行。
在根据本发明的方法的步骤(a)结束时,获得了混合物M。这包含至少一种在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P、至少一种离子液体、至少一种导电性添加剂、任选存在的至少一种溶剂和任选存在的至少一种粘结添加剂。
混合物M是电极浆料,尤其当在所述方法的步骤(a)中使用溶剂时。
根据本发明的方法的步骤(b)
在用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(b)中,然后将步骤(a)中获得的混合物M施加至衬底。混合物M可通过已知的成膜方法,例如通过棒涂、槽模涂布、丝网印刷、镂空版印刷,作为电极浆料以层的形式施加在衬底上。
所用的衬底可以是本领域技术人员熟悉作为电极材料的材料;更具体地,衬底选自以下组中:导电材料,优选金属、碳材料、氧化物物质,优选金属。
在用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(b)中,优先适合作为衬底的金属选自铂、金、铁、铜、铝、锌或这些金属的组合,最优选铝。在用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(b)中,适合作为衬底的优选的碳材料选自玻璃碳、石墨膜、石墨烯、碳皮。在用于生产电极的根据本发明的方法的步骤(b)中,适合作为衬底的优选的氧化物物质例如选自以下组中:氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化氟锡(FTO)或氧化锑锡(ATO)、氧化锌(ZO)。
根据本发明的方法的步骤(c)
在用于生产电极的根据本发明的方法中优选进行的任选步骤(c)中,最终可例如通过在环境空气中,例如在干燥柜中干燥来去除溶剂。步骤(c)可在步骤(a)和步骤(b)之间进行或者在步骤(b)之后进行,优选在步骤(b)之后进行。
III.本发明的第三方面:所得电极
在又一方面,本发明还涉及通过本发明的第二方面的用于生产电极的根据本发明的方法获得的电极。该电极的特征在于,它已经被离子液体均匀渗透,因此可特别有效地实现第I.2点中所述的优点。
本发明还涉及电荷存储装置,尤其是二次电池,其包括从本发明的第二方面的根据本发明的方法获得的电极。关于电荷存储装置的一般性描述,参考第I.5.2点。
IV.一般术语
在本发明的上下文中,除非另有说明,否则所用的术语意指以下:
IV.1脂族基团
在本发明的上下文中,脂族基团是的非环状或环状的、饱和或不饱和的、无支链或支链的非芳族烃基。
脂族基团可以是单价或二价的。如果它是单价的,则这意指它只通过它的一个碳原子连接至分子的其余部分。
单价脂族基团尤其选自以下的烃基:烷基、烯基、炔基、饱和或不饱和的环烷基,优选烷基、烯基,更优选烷基。
在双键存在下,不饱和环烷基被称为“环烯基”,在三键存在下不饱和环烷基被称为“环炔基”。
二价脂族基团通过两个来自相同(在该情况下键为螺键)或不同的碳原子的键连接至分子的其余部分。二价脂族基团尤其是选自以下的烃基:亚烷基、亚烯基、亚炔基、饱和或不饱和的亚环烷基,优选选自亚烷基、亚烯基,且最优选亚烷基。
在双键存在下,不饱和亚环烷基被称为“亚环烯基”,并且在三键存在下其被称为“亚环炔基”。
当在本发明中它们不被明确地称为二价时,则在本发明的上下文中,术语“脂族基团”应理解为意指单价脂族基团。
IV.2烷基
在本发明的上下文中,“烷基”是无支链或支链的,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“-CwH2w+1”可以是直链的,在这种情况下,所述基团是无支链烷基。或者,它可以具有支链,在这种情况下它是支链烷基。
在这种情况下,化学结构(a)中的w为整数,尤其为1至30、优选1至18、更优选1至12、甚至更优选1至10、甚至仍更优选1至8、最优选1至6。具有1至30个碳原子的无支链或支链烷基中的w选自1至30的范围。具有1至18个碳原子的无支链或支链烷基中的w选自1至18的范围。具有1至12个碳原子的无支链或支链烷基中的w选自1至12的范围。具有1至10个碳原子的无支链或支链烷基中的w选自1至10的范围。具有1至8个碳原子的无支链或支链烷基中的w选自1至8的范围。具有1至6个碳原子的无支链或支链烷基中的w选自1至6的范围。
在本发明的上下文中,烷基尤其具有1至30个、优选1至18个、更优选1至12个、再更优选1至10个、甚至更优选1至8个、最优选1至6个且非常最优选1至4个碳原子。
在本发明的上下文中,“具有1至30个碳原子的烷基”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个碳原子的烷基”尤其选自以下组中: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个碳原子的烷基”尤其选自以下组中: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个碳原子的烷基”尤其选自以下组中: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个碳原子的烷基”尤其选自以下组中: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个碳原子的烷基”尤其选自以下组中: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,且更优选选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基,再更优选选自甲基、乙基、正丙基、异丙基,甚至更优选选自甲基、乙基,最优选甲基。
根据本发明,“其中烷基可在每种情况下被至少一个选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代”意指烷基未被取代,或具有至少一个取代基,所述取代基在形式意义上由氢基交换为选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团而产生。然而最优选地,在这种情况下,烷基未经取代。
IV.3烯基、炔基
在本发明的上下文中,“烯基”是无支链或支链的,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。根据本发明,烯基尤其具有2至10个、优选2至6个、更优选2至4个、甚至更优选2个(在这种情况下其为乙烯基)或3个(在这种情况下其为烯丙基)碳原子,并且最优选乙烯基。
在本发明的上下文中,“炔基”是无支链或支链的,并且是通过由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。根据本发明,炔基尤其具有2至10个、优选2至6个、更优选2至4个、甚至更优选2个(在这种情况下其为乙炔基)或3个碳原子,并且最优选乙炔基。
根据本发明,“其中(亚)烯基可在每种情况下被至少一个选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代”意指烯基未被取代或具有至少一个取代基,所述取代基在形式意义上由键合至sp2杂化的碳原子或(如果存在的话)sp3杂化的碳原子(优选sp3杂化的碳原子)的氢原子交换为选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团而产生。
根据本发明,“其中(亚)炔基可在每种情况下被至少一个选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代”意指炔基未被取代或具有至少一个取代基,所述取代基在形式意义上由键合至sp2杂化的碳原子或(如果存在的话)sp3杂化的碳原子(优选sp3杂化的碳原子)的氢原子交换为选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团而产生。
IV.4环烷基
环烷基可以是饱和或不饱和的,但优选饱和的。
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它碳原子。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连接至分子的其余部分。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。
IV.5二价亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烯基
在本发明的上下文中,亚烷基尤其具有1至30个、优选1至18个、更优选1至12个、再更优选1至10个、甚至更优选1至8个、最优选1至6个且非常最优选1至4个碳原子。
在本发明的上下文中,其可以是支化或非支化的。在本发明的上下文中,“亚烷基”表示可通过一般化学结构(b)描述的二价饱和烃基
碳原子链“-CxH2x”可以是直链的,在这种情况下,所述基团是无支链亚烷基。或者,它可以具有支链,在这种情况下它是支链亚烷基。化学结构(b)中的x是整数。
具有1至30个碳原子的无支链或支链亚烷基中的x选自1至30的范围。
