TW201726757A - 特殊聚合物於電荷貯存裝置中的用途 - Google Patents
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Abstract
本發明關於聚合物及其於電荷貯存裝置中以活性電極材料形式使用或用於電極漿體的用途，該電荷貯存裝置尤其為二次電池組。該二次電池組尤其值得注意的是高電池電壓、即使在進行數次充電及放電回合時電容降低小、以簡單且可縮放處理及製造方法(例如，利用網版印刷)。
Description
本發明關於聚合物及其於電荷貯存裝置中以活性電極材料形式使用或用於電極漿體的用途，該電荷貯存裝置尤其為二次電池組。該二次電池組尤其值得注意的是高電池電壓、即使在進行數次充電及放電回合之後電容降低小、高功率密度、以及以簡單且可縮放處理及製造方法(例如，利用網版印刷)。
有機電池組為使用有機電荷貯存材料作為用以貯存電荷之活性電極材料的電化學電池。該等二次電池組以其優秀性質，諸如快速充電性、長使用壽命、重量輕、高可撓性及容易加工性而著稱。在先前技術中已描述用於電荷貯存之活性電極材料為各種聚合型結構，例如具有有機氮氧基(nitroxide radical)作為活性單元之聚合型化合物(例如，於WO 2012133202 A1、WO 2012133204 A1、WO 2012120929 A1、WO 2012153866 A1、WO 2012153865 A1、JP 2012-221574 A、JP 2012-221575 A、JP 2012-
219109 A、JP 2012-079639 A、WO 2012029556 A1、WO 2012153865 A1、JP 2011-252106 A、JP 2011-074317 A、JP 2011-165433 A、WO 2011034117 A1、WO 2010140512 A1、WO 2010104002 A1、JP 2010-238403 A、JP 2010-163551 A、JP 2010-114042 A、WO 2010002002 A1、WO 2009038125 A1、JP 2009-298873 A、WO 2004077593 A1、WO 2009145225 A1、JP 2009-238612 A、JP 2009-230951 A、JP 2009-205918 A、JP 2008-234909 A、JP 2008-218326 A、WO 2008099557 A1、WO 2007141913 A1、US 20020041995 A1、EP 1128453 A2；A.Vlad、J.Rolland、G.Hauffman、B.Ernould、J.-F.Gohy於ChemSusChem 2015,8,1692-1696中所述)或具有有機苯氧基或加萬氧基(galvinoxyl radical)作為活性單元之聚合型化合物(例如，US 2002/0041995 A1、JP 2002-117852 A所述)。
用於電荷貯存之其他已知活性單元為具有醌之聚合化合物(例如，JP 2009-217992 A、WO 2013/099567 A1、WO 2011/068217 A1所述)、具有二酮之聚合化合物(例如，JP 2010-212152 A所述)及具有二氰二亞胺之聚合化合物(例如，JP 2012-190545 A、JP 2010-55923 A所述)。先前技術中亦描述包括二烷氧基苯之聚合物用於許多不同應用。此等包括其用作環氧樹脂以供半導體模組的密封之用途(例如，描述於JP 2013098217 A、JP 2012224758 A、JP 2011231153 A、JP 2011138037 A、JP 2010282154 A、JP
2010266556 A、JP 2010077303 A、JP 2008296436 A或WO 2004098745 A1)。此外，含二烷氧基苯之非聚合型化合物已用作用於Li離子電池組之「氧化還原傳送(redox shuttle)」添加劑，以防止Li離子電池組過度充電(WO 2011/149970 A2)。此外，已描述基於二烷氧基苯之特殊聚合物作為電荷貯存裝置的用途(P.Nesvadba、L.B.Folger、P.Maire、P.Novak，Synth.Met.2011，161，259-262，下文簡稱為「Nesvadba等人」；W.Weng、Z.C.Zhang、A.Abouimrane、P.C.Redfern、L.A.Curtiss、K.Amine，Adv.Funct.Mater.2012，22，4485-4492，下文簡稱為「Weng等人」)。然而，“Nesvadba等人”及“Weng等人”所述之聚合物具有數項缺點。雖然此等具有之氧化還原電位高於常用氮氧基的氧化還原電位，因此當使用含二烷氧基苯之聚合物作為陰極材料時能產生較高電池電壓，但使用文獻所描述之該等聚合物製造的電池組在經歷數個充電及放電循環之後展現出電容下降。因而希望及因此為本發明所針對的難題係提供可用以達成更高電池電壓以及在數次充電/放電循環之後的高恆定貯存電容之聚合物。此外，合成複雜度為有機材料作為活性電極材料之可用性的另一標準。因此，本發明所針對的另一難題為提供可以非常簡單方式合成的聚合物。
令人意外的，已發現解決本文件中所提之難題的聚合
物。本發明因此關於一種聚合物，其包含n1個化學結構式(I)之互相鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其中
其中n1及n2各自獨立地為4之整數，其中m1、m2、m3各自獨立地為0之整數，其中在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係相同或至少部分彼此不同，其中在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係相同或至少部分彼此不同，其中在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係以特定重複單元中以「##」表示之鍵與相鄰重複單元中以「#」表示之鍵結合，且特定重複單元中以「§§」表示之鍵與相鄰重複單元中以「§」表示之鍵結合的方式彼此結合，其中在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係以
特定重複單元中以「*」表示之鍵與相鄰重複單元中以「**」表示之鍵結合的方式彼此結合，其中H1、H2、H3、H4、H5、H6獨立地選自O、S、NR'，其中R'、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30基團各自獨立地選自由下列所組成之群組：氫、(雜)芳基、脂族基，其隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團，其中A1、A2、A3、A4、A5、A6中至少二者各為氧或硫原子，而A1、A2、A3、A4、A5、A6中之其餘者各為直接鍵，其中A7、A8、A9、A10、A11、A12中至少二者各為氧或硫原子，而A7、A8、A9、A10、A11、A12中之其餘者各為直接鍵，且其中在R1、R2、R3、R4基團中彼此為鄰位的至少兩個基團及/或在R19、R20、R21、R22、R23基團中彼此為鄰位之至少兩個基團亦可各藉由至少一個(雜)芳環或脂族基環橋接，該(雜)芳環或脂族基環隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素、烷基之基團取代及
隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團，且其中在A1=直接鍵之情況中的R1基團、在A2=直接鍵之情況中的R2基團、在A3=直接鍵之情況中的R3基團、在A4=直接鍵之情況中的R4基團、在A12=直接鍵之情況中的R19基團、在A8=直接鍵之情況中的R20基團、在A9=直接鍵之情況中的R21基團、在A10=直接鍵之情況中的R22基團、在A11=直接鍵之情況中的R23基團、及R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30基團亦可各選自由下列所組成之群組：硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-COOR36、-C(=O)NHR37、-NR38R39，其中R36、R37、R38、R39各自獨立地選自由下列所組成之群組：氫、(雜)芳基、脂族基(其隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團)，且其中R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30基團亦可獨立地為式-O-R40之基團，其中R40為脂族基(其隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團)，
其中，在A5=O或S之情況中的B1、在A6=O或S之情況中的B2、在A7=O或S之情況中的B3各自獨立地選自由下列所組成之群組：直接鍵，&-(X1)p1-[C=X2]p2-(X3)p3-B5-(Y2)q2-[C=Y1]q1-&&,&-(Y3)q3-(C=Y4)-&&,
