TW201823279A - 含有噻嗯之聚合物作為電荷儲存裝置之用途 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於含有噻嗯之聚合物作為電荷儲存裝置(尤其是二次電池)之氧化還原活性電極材料(例如作為電極漿料)的用途。此外，其亦係關於包含該聚合物之電極材料，以及關於包含該聚合物之電極及電荷儲存裝置。
Description
本發明係關於含有噻嗯之聚合物作為電荷儲存裝置(尤其是二次電池)之氧化還原活性電極材料(例如作為電極漿料)的用途。此外，其亦係關於包含該聚合物之電極材料，以及關於包含該聚合物之電極及電荷儲存裝置。
有機電池係使用有機氧化還原活性化合物作為儲存電荷之活性電極材料的電化學電池。這些二次電池值得注意的是其優秀的性質，例如快速充電性、長使用壽命、低重量、高撓性及易加工性。已知有許多不同的有機聚合物結構作為電荷儲存之活性電極材料。例如，下列出版物描述包含有機氮氧自由基(nitroxide radicals)之聚合物作為電荷儲存之活性單元：WO 2012/133202 A1、WO 2012/133204 A1、WO 2012/120929 A1、WO 2012/153866 A1、WO 2012/153865 A1、JP 2012-221574 A、JP 2012-221575 A、 JP 2012-219109 A、JP 2012-079639 A、WO 2012/029556 A1、WO 2012/153865 A1、JP 2011-252106 A、JP 2011-074317 A、JP 2011-165433 A、WO 2011/034117 A1、WO 2010/140512 A1、WO 2010/104002 A1、JP 2010-238403 A、JP 2010-163551 A、JP 2010-114042 A、WO 2010/002002 A1、WO 2009/038125 A1、JP 2009-298873 A、WO 2004/077593 A1、WO 2009/145225 A1、JP 2009-238612 A、JP 2009-230951 A、JP 2009-205918 A、JP 2008-234909 A、JP 2008-218326 A、WO 2008/099557 A1、WO 2007/141913 A1、US 2002/0041995 A1、EP 1 128 453 A2、A.Vlad、J.Rolland、G.Hauffman、B.Ernould、J.F.Gohy，ChemSusChem 2015，8，1692-1696。US 2002/0041995 A1及JP 2002-117852 A描述了具有有機苯氧基基團或加爾萬氧基(galvinoxyl)基團之聚合化合物的例子。
其他已知的電荷儲存之活性單元為具有醌之聚合化合物(JP 2009-217992 A、WO 2013/099567 A1、WO 2011/068217 A1)、具有二酮之聚合化合物(JP 2010-212152 A)、以及具有二氰基二亞胺之聚合化合物(JP 2012-190545 A、JP 2010-55923 A)。其他出版物描述二烷氧基苯衍生物作為Li離子電池之"氧化還原梭(redox-shuttle)"添加劑的用途(WO 2011/149970 A2)，以及包含二烷氧基苯之聚合物作為電荷儲存裝置的用途(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)。
此外，另存在一類包含噻嗯單元之聚合物的物質。其等已描述於各種技術領域，例如作為氣體儲存之網狀物及具有高折射率的材料。對應的出版物/專利為，例如：P.C.Bizzarri、C.Dellacasa，Mol.Cryst.Liq.Cryst. 1985，118，245-248；L.C.Dunn、W.T.Ford、N.Hilal、P.S.Vijayakumar、H.A.Pohl，J.Polym.Sci.Pol.Phys. 1984，22，2243-2260；T.Yamamoto、T.Okuda，J.Electroanal.Chem. 1999，460，242-244；Y.Suzuki、K.Murakami、S.Ando、T.Higashihara、M.Ueda，J.Mater.Chem. 2011，21，15727-15731；WO 2009/106198 A1、DE 19733882 A1、JP 2012-177057 A、DE 3520102 A1、JP 2012-177057 A、DE 19532574 A1、DE 19733882 C2、WO 2012/172177 A1。大部分在先前技藝中描述的含有噻嗯之聚合物，噻嗯結構是在主鏈中。其他出版物描述了在側鏈中帶有噻嗯單元之聚合物。大部分的這些出版物係討論這些聚合物的高折射率(EP 0 320 954 A2、WO 2012/172177 A1、US 2011/0183263 A1、H.Hopff、H.Gutenberg，Makromolekul.Chem. 1963，60，129-138)。
非聚合的噻嗯衍生物亦已經用作為鋰離子電池之添加劑以防止鋰離子電池的過量充電(US 5,858,573 A、WO 2010/096404 A2、EP 0 825 663 A2、S.A.Odom、S.Ergun、P.P.Poudel、S.R.Parkin，Energ.Environ.Sci. 2014，7，760-767)或是增加其熱穩定性(JP 2001-307738 A)。此外，噻嗯基團已用作為電荷儲存之非聚合的化合物(US 2002/0041995 A1)。
M.E.Speer、M.Kolek、J.J.Jassoy、J.Heine、M.Winter、P.M.Bieker、B.Esser，Chem.Commun. 2015，51，15261-15264(在下文中縮寫為"Speer等人")的出版物描述在側鏈中具有噻嗯單元及在主鏈中具有降莰烯基單元之聚合物，並且發現在電工作記憶體中作為活性材料的用途。這些含有噻嗯之聚合物特徵在於比其他有機陰極材料高的氧化還原電位，因為其容許較高的電壓，例如與氮氧化物系電池相比。
然而，已觀察到Speer等人所描述的含有噻嗯之聚合物具有低循環穩定性和低容量。此自動導致低比能。
因此，本發明所解決的問題為提供具有比先前技藝中所描述的含有噻嗯之聚合物更高的容量和更高的循環穩定性的聚合物。現已開發出解決前述問題的含有噻嗯之聚合物。