具有1至12个碳原子的无支链或支链亚烷基中的x选自1至12的范围。具有1至6个碳原子的无支链或支链亚烷基中的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”是无支链或支链的,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”是无支链或支链的,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,优选具有以下的化学结构(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。
根据本发明,“其中亚烯基可在每种情况下被至少一个选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代”意指亚烯基未被取代或具有至少一个取代基,所述取代基在形式意义上由键合至sp2杂化的碳原子或(如果存在的话)sp3杂化的碳原子(优选sp3杂化的碳原子)的氢原子交换为选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团而产生。
根据本发明,“其中亚炔基可在每种情况下被至少一个选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团取代”意指亚炔基未被取代或具有至少一个取代基,所述取代基在形式意义上由键合至sp2杂化的碳原子或(如果存在的话)sp3杂化的碳原子(优选sp3杂化的碳原子)的氢原子交换为选自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素的基团而产生。
IV.6烷氧基
烷氧基具有一般结构“O-CwH2w+1”,其中“CwH2w+1”基团是描述于第X.2点中的烷基,包括针对烷基所指定的优选实施方案。
根据本发明,烷氧基尤其是具有1至4个碳原子的烷基且更优选选自甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基,再更优选选自甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基,甚至更优选选自甲氧基、乙氧基,最优选甲氧基。
IV.7(杂)芳族基团
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,优选芳族基团。
在本发明的上下文中,(杂)芳族基团包含一个或多个(杂)芳族环。
在本发明的上下文中,“(杂)芳族”意指“杂芳族或芳族”,优选“芳族”。
(杂)芳族基团可以是单价的,即可通过其碳原子的仅一个(在芳族基团的情况下)或通过其碳原子或杂原子的一个(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,即可通过其碳原子的两个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)。
当它们在本发明中未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。
芳族基团排他性地具有碳原子和至少一个芳族环。芳族基团尤其选自芳基、芳烷基,优选芳基。芳基排他性地具有芳族环,并通过芳族环中的碳原子与所述分子连接。优选地,芳基是苯基、9-蒽基、9-菲基,最优选苯基。
芳烷基形式上通过用芳基替代烷基而衍生自烃基。芳烷基优选苄基、苯乙基、α-甲基苄基。
杂芳族基团尤其选自杂芳基、杂芳烷基。它是这样的杂芳族基团,其在芳族环内另外具有至少一个杂原子,尤其选自由氮、氧、硫的杂原子组成的组的杂原子。
优选的(杂)芳族基团选自以下组中:唑基、咪唑基、吡咯基、吡唑基、三唑基、四唑基、噻吩基、呋喃基、噻唑基、噻二唑基、噁唑基、噁二唑基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、四嗪基、噻嗪基、苯并呋喃基、嘌呤基、吲哚基。
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,优选二价芳族基团。
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,并且其它碳原子(如果存在的话)是饱和的。二价芳族基团可通过芳族体系中的碳原子或(如果存在的话)饱和碳原子连接至分子的其余部分。
优选地,二价芳族基团是具有以下的化学结构(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。
在本发明的上下文中,二价芳族基团优选选自亚苄基、亚苯基,最优选亚苯基。
二价杂芳族基团是如下的二价芳族基团:其另外优选在芳族环内或芳族环外、优选在芳族环内具有至少一个杂原子,尤其是至少一个选自由氮、氧、硫组成的组的杂原子,但尤其是通过碳原子连接至分子的其余部分。
“取代或未取代的(杂)芳族基团”尤其表示未取代的(杂)芳族基团,且优选未取代的芳族基团。
在本发明的上下文中,“取代的(杂)芳族基团”更具体地意指所讨论的(杂)芳族基团中键合至碳原子的氢原子被指定的取代基取代。
因此“(杂)芳族环可各自独立地被至少一个选自以下组中的基团取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素”意指(杂)芳族环呈未取代形式或呈具有取代基的取代形式,所述取代基在形式意义上通过环上氢原子交换为所提到的一个基团而获得。
“其中脂族基团可具有至少一个选自醚基、硫醚基、氨基醚基、羰基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基的基团”意指:
在醚基的情况下,-O-基团存在于脂族基团中,至少在脂族基团的两个sp3杂化的碳原子之间,优选在脂族基团的两个-CH2-基团之间,甚至更优选在脂族基团(或环)的两个-CH2CH2-基团之间,或者不存在。
在硫醚基的情况下,-S-基团存在于脂族基团中,至少在脂族基团的两个sp3杂化的碳原子之间,优选在脂族基团的两个-CH2-基团之间,甚至更优选在脂族基团(或环)的两个-CH2CH2-基团之间,或者不存在。
在氨基醚基的情况下,-NR’-基团(其中R’=H或具有1至10个碳原子的烷基)存在于脂族基团中,至少在脂族基团的两个sp3杂化的碳原子之间,优选在脂族基团的两个-CH2-基团之间,甚至更优选在脂族基团(或环)的两个-CH2CH2-基团之间,或者不存在。
在羰基的情况下,-C(=O)-基团存在于脂族基团中,至少在脂族基团的两个sp3杂化的碳原子之间,优选在脂族基团的两个-CH2-基团之间,甚至更优选在脂族基团(或环)的两个-CH2CH2-基团之间,或者不存在。
在羧酸酯基的情况下,-C(=O)-O-基团存在于脂族基团中,至少在脂族基团的两个sp3杂化的碳原子之间,优选在脂族基团的两个-CH2-基团之间,甚至更优选在脂族基团(或环)的两个-CH2CH2-基团之间,或者不存在。
在羧酰胺基的情况下,-C(=O)-NH-或C(=O)-N(烷基)-基团存在于脂族基团中,至少在脂族基团的两个sp3杂化的碳原子之间,优选在脂族基团的两个-CH2-基团之间,甚至更优选在脂族基团(或环)的两个-CH2CH2-基团之间,或者不存在。
在磺酸酯基的情况下,-S(O)2O-基团存在于脂族基团中,至少在脂族基团的两个sp3杂化的碳原子之间,优选在脂族基团的两个-CH2-基团之间,甚至更优选在脂族基团(或环)的两个-CH2CH2-基团之间,或者不存在。
在磷酸酯基的情况下,选自-OP(=O)(O-(Wd+)1/z)-O-、-OP(=O)(OR'’)-O-的基团存在于脂族基团中,至少在脂族基团的两个sp3杂化的碳原子之间,优选在脂族基团的两个-CH2-基团之间,甚至更优选在脂族基团(或环)的两个-CH2CH2-基团之间,或者不存在。
在这种情况下,R”为优选具有1至6个碳原子的烷基,并且Wd+选自以下组中:碱金属阳离子,其中碱金属阳离子优选选自由Li+、Na+、K+组成的组,碱土金属阳离子,其中碱土金属阳离子优选选自由Mg2+、Ca2+组成的组,过渡金属阳离子,其中过渡金属阳离子优选选自以下组中:铁阳离子、锌阳离子、汞阳离子、镍阳离子、镉阳离子,并且选自四烷基铵阳离子、咪唑鎓阳离子、单烷基咪唑鎓阳离子、二烷基咪唑鎓阳离子,其中四烷基铵阳离子、单烷基咪唑鎓阳离子、二烷基咪唑鎓阳离子中的烷基各自独立地优选具有1至30个碳原子。此外,d指示Wd+的正电荷的数目。
优选地,Wd+选自以下组中:Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cd2+、Hg+、Hg2+、Ni2 +、Ni3+、Ni4+,
其中在Li+、Na+、K+、Hg+每一个的情况下,d=1,
其中在Mg2+、Ca2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Ni2+、Fe2+每一个的情况下,d=2,
其中在Fe3+、Ni3+每一个的情况下,d=3,
其中在Ni4+每一个的情况下,d=4。
IV.8其它定义
根据本发明,“卤素”的含义尤其是氯或溴,最优选氯。
“(卤代)烷基”意指卤代烷基或烷基,优选烷基。
卤代烷基在形式上由烷基通过至少一个碳键合的氢原子与卤素原子、优选Br或Cl、更优选Cl交换而产生。