且其中在A5=直接鍵之情況中的B1、在A6=直接鍵之情況中的B2、在A7=直接鍵之情況中的B3各獨立地選自由下列所組成之群組：&-(X4)p4-[C=X5]p5-(X6)p6-B6-(Y7)q6-[C=Y6]q5-(Y5)q4-&&,&-(Y10)q9-(C=Y9)q8-(Y8)q7-&&,
其中p1、p2、p3各為0或1，前提係p1=p3=1與p2=0不同時成立，其中p4、p5、p6各為0或1，前提係p4=p6=1與p5=0不同時成立，其中q1、q2各為0或1，其中，當q1=0，則q2=0，其中q3=0或1，其中q4、q5、q6各為0或1，前提係q4=q6=1與q5=0不同時成立，其中q7、q8、q9各為0或1，前提係q7=q9=1與q8=0不同時成立，以及當q7=1且q8=0，則q9=0，其中X2、X5、Y1、Y4、Y6、Y9獨立地選自由氧、硫所組成之群組，
其中X1、X3、X4、X6、Y2、Y3、Y7、Y10獨立地選自由O、S、NH、N-烷基所組成之群組，其中Y5、Y8是選自NH、N-烷基，其中B5、B6獨立地選自由下列所組成之群組：二價(雜)芳基、二價脂族基，其隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團，且其中「&&」就B1而言表示指向A5之鍵，就B2而言表示指向A6之鍵，且就B3而言表示指向A7之鍵，且其中「&」就B1而言表示指向R5之鍵，就B2而言表示指向R8之鍵，且就B3而言表示指向R24之鍵。
如第1點之根據本發明之聚合物尤其可包含n1個化學結構式(I)之相互鍵聯重複單元，其具有前文指定之R1至R18、A1至A6、B1、B2、H1至H4、m1、m2的定義。
如第1點之根據本發明之聚合物或者尤其可包含n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其具有前文指定之R19至R30、A7至A12、B3、H5、H6、m3的定義。
2.更特別的是，本發明關於一種聚合物，其包含n1個化學結構式(I)之互相鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其中
其中n1及n2各自獨立地為4，尤其是4且5000之整數，其中m1、m2、m3各自獨立地為0，尤其是0且5000之整數，其中在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係相同或至少部分彼此不同，其中在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係相同或至少部分彼此不同，其中在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係以特定重複單元中以「##」表示之鍵與相鄰重複單元中以「#」表示之鍵結合，且特定重複單元中以「§§」表示之鍵與相鄰重複單元中以「§」表示之鍵結合的方式彼此結合，其中在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係以特定重複單元中以「*」表示之鍵與相鄰重複單元中以
「**」表示之鍵結合的方式彼此結合，其中H1、H2、H3、H4、H5、H6獨立地選自O、S、NR'，較佳為H1=H2=H3=H4=H5=H6=氧，其中R'、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30基團各自獨立地選自由下列所組成之群組：氫、苯基、苯甲基、脂族基，其隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團，及尤其是選自由下列所組成之群組：氫、具有1至30個碳原子之烷基，且其中R11、R13、R15、R17基團亦可各自獨立地為一般結構式(III)之基團，其中
其中R31、R32、R33、R34、R35基團可獨立地如R1所定義，及尤其是各自獨立地為具有1至30個碳原子之烷基，
其中A1、A2、A3、A4、A5、A6中至少二者，較佳為正好二者各為氧或硫原子，尤其是氧原子，而A1、A2、A3、A4、A5、A6中之其餘者各為直接鍵，其中A7、A8、A9、A10、A11、A12中至少二者，較佳為正好二者各為氧或硫原子，尤其是氧原子，而A7、A8、A9、A10、A11、A12中之其餘者各為直接鍵，其中A13、A14、A15、A16、A17、A18中至少二者，較佳為正好二者各為氧或硫原子，尤其是氧原子，而A13、A14、A15、A16、A17、A18中之其餘者各為直接鍵，且其中在R1、R2、R3、R4基團中彼此為鄰位的至少兩個基團及/或在R19、R20、R21、R22、R23基團中彼此為鄰位之至少兩個基團及/或在R31、R32、R33、R34、R35基團中彼此為鄰位之至少兩個基團亦可各藉由至少一個(雜)芳環或脂族基環橋接，該(雜)芳環或脂族基環隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素、烷基之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團，且其中在A1=直接鍵之情況下的R1基團、在A2=直接鍵之情況下的R2基團、在A3=直接鍵之情況下的R3基團、在A4=直接鍵之情況下的R4基團、在A12=直接鍵之情況下的R19基團、在A8=直接鍵之情況下的R20基團、在A9=直接鍵之情況下的R21基團、在A10=直接鍵之情況下的R22基團、在A11=直接鍵之情況下的R23基團、在A14=直接鍵之情況下的R31基團、在A15=
直接鍵之情況下的R32基團、在A16=直接鍵之情況下的R33基團、在A17=直接鍵之情況下的R34基團、在A18=直接鍵之情況下的R35基團、以及R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30基團亦可各選自由下列所組成之群組：硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-COOR36、-C(=O)NHR37、-NR38R39，其中R36、R37、R38、R39各自獨立地選自由下列所組成之群組：氫、(雜)芳基、脂族基(其隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團)，且其中R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30基團亦可獨立地為式-O-R40之基團，其中R40為脂族基(其隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團)，其中，在A5=O或S之情況中的B1、在A6=O或S之情況中的B2、在A7=O或S之情況中的B3、在A13=O或S之情況中的B4獨立地選自由下列所組成之群組：直接鍵，&-(X1)p1-[C=X2]p2-(X3)p3-B5-(Y2)q2-[C=Y1]q1-&&,&-(Y3)q3-(C=Y4)-&&,
且其中在A5=直接鍵之情況中的B1、在A6=直接鍵之情況中的B2、在A7=直接鍵之情況中的B3、在A13=直接鍵之情況中的B4獨立地選自由下列所組成之群組：&-(X4)p4-[C=X5]p5-(X6)p5-B6-(Y7)q6-[C=Y6]q5-(Y5)q4-&&,&-(Y10)q9-(C=Y9)q8-(Y8)q7-&&,其中p1、p2、p3各為0或1，前提係p1=p3=1與p2=0不同時成立，其中p4、p5、p6各為0或1，前提係p4=p6=1與p5=0不同時成立，其中q1、q2各為0或1，其中，當q1=0，則q2=0,其中q3=0或1，其中q4、q5、q6各為0或1，前提係q4=q6=1與q5=0不同時成立，其中q7、q8、q9各為0或1，前提係q7=q9=1與q8=0不同時成立，以及當q7=1且q8=0，則q9=0，其中X2、X5、Y1、Y4、Y6、Y9獨立地選自由氧、硫所組成之群組，其中X1、X3、X4、X6、Y2、Y3、Y7、Y10獨立地選自由O、S、NH、N-烷基所組成之群組，其中該烷基尤其具有1至10個碳原子，其中Y5、Y8是選自NH、N-烷基，其中該烷基尤其具有1至10個碳原子，
其中B5、B6獨立地選自由下列所組成之群組：二價(雜)芳基、二價脂族基，其隨意地經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代及隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之基團，且尤其是B5、B6各自獨立地為隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚之基團的二價脂族基。
且其中「&&」就B1而言表示指向A5之鍵，就B2而言表示指向A6之鍵，且就B3而言表示指向A7之鍵，且就B4而言表示指向A13之鍵，且其中「&」就B1而言表示指向R5之鍵，就B2而言表示指向R8之鍵，且就B3而言表示指向R24之鍵，且就B4而言表示指向R12或R14或R16或R18之鍵。
如第2點之根據本發明之聚合物尤其可包含n1個化學結構式(I)之相互鍵聯重複單元，其具有前文指定之R1至R18、A1至A6、B1、B2、H1至H4、m1、m2的定義。