1.1)因此，在第一方面，本發明係關於聚合物P作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料的用途，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-NO2、-CN、-鹵素、-COOR8、-C(=O)NHR9、-NR10R11、-OR12、-SR13、-OP(=O)(O-(Mz+)1/z)2、-OP(=O)(OR14)O-(Mz+)1/z、-OP(=O)(OR15)(OR16)、-S(O)2O-(Mz+)1/z、-S(O)2OR17、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、 R16、R17各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，Mz+係選自由金屬陽離子、有機陽離子所組成之群組，較佳係選自由下列所組成之群組：鹼金屬陽離子、鹼土金屬陽離子、過渡金屬陽離子、四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，z表示Mz+之正電荷的數目，其中，在該R1、R2、R3基團中至少二個彼此在鄰位的基團及/或在該R4、R5、R6、R7基團中至少二個彼此在鄰位的基團各自亦可由至少一個經取代或未經取代之(雜)芳香族環或由經取代或未經取代之脂族環橋聯，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族環中，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和 q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-、-NH-、-N烷基-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
1.2)在第一方面的特定具體態樣中，本發明係關於聚合物P作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料的用途，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、-C(=O)NHR9、-NR10R11、-OR12、-SR13、-OP(=O)(O-(Mz+)1/z)2、-OP(=O)(OR14)O-(Mz+)1/z、-OP(=O)(OR15)(OR16)、-S(O)2O-(Mz+)1/z、-S(O)2OR17、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜) 芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，Mz+係選自由下列所組成之群組：鹼金屬陽離子，該鹼金屬陽離子較佳係選自由Li+、Na+、K+所組成之群組、鹼土金屬陽離子，該鹼土金屬陽離子較佳係選自由Mg2+、Ca2+所組成之群組、過渡金屬陽離子，該過渡金屬陽離子較佳係選自由鐵陽離子、鋅陽離子、汞陽離子、鎳陽離子、鎘陽離子所組成之群組、或四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，該四烷基銨陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子中之烷基較佳為各自獨立地具有1至30個碳原子，其中，z表示Mz+之正電荷的數目，其中，在該R1、R2、R3基團中至少二個彼此在鄰位的基團及/或在該R4、R5、R6、R7基團中至少二個彼此在鄰位的基團各自亦可由至少一個經取代或未經取代之(雜)芳香族環或由經取代或未經取代之脂族環橋聯，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族環中，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和 q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-、-NH-、-N烷基-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
1.3)在第一方面的較佳具體態樣中，本發明係關於聚合物P作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料的用途，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、-C(=O)NHR9、-NR10R11、-OR12、-SR13、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、-OP(=O)(O-(Mz+)1/z)2、-OP(=O)(OR24)O-(Mz+)1/z、-OP(=O)(OR25)(OR26)、-S(O)2O-(Mz+)1/z、-S(O)2OR27、經取代或未經取代之(雜) 芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R18、R22、R23、R24、R25、R26、R27各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，Mz+係選自由下列所組成之群組：Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cd2+、Hg+、Hg2+、Ni2+、Ni3+、Ni4+、四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，該四烷基銨陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子中之烷基各自獨立地具有1至10個碳原子，其中，z表示Mz+之正電荷的數目，其中，在該R1、R2、R3基團中至少二個彼此在鄰位的基團及/或在該R4、R5、R6、R7基團中至少二個彼此在鄰位的基團各自亦可由至少一個經取代或未經取代之(雜)芳香族環或由經取代或未經取代之脂族環橋聯，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族環中，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵， 其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
1.4)在第一方面的更佳具體態樣中，本發明係關於聚合物P作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料的用途，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、-OR12、-SR13、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、-OP(=O)(O-(Mz+)1/z)2、-OP(=O)(OR24)O-(Mz+)1/z、-OP(=O)(OR25)(OR26)、-S(O)2O-(Mz+)1/z、-S(O)2OR27、經取代或未經取代之具有 較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，R8、R12、R13、R18、R22、R23、R24、R25、R26、R27各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，Mz+係選自由下列所組成之群組：Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cd2+、Hg+、Hg2+、Ni2+、Ni3+、Ni4+，其中，在Li+、Na+、K+、Hg+各自的情況下，z=1，其中，在Mg2+、Ca2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Ni2+、Fe2+各自的情況下，z=2，其中，在Fe3+、Ni3+的情況下，z=3，其中，在Ni4+的情況下，z=4，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用， 其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團，較佳為伸苯基或甲伸苯基、或二價的經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之伸烷基或伸烯基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之伸烷基或伸烯基基團中，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