“(卤代)烷氧基”意指卤代烷氧基或烷氧基,优选烷氧基。
卤代烷氧基在形式上由烷氧基通过至少一个碳键合的氢原子与卤素原子、优选Br或Cl、更优选Cl交换而产生。
根据本发明,“(半)金属化合物”意指金属和半金属彼此或与其它元素的化合物。(半)金属化合物尤其选自锌、铁、铜、铬、镍、锡、铟的氧化物和硫化物,锗、镓的砷化物,或诸如以下的物质:氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化氟锡(FTO)或氧化锑锡(ATO)。
“羧基烷基”在形式意义上能够通过将烷基中的“-CH2-”基交换为“-C(=O)-”基团而得到。
具体实施方式
V.实施例
V.1化学品和方法
所有溶剂和材料均来源于商业制造商,且未经进一步纯化即使用。在实验中,使用以下的两种聚合物(P1)和(P2):
(P1)根据WO 2018/046387 A1合成,其中在合成中添加三乙二醇二甲基丙烯酸酯用于交联。
(P2)根据WO 2015/132374 A1合成。
利用实验室溶解器(VMA Getzmann)进行碳膏的产生。借助于自动涂布棒(Elcometer)涂布衬底膜,并在空气循环干燥箱中干燥。将含有电解质盐的膜存储在手套箱中。表1中报告的放电容量是借助于Maccor电池循环仪上的恒电流(galvanostatic)放电获得的。
V.2比较实施例V1和V2
V.2.1比较实施例V1:用聚合物P1生产电极
将PVDF(聚偏二氟乙烯,140mg)添加至NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)中,并且借助于实验室溶解器搅拌1小时。随后,添加聚合物P1(1.68g),且再过1小时后添加Super P(炭黑,从“Timcal”获得;0.98g)。在添加Super P之后,将分散体同样搅拌1小时,然后施加至铝箔上。将所得电极在空气循环干燥箱中干燥。基于干燥电极的质量,确定活性材料在电极上的比例。
V.2.2比较实施例V2:用聚合物P2生产电极
将PVDF(聚偏二氟乙烯,140mg)添加至NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)中,并且借助于实验室溶解器搅拌1小时。随后,添加聚合物P2(1.68g),且再过1小时后添加Super P(0.98g)。在添加Super P之后,将分散体同样搅拌1小时,然后施加至铝箔上。将所得电极在空气循环干燥箱中干燥。基于干燥电极的质量,确定活性材料在电极上的比例。
V.3发明实施例E1和E2
V.3.1发明实施例E1:用聚合物P1和IL生产电极
将PVDF(聚偏二氟乙烯,140mg)添加至NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)和EMIM OTf(1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐,1.68g)的溶液中,并且借助于实验室溶解器搅拌1小时。随后,添加聚合物P1(1.68g),且再过1小时后添加Super P(0.98g)。在添加Super P之后,将分散体同样搅拌1小时,然后施加至铝箔上。将所得电极在空气循环干燥箱中干燥。基于干燥电极的质量确定活性材料在电极上的比例。
V.3.2发明实施例E2:用聚合物P2和IL生产电极
将PVDF(聚偏二氟乙烯,140mg)添加至NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)和EMIM OTf(1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐,1.68g)的溶液中,并且借助于实验室溶解器搅拌1小时。随后,添加聚合物P2(1.68g),且再过1小时后添加Super P(0.98g)。在添加Super P之后,将分散体同样搅拌1小时,然后施加至铝箔上。将所得电极在空气循环干燥箱中干燥。基于干燥电极的质量,确定活性材料在电极上的比例。
V.4扣式电池的生产
在氩气氛下构建扣式电池(圆形,2032型)。模切(die-cut)适合的电极(直径15mm)。用作阳极的电极位于扣式电池的底部,并且借助于隔膜(玻璃微纤维,Whatman GF/A)与阴极隔开。随后在阴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(参见表1)填充扣式电池,并用盖子盖上,然后用电动压缩机封闭。
电解质1:LiPF6于碳酸亚乙酯(“EC”)/碳酸二亚乙酯(“DEC”)[3:7(v/v)]的混合物中的1M溶液;
电解质2:碳酸亚乙酯/碳酸二亚乙酯[3:7(v/v)]的混合物;
电解质3:离子液体(EMIM TFSI=1-乙基-3-甲基咪唑鎓双[三氟甲烷磺酰基]酰亚胺)。
表1:扣式电池的放电容量
表1中报告的放电容量是借助于Maccor电池循环仪上的恒电流放电获得的。具有较低容量的电极的容量在这里被用作用于计算充电/放电电流的限制容量。表1中报告的值对应于第一循环的相对放电容量。这是使用具有来自实施例V1/V2的电极、和在EC/DEC(3/7)中的1M LiPF6的电池的约0.1mAh的容量作为参比(100%)来进行的。尝试了各种电解质。
从结果可以看出,根据本发明的电极材料实现了明显更高的放电容量。各种电解质都观察到这种情况。
Claims (28)
1.电极材料,其包含至少一种导电性添加剂、至少一种离子液体和至少一种在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P。
2.根据权利要求1所述的电极材料,其中所述非共轭的有机氧化还原聚合物P包含n1个相互连接的化学结构(I)的重复单元和/或n2个相互连接的化学结构(II)的重复单元和/或n3个相互连接的化学结构(III)的重复单元:
其中n1、n2和n3各自独立地为≥4的整数,
其中m1、m2、m3、m4和m5各自独立地为≥0的整数,
其中所述聚合物P内的化学结构(I)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中所述聚合物P内的化学结构(II)的重复单元彼此相同或至少部分不同,
其中所述聚合物P内的化学结构(III)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化学结构(I)的重复单元彼此键合,使得特定重复单元中由“**”指示的键被相邻重复单元中由“*”指示的键连接,
其中所述聚合物内的化学结构(II)的重复单元彼此连接,使得特定重复单元中由“##”指示的键被相邻重复单元中由“#”指示的键连接,并且特定重复单元中由“&&”指示的键被相邻重复单元中由“&”指示的键连接,
其中所述聚合物内的化学结构(III)的重复单元彼此连接,使得特定重复单元中由“§§”指示的键被相邻重复单元中由“§”指示的键连接,并且特定重复单元中由“$$”指示的键被相邻重复单元中由“$”指示的键连接,
其中X1、X2、X3、X4、X5各自独立地为通过源自以下组中基团的聚合反应所形成的非共轭有机基团:有机双键、有机三键、环氧乙烷基或氮丙啶基;或者通过聚合物-类似反应形成的非共轭有机基团,
其中Y1、Y2、Y3、Y4、Y5各自独立地为非共轭有机间隔基单元,
其中L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'各自独立地选自以下组中:直接键、有机连接单元,
并且其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'各自独立地为有机氧化还原活性基团,且R1'、R2'、R3'还可各自为氢基。
3.根据权利要求2所述的电极材料,其中所述结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'独立地为选自以下组中的有机氧化还原活性基团:氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)、包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性有机官能团(B)、氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)、氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)、氧化还原活性苯醌官能团(E)、氧化还原活性三苯胺官能团(G)、氧化还原活性紫罗碱官能团(H)、氧化还原活性二茂铁官能团(J),并且R1'、R2'、R3'还可各自为氢基。
4.根据权利要求3所述的电极材料,其中,在所述结构(I)、(II)和(III)中的所述R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自为氧化还原活性芳族酰亚胺官能团(A)的情况下,所述R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团可各自独立地具有以下结构(A1),并且所述R2、R4、R5基团还独立地具有以下结构(A2):
其中(A1)中的Ar1基团或(A2)中的Ar2基团在每种情况下独立地为包含一个或多个(杂)芳族环的(杂)芳族基团,