如第2點之根據本發明之聚合物或者尤其可包含n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其具有前文指定之R19至R30、A7至A12、B3、H5、H6、m3的定義。
3.在較佳實施態樣中，本發明關於一種聚合物，其包含n1個化學結構式(I)之互相鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其中
其中n1及n2各自獨立地為4且5000，尤其是10且1000之整數，其中m1、m2、m3各自獨立地為0且5000，尤其是0且1000之整數，其中在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係相同或至少部分彼此不同，其中在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係相同或至少部分彼此不同，其中在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係以特定重複單元中以「##」表示之鍵與相鄰重複單元中以「#」表示之鍵結合，且特定重複單元中以「§§」表示之鍵與相鄰重複單元中以「§」表示之鍵結合的方式彼此結合，其中在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係以特定重複單元中以「*」表示之鍵與相鄰重複單元中以
「**」表示之鍵結合的方式彼此結合，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30基團各自獨立地選自由下列所組成之群組：氫、具有1至30個碳原子，尤其是1至8個碳原子之烷基，且其中R22為具有1至30個碳原子，尤其1至8個碳原子之烷基，且其中R11、R13、R15、R17基團亦可各自獨立地為一般結構式(III)之基團，其中
其中R31、R32、R34、R35基團各自獨立地選自由下列所組成之群組：氫、具有1至30個碳原子，尤其是1至8個碳原子之烷基，且其中R33為具有1至30個碳原子，尤其1至8個碳原子之烷基，且其中R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R24、R25、R26、R27、R28、
R29、R30亦可各選自由下列所組成之群組：硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-O-R40，其中R40為具有1至30個碳原子，尤其是1至8個碳原子之烷基，其中B1、B2、B3、B4獨立地選自由下列所組成之群組：直接鍵，&-(X1)p1-[C=X2]p2-(X3)p3-B5-(Y2)q2-[C=Y1]q1-&&,&-(Y3)q3-(C=Y4)-&&,
尤其是選自由下列所組成之群組：直接鍵，&-(O)p1-[C=O]p2-(O)p3-B5-&&,其中p1、p2、p3各為0或1，前提係p1=p3=1與p2=0不同時成立，其中q1、q2各為0或1，其中，當q1=0，則q2=0，其中q3=0或1，其中X2、Y1、Y4獨立地選自由氧、硫所組成之群組，尤其是X2=Y1=Y4=O，其中X1、X3、Y2、Y3獨立地選自由O、S所組成之群組，尤其是X1=X3=Y2=Y3=O，且其中B5選自由下列所組成之群組：&-伸苯基-CH2-&&、隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚之基團的二價脂族基，尤其是更佳具有1至30個碳原子之伸烷基，且其中「&&」就B1而言表示指向A5=氧之鍵，就
B2而言表示指向A6=氧之鍵，就B3而言表示指向A7=氧之鍵，且就B4而言表示指向A13=氧之鍵，且其中「&」就B1而言表示指向R5之鍵，就B2而言表示指向R8之鍵，且就B3而言表示指向R24之鍵，且就B4而言表示指向R12或R14或R16或R18之鍵。
如第3點之根據本發明之聚合物尤其可包含n1個化學結構式(I)之相互鍵聯重複單元，其具有前文指定之R1至R18、B1、B2、m1、m2的定義。
如第1點之根據本發明之聚合物或者尤其可包含n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其具有前文指定之R19至R30、B3、m3的定義。
4.在更佳實施態樣中，本發明關於一種聚合物，其包含n1個化學結構式(I)之互相鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其中
其中n1及n2各自獨立地為10且1000之整數，
其中m1、m2、m3各自獨立地為0且1000之整數，其中在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係相同或至少部分彼此不同，其中在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係相同或至少部分彼此不同，其中在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係以特定重複單元中以「##」表示之鍵與相鄰重複單元中以「#」表示之鍵結合，且特定重複單元中以「§§」表示之鍵與相鄰重複單元中以「§」表示之鍵結合的方式彼此結合，其中在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係以特定重複單元中以「*」表示之鍵與相鄰重複單元中以「**」表示之鍵結合的方式彼此結合，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30基團各自獨立地選自由下列所組成之群組：氫、具有1至8個碳原子之烷基，且其中R22為具有1至8個碳原子之烷基，且其中R11、R13、R15、R17基團亦可各自獨立地為一般結構式(III)之基團，其中
其中R31、R32、R34、R35基團各自獨立地選自由下列所組成之群組：氫、具有1至8個碳原子之烷基，且其中R33為具有1至8個碳原子之烷基，且其中R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30亦可各選自由下列所組成之群組：硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-O-R40，其中R40為具有1至8個碳原子之烷基，其中B1、B2、B3、B4獨立地選自由下列所組成之群組：直接鍵，&-(O)p1-[C=O]p2-(O)p3-B5-&&，其中p1、p2、p3各為0或1，前提係p1=p3=1與p2=0不同時成立，B5為具有1至30個碳原子之伸烷基；更佳地，p1=1，p2=p3=0且B5為具有1至10個碳原子之伸烷基，且其中「&&」就B1而言表示指向A5=氧之鍵，就B2而言表示指向A6=氧之鍵，就B3而言表示指向A7=
氧之鍵，且就B4而言表示指向A13=氧之鍵，且其中「&」就B1而言表示指向R5之鍵，就B2而言表示指向R8之鍵，且就B3而言表示指向R24之鍵，且就B4而言表示指向R12或R14或R16或R18之鍵。
在如第4點之根據本發明之聚合物尤其可包含n1個化學結構式(I)之相互鍵聯重複單元，其具有為更佳實施態樣所指定的R1至R18、B1、B2、B4、m1、m2之定義。
在如第4點之根據本發明之聚合物或者尤其可包含n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其具有為更佳實施態樣所指定的R19至R30、B3、m3之定義。
又更佳地，在如第4點之根據本發明之聚合物中，R1=R3，R2=R4，R19=R21，R20=R23，R31=R34，R32=R35，尤其另外地，B1、B2、B3、B4各自獨立地選自由下列所組成之群組：直接鍵、亞甲基、伸乙基、伸正丙基，其中「&&」及「&」係如前文所定義。又更佳地，在該情況下，R5至R18以及R24至R30獨立地為具有1至6個碳原子之烷基或H，且R5至R18以及R24至R30較佳各為H。
又更佳地，R1=R3=H，R2=R4=具有1至8個碳原子且尤其是1至6個碳原子之烷基，R19=R21=H，R20=R23=具有1至8個碳原子且尤其是1至6個碳原子之烷基，R31=R34=H，R32=R35=具有1至8個碳原子且尤其是1至6個碳原子之烷基，且B1、B2、B3、B4各自獨立地選自由下列所組成之群組：直接鍵、亞甲基、伸乙
基、伸正丙基，且在該情況下，特別是，B1=B2=B3=B4=亞甲基(其中「&&」及「&」係如前文所定義)。
同時，此外，R5至R18以及R24至R30尤其獨立地為具有1至6個碳原子之烷基或H，且R5至R18以及R24至R30較佳各為H。
更佳的，根據本發明之聚合物為如第4點的化學結構式(I)之一，其中R1=R3=H，R2=R4=第三丁基，B1=B2=亞甲基，R5至R18各為H。
相較於由“Nesvadba等人”及“Weng等人”所述者，根據本發明之聚合物具有類似聚乙二醇之主鏈，其係由結構(I)及(II)中之H1及H6基團反映。已意外地發現，根據本發明之聚合物適用於具有較高放電電壓、較高電容，特別是即使在經歷數次充電/放電循環之後在對應電池組之電容中仍具有意外高之恆定性。
根據本發明之聚合物包含n1個化學結構式(I)之互相鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元。