1.5)在第一方面的甚至更佳之具體態樣中，本發明係關於聚合物P作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料的用途，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，R8、R18、R22、R23各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之具有尤其是1至10個碳原子之烷基基團，較佳的是，經取代或未經取代之具有更佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用， 其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B係選自由下列所組成之群組：伸苯基、甲伸苯基、二價的經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之伸烷基或伸烯基基團，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
1.6)在第一方面還要甚至更佳之具體態樣中，本發明係關於聚合物P作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料的用途，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、未經取代或經選自烷基、烯基、炔基之基團取代的苯基基團、以及經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，R8、R18、R22、R23各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之具有尤其是1至10個碳原子之烷基基團，較佳的是，經取代或未經取代之具有更佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和 q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B係選自由下列所組成之群組：伸苯基、甲伸苯基、二價的經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之伸烷基或伸烯基基團，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
1.7)在第一方面甚至進一步較佳之具體態樣中，本發明係關於聚合物P作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料的用途，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RE、RF基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、具有較佳為1至6個碳原子之烷基，其中，RD、RG基團係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、具有較佳為1至6個碳原子之烷基基團、-COOR8、未經取代或經選自烷基(較佳具有1至10個碳原子)、烯基(較佳具有2至10個碳原子)之基團取代的苯基基團、以及-CN，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、具有較佳為1至6個碳原子之烷基基團， 其中，R8、R18、R22、R23各自係獨立地選自氫、具有較佳為1至6個碳原子之烷基基團，較佳的是，具有更佳為1至6個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，Y1、Y2各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B係選自由下列所組成之群組：伸苯基、甲伸苯基、具有1至6個碳原子之伸烷基基團、具有較佳為1至6個碳原子之伸烯基基團，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
1.8)在第一方面的最佳具體態樣中，本發明係關於聚合物P作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料的用途，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RE、RF基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl；較佳的是，RA=RB=RC=RE=RF=氫，其中，RD、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl、苯基基團、經至少一個、較佳為正好一個乙烯基取代之苯基基團；較佳的是，RD、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl、苯基基團；甚至更佳的是，RD=RG=氫，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl、-OR22、-SR23、具有1至6個碳原子之烷基基團；較佳的是， R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=氫，其中，R22、R23基團各自係獨立地選自具有1至6個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：直接鍵、&-O-CH=CH-&&、&-CH=CH-O-&&、&-O-CH2-CH=CH-&&、&-CH=CH-CH2-O-&&、伸苯基、&-CH2-伸苯基-&&、&-伸苯基-CH2-&&、具有1至6個碳原子之伸烷基；較佳的是，X=直接鍵，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
甚至更佳的是，在前述本發明之第一方面的具體態樣中，R1是在R2的間位，及連接到X的鍵是在R2的鄰位。
在本發明的第一方面中，與Speer等人所描述的那些相對比，根據本發明之聚合物具有衍生自聚乙烯的骨架。已令人驚訝地發現，根據本發明之聚合物係適合用於電池中，其導致甚至是在經過進一步充電/放電循環之後的相應電池之較高的容量(亦稱為"循環穩定性")。