其中(A1)中的Ar1的所述(杂)芳族环或(A2)中的Ar2的所述(杂)芳族环可各自独立地被至少一个选自以下组中的基团取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中,在(A1)中,Ar1的两个环原子在每种情况下与两个碳原子CA11和CA12以及氮原子NA13一起形成五元环、六元环或七元环,
其中,在(A2)中,Ar2的两个环原子在每种情况下与两个碳原子CA21和CA22以及氮原子NA26一起形成五元环、六元环或七元环,
并且,Ar2的两个不同环原子在每种情况下与两个碳原子CA23和CA24以及氮原子NA25一起形成五元环、六元环或七元环,
并且,其中Ar1中相同(杂)芳族环中的两个芳族碳原子或Ar2中相同(杂)芳族环中的两个芳族碳原子还可通过二价脂族基团彼此桥接,
并且,其中在所述Ar1基团包含多个(杂)芳族环的情况下,这些可在Ar1中彼此至少部分稠合,
并且,其中在所述Ar2基团包含多个(杂)芳族环的情况下,这些可在Ar2中彼此至少部分稠合,
并且,其中在所述Ar1基团包含多个(杂)芳族环的情况下,来自Ar1中不同(杂)芳族环的两个芳族碳原子还可通过直接键或选自由杂原子、二价脂族基团组成的组的基团桥接,
并且,其中在所述Ar2基团包含多个(杂)芳族环的情况下,来自Ar2中不同(杂)芳族环的两个芳族碳原子还可通过直接键或选自由杂原子、二价脂族基团组成的组的基团桥接,
其中键(i)和(ii)来自Ar1的芳族碳原子,
并且,其中
在R1=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L1的键,
在R1'=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L1'的键,
在R2'=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L2'的键,
在R3'=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L3'的键,
在R2=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L2的键,并且由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的另一个是键合至L3的键,
在R4=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L4的键,并且由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的另一个是键合至L5的键,
在R5=(A1)的情况下,由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的一个是键合至L6的键,并且由(i)、(ii)、(iii)所指示的键中的另一个是键合至L7的键,
在R2=(A2)的情况下,由(iv)所指示的键是键合至L2的键,并且由(v)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(A2)的情况下,由(iv)所指示的键是键合至L4的键,并且由(v)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(A2)的情况下,由(iv)所指示的键是键合至L6的键,并且由(v)所指示的键是键合至L7的键,
并且在该情况下,每一个由(i)和(ii)所指示的不为键合至L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'的键的所述键各自独立地键合至选自以下组中的基团:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
并且,如果由(iii)所指示的键不为键合至L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'的键,则其键合至选自以下组中的基团:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、氰基、羟基、卤素;
并且,其中在所述结构(I)、(II)或(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自为包含至少一个稳定的氧基的氧化还原活性官能团(B)的情况下,所述R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自独立地为以下结构(B1)、(B2)中的一种:
其中,在所述结构(B1)中,氮原子NArB1是脂族环ArB1的一部分,除所述氮原子NArB1之外,所述脂族环ArB1还可包含另外的杂原子和包含杂原子的基团,并且可稠合至一个或多个另外的脂族环或芳族环,并且通过螺键键合至一个或多个另外的脂族环,所述一个或多个另外的脂族环中的每一个进而任选具有另外的杂原子和含有杂原子的基团,
其中ArB1的至少一个环碳原子可被选自以下的基团取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中,由(vi)和(vii)所指示的键来自ArB1的环碳原子和/或来自稠合至ArB1或通过螺键键合的环的环碳原子,
其中,在R1=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L1的键,并且由(vii)所指示的键是键合至氢的键,
其中,在R1'=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L1'的键,并且由(vii)所指示的键是键合至氢的键,
其中,在R2'=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L2'的键,并且由(vii)所指示的键是键合至氢的键,
其中,在R3'=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L3'的键,并且由(vii)所指示的键是键合至氢的键,
并且,其中在R2=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L2的键,并且由(vii)所指示的键是键合至L3的键,
并且,其中在R4=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L4的键,并且由(vii)所指示的键是键合至L5的键,
并且,其中在R5=(B1)的情况下,由(vi)所指示的键是键合至L6的键,并且由(vii)所指示的键是键合至L7的键,
其中,在R1、R1'、R2'或R3'=(B2)的情况下,由(viii)所指示的键为键合至L1、L1'、L2'或L3'的键,并且RB1、RB2、RB3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB8各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
并且,其中在R2、R4或R5=(B2)的情况下,由(viii)所指示的键为键合至L2、L4或L6的键,并且RB7、RB8基团中的一个为键合至L3、L5或L7的直接键,其中在该情况下,RB1、RB2、RB3、RB4、RB5、RB6基团以及两个RB7、RB8基团中不为键合至L3、L5或L7的直接键的基团在每种情况下独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素;
并且,其中在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自为氧化还原活性蒽醌/咔唑官能团(C)的情况下,所述R1、R1'、R2'、R3'基团各自独立地选自由结构(C1)、(C2)组成的组,并且R2、R4、R5基团各自独立地选自由结构(C3)、(C4)组成的组:
其中,在结构(C1)中,由CAr31和CAr32表示的碳原子为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中在该环中至少一个除CAr31和CAr32之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中,在结构(C1)中,由CAr33和CAr34表示的碳原子为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr33和CAr34之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中,在结构(C2)中,由CAr35和CAr36或由CAr37和CAr38表示的碳原子各自为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr35、CAr36、CAr37、CAr38之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中,在结构(C3)中,由CAr39和CAr40或CAr41和CAr42表示的碳原子各自为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该两个环中的至少一个除CAr39、CAr40、CAr41和CAr42之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中,在结构(C4)中,由CAr43和CAr44表示的碳原子为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr43和CAr44之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中,在结构(C4)中,由CAr45和CAr46表示的碳原子为(杂)芳族五元环或六元环的一部分,其中该环中的至少一个除CAr45和CAr46之外的碳原子以及如果存在的至少一个氮原子可被选自以下组中的取代基取代:(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中XC1、XC2、XC3、XC4、XC5、XC6各自独立地选自以下组中:-C(=YC1)-、-O-、-S-、-NH-、-N(卤代烷基)-、-N(烷基)-,
并且,XC2、XC3、XC5、XC6还可各自为直接键,
并且,其中XC1、XC4还可在每种情况下为通式(αC1)-C(=O)-C(=O)-(βC1)的基团,
其中(αC1)表示键合至CAr31或CAr39的键,并且(βC1)指示键合至CAr33或CAr42的键,
其中YC1选自以下组中:O、S及结构(YC11)、(YC12)、(YC13)中的一种:
其中RYC121、RYC122各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
其中,包含CAr31和CAr32的(杂)芳族五元环或六元环可通过除XC1和XC2之外另外的二价有机基团桥接至包含CAr33和CAr34的(杂)芳族五元环或六元环,
其中,包含CAr39和CAr40的(杂)芳族五元环或六元环可通过除XC4和XC5之外另外的二价有机基团桥接至包含CAr41和CAr42的(杂)芳族五元环或六元环,
其中由(ix)所指示的键来自形成包含CAr31和CAr32的(杂)芳族五元或六元环的一个原子,
其中由(xi)所指示的键来自形成包含CAr39和CAr40的(杂)芳族五元或六元环的一个原子,
其中由(xii)所指示的键来自形成包含CAr41和CAr42的(杂)芳族五元或六元环的一个原子,
其中由(xiv)所指示的键来自形成包含CAr45和CAr46的(杂)芳族五元或六元环的一个原子,
并且,其中
在R1=(C1)或(C2)的情况下,由(ix)或(x)所指示的键在每种情况下是键合至L1的键,
在R1'=(C1)或(C2)的情况下,由(ix)或(x)所指示的键在每种情况下是键合至L1'的键,
在R2'=(C1)或(C2)的情况下,由(ix)或(x)所指示的键在每种情况下是键合至L2'的键,
在R3'=(C1)或(C2)的情况下,由(ix)或(x)所指示的键在每种情况下是键合至L3'的键,
在R2=(C3)或(C4)的情况下,由(xi)或(xiii)所指示的键在每种情况下是键合至L2的键,并且由(xii)或(xiv)所指示的键在每种情况下是键合至L3的键,
在R4=(C3)或(C4)的情况下,由(xi)或(xiii)所指示的键在每种情况下是键合至L4的键,并且由(xii)或(xiv)所指示的键在每种情况下是键合至L5的键,
在R5=(C3)或(C4)的情况下,由(xi)或(xiii)所指示的键在每种情况下是键合至L6的键,并且由(xii)或(xiv)所指示的键在每种情况下是键合至L7的键;
并且,其中在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自为氧化还原活性二烷氧基苯官能团(D)的情况下,这意指所述R1、R1'、R2'、R3'基团各自独立地具有以下结构(D1),并且R2、R4、R5各自独立地具有以下结构(D2):
其中,在R1=(D1)的情况下,由(xiiiD1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(D1)的情况下,由(xiiiD1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(D1)的情况下,由(xiiiD1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(D1)的情况下,由(xiiiD1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(D2)的情况下,由(xivD1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xvD1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(D2)的情况下,由(xivD1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xvD1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(D2)的情况下,由(xivD1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xvD1)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6基团中的至少两个各自独立地选自以下组中:-O-、-S-,并且所述AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6基团中的其它基团各自为直接键,
并且,其中AD7、AD8、AD9、AD10、AD11、AD12基团中的至少两个各自独立地选自以下组中:-O-、-S-,并且所述AD7、AD8、AD9、AD10、AD11、AD12基团中的其它基团各自为直接键,
并且,其中RD1、RD2、RD3、RD4、RD5、RD6、RD7、RD8、RD9基团各自独立地选自以下组中:氢、(杂)芳族基团、烷基、烯基、炔基、环烷基,
其中所述(杂)芳族基团、烷基、烯基、炔基、环烷基可各自被至少一个选自以下组中的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,
并且,其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基可具有至少一个选自以下组中的基团: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,
并且,其中所述RD1、RD2、RD3、RD4、RD5基团中的至少两个基团或所述RD6、RD7、RD8、RD9基团中的至少两个基团还可各自通过二价脂族基团桥接,其中所述脂族基团可被至少一个选自以下组中的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素、烷基,并且可具有至少一个选自以下组中的基团: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,
并且,其中在AD2=直接键的情况下的RD1基团、在AD3=直接键的情况下的RD2基团、在AD4=直接键的情况下的RD3基团、在AD5=直接键的情况下的RD4基团、在AD6=直接键的情况下的RD5基团、在AD8=直接键的情况下的RD6基团、在AD9=直接键的情况下的RD7基团、在AD11=直接键的情况下的RD8基团、在AD12=直接键的情况下的RD9基团可各自独立地选自以下组中:硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRD13、-NRD14RD15、-COORD16、-CORD17,
其中RD13、RD14、RD15、RD16、RD17各自独立地选自以下组中:氢、(杂)芳族基团、脂族基团,所述脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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;
并且,其中在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自为氧化还原活性苯醌官能团(E)的情况下,这意指所述R1、R1'、R2'、R3'基团各自独立地选自结构(E1)、(E2)、(E3):
并且,所述R2、R4、R5基团各自独立地选自以下组中:结构(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9):
其中,