在此聚合物中，n1及n2各自獨立地為4之整數，尤其是4且5000之整數，較佳為10且1000之整數。
m1、m2、m3獨立地為0之整數，尤其是0且5000，較佳為0且1000。
在此聚合物中，平均莫耳質量(利用粒徑篩析層析術使用聚苯乙烯標準測定；DIN 55672-2：2015-02)尤其為700至2 000 000g/mol，較佳為1000至1 000 000
g/mol，更佳為3000至300 000g/mol。
在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係相同或至少部分彼此不同。在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係相同或至少部分彼此不同。
「至少部分彼此不同」意指至少兩個彼此不同的重複單元。
尤其是在化學結構(I)之情況下，此意謂n1個互連接重複單元中至少二者在A1至A6、R1至R18、B1、B2基團中至少一者及/或m1、m2之值及/或在中心苯環上的A2、A3、A6位置方面不相同。
尤其是在化學結構(II)之情況下，此意謂n2個相互連接重複單元中至少二者在A7至A12、R19至R30、B3基團中至少一者及/或m3之值方面不相同。
同時，在該聚合物內之化學結構式(I)的重複單元係以特定重複單元中以「##」表示之鍵與相鄰重複單元中以「#」表示之鍵結合，且特定重複單元中以「§§」表示之鍵與相鄰重複單元中以「§」表示之鍵結合的方式彼此結合。
同時，在該聚合物內之化學結構式(II)的重複單元係以特定重複單元中以「*」表示之鍵與相鄰重複單元中以「**」表示之鍵結合的方式彼此結合。
存在於化學結構式(I)之以「#」及「§」定義的鍵之根據本發明的聚合物之第一重複單元的端基，及存在於化學結構式(I)之以「#」及「##」定義的鍵之根據本發明聚合
物的第n1個重複單元的端基並無特別限制，且為根據本發明用於製備聚合物之方法中所使用的聚合方法之結果。因此，其可為引發劑或重複單元的末端片段。較佳的，該等端基係選自氫、鹵素、羥基、未經取代脂族基或經-CN、-OH、鹵素取代之脂族基(尤其是未經取代或對應之經取代烷基)、(雜)芳基(其較佳為苯基、苯甲基或α-羥苯甲基)。
存在於化學結構式(II)之以「*」定義的鍵之根據本發明的聚合物之第一重複單元的端基，及存在於化學結構式(II)之以「**」定義的鍵之根據本發明聚合物的第n2個重複單元的端基並無特別限制，且為根據本發明用於製備聚合物之方法中所使用的聚合方法之結果。因此，其可為引發劑或重複單元的末端片段。較佳的，該等端基係選自氫、鹵素、羥基、未經取代脂族基或經-CN、-OH、鹵素取代之脂族基(尤其是未經取代或對應之經取代烷基)、(雜)芳基(其較佳為苯基、苯甲基或α-羥苯甲基)。
在B1之情況下，「&&」表示指向A5之鍵。此為將B1結合至A5的化學鍵。在B1之情況下，「&」表示指向R5之鍵。此為化學結構式(I)中遠離B1的另一化學鍵，即，將B1結合至帶有側基R5的碳原子之化學鍵。
在B2之情況下，「&&」表示指向A6之鍵。此為將B2結合至A6的化學鍵。在B2之情況下，「&」表示指向R8之鍵。此為化學結構式(I)中遠離B2的另一化學鍵，即，以將B2結合至帶有側基R8的碳原子之化學鍵。
在B3之情況下，「&&」表示指向A7之鍵。此為將
B3結合至A7的化學鍵。在B3之情況下，「&」表示指向R24之鍵。此為化學結構式(II)中遠離B3的另一化學鍵，即，將B3結合至帶有側基R24的碳原子之化學鍵。
在B4之情況下，「&&」表示指向A13之鍵。此為將B4結合至A13的化學鍵。在B4之情況下，「&」表示指向R12或R14或R16或R18之鍵。此為化學結構式(III)中遠離B4的另一化學鍵，即，當化學結構式(III)為R11時，該化學鍵將B4結合至側基R12的碳原子，或當化學結構式(III)為R13時，該化學鍵將B4結合至側基R14碳原子，或當化學結構式(III)為R15時，該化學鍵將B4結合至側基R16的碳原子，或當化學結構式(III)為R17時，該化學鍵將B4結合至側基R18的碳原子。
本發明內容中之脂族基為非芳族的非環狀或環狀、飽和或不飽和、未分支或分支的烴基。
脂族基可為單價，即，僅經由其碳原子之一結合至分子的其餘部分。單價烴基尤其是選自下列之烴基：烷基、烯基、炔基及飽和或不飽和環烷基。在雙鍵存在下，不飽和環烷基係稱為「環烯基」，及在三鍵存在下，稱為「環炔基」。
脂族基或者可為二價，即，經由其碳原子之二者結合至分子的其餘部分。二價烴基尤其是選自下列之烴基：伸烷基、伸烯基、伸炔基及飽和或不飽和伸環烷基。在雙鍵存在下，不飽和伸環烷基係稱為「伸環烯基」，及在三鍵存在下，稱為「伸環炔基」。
當在本發明彼等未明確指稱為二價時，應暸解本發明內容中之用語「脂族基」意指單價脂族基。
在本發明內容中，「烷基」為未分支或分支，且為具有一般化學結構式(a)之單價飽和烴基，其中(a)：；碳原子鏈「-CwH2w+1」可為直鏈，在該情況下，基團為未分支烷基。或者，其可具有分支，在該情況下，其為分支烷基。
在該情況下，化學結構式(a)中之w為整數，尤其是在1至30之範圍，較佳在1至18之範圍，更佳在1至12之範圍，又更佳在1至10之範圍，又更佳在1至8之範圍，最佳在1至6之範圍。在具有1至30個碳原子之未分支或分支烷基中的w係選自1至30之範圍。在具有1至18個碳原子之未分支或分支烷基中的w係選自1至18之範圍。在具有1至12個碳原子之未分支或分支烷基中的w係選自1至12之範圍。在具有1至10個碳原子之未分支或分支烷基中的w係選自1至10之範圍。在具有1至8個碳原子之未分支或分支烷基中的w係選自1至8之範圍。在具有1至6個碳原子之未分支或分支烷基中的w係選自1至6之範圍。
在本發明內容中，「具有1至30個碳原子之未分支或分支烷基」尤其選自下列：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、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、正十一基、正十二基、正十三基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、正十九基、正二十基、正二十一基、正二十二基、正二十三基、正二十四基、正二十五基、正二十六基、正二十七基、正二十八基、正二十九基、正三十基。
在本發明內容中，「具有1至18個碳原子之未分支或分支烷基」尤其選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、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、正十一基、正十二基、正十三基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基。
在本發明內容中，「具有1至12個碳原子之未分支或分支烷基」尤其選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、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、正十一基、正十二基。
在本發明內容中，「具有1至10個碳原子之未分支或分支烷基」尤其選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、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。
在本發明內容中，「具有1至8個碳原子之未分支或
分支烷基」尤其選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、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。
在本發明內容中，「具有1至6個碳原子之未分支或分支烷基」尤其選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、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。
根據本發明，具有1至30個碳原子之烷基尤其為具有1至18個碳原子，較佳為1至12個碳原子，更佳為1至10個碳原子，又更佳為1至8個碳原子，及最佳為1
至6個碳原子之烷基。
根據本發明，具有1至6個碳原子之烷基尤其是具有1至4個碳原子之烷基，及更佳係選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基。
在本發明內容中，「烷基」為未分支或分支，且係由烷基藉由以C=C雙鍵置換該烷基中之至少一個CH-CH單鍵獲得。
在本發明內容中，「炔基」為未分支或分支，且各例中係由烷基藉由以C≡C三鍵置換該烷基中之至少一個CH2-CH2單鍵而獲得，或由烯基藉由以C≡C置換烯基中之至少一個CH=CH雙鍵而獲得。
飽和環烷基為至少3個碳原子存在於飽和環中之烷基，且可額外亦包含不存在該環中的其他碳原子。其可經由該等環碳原子之一或經由不在環內的碳原子結合至分子的其餘部分。在本發明內容中，環烷基尤其選自環丙基、環丁基、環丙基甲基、環戊基、環丁基甲基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、環十一基、環十二基、環十三基、環十四基、環十五基。