在本發明的第一方面中，根據本發明之聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元。
在本上下文中，n為4之整數，尤其是4且5000之整數，較佳為10且1000之整數，甚至更佳為20且1000，甚至更佳為50且1000，甚至還更佳為100且1000。
在本上下文中，m為0之整數，尤其是0且5000之整數，較佳為0且1000之整數；尤其較佳為m=0。
在本上下文中，在本發明之第一方面中該聚合物P之平均莫耳質量(藉由粒徑排阻層析法使用聚苯乙烯標準物測定；DIN 55672-2：2015-02)尤其是700至2 000 000g/mol，較佳為1000至1 000 000g/mol，更佳為3000至300 000g/mol，甚至更佳為35 500g/mol。
在本發明之第一方面中，該聚合物中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同。
在本發明之上下文中，"彼此至少部分不同"意指聚合物P中至少二個化學結構(I)之重複單元係彼此不同；更特別的是，此意指該n個互相連接的化學結構(I)之重複單元中的至少二個，在RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、X基團中之至少一者上及/或在噻嗯環上R1之位置上及/或在m之數值上是不同的。
同時，該聚合物中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接。
在本發明中，於化學結構(I)中，R1基團和X基團各自係經由一個鍵連接到噻嗯基團，各自的鍵係顯示成伸入噻嗯基團。此意指包含下列二個關於化學結構(I)的選項：
(i)在化學結構(I)中之R1是在R2的間位，以及連接到X的鍵是在R2的鄰位。
(i)在化學結構(I)中之R1是在R2的鄰位，以及連接到X的鍵是在R2的間位。
在此選項(i)是更佳的選項。
根據本發明之聚合物的第一個重複單元的端基(這些係出現於化學結構(I)中在由"*"所界定的鍵)及根據本發明之聚合物的第n個重複單元的端基(這些係出現於化學結構(I)中在由"**"所界定的鍵)並沒有特別限制，並且更特別地，為製備根據本發明所使用之聚合物的方法中所用的聚合方法的結果。因此，其等可為引發劑或重複單元的終端片段(termination fragments)。較佳而言，這些端基係選自氫、鹵素、羥基、未經取代之脂族基團或經-CN、-OH、鹵素取代之脂族基團(其尤其可以是未經取代或對應的經取代之烷基)、(雜)芳香族基團，其較佳為苯基基團、苄基基團或α-羥苄基。
在X的情況下，"&&"表示從X連到噻嗯環的鍵，而"&"表示將X連接到RA的鍵。
在本發明之上下文中，"-鹵素"表示-F、-Cl、-Br、-I，較佳為-F、-Cl。
"單烷基咪唑鎓陽離子"尤其是表示1-單烷基咪唑鎓陽離子，即在咪唑鎓環的一個氮原子上帶有烷基的咪唑鎓陽離子。
"二烷基咪唑鎓陽離子"尤其是表示1,3-二烷基 咪唑鎓陽離子，即在咪唑鎓環的二個氮原子上各自帶有一個烷基的咪唑鎓陽離子。
在本發明之上下文中，脂族基團為非環狀或環狀、飽和或不飽和、未分支或分支的非芳香族烴基。
脂族基團可為單價或二價。若其為單價，此意指其僅經由一個它的碳原子連接到分子的其餘部分。單價烴基基團尤其是選自烷基、烯基、炔基以及飽和或不飽和環烷基的烴基。在雙鍵存在下，不飽和環烷基係稱為"環烯基"，而在三鍵存在下，稱為"環炔基"。
二價脂族基團是經由出自相同或二個不同碳原子的二個鍵被連接到分子的其餘部分。二價烴基基團尤其是選自伸烷基、伸烯基、伸炔基、以及飽和或不飽和伸環烷基的烴基。在雙鍵存在下，不飽和伸環烷基係稱為"伸環烯基"，而在三鍵存在下，稱為"伸環炔基"。
當其在本發明中未被明確地提及為二價時，在本發明上下文中之術語"脂族基團"應被理解為意指單價脂族基團。
在本發明之上下文中，"烷基"為未分支或分支，且為具有一般化學結構(a)之單價飽和烴基基團
該碳原子鏈"-CwH2w+1"可為直鏈，在此情況下該基團為未分支烷基。或者，它可具有分支，在此情況下其為分支烷基。
在此情況下，化學結構(a)中之w為整數，尤其是在1至30的範圍、較佳為1至18的範圍、更佳為1至12的範圍、甚至更佳為1至10的範圍、還甚至更佳為1至8的範圍、最佳為1至6的範圍內。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的範圍。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的範圍。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的範圍。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的範圍。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的範圍。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的範圍。
在本發明之上下文中，"具有1至30個碳原子之未分支或分支烷基"尤其是選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、異丁基、三級丁基、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。
在本發明之上下文中，"具有1至18個碳原子之未分支或分支烷基"尤其是選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、異丁基、三級丁基、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。
在本發明之上下文中，"具有1至12個碳原子之未分支或分支烷基"尤其是選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、異丁基、三級丁基、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。
在本發明之上下文中，"具有1至10個碳原子之未分支或分支烷基"尤其是選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、異丁基、三級丁基、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。
在本發明之上下文中，"具有1至8個碳原子之未分支或分支烷基"尤其是選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、異丁基、三級丁基、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。
在本發明之上下文中，"具有1至6個碳原子之未分支或分支烷基"尤其是選自由下列所組成之群組：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、異丁基、三級丁基、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是具有1至18個、較佳為1至12個、更佳為1至10個、甚至更佳為1至8個、且最佳為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，且甚至更佳係選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基。