在R1=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(E1)、(E2)或(E3)的情况下,由(xviE1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情况下,由(xviiE1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xviiiE1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情况下,由(xviiE1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xviiiE1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情况下,由(xviiE1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xviiiE1)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE9、RE10、RE11、RE12、RE13、RE14、RE15、RE16、RE17、RE18、RE19、RE20、RE20*、RE21、RE22、RE23、RE24、RE25、RE26、RE27、RE28、RE29、RE30基团选自以下组中:氢、-OH、-SH、硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRE31、-NRE32RE33、-COORE34、-CORE35、磺酸酯基、磷酸酯基、(杂)芳族基团、烷基、烯基、炔基,
其中所述(杂)芳族基团、烷基、烯基、炔基可各自被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且其中所述烷基、烯基、炔基可具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中RE31、RE32、RE33、RE34、RE35各自独立地选自以下组中:氢、(杂)芳族基团、脂族基团,所述脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中RE1、RE2、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE10、RE11、RE12、RE13、RE14、RE15、RE20、RE20*、RE21、RE22、RE23、RE24、RE25、RE27、RE28、RE29、RE30基团中两个彼此处于邻位的基团可通过二价脂族基团桥接,所述二价脂族基团任选被至少一个选自以下组中的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素、烷基,并且任选具有至少一个选自以下组中的基团: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;
并且,其中在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自为氧化还原活性三苯胺官能团(G)的情况下,这意指所述R1、R1'、R2'、R3'基团各自独立地具有结构(G1),并且所述R2、R4、R5基团各自独立地选自以下组中:结构(G2)、(G3):
其中,
在R1=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(G1)的情况下,由(xixG1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(G2)或(G3)的情况下,由(xxG1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xxiG1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(G2)或(G3)的情况下,由(xxG1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xxiG1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(G2)或(G3)的情况下,由(xxG1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xxiG1)所指示的键是键合至L7的键,
其中RG1、RG2、RG3、RG4、RG5、RG6、RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14、RG15、RG16、RG17、RG18、RG19、RG20、RG21、RG22、RG23、RG24、RG25、RG26、RG27、RG28、RG29、RG30、RG31、RG32、RG33、RG34、RG35、RG36、RG37、RG38、RG39、RG40基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素、(杂)芳族基团,其中所述(杂)芳族基团可被至少一个选自以下的基团取代:卤素、(卤代)烷基、(卤代)烷氧基、氰基、羧酸酯基;
并且,其中在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自为氧化还原活性紫罗碱官能团(H)的情况下,这意指所述R1、R1'、R2'、R3'基团各自独立地选自以下组中:结构(H1)、(H2),并且所述R2、R4、R5基团各自独立地选自以下组中:结构(H3)、(H4)、(H5)、(H6)、(H7):
其中,
在R1=(H1)或(H2)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(H1)或(H2)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(H1)或(H2)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(H1)或(H2)的情况下,由(xxiiH1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情况下,由(xxiiiH1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xxivH1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情况下,由(xxiiiH1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xxivH1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情况下,由(xxiiiH1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xxivH1)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中RH1、RH2、RH3、RH4、RH6、RH7、RH8、RH9、RH11、RH12、RH13、RH15、RH16、RH17、RH18、RH20、RH21、RH22、RH24、RH25、RH26、RH27、RH28、RH29、RH30、RH32、RH33、RH34、RH35、RH36、RH37、RH38、RH39、RH40、RH41、RH43、RH44、RH45、RH47、RH48、RH49、RH51、RH52、RH53、RH54、RH55、RH56、RH57、RH58基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素,
并且,其中RH5、RH10、RH14、RH19、RH23、RH31、RH42、RH46、RH50基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基,
并且,其中XH1、XH2、XH3、XH4、XH5、XH6、XH7基团各自独立地选自以下组中:直接键、二价共轭脂族基团、二价共轭(杂)芳族基团;
并且,其中在结构(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基团各自为氧化还原活性二茂铁官能团(J)的情况下,这意指所述R1、R1'、R2'、R3'基团各自独立地具有以下结构(J1),并且所述R2、R4、R5基团各自独立地选自以下组中:结构(J2)、(J3)、(J4):
其中,
在R1=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L1的键,
在R1'=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L1'的键,
在R2'=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L2'的键,
在R3'=(J1)的情况下,由(xxvJ1)所指示的键是键合至L3'的键,
在R2=(J2)、(J3)或(J4)的情况下,由(xxviJ1)所指示的键是键合至L2的键,并且由(xxviiJ1)所指示的键是键合至L3的键,
在R4=(J2)、(J3)或(J4)的情况下,由(xxviJ1)所指示的键是键合至L4的键,并且由(xxviiJ1)所指示的键是键合至L5的键,