不飽和環烷基係由飽和環烷基藉由以至少一個C=C雙鍵置換該飽和環烷基中之至少一個CH-CH單鍵(後產生環烯基)及/或以C≡C三鍵置換CH2-CH2單鍵(以產生環炔基)而獲得。
本發明內容中之伸烷基尤其具有1至30個，較佳為1至12個，及更佳為1至6個碳原子，以及在本發明內
容中可為分支或未分支。本發明內容中之「伸烷基」表示二價飽和烴基，其可以一般化學結構(b)描述：(b)：；碳原子鏈「-CxH2x」可為直鏈，在該情況下，基團為未分支伸烷基。或者，其可具有分支，在該情況下，其為分支伸烷基。化學結構(b)中之x為整數。
在具有1至30個碳原子之未分支或分支伸烷基中的x係選自1至30之範圍。
在具有1至12個碳原子之未分支或分支伸烷基中的x係選自1至12之範圍。
在具有1至6個碳原子之未分支或分支伸烷基中的x係選自1至6之範圍。
根據本發明，伸烷基尤其具有1至6個碳原子，較佳為1至4個碳原子，及更佳係選自亞甲基、伸乙基、伸正丙基、伸正丁基。
在本發明內容中，「伸烯基」為未分支或分支，且係由伸烷基藉由以C=C雙鍵置換該伸烷基中之至少一個CH-CH單鍵而獲得。
在本發明內容中，「伸炔基」為未分支或分支，且各例中係伸烷基藉由以C≡C三鍵置換該伸烷基中之至少一個CH2-CH2單鍵而獲得，或伸烯基藉由以C≡C置換該伸烯基中之至少一個CH=CH雙鍵而獲得。
在本發明內容中，飽和伸環烷基為具有至少3個，及尤其是3至30個碳原子且具有至少一個由3至30個碳原
子所構成之飽和環的二價烴基，較佳為化學結構(c)：
其中z'尤其是0至27之整數；其中z"尤其是0至27之整數；其中z'''尤其是1至28之整數；且其中同時z'+z"+z'''28。
在本發明內容中，不飽和伸環烷基係由飽和伸環烷基藉由以C=C雙鍵置換該伸環烷基中之至少一個CH-CH單鍵(以產生伸環烯基)，及/或藉由以C≡C三鍵置換該伸環烷基中之至少一個CH2-CH2單鍵(以產生伸環炔基)而獲得。
在本發明內容中之(雜)芳基為雜芳族或芳基。(雜)芳基可為單價，即，可經由其碳原子中之僅一者鍵結至分子的其餘部分(在芳基之情況)或經由其碳原子或雜原子之一者鍵結至分子的其餘部分(在雜芳基之情況)。
(雜)芳基或者可為二者，即，可經由其碳原子中之二者鍵結至分子的其餘部分(在芳基之情況)或可經由其碳原子之二者或其雜原子之二者或其碳原子之一者與其雜原子之一者鍵結至分子的其餘部分(在雜芳基之情況)。
當在本發明彼等未明確指稱為二價時，應暸解本發明內容中之用語「(雜)芳基」意指單價(雜)芳基。
芳基只具有碳原子及至少一個芳環。芳基尤其是選自芳基、芳烷基、烷芳基。芳基只具有芳環且經由該芳環中
之碳原子結合至分子。芳基較佳為苯基。
烷芳基具有至少一個芳環，該等烷基係經由該等芳環結合至分子的其餘部分，且在該芳環上亦額外帶有烷基。烷芳基較佳為甲苯基。
芳烷基形式上係藉由以芳基或烷芳基置換烷基之烴基而衍生。烷芳基較佳為苯甲基、苯乙基、α-甲基苯甲基。
雜芳基尤其是選自雜芳基、雜芳烷基、烷基雜芳基。其係在芳環內額外具有至少一個雜原子(尤其是選自氮、氧、硫所組成之群組的雜原子)之芳基，或者在雜芳烷基或烷基雜芳基之情況下，或者或另外在該芳環外具有至少一個雜原子(尤其是選自氮、氧、硫所組成之群組的雜原子)之芳基。
較佳之雜(芳族)基係選自由下列所組成之群組：具有以上確認之化學結構式(III)的環、唑、咪唑、吡咯、吡唑、三唑、四唑、噻吩、呋喃、噻唑、噻二唑、唑、二唑、吡啶、嘧啶、三、四、噻、苯并呋喃、嘌呤、吲哚、9-蒽基、9-菲基。
本發明內容中之二價(雜)芳基為二價芳基或二價雜芳基。
根據本發明，二價芳基為具有至少6個及較佳為6至30個碳原子之二價烴基，該等碳原子中至少6個碳原子存在於芳族系統中，且其餘碳原子(若存在的話)係經飽和。二價芳基可經由該芳族系統中之碳原子或經飽和碳原子(若存在的話)結合至分子的其餘部分。
較佳的，二價芳基為化學結構(d)：
其中y'為>0之整數，較佳為0至24；其中y"為>0之整數，較佳為0至24；且其中，較佳的，同時y'+y"24。
二價雜芳基為額外具有至少一個雜原子，尤其是至少一個選自由下列所組成之群組的雜原子之二價芳基：氮、氧、硫，其在芳環內或之外，較佳係在芳環內，但尤其是經由碳原子結合至分子的其餘部分。
「隨意地經至少一個選自硝基、-NH2,、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代且隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之脂族基」意指至少一個鍵結至脂族基中之碳原子的氫原子可(但不必然)經選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團置換，及/或在該脂族基中，至少一個CH2基結合至兩個sp3混成的碳原子，較佳為結合至兩個-CH2-基，更佳係結合至兩個-CH2CH2-基，可(但不必然)經氧原子(該情況下，存在醚基)、硫原子(該情況下，存在硫醚基)、NH或N-烷基(該情況下，存在胺基醚基)、-C(=O)-基(該情況下，存在羰基)、-C(=O)-O-基(該情況下，存在羧酸酯基)、-C(=O)-NH-或-C(=O)-N(烷基)-基(該情況下，存在羧醯胺基)、-SO2-O-基(該情況下，存在磺酸酯)、-OPO2-O-基(該情況下，存在磷酸酯)置換。
「隨意地經至少一個選自硝基、-NH2,、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團取代且隨意地具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯基、羧醯胺基、磺酸酯基、磷酸酯之脂族基」意指至少一個鍵結至二價脂族基中之碳原子的氫原子可(但不必然)經選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素之基團置換，及/或在該脂族基中，至少一個CH2基結合至兩個sp3混成的碳原子，較佳為結合至兩個-CH2-基，更佳係結合至兩個-CH2CH2-基，可(但不必然)經氧原子(該情況下，存在醚基)、硫原子(該情況下，存在硫醚基)、NH或N-烷基(該情況下，存在胺基醚基)、-C(=O)-基(該情況下，存在羰基)、-C(=O)-O-基(該情況下，存在羧酸酯基)、-C(=O)NH-或-C(=O)-N(烷基)-基(該情況下，存在羧醯胺基)、-SO2-O-基(該情況下，存在磺酸酯)、-OPO2-O-基(該情況下，存在磷酸酯)置換。
根據本發明之聚合物可以簡單且不複雜方式並且從容易獲得之起始材料製備。視所使用之聚合類型而定，一些單體可以非常低成本從市售起始材料並以僅一個合成階段製備而不需要層析分離方法，此提供優於技術文獻中已知之製備方法的明顯進展。聚合不需要其他單體，及該聚合不需要任何高成本金屬觸媒；而是可使用簡單聚合方法作為製造方法。同時，可以非常高產率獲得具有高莫耳質量的聚合物。引入低莫耳質量之可聚合基團使單體能保持低莫耳質量並最大化二次電荷貯存裝置的理論電容(其與莫耳質量成反比)。此外，該等聚合物中之氧化還原活性基
團未彼此連結；因此，電荷貯存裝置具有平坦充電/放電平線區。該等材料與先前技術不同之處係在一些情況下可以非常低成本從市售起始材料並以僅一個合成階段簡單合成，而不需要層析分離方法。此外，根據本發明之聚合物的高氧化還原電位使得電池電壓及能量密度高於已知的系統，並能容許更高放電電壓。
根據本發明之聚合物可為同元聚合物或共聚物。同元聚合物為只從一種單體合成之聚合物。共聚物為從二或多種單體合成之聚合物。若該合成中使用二或多種單體，根據本發明，聚合物之重複單元的單體可以隨機分布、呈嵌段或交錯方式存在於該聚合物中。根據本發明之聚合物可以直鏈形式(如結構(II)中)或以交聯形式(如結構(I))中存在。
本發明之聚合物可藉由如熟習本領域之人士已知的陰離子或陽離子聚合下述結構(I)'或(II)'之化合物及隨意地亦使用下述結構(III)'之化合物來合成。在以下反應式之結構(I)'或(II)'中，R1'至R10'以及R19'至R30'、B1'至B3'、A1'至A12'、H1'至H3'基團各如前文R1至R10以及R19至R30、B1至B3、A1至A12以及H1至H3所定義。H4'係如H1所定義。
此處，結構(I)之聚合物可藉由陰離子或陽離子聚合獲得，其中只使用結構(I)'之單體，如此所獲得之結構(I)的聚合物為其中m1=m2=0的同元聚合物。
此處，結構(I)之聚合物可藉由使用結構(I)'及(II)'之單體的陰離子或陽離子聚合獲得，如此所獲得之結構(I)的聚合物為其中上述結構(I)中之m1、m2 0且R11、R13、R15或R17基團在各例中獨立地為上述一般結構(III)之基團的共聚物。
此處，結構(I)之聚合物可藉由使用結構(I)'及(III)'之單體的陰離子或陽離子聚合獲得，如此所獲得之結構(I)的聚合物為其中上述結構(I)中之m1、m2 0且R11、R13、R15、R17基團不可為一般結構(III)之基團的共聚物。
此處，結構(I)之聚合物可藉由使用結構(I)'、(II)'及(III)'之單體的陰離子或陽離子聚合獲得，如此所獲得之結構(I)的聚合物為其中上述結構(I)中之m1、m2 0且R11、R13、R15、R17基團可各自獨立地亦為上述一般結構(III)之基團的共聚物。