在本發明之上下文中，"烯基"為未分支或分支，並且是由烷基藉由將烷基中至少一個CH-CH單鍵以C=C雙鍵置換而獲得。根據本發明，烯基尤其具有2至10個碳原子，較佳為2至6個、更佳為2至4個、甚至更佳為2個(在此情況下，其為乙烯基)或3個(在此情況下，其較佳為丙烯基)，且最佳的是乙烯基。
在本發明之上下文中，"炔基"為未分支或分支，並且是由烷基藉由將烷基中至少一個CH2-CH2單鍵以C≡C三鍵置換而獲得，或是由烯基藉由將烯基中至少一個CH=CH雙鍵以C≡C三鍵置換而獲得。根據本發明，炔基尤其具有2至10個碳原子，較佳為2至6個、更佳為2至4個、甚至更佳為2個(在此情況下，其為乙炔基)或3個，且最佳的是乙炔基。
飽和環烷基為飽和環內至少存在有3個碳原子之烷基基團，並且另外亦可包含不存在於該環內的其他的碳原子。其可經由這些環碳原子中的一個或是經由不在該環內的碳原子連接到分子的其餘部分。在本發明之上下文中，環烷基尤其是選自環丙基、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。
不飽和環烷基是由飽和環烷基藉由將飽和環烷基中至少一個CH-CH單鍵以至少一個C=C雙鍵置換(以產生環烯基)及/或將CH2-CH2單鍵以C≡C三鍵置換(以產生環炔基)而獲得。
在本發明上下文中之伸烷基尤其具有1至30個、較佳為1至12個、且更佳為1至6個碳原子，並且在本發明之上下文中可為分支或未分支。在本發明上下文中之"伸烷基"表示二價飽和烴基基團，其可由一般化學結構(b)描述
該碳原子鏈"-CxH2x"可為直鏈，在此情況下該基團為未分支伸烷基。或者，它可具有分支，在此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的範圍。
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的範圍。
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的範圍。
根據本發明，伸烷基尤其具有1至6個碳原子，且較佳為1至4個碳原子，且更佳係選自亞甲基、伸乙基、伸正丙基、伸正丁基。
在本發明之上下文中，"伸烯基"為未分支或分支，並且是由伸烷基藉由將伸烷基中至少一個CH-CH單鍵以C=C雙鍵置換而獲得。
在本發明之上下文中，"伸炔基"為未分支或分支，並且是由烷基藉由將伸烷基中至少一個CH2-CH2單鍵用C≡C三鍵置換，或是由伸烯基藉由將伸烯基中之至少一個CH=CH雙鍵以C≡C三鍵置換而獲得。
在本發明之上下文中，飽和伸環烷基為具有至少3個且尤其是3至30個碳原子，並且具有至少一個由3至30個碳原子構成之飽和環的二價飽和烴基，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。
在本發明之上下文中，不飽和伸環烷基是由飽和伸環烷基藉由將伸環烷基中至少一個CH-CH單鍵以C=C雙鍵置換(以產生伸環烯基)，及/或將伸環烷基中至少一個CH2-CH2單鍵用C≡C三鍵置換(以產生伸環炔基)而獲得。
在本發明上下文中之"經取代之脂族基團"尤其是意指，在所討論的脂族基團中，與所討論的基團中的碳原子鍵結之氫原子被選自下列的基團置換：芳香族、雜芳香族、-NO2、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NRIRII、-NRIIIRIV、-C(=O)ORV，較佳為-NO2、-CN、-F、-Cl、-Br、-I，甚至更佳為-F、-Cl、-Br、-I，其中，RI、RII、RIII、RIV、RV係選自H、烷基、鹵烷基、芳香族、雜芳香族。
在本發明上下文中之(雜)芳香族基團為雜芳香族或芳香族基團。(雜)芳香族基團可為單價，即可僅經由一個它的碳原子(在芳香族基團的情況下)，或是經由一個它的碳原子或雜原子(在雜芳香族基團的情況下)鍵結到分子的其餘部分。
或者，(雜)芳香族基團可為二價，即可經由二個它的碳原子(在芳香族基團的情況下)鍵結到分子的其餘部分，或可經由二個它的碳原子、二個它的雜原子、或一個它的碳原子和一個它的雜原子(在雜芳香族基團的情況下)鍵結到分子的其餘部分。
當其在本發明中未被明確地提及為二價時，在本發明上下文中之術語"(雜)芳香族基團"應被理解為意指單價(雜)芳香族基團。
芳香族基團僅具有碳原子及至少一個芳香族環。芳香族基團尤其是選自芳基基團、芳烷基基團、烷芳基基團。芳基基團僅具有芳香族環且係經由芳香族環的碳原子連接到分子。芳基基團較佳為苯基。
烷芳基基團具有至少一個芳香族環，經由該芳香族環將其連接到分子的其餘部分，並且另外在該芳香族環上還帶有烷基基團。烷芳基基團較佳為甲苯基。
芳烷基基團形式上是藉由將烷基之烴基基團以芳基或烷芳基置換而衍生。烷芳基基團較佳為苄基、苯乙基、α-甲苄基。
雜芳香族基團尤其是選自雜芳基基團、雜芳烷基基團、烷基雜芳基基團。雜芳香族基團係在芳香族環內(或者，在雜芳烷基基團或烷基雜芳基基團的情況下，替代地或另外地在芳香族環外)另外具有至少一個雜原子(尤其是選自由氮、氧、硫所組成之群組之雜原子)的芳香族基團。
較佳之(雜)芳香族基團係選自由下列所組成之群組：上文所標識出之化學結構(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。
在本發明上下文中之二價(雜)芳香族基團係二價芳香族基團或二價雜芳香族基團，較佳為二價芳香族基團。
根據本發明，二價芳香族基團為具有至少6個且較佳為6至30個碳原子之二價烴基，其中之至少6個碳原子係存在於芳香族系統中，而其他碳原子，如果存在的話，是飽和的。二價芳香族基團可經由芳香族系統的碳原子或飽和碳原子(如果存在的話)連接到分子的其餘部分。
較佳的是，二價芳香族基團為化學結構(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，較佳同時y'+y"24。
二價雜芳香族基團係在芳香族環內或外(較佳是在芳香族環內)另外具有至少一個雜原子(尤其是至少一個選自由氮、氧、硫所組成之群組之雜原子)的二價芳香族基團，但尤其是經由碳原子連接到分子的其餘部分。
"經取代或未經取代之(雜)芳香族基團"尤其是 表示未經取代之(雜)芳香族基團，且較佳為未經取代之芳香族基團。
在本發明上下文中之"經取代之(雜)芳香族基團"尤其是意指，在所討論的(雜)芳香族基團中，與所討論的基團中的碳原子鍵結之氫原子被選自下列的基團置換：烷基、烯基、炔基、鹵烷基、-NO2、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NRIRII、-NRIIIRV，較佳為-NO2、-CN、-F、-Cl、具有1至10個碳原子之烷基、具有2至10個碳原子之烯基，其中，RI、RII、RIII、RV係選自H、具有較佳為1至10個碳原子之烷基、具有2至10個碳原子之烯基、具有較佳為1至10個碳原子之鹵烷基、芳香族、雜芳香族。
"其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團(或環)中"意指：