在R5=(J2)、(J3)或(J4)的情况下,由(xxviJ1)所指示的键是键合至L6的键,并且由(xxviiJ1)所指示的键是键合至L7的键,
并且,其中RJ1、RJ2、RJ3、RJ4、RJ5、RJ6、RJ7、RJ8、RJ9、RJ10、RJ11、RJ12、RJ13、RJ14、RJ15、RJ16、RJ17、RJ18、RJ19、RJ20、RJ21、RJ22、RJ23、RJ24、RJ25、RJ26、RJ27、RJ28、RJ29、RJ30、RJ31、RJ32、RJ33基团各自独立地选自以下组中:氢、(卤代)烷基、烯基、炔基、(卤代)烷氧基、环烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、羧酰胺基、羧酸酯基、磺酸酯基、磷酸酯基、胺基、单(卤代)烷基氨基、二(卤代)烷基氨基、氰基、羟基、卤素。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电极材料,其中所述结构(I)、(II)和(III)中的L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'各自独立地选自以下组中:直接键、(L11)、(L12):
其中p1、p2、p3各自为0或1,不包括“p2=0、p1=p3=1”的情况,
其中q1、q2、q3各自为0或1,不包括“q2=0、q1=q3=1”的情况,
其中q4、q5、q6各自为0或1,其中q4、q5、q6中的至少一个=1,且不包括“q5=0、q4=q6=1”的情况,
其中XL2、YL2、YL5各自独立地选自以下组中:O、S,
其中XL1、XL3、YL1、YL3、YL4、YL6各自独立地选自以下组中:O、S、NH、N[(卤代)烷基],
其中BL1选自以下组中:二价(杂)芳族基团、二价脂族基团,所述二价脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中在L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'结合至各自的氧化还原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'或R3'基团中的非碳原子的情况下,对于结构(L11),“q3=0、q2=1、q1=1或q3=q2=q1=0或q3=0、q2=1、q1=0”的另外的条件、优选“q3=q2=q1=0”的条件适用,而对于结构(L12),“q6=0、q5=1、q4=1或q6=0、q5=1、q4=0”的另外的条件适用,
并且,其中对于L1,表示指向R1的键,对于L1',表示指向R1'的键,对于L2,表示指向R2的键,对于L2',表示指向R2'的键,对于L3,表示指向R2的键,对于L3',表示指向R3'的键,对于L4,表示指向R4的键,对于L5,表示指向R4的键,对于L6,表示指向R5的键,对于L7,表示指向R5的键,
6.根据权利要求2至5中任一项所述的电极材料,其中所述结构(I)、(II)和(III)中的X1、X2、X3、X4、X5基团独立地为选自以下结构(X1)、(X2)、(X3)、(X4)、(X5)的非共轭有机基团:
其中,在(X1)=X1的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L1的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L1'的键,
其中,在(X1)=X2的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L2的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L2'的键,
其中,在(X1)=X3的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L3的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L3'的键,
其中,在(X1)=X4的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L4的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L6的键,
其中,在(X1)=X5的情况下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一个表示键合至L5的键,并且RX1、RX2、RX3、RX4中的另一个表示键合至L7的键,
其中,在(X2)=X1的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L1的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L1'的键,
其中,在(X2)=X2的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L2的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L2'的键,
其中,在(X2)=X3的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L3的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L3'的键,
其中,在(X2)=X4的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L4的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L6的键,
其中,在(X2)=X5的情况下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一个表示键合至L5的键,并且RX5、RX6、RX7、RX8中的另一个表示键合至L7的键,
其中,在(X3)=X1的情况下,RX9表示键合至L1的键,并且RX10表示键合至L1'的键,
其中,在(X3)=X2的情况下,RX9表示键合至L2的键,并且RX10表示键合至L2'的键,
其中,在(X3)=X3的情况下,RX9表示键合至L3的键,并且RX10表示键合至L3'的键,
其中,在(X3)=X4的情况下,RX9表示键合至L4的键,并且RX10表示键合至L6的键,
其中,在(X3)=X5的情况下,RX9表示键合至L5的键,并且RX10表示键合至L7的键,
其中,在(X4)=X1的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L1的键,并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L1'的键,
其中,在(X4)=X2的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L2的键,并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L2'的键,
其中,在(X4)=X3的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L3的键,并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L3'的键,
其中,在(X4)=X4的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L4的键,并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L6的键,
其中,在(X4)=X5的情况下,RX11、RX12中的一个表示键合至L5的键,并且RX11、RX12中的另一个表示键合至L7的键,
其中,在(X5)=X1的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L1的键,且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L1'的键,
其中,在(X5)=X2的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L2的键,且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L2'的键,
其中,在(X5)=X3的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L3的键,且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L3'的键,
其中,在(X5)=X4的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L4的键,且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L6的键,