此處，結構(II)之聚合物可藉由陰離子或陽離子聚合獲得，其中只使用結構(II)'之單體，如此所獲得之結構(II)的聚合物為其中m3=0的同元聚合物。
此處，結構(II)之聚合物可藉由陰離子或陽離子聚合獲得，其中使用結構(II)'及(III)'之單體，如此所獲得之結構(II)的聚合物為其中m3 0的共聚物。
對熟習本領域之人士而言，結構(I)'及(II)'之化合物可經由已知方法取得，例如藉如以下反應式(合成反應式1)所概述之由二羥基苯或二(羥甲基)苯與表氯醇反應獲得。
所顯示實例係基於上述結構(I)'之基礎，但對應地應用於上述結構(II)'之化合物的合成。RA、RB、RC、RD對應於來自結構(I)'之A1'-R1'、A2'-R2'、A3'-R3'、A4'-R4'。
根據化學結構(I)及(II)之本發明聚合物可藉由熟習本
領域之人士熟知的聚合方法從代表性單體(I)'、(II)'及(III)'合成，該等聚合方法係諸如陽離子聚合(類似於聚乙二醇及其衍生物之合成的已知方法)或陰離子聚合。較佳的，陽離子聚合與聚乙二醇及其衍生物之合成的已知方法類似。
陽離子聚合較佳係以下述方式進行：在-30至150℃之溫度範圍內，較有利係在40至120℃之溫度範圍內，於溶劑中且反應時間為0.1至100小時，使用觸媒，例如路易斯酸或質子酸，較佳為硫酸、硝酸、過氯酸、三氟化硼乙醚錯合物(boran trifluoroetherate)、三氯化鋁、四氯化錫、二乙鋅/水或四氯化鈦。關於所使用溶劑並無限制。較佳者為有機溶劑，例如N,N'-二甲基甲醯胺、N,N'-二甲基乙醯胺、二甲亞碸、N-吡咯啶酮、二氯甲烷、四氫呋喃、1,4-二噁烷、1,2-二氯乙烷、甲苯、二甲苯、氯苯、鄰二氯苯。
陰離子聚合較佳以下述方法合成：在-78至150℃之溫度範圍，較有利係在-50至50℃之溫度範圍，於溶劑中且反應時間為0.1至100小時，使用觸媒，例如路易斯鹼或鹼，較佳為胺化金屬(諸如胺化鈉及Li2C2H5)、烷氧化物(諸如甲氧化物或乙氧化物)、氫氧化物(諸如氫氧化鈉或氫氧化鉀)、氰化物、膦、胺或有機金屬化合物，例如正丁基鋰或溴化乙烯基鎂。關於所使用溶劑並無限制。較佳者為有機溶劑，例如四氫呋喃、1,4-二噁烷、二乙醚、第三丁基甲基醚、甲苯、二甲苯、氯苯、或鄰二氯苯。
已發現有利的是，為了改善電池組的性質，諸如電容恆定性等，於傳導性添加劑存在下進行陰離子或陽離子聚合，該等傳導性添加劑係例如下文所述之碳材料(包括碳黑，例如「SuperP®」)，如於A.Vlad、J.Rolland、G.Hauffman、B.Ernould、J.-F.Gohy，ChemSusChem 2015,8,1692-1696中針對其他聚合物所述。
根據本發明之聚合物尤其適於作為電荷貯存裝置中的氧化還原活性材料，較佳係用於電能之貯存，更佳係作為正極元件。
更佳的，該氧化還原活性材料呈用於電荷貯存裝置(尤其是二次電池組)之電極元件的至少部分表面塗層之形式。電極元件包含至少一表層及一基板。
用於電能之貯存的氧化還原活性材料為例如藉由接收及釋放電子而可貯存電荷並再次釋放電荷的材料。該材料可用作例如電荷貯存裝置中之活性電極材料。此種用於電能之貯存的電荷貯存裝置尤其選自由下列所組成之群組：二次電池組(亦稱為「蓄電池」)、氧化還原液流電池組、超電容器，較佳為二次電池組。
較佳的，電荷貯存裝置為二次電池組。二次電池組包含藉由分隔件彼此分開負極及正極以及環繞該等電極及該分隔件的電解質。
該分隔件為多孔層，其可滲透離子並能平衡電荷。分隔件的工作係將正極與負極分開並使得能經由離子置換而平衡電荷。二次電池組中所使用之分隔件尤其是多孔材
料，較佳為由聚合化合物(例如聚烯烴、聚醯胺或聚酯)所組成的膜。此外，可使用從多孔陶瓷材料所製成的分隔件。
電解質的主要工作係確保離子傳導性，此為電荷平衡所需。二次電池組之電解質可為具有高離子傳導性之液體或寡聚或聚合化合物(「凝膠電解質」或「固態電解質」)。然而，較佳為寡聚或聚合化合物。
若電解質為液態，其尤其係由一或多種溶劑與一或多種傳導性鹽構成。
電解質之溶劑較佳係獨立地包含一或多種具有高沸點且具有高離子傳導性但低黏度之溶劑，例如乙腈、二甲亞碸、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁內酯、四氫呋喃、二噁烷、1,2-二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、乙酸乙酯、1,3-二噁烷或水。
電解質中式(Me+)a(Anf-)b之傳導性鹽係由式Me+的陽離子及式Anf-的陰離子所組成，其中e及f為取決於M及An之電荷的整數；而a及b為表示該傳導性鹽之莫耳組成的整數。
上述傳導性鹽中所使用之陽離子為正電荷離子，較佳為第一及第二主族之金屬，例如鋰、鈉、鉀或鎂，但亦可為過渡族之其他金屬，諸如鋅；以及有機陽離子，例如四級銨化合物，諸如四烷基銨化合物。較佳之陽離子為鋰。
所述傳導性鹽中所使用之陰離子較佳為無機陰離子，諸如六氟磷酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、六氟砷酸根、六氟銻酸根、四氟鋁酸根、四氟碘酸根、過氯酸鹽、雙(草酸)硼酸根、四氯鋁酸根、四氯五倍子酸根，但亦可為有機陰離子，例如N(CF3SO2)2 -、CF3SO3 -、烷氧離子，例如第三丁氧離子或異丙離子，但亦可為鹵離子，諸如氟離子、氯離子、溴離子及碘離子。較佳之陰離子為過氯酸根ClO4 -。
因而，較佳之傳導性鹽為LiClO4。
若使用離子液體，其可用作電解質之溶劑、作為傳導性鹽、或者作為完整電解質。
在氧化還原活性材料呈用於電荷貯存裝置(尤其是二次電池組)之電極元件的至少部分表面塗層之形式的實施態樣中，電極元件具有在基板表面上的至少部分層。該層尤其包含含有根據本發明之聚合物作為電荷貯存的氧化還原活性材料及尤其是至少亦含有傳導性添加劑以及尤其是亦含有至少一種黏合劑添加劑。
該組成物(組成物的表達方式為「複合物」)施加於基板上可能是藉由熟習本領域之人士已知的方法進行。更特別的是，根據本發明之聚合物係借助於電極漿體施加於基板上。
電極元件之基板尤其是選自傳導性材料，較佳為金屬、碳材料、氧化物物質。
較佳之金屬係選自鉑、金、鐵、銅、鋁或該等金屬的
組合。較佳之碳材料係選自玻璃碳、石墨膜、石墨烯、碳薄片。較佳之氧化物物質係例如選自由下列所組成之群組：銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銻鋅氧化物(AZO)、氟錫氧化物(FTO)或銻錫氧化物(ATO)。
電極元件之表層包含至少根據本發明之聚合物作為電荷貯存的氧化還原活性材料及尤其是傳導性添加劑以及黏合劑添加劑。
傳導性添加劑尤其是至少一種導電性材料，較佳係選自由下列所組成之群組：碳材料、尤其是導電聚合物、及尤其是碳材料。碳材料尤其是選自由下列所組成之群組：碳纖維、奈米碳管、石墨、碳黑、石墨烯，更佳為碳纖維。導電聚合物尤其是選自由下列所組成之群組：聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-伸乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(=PEDOT：PSS)、聚并苯(polyarcene)。
黏合劑添加劑尤其是具有黏合劑性質之材料，較佳為選自由下列所組成之群組的聚合物：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、聚碸、纖維素衍生物、聚胺甲酸酯。
根據本發明之聚合物尤其以電極漿體施加於電極元件的基板。
該電極漿體為溶液或懸浮液，且包含根據本發明之聚合物及尤其是上述傳導性添加劑及上述黏合劑添加劑。
電極漿體較佳包含溶劑及包含用於電能之貯存的氧化
還原活性材料的其他成分(尤其是根據本發明之聚合物),及較佳亦包含傳導性添加劑及黏合劑添加劑。
在其他成分中，較佳的，用於電能之貯存的氧化還原活性材料的其他成分(尤其是根據本發明之聚合物)之比例為5至100重量%，傳導性添加劑之比例為0至80重量%，較佳為5至80重量%，黏合劑添加劑之比例為0至10重量%，較佳為1至10重量%，其中總和為100重量%。
用於電極漿體之溶劑獨立地為一或多種溶劑，較佳為具有高沸點之溶劑，更佳為選自由下列所組成之群組：N-甲基-2-吡咯啶酮、水、二甲亞碸、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、γ-丁內酯、四氫呋喃、二噁烷、環丁碸、N,N'-二甲基甲醯胺、N,N'-二甲基乙醯胺。上述電極漿體中用於電能之貯存的氧化還原活性材料(尤其是根據本發明之聚合物)之濃度較佳係介於0.1與10mg/ml，更佳係介於0.5與5mg/ml。
若使用作為氧化還原活性材料之本發明的聚合物作為電荷貯存裝置之正極元件，用於負極之電荷貯存的氧化還原活性材料為在低於本發明聚合物之電化學電位下展現出氧化還原反應的材料。較佳係選自由下列所組成之群組的材料：碳材料，尤其是選自由下列所組成之群組：石墨、石墨烯、碳黑、碳纖維、碳奈米纖維；金屬或合金，尤其是選自由下列所組成之群組：鋰、鈉、鎂、鋰-鋁、Li-Si、Li-Sn、Li-Ti、Si、SiO、SiO2、Si-SiO2錯合物、Zn、