在二硫化物的情況下，-S-S-基團係存在於該脂族基團(或環)中至少在介於該脂族基團的二個sp3-混成碳原子之間，較佳在介於該脂族基團的二個-CH2-基之間，甚至更佳在介於該脂族基團的二個-CH2CH2-基之間。
在醚的情況下，-O-基係存在於該脂族基團(或環)中至少在介於該脂族基團的二個sp3-混成碳原子之間，較佳在介於該脂族基團的二個-CH2-基之間，甚至更佳在介於該脂族基團的二個-CH2CH2-基之間。
在硫醚的情況下，-S-基係存在於該脂族基團(或環)中至少在介於該脂族基團的二個sp3-混成碳原子之間，較佳 在介於該脂族基團的二個-CH2-基之間，甚至更佳在介於該脂族基團的二個-CH2CH2-基之間。
在胺基醚的情況下，-NR'-基(其中R'=H)或具有1至10個碳原子之烷基係存在於該脂族基團(或環)中至少在介於該脂族基團的二個sp3-混成碳原子之間，較佳在介於該脂族基團的二個-CH2-基之間，甚至更佳在介於該脂族基團的二個-CH2CH2-基之間。
在羰基的情況下，-C(=O)-基係存在於該脂族基團(或環)中至少在介於該脂族基團的二個sp3-混成碳原子之間，較佳在介於該脂族基團的二個-CH2-基之間，甚至更佳在介於該脂族基團的二個-CH2CH2-基之間。
在羧酸酯的情況下，-C(=O)-O-基係存在於該脂族基團(或環)中至少在介於該脂族基團的二個sp3-混成碳原子之間，較佳在介於該脂族基團的二個-CH2-基之間，甚至更佳在介於該脂族基團的二個-CH2CH2-基之間。
在磺酸酯的情況下，-S(O)2O-基係存在於該脂族基團(或環)中至少在介於該脂族基團的二個sp3-混成碳原子之間，較佳在介於該脂族基團的二個-CH2-基之間，甚至更佳在介於該脂族基團的二個-CH2CH2-基之間。
在磷酸酯的情況下，選自-OP(=O)(O-(Wd+)1/z)-O-、-OP(=O)(OR")-O-的基團係存在於該脂族基團(或環)中至少在介於該脂族基團的二個sp3-混成碳原子之間，較佳在介於該脂族基團的二個-CH2-基之間，甚至更佳在介於該脂族基團的二個-CH2CH2-基之間。
在此情況下，Wd+係選自由下列所組成之群組：鹼金屬陽離子，該鹼金屬陽離子較佳係選自由Li+、Na+、K+所組成之群組、鹼土金屬陽離子，該鹼土金屬陽離子較佳係選自由Mg2+、Ca2+所組成之群組、過渡金屬陽離子，該過渡金屬陽離子較佳係選自由鐵陽離子、鋅陽離子、汞陽離子、鎳陽離子、鎘陽離子所組成之群組、以及四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，該四烷基銨陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子中之烷基較佳為各自獨立地具有1至30個碳原子。此外，d表示Wd+之正電荷的數目。
較佳而言，Wd+係選自由下列所組成之群組：Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cd2+、Hg+、Hg2+、Ni2+、Ni3+、Ni4+，其中，在Li+、Na+、K+、Hg+各自的情況下，d=1，其中，在Mg2+、Ca2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Ni2+、Fe2+各自的情況下，d=2，其中，在Fe3+、Ni3+的情況下，d=3，其中，在Ni4+的情況下，d=4。
根據本發明之聚合物可藉由熟習此項技藝者所熟知的先前技藝方法來製備。依據所使用的聚合類型，一些單體可以在無需層析分離法的僅一個合成階段中由商業上可以很低成本獲得的起始材料製備，其提供優於技術文獻中已知之製備方法的明顯的進步。該聚合不需要另外 的單體，且該聚合不需要任何昂貴的金屬觸媒；反而其可能使用簡單的聚合法作為製造方法。同時，其可能以非常高的產率得到具有高莫耳質量的聚合物。導入低莫耳質量之可聚合基團，使得可能保持低的單體莫耳質量並且使二次電荷儲存裝置之理論容量(其與莫耳質量成反比)最大化。此外，這些聚合物中的氧化還原活性基彼此不共軛；因而，該電荷儲存裝置具有平坦的充電/放電平台區。再者，根據本發明之聚合物的高氧化還原電位賦予了高於習知系統中的電池電壓和比能，並且提供較高的放電電壓和較高的循環穩定性。
根據本發明之聚合物可為均聚物或共聚物。均聚物為已僅由一種單體，即較佳為下面所顯示的單體(I)'，合成的聚合物。共聚物為已由二或多種單體合成的聚合物，單體中之至少一者較佳具有下面所顯示的結構(I)'。所使用的其他單體("共單體")可為那些具有一種可聚合基團之單體(例如下面所顯示的結構(II)'之單體)抑或具有二或多種可聚合基團之單體(例如二乙烯基苯、二乙烯基噻嗯)，於是其導致於其中存在有根據本發明之重複單元的進一步交聯的聚合物。然後所得到的聚合物之交聯度可經由共單體之添加量抑或是經由時間延遲(例如因為直到在後期階段聚合才添加共單體)而由熟習此項技藝者已知的方法來控制。若於合成中使用二或多種單體，根據本發明，該聚合物之重複單元的單體可以無規分布、呈嵌段或以交替的形式存在於聚合物中。
因此，根據本發明之聚合物P可，例如，藉由如熟習此項技藝者已知的陰離子、陽離子或自由基聚合以下結構(I)'之化合物及任意地還加上結構(II)'而合成。在結構(I)'和(II)'中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、X基團各自具有上文所給予的定義
結構(I)之聚合物在此可藉由於其中僅使用結構(I)'之單體的陰離子、陽離子或自由基聚合而獲得，以致於所得到的結構(I)之聚合物為均聚物，其中m=0。
結構(I)之聚合物在此可藉由於其中使用結構(I)'和(II)'之單體的陰離子、陽離子或自由基聚合而獲得，以致於所得到的結構(I)之聚合物為共聚物，其中m>0。
合成聚合物P的其他方法係描述於，例如，H.Hopff、H.Gutenberg，Makromolekul.Chem. 1963，60，129-138。
在第一方面，聚合物P係用作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料，較佳係用於電能的儲存，且最佳係作為正電極元件。
更佳的是，該氧化還原活性電極材料採取電 極元件之至少部分表面塗層的形式用於電荷儲存裝置，尤其是二次電池。在此，電極元件包含至少一表面層及一基板。
用於電能之儲存的氧化還原活性電極材料為能例如經由接受及釋放電子而儲存電荷及再將其釋放的材料。此材料可用作為例如電荷儲存裝置中之活性電極材料。此等用於電能之儲存的電荷儲存裝置尤其是選自由下列所組成之群組：二次電池(亦稱為"蓄電池")、氧化還原液流電池、超級電容器，且較佳為二次電池。
較佳的是，該電荷儲存裝置為二次電池。二次電池包含藉由隔板彼此分開的負電極和正電極，以及包圍電極和隔板的電解質。
該隔板為離子可滲透的多孔層並使得能夠平衡電荷。隔板的任務是將正電極和負電極分開並使得能夠通過離子的置換平衡電荷。使用於二次電池中的隔板尤其是多孔材料，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，其可能使用由多孔陶瓷材料製成的隔板。
電解質主要的任務是確保平衡電荷所需要的離子傳導性。二次電池的電解質可為具有高離子傳導性之液體或是寡聚或聚合化合物("凝膠電解質"或"固態電解質")。然而，較佳的是寡聚或聚合化合物。
如果電解質為液體，其尤其是由一或多種溶劑和一或多種導電鹽構成。