其中,在(X5)=X5的情况下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一个表示键合至L5的键,且RX13、RX14、RX15、RX16中的另一个表示键合至L7的键,
并且,其中RX1、RX2、RX3、RX4、RX5、RX6、RX7、RX8、RX13、RX14、RX15、RX16中不表示键合至L1、L1'、L2、L2'、L3、L3'、L4、L5、L6或L7的键的那些是各自独立地选自以下组中的基团:氢、(杂)芳族基团、脂族基团,所述脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中XX1、XX2各自独立地选自以下组中:O、S,并且其中XX3选自以下组中:O、S、-CH2-,
并且,其中在每种情况下由(xiiX1)所指示的键对应于在每种情况下在结构(I)、(II)和(III)中由“*”、“#”、“&”、“§”和“$”所指示的键,
并且,其中在每种情况下由(xiiiX1)所指示的键对应于以下键,所述键在结构(I)、(II)和(III)中,在m1=0、m2=0、m3=0、m4=0或m5=0的情况下在每种情况下都结合至“**”、“##”、“&&”、“§§”或“$$"”,而在m1>0、m2>0、m3>0、m4>0或m5>0的情况下,所述键在每种情况下都结合至Y1、Y2、Y3、Y4或Y5。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的电极材料,其中所述结构(I)、(II)和(III)中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5各自独立地为选自以下结构(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4)、(Y5)的非共轭间隔基单元:
其中RY1、RY2、RY3、RY4、RY5、RY6、RY7、RY8、RY9、RY10、RY11、RY12、RY13、RY14、RY15、RY16各自独立地选自以下组中:氢、(杂)芳族基团、脂族基团,所述脂族基团任选被至少一个选自以下的基团取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、卤素,并且任选具有至少一个选自以下的基团: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,
并且,其中XY1、XY2各自独立地选自以下组中:O、S,并且其中XY3选自以下组中:O、S、-CH2-,
并且,其中在每种情况下由(xvY1)所指示的键对应于在所述结构(I)、(II)和(III)中由“**”、“##”、“&&”、“§§”和“$$”所指示的键,
并且,其中在每种情况下由(xivY1)所指示的键对应于在所述结构(I)、(II)和(III)中结合至X1、X2、X3、X4或X5的键。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电极材料,其中所述离子液体具有结构Q+A-,其中Q+是选自以下组中的阳离子:结构(Q1)、(Q2)、(Q3)、(Q4)、(Q5):
其中RQ1、RQ2、RQ3、RQ4、RQ5、RQ6、RQ7、RQ8各自独立地选自以下组中:(卤代)烷基、环烷基,
其中RQ9、RQ10、RQ11、RQ12、RQ13、RQ14、RQ15、RQ16、RQ17、RQ18、RQ19、RQ20、RQ21、RQ22、RQ23、RQ24、RQ25、RQ26、RQ27、RQ28、RQ29、RQ30、RQ31、RQ32、RQ33、RQ34、RQ35各自独立地选自以下组中:氢、可具有至少一个醚基的(卤代)烷基、环烷基,
并且其中A-为阴离子,尤其选自以下组中:磷酸根、膦酸根、烷基膦酸根、单烷基磷酸根、二烷基磷酸根、双[三氟甲磺酰基]酰亚胺离子、(卤代)烷基磺酸根、(卤代)烷基硫酸根、双[氟磺酰基]酰亚胺离子、卤离子、二氰胺离子、六氟磷酸根、硫酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、高氯酸根、硫酸氢根、(卤代)烷基羧酸根、甲酸根、双草酸硼酸根、四氯铝酸根、磷酸二氢根、单烷基磷酸氢根、硝酸根。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电极材料,其中基于由所述电极材料所涵盖的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P的总重量,由所述电极材料所涵盖的所述离子液体的总重量在0.1重量%至1000重量%的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电极材料,其中所述导电性添加剂选自以下组中:碳材料、导电聚合物、金属、半金属、(半)金属化合物。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电极材料,其中基于由所述电极材料所涵盖的氧化还原聚合物P的总重量,由所述电极材料所涵盖的所述导电性添加剂的总重量在0.1重量%至1000重量%的范围内。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电极材料,其进一步包含粘合剂添加剂,所述粘合剂添加剂优选为选自以下组中的聚合物: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。
13.根据权利要求12所述的电极材料,其中基于由所述电极材料所涵盖的氧化还原聚合物P的总重量,由所述电极材料所涵盖的所述粘合剂添加剂的总重量在0.001重量%至100重量%的范围内。
14.电极,其包含根据权利要求1至13中任一项所述的电极材料和衬底,所述衬底尤其选自以下组中:金属、碳材料、氧化物物质。
15.电荷存储装置、尤其是二次电池,其包括根据权利要求14所述的电极。
16.用于生产电极的方法,其包括以下步骤:
(a)混合至少一种在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P、至少一种离子液体、至少一种导电性添加剂、任选存在的至少一种溶剂和任选存在的至少一种粘合剂添加剂,以获得混合物M,
(b)将所述混合物M施加至衬底,
(c)任选地至少部分去除所述溶剂。
17.根据权利要求16所述的方法,其中在步骤(a)中使用如权利要求2至7中所定义的非共轭的有机氧化还原聚合物P。
18.根据权利要求16或17所述的方法,其中在步骤(a)中使用如权利要求8中所定义的结构Q+A-的离子液体。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法,其中基于用于步骤(a)中的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P的总重量,用于步骤(a)中的离子液体的总重量在0.1重量%至1000重量%的范围内。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法,其中用于步骤(a)中的导电性添加剂选自以下组中:碳材料、导电聚合物、金属、半金属、(半)金属化合物。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法,其中基于用于步骤(a)中的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P的总重量,用于步骤(a)中的导电性添加剂的总重量在0.1重量%至1000重量%的范围内。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的方法,其中在步骤(a)中使用粘合剂添加剂,该粘合剂添加剂优选选自以下组中: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。
23.根据权利要求22所述的方法,其中基于用于步骤(a)中的在主链中非共轭的有机氧化还原聚合物P的总重量,用于步骤(a)中的粘合剂添加剂的总重量在0.001重量%至100重量%的范围内。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的方法,其中在步骤(a)中使用溶剂,该溶剂优选选自以下组中:N-甲基-2-吡咯烷酮、水、二甲亚砜、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、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。
25.根据权利要求24所述的方法,其中在步骤(a)中使用足量的溶剂,使得所述聚合物P在所获得的混合物M中的浓度在10-1000mg/ml的范围内。
26.根据权利要求16至25中任一项所述的方法,其中步骤(b)中的衬底选自以下组中:金属、碳材料、氧化物物质。
27.能够通过根据权利要求16到26中任一项所述的方法获得的电极。
28.电荷存储装置、尤其是二次电池,其包括根据权利要求27所述的电极。
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