Sn、SnO、SnO2、PbO、PbO2、GeO、GeO2、WO2、MoO2、Fe2O3、Nb2O5、TiO2、Li4Ti5O12及Li2Ti3O7；及有機氧化還原活性材料。有機氧化還原活性材料之實例為具有安定有機基團之化合物、具有有機硫單元之化合物、具有醌結構之化合物、具有二酮系統結構之化合物、共軛羧酸及其鹽、具有酞醯亞胺或萘二甲醯亞胺結構之化合物、具有雙硫鍵之化合物及具有菲結構之化合物及其衍生物。若上述氧化還原活性寡聚或聚合化合物用於負極，該化合物亦可為複合物，即，由該寡聚或聚合化合物、傳導性添加劑及黏合劑添加劑以任何比率組成的組成物。該情況中之傳導性添加劑亦尤其是至少一種導電性材料，較佳係選自由下列所組成之群組：碳材料、尤其是導電聚合物、及尤其是碳材料。碳材料尤其是選自由下列所組成之群組：碳纖維、奈米碳管、石墨、碳黑、石墨烯，更佳為碳纖維。導電聚合物尤其是選自由下列所組成之群組：聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-伸乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT：PSS)、聚并苯(polyarcene)。該情況中之黏合劑添加劑亦尤其是具有黏合劑性質之材料，較佳為選自由下列所組成之群組的聚合物：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、聚碸、纖維素衍生物、聚胺甲酸酯。
如上述，該複合物可經由已知成膜方法借助於電極漿體以層的形式存在於基板上。
圖1顯示2(於CH2Cl2中1毫莫耳，0.1M TBAPF6)在使用不同掃描速率(以mV/s-1記錄)之循環伏安圖。x軸表示電位V，y軸為以mA計之電流。
圖2指示在1或10或50次充電/放電循環(充電速率=1C，即，在60分鐘內完全充電；章節4.1)之後的所測量電壓V(y軸)與用3所製造之根據本發明的電極之電容(x軸)。該圖中之塗黑方塊表示充電循環，空白方塊表示放電循環。
圖3指示在1或10或50次充電-放電循環(充電速率=1C，即，在60分鐘內完全充電；章節4.2)之後的所測量電壓V(y軸)與用13所製造之非根據本發明的電極之電容(x軸)。該圖中之塗黑方塊表示充電循環，空白方塊表示放電循環。
下文待以製備之工作實例及圖式中所顯示之用途詳細說明本發明，但不局限於此。
AIBN-偶氮雙(異丁腈)；C-碳粒子；DMAP-二甲胺基吡啶；DMF-二甲基甲醯胺；NEt3-三乙胺；ov-隔夜；TBAClO4-過氯酸四丁銨；TBAPF6-六氟磷酸四丁銨；THF-四氫呋喃；Tol.-甲苯。
1H及13C NMR光譜係使用Bruker AC 300(300MHz)光譜儀在298K下記錄。就循環伏安法及恆電流試驗而言，可使用Biologic VMP 3恆電位自調器。在Agilent 1200系列系統(除氣器：PSS；泵：G1310A；自動取樣器：G1329A；烘箱：Techlab；DAD偵測器：G1315D；RI偵測器：G1362A；洗提液：DMAc+0.21% LiCl，1ml/min；溫度：40℃；柱：PSS GRAM保護裝置/1000/30Å)上進行粒徑篩析層析術。
2.1 I1：2,2'-(((2,5-二-第三丁基-1,4-伸苯基)雙(氧))雙(亞甲基))雙(環氧乙烷)2之合成及聚合
將2,5-二-第三丁基氫醌1(2.22g，10mmol)於THF中之0.5M溶液滴加於NaH(1g，25mmol，於礦油中之60%分散液)於10ml之THF中的以冰冷卻懸浮液，並且在添加結束時，在室溫再攪拌該混合物1小時。隨後，添加5mol%之碘化四甲銨(185mg，0.5mmol)及表氯醇(4.69ml，60mmol)，並在40℃攪拌該反應混合物16小時。以水中止該反應並以二乙醚萃取。使用MgSO4乾燥有機相；在減壓下移除溶劑。將殘留物懸浮於戊烷中，在室溫攪拌2小時，然後過濾之。獲得2.84g(8.5mmol，89%)呈白色固體形式之2。
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)：δ 6.74(s,2H)，4.13(m,2H)，3.90(m,2H)，3.31(m,2H)，2.84(m,2H)，2.70(m,2H)，1.30(s,18H)。
圖1顯示於CH2Cl2中(1毫莫耳2，0.1M TBAClO4)在使用不同掃描速率之循環伏安圖。
在氬氣氛下將2,2'-(((2,5-二-第三丁基-1,4-伸苯基)雙(氧))雙(亞甲基))雙(環氧乙烷)2(22.07g，66mmol)溶解於66ml之乾燥二氯甲烷。隨後，添加1mol%之水(11.9mg，0.66mmol)及3mol%之BF3乙醚錯合物(etherate)
(281mg，1.98mmol)。藉由機械式攪拌器攪拌該反應混合物16小時，並將所獲得的凝膠直接轉移至Soxhlet裝置。於其中以乙腈及二乙醚萃取，然後乾燥之。此產生18.2g(82.5%)呈白色粉末形式之3。
2.1.3 2,2'-(((2,5-二-第三丁基-1,4-伸苯基)雙(氧))雙(亞甲基))雙(環氧乙烷)2與環氧乙烷共聚合以產生4
將2,2'-(((2,5-二-第三丁基-1,4-伸苯基)雙(氧))雙(亞甲基))雙(環氧乙烷)2(1.14g，3.4mmol)溶解於50ml之乾燥THF中，轉移至Büchi PicoClave Reaktor並冷卻至-20℃。隨後，加入環氧乙烷(3g，0.0681mmol)及二苯基甲烷化鉀(potassium diphenylmethanide)(206mg，1mmol)。在4小時內將該反應混合物從-20℃加熱至45℃，並保持在該溫度12小時。將所獲得之凝膠直接轉移至Soxhlet裝置。於其中以乙腈及四氫呋喃萃取，然後乾燥之。此產生4.0g(93%)呈白色粉末形式之4。
將2,2'-(((2,5-二-第三丁基-1,4-伸苯基)雙(氧))雙(亞甲基))雙(環氧乙烷)2(40mg，0.12mmol)及80mg之Super P®惰性化並以5ml之二氯甲烷分散。隨後，添加5mol%之BF3乙醚錯合物(0.9mg，6μmol)。攪拌該反應混合物16小時，並將所獲得的凝膠直接轉移至Soxhlet裝置。於其中以乙腈及二乙醚及二氯甲烷萃取，然後乾燥
之。此產生112mg呈黑色粉末形式之聚合產物。
元素分析：C 90.96%，H 2.85%；對應於該複合物中約31%聚合物。
將2,5-二-第三丁基-4-甲氧苯酚5(2.36g，10mmol)於THF中之0.5M溶液滴加於NaH(600mg，15mmol，於礦油中之60%分散液)於8ml之THF中的以冰冷卻的懸浮液中，並且在添加結束時，在室溫再攪拌該混合物1小時。隨後，添加5mol%之碘化四甲銨(185mg，0.5mmol)及表氯醇(1.59ml，20mmol)，並在40℃攪拌該反應混合物16小時。以水中止該反應並以二乙醚萃取。使用
MgSO4乾燥有機相；在減壓下移除溶劑。將殘留物懸浮於戊烷中，在室溫攪拌2小時，然後過濾之。獲得2.40g(8.2mmol，82%)呈白色固體形式之6。
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)：δ 6.70(s,1H)，6.65(s,1H)，4.13(m,1H)，3.90(m,1H)，3.68(s,3H)，3.31(m,1H)，2.84(m,1H)，2.70(m,1H)，1.26(s,18H)。
在氬氣氛下將2-((2,5-二-第三丁基-4-甲氧基苯氧基)甲基)環氧乙烷6(877mg，3mmol)及2,2'-(((2,5-二-第三丁基-1,4-伸苯基)雙(氧))雙(亞甲基))雙(環氧乙烷)2(167mg，0.5mmol)溶解於3.5ml之乾燥二氯甲烷中。隨後，添加3mol%之BF3乙醚錯合物(15mg，0.11mmol)，並在室溫攪拌該混合物14小時。將所獲得之凝膠直接轉移至Soxhlet裝置。於其中以乙腈及二乙醚萃取，然後乾燥之。此產生835mg(80%)呈白色粉末形式之7。
將對甲苯磺酸水合物(1.37g，7.2mmol)及二氫哌喃(9.8ml，107.9mmol)，攪拌加入至於CH2Cl2中之1-溴-3-羥基丙烷9(10g，72mmol)的0.5M溶液中，並在室溫下攪拌該混合物16小時。以水萃取該反應混合物。使用MgSO4乾燥有機相，在減壓下移除溶劑，並藉由真空蒸餾純化殘留物。獲得12.2g(54.7mmol，76%)呈無色油之10。
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)：δ 4.52(s,1H)，3.78(m,2H)，3.46(m,4H)，2.05(m,2H)，1.68(m,2H)，1.46(m,4H)。
於1(1g，4.5mmol)於THF中之0.9M溶液中滴加
NaH(450mg，11.2mmol，於礦油中之60%分散液)於10mL之THF中的以冰冷卻的懸浮液，並且在添加結束時，在室溫下再攪拌該混合物2小時。隨後，添加10(5.02g，22.5mmol)並在50℃攪拌該反應混合物24小時。以水中止該反應並以二氯甲烷萃取。使用MgSO4乾燥有機相，並在減壓下移除溶劑。無進一步純化，將殘餘物置於50ml之甲醇中，並添加20ml之2M HCl。在保護基脫離之後(藉由TLC監測)，以二氯甲烷萃取產物並在MgSO4上乾燥，並在減壓下移除溶劑。殘留物係藉由管柱層析術(矽膠，己烷/乙酸乙酯，1：1)純化。獲得853mg(2.5mmol，56%)呈白色固體之11。