電解質之溶劑較佳係獨立地包含一或多種具有高沸點和高離子傳導性但低黏度的溶劑，例如乙腈、二甲亞碸、碳酸伸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁內酯、四氫呋喃、二、1,2-二甲氧甲烷、1,2-二甲氧乙烷、二甘二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、乙酸乙酯、1,3-二或水。
電解質中的導電鹽是由式(Me+)a(Anf-)b中的式Me+之陽離子和式Anf-之陰離子所組成，其中，e和f為取決於M和An之電荷的整數；a和b為表示導電鹽之分子組成的整數。
上述導電鹽中所使用的陽離子為正電離子，較佳為第一及第二主族之金屬，例如鋰、鈉、鉀或鎂，但亦為其他過渡族之金屬，例如鋅，以及有機陽離子，例如四級銨化合物，諸如四烷基銨化合物。
該導電鹽中所使用的陰離子較佳為無機陰離子例如六氟磷酸根、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、四氟銦酸根(tetrafluoroindate)、過氯酸根、雙(草酸)硼酸根(bis(oxalato)borate)、四氯鋁酸根、四氯鎵酸根(tetrachlorogallate)，但亦為有機陰離子，例如N(CF3SO2)2 -、CF3SO3 -、烷氧離子，例如三級丁氧離子或異丙氧離子，但亦為鹵離子，例如氟離子、氯離子、溴離子及碘離子。
若使用離子液體，其可呈電解質之溶劑、呈 導電鹽、抑或呈完整電解質使用。
2.1)在第二方面，本發明因此亦係關於包含導電性添加劑及聚合物P之電極材料，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-NO2、-CN、-鹵素、-COOR8、-C(=O)NHR9、-NR10R11、-OR12、-SR13、-OP(=O)(O-(Mz+)1/z)2、-OP(=O)(OR14)O-(Mz+)1/z、-OP(=O)(OR15)(OR16)、-S(O)2O-(Mz+)1/z、-S(O)2OR17、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少 一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，Mz+係選自由金屬陽離子、有機陽離子所組成之群組，較佳係選自由下列所組成之群組：鹼金屬陽離子、鹼土金屬陽離子、過渡金屬陽離子、四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，z表示Mz+之正電荷的數目，其中，在該R1、R2、R3基團中至少二個彼此在鄰位的基團及/或在該R4、R5、R6、R7基團中至少二個彼此在鄰位的基團各自亦可由至少一個經取代或未經取代之(雜)芳香族環或由經取代或未經取代之脂族環橋聯，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族環中，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、 &-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-、-NH-、-N烷基-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
2.2)在第二方面的特定具體態樣中，本發明係關於包含導電性添加劑及聚合物P之電極材料，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、-C(=O)NHR9、-NR10R11、-OR12、-SR13、-OP(=O)(O-(Mz+)1/z)2、-OP(=O)(OR14)O-(Mz+)1/z、-OP(=O)(OR15)(OR16)、-S(O)2O-(Mz+)1/z、-S(O)2OR17、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜) 芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，Mz+係選自由下列所組成之群組：鹼金屬陽離子，該鹼金屬陽離子較佳係選自由Li+、Na+、K+所組成之群組、鹼土金屬陽離子，該鹼土金屬陽離子較佳係選自由Mg2+、Ca2+所組成之群組、過渡金屬陽離子，該過渡金屬陽離子較佳係選自由鐵陽離子、鋅陽離子、汞陽離子、鎳陽離子、鎘陽離子所組成之群組、或四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，該四烷基銨陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子中之烷基較佳為各自獨立地具有1至30個碳原子，其中，z表示Mz+之正電荷的數目，其中，在該R1、R2、R3基團中至少二個彼此在鄰位的基團及/或在該R4、R5、R6、R7基團中至少二個彼此在鄰位的基團各自亦可由至少一個經取代或未經取代之(雜)芳香族環或由經取代或未經取代之脂族環橋聯，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族環中，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和 q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-、-NH-、-N烷基-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
2.3)在第二方面的較佳具體態樣中，本發明係關於包含導電性添加劑及聚合物P之電極材料，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、-C(=O)NHR9、-NR10R11、-OR12、-SR13、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、-OP(=O)(O-(Mz+)1/z)2、-OP(=O)(OR24)O-(Mz+)1/z、-OP(=O)(OR25)(OR26)、-S(O)2O-(Mz+)1/z、-S(O)2OR27、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之 脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R18、R22、R23、R24、R25、R26、R27各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，Mz+係選自由下列所組成之群組：Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cd2+、Hg+、Hg2+、Ni2+、Ni3+、Ni4+、四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，該四烷基銨陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子中之烷基各自獨立地具有1至10個碳原子，其中，z表示Mz+之正電荷的數目，其中，在該R1、R2、R3基團中至少二個彼此在鄰位的基團及/或在該R4、R5、R6、R7基團中至少二個彼此在鄰位的基團各自亦可由至少一個經取代或未經取代之(雜)芳香族環或由經取代或未經取代之脂族環橋聯，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族環中，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵， 其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