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)：δ 6.85(s,2H)，4.10(t,4H)，3.92(t,4H)，2.09(m,4H)，1.37(s,18H)。
將11(505mg，1.5mmol)及DMAP(18mg，0.15mmol)惰性化。於冷卻時添加10ml之乾燥THF、三乙胺(820μl，5.9mmol)及甲基丙烯醯氯(570μl，5.9mmol)，並在室溫下攪拌該混合物16小時。以水中止該反應並以二氯甲烷萃取。使用MgSO4乾燥有機相，並在減壓下移除溶劑。殘留物係藉由管柱層析術(矽膠，己烷/乙酸乙酯，4：1)純化。獲得565mg(1.2mmol，80.6%)呈白色固體之12。
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)：δ 6.83(s,2H)，6.12(s,2H)，5.56(s,2H)，4.39(t,4H)，4.07(t,4H)，2.21(m,4H)，1.95(s,6H)，1.37(s,18H)。
將單體12(40mg，0.08mmol)、AIBN(0.7mg，0.004mmol)及80mg之SuperP®(碳粒子，得自Sigma Aldrich)惰性化。隨後，添加2.5ml之乾燥甲苯，並在80℃攪拌該反應54小時。該複合物係在甲醇中沉澱及清洗。此產生105mg呈黑色固體形式之13。
元素分析：C 92.06%，H 2.38%；對應於該複合物中約27%聚合物。
3.2.1 3-(2,5-二-第三丁基-4-甲氧基苯氧基)丙-1-醇14之合成
將5(2g，8.5mmol)於THF中之0.8M溶液滴加至
NaH(507mg，12.7mmol，於礦油中之60%分散液)於10mL之THF中的以冰冷卻的懸浮液中，並且在添加結束時，在室溫下再攪拌該混合物2小時。隨後，添加10(5.66g，25.4mmol)並在50℃攪拌該反應混合物48小時。以水中止該反應並以二氯甲烷萃取。使用MgSO4乾燥有機相，並在減壓下移除溶劑。將殘留物置於50ml之甲醇中，並添加20ml之2M HCl。在保護基脫離之後，以二氯甲烷萃取產物並在MgSO4上乾燥，並在減壓下移除溶劑。殘留物係藉由凝膠過濾(矽膠，己烷/乙酸乙酯，4：1)純化。獲得1.62g(5.5mmol，65%)呈白色固體之14。
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)：δ 6.84(2H)，4.11(t,2H)，3.92(t,2H)，3.81(s,3H)，2.09(m,2H)，1.37(18H)。
將14(500mg，1.7mmol)及DMAP(20.8mg，0.17mmol)惰性化。於冷卻時添加10ml之乾燥THF、三乙胺(940μl，6.8mmol)及甲基丙烯醯氯(660μl，6.8mmol)，並在室溫下攪拌該混合物16小時。以水中止該反應並以二氯甲烷萃取。使用MgSO4乾燥有機相，並在減壓下移除溶劑。殘留物係藉由管柱層析術(矽膠，己烷/乙酸乙酯，4：1)純化。獲得545mg(1.5mmol，88.5%)呈白色固體之15。
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)：δ 6.83(2H)，6.12(s,1H)，5.56(s,1H)，4.39(t,2H)，4.07(t,2H)，3.80(s,3H)，2.21(m,2H)，1.95(s,3H)，1.36(18H)。
將15(100mg，0.275mmol)於乾燥甲苯及AIBN(1.72mg，0.13mmol)中之0.5M溶液以氬除氣90分鐘。經除氣之混合物係在80℃下攪拌16小時。該聚合物係在甲醇中沉澱。此產生65mg(0.18mmol，64.5%)呈白色固體之16。
在研缽中處理3(如章節2.1.4所製備)以產生細微粉末。然後將1ml之NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)添加至90mg之3及10mg之聚(偏二氟乙烯)(PVDF；Sigma Aldrich，作為黏合劑添加劑)，並在研缽中混合該混合物5分鐘直到形成均勻糊劑。使用刮刀法或藉助於塗棒將該糊劑施加至鋁箔(15μm，MIT Corporation)，並在減壓下於45℃乾燥該電極16小時。在電極上之活性材料的比例係基於乾燥電極之質量測定。鈕扣電池(2032型)係在氬氣氛下製造。藉助於MIT Corporation Precision Disc Cutter(直徑15mm)沖擊出適用之電極。將用作陰極之電
極定位在該鈕扣電池的基座，並藉助於多孔聚丙烯膜(Celgard，MIT Corporation)與鋰陽極分開。隨後將不鏽鋼片(stainless steel weight)(直徑：15.5mm，厚度：0.3mm，MIT Corporation)及不鏽鋼彈簧(直徑：14.5mm，厚度：5mm)定位在該鋰陽極上。在以電動壓縮機(MIT Corporation MSK-100D)密封之前，對該鈕扣電池填充電解質(EC，DMC 3/7，0.5M LiClO4)並以蓋覆蓋。
該電池組顯示在4.1V之充電平線區及在4.0V之放電平線區。在第一放電循環中，該電池組顯示電容為58mAh/g(理論可能電容的71%)；在50次充電/放電循環之後，該電池組顯示的電容為53mAh/g(圖2)。
4.2 製造包含13之電極(對照實例)
在研缽中處理13(如章節3.1.4所製備)以產生細微粉末。然後將1ml之NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)添加至90mg之13及10mg之聚(偏二氟乙烯)(PVDF；Sigma Aldrich，作為黏合劑添加劑)，並在研缽中混合該混合物5分鐘直到形成均勻糊劑。使用刮刀法藉助於塗棒將該糊劑施加至鋁箔(15μm，MIT Corporation)，並在減壓下於45℃乾燥該電極16小時。在電極上之活性材料的比例係基於乾燥電極之質量測定。鈕扣電池(2032型)係在氬氣氛下製造。藉助於MIT Corporation Precision Disc Cutter(直徑15mm)沖擊出適用之電極。將用作陰極之電極定位在該鈕扣電池的基座，並藉助於多孔聚丙烯膜(Celgard，
MIT Corporation)與鋰陽極分開。隨後將不鏽鋼片(stainless steel weight)(直徑：15.5mm，厚度：0.3mm，MIT Corporation)及不鏽鋼彈簧(直徑：14.5mm，厚度：5mm)定位在該鋰陽極上。在以電動壓縮機(MIT Corporation MSK-100D)密封之前，對該鈕扣電池填充電解質(EC，DMC 3/7，0.5M LiClO4)並以蓋覆蓋。
在第一放電循環中，該電池組顯示電容為45mAh/g(理論可能電容的80%)；在50次充電/放電循環之後，該電池組顯示的電容為29mAh/g(圖3)。
比較圖2與圖3精楚看出，本發明之聚合物電極相較於先前技術中所獲得者兼具較高放電電壓及放電電容，因此具有高出許多的比能。此效果在數個充電/放電循環中觀察到。此外，根據本發明之聚合物展現在經歷數個充電及放電循環之後展現較小的電容下降，且可以資源密集度低許多的方式製造。
Claims (10)
- 一種聚合物，其包含n1個化學結構式(I)之互相鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其中
- 如申請專利範圍第1項之聚合物，其包含n1個化學結構式(I)之相互鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其中
- 如申請專利範圍第2項之聚合物，其包含n1個化學結構式(I)之相互鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其中
- 如申請專利範圍第3項之聚合物，其包含n1個化學結構式(I)之相互鍵聯重複單元或n2個化學結構式(II)之相互鍵聯重複單元，其中
- 如申請專利範圍第4項之聚合物，其中R1=R3，R2=R4，R19=R21，R20=R23，R31=R34，R32=R35。
- 如申請專利範圍第5項之聚合物，其中R1=R3=H，R2=R4=具有1至8個碳原子之烷基，R19=R21=H，R20=R23=具有1至8個碳原子之烷基，R31=R34=H，R32=R35=具有1至8個碳原子之烷基，且B1、B2、B3、B4各自獨立地選自由下列所組成之群組：直接鍵、亞甲基、伸乙基、伸正丙基、&-B5-CH2-&&，其中B5=1,4-伸苯基。
- 如申請專利範圍第6項之聚合物，其中R1=R3=H，R2=R4=具有1至6個碳原子之烷基，R19=R21=H，R20=R23=具有1至6個碳原子之烷基，R31=R34=H，R32=R35=具有1至6個碳原子之烷基。
- 如申請專利範圍第7項之聚合物，，其中R1=R3=H，R2=R4=第三丁基，R19=R21=H，R20=R23=第三丁基，R31=R34=H，R32=R35=第三丁基。
- 一種如申請專利範圍第1至8項中任一項之聚合物的用途，其係用作為電荷貯存裝置之氧化還原活性電極材料。
- 一種如申請專利範圍第1至8項中任一項之聚合物的用途，其係用於電荷貯存裝置之電極漿體。
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