2.4)在第二方面的更佳具體態樣中，本發明係關於包含導電性添加劑及聚合物P之電極材料，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、-OR12、-SR13、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、-OP(=O)(O-(Mz+)1/z)2、-OP(=O)(OR24)O-(Mz+)1/z、-OP(=O)(OR25)(OR26)、-S(O)2O-(Mz+)1/z、-S(O)2OR27、經取代或未經取代之具有 較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，R8、R12、R13、R18、R22、R23、R24、R25、R26、R27各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，Mz+係選自由下列所組成之群組：Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cd2+、Hg+、Hg2+、Ni2+、Ni3+、Ni4+，其中，在Li+、Na+、K+、Hg+各自的情況下，z=1，其中，在Mg2+、Ca2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Ni2+、Fe2+各自的情況下，z=2，其中，在Fe3+、Ni3+的情況下，z=3，其中，在Ni4+的情況下，z=4，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用， 其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團，較佳為伸苯基或甲伸苯基、或二價的經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之伸烷基或伸烯基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之伸烷基或伸烯基基團中，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
2.5)在第二方面的更佳具體態樣中，本發明係關於包含導電性添加劑及聚合物P之電極材料，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數， 其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，R8、R18、R22、R23各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之具有尤其是1至10個碳原子之烷基基團，較佳的是，經取代或未經取代之具有更佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和 q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B係選自由下列所組成之群組：伸苯基、甲伸苯基、二價的經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之伸烷基或伸烯基基團，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
2.6)在第二方面還要更佳的具態樣中，本發明係關於包含導電性添加劑及聚合物P之電極材料，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數， 其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR8、未經取代或經選自烷基、烯基、炔基之基團取代的苯基基團、以及經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，R8、R18、R22、R23各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之具有尤其是1至10個碳原子之烷基基團，較佳的是，經取代或未經取代之具有更佳為1至10個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、&-(X5)p5-(C=Y3)q3-(X6)p6-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用，其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和 q2=0並不同時適用，其中，p5、q3、p6各自為0或1，其條件為p5=p6=1和q3=0並不同時適用，以及當p5=1且q3=0，則p6=0，以及不適用p5=q3=p6=0，其中，Y1、Y2、Y3各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B係選自由下列所組成之群組：伸苯基、甲伸苯基、二價的經取代或未經取代之具有較佳為1至10個碳原子之伸烷基或伸烯基基團，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
2.7)在第二方面還要更佳的具體態樣中，本發明係關於包含導電性添加劑及聚合物P之電極材料，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數， 其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RE、RF基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、具有較佳為1至6個碳原子之烷基，其中，RD、RG基團係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、具有較佳為1至6個碳原子之烷基基團、-COOR8、未經取代或經選自烷基(較佳具有1至10個碳原子)、烯基(較佳具有2至10個碳原子)之基團取代的苯基基團、以及-CN，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR18、-OR22、-SR23、具有較佳為1至6個碳原子之烷基基團，其中，R8、R18、R22、R23各自係獨立地選自氫、具有較佳為1至6個碳原子之烷基基團，較佳的是，具有更佳為1至6個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X1)p1-[C=Y1]q1-(X2)p2-B-(X3)p3-[C=Y2]q2-(X4)p4-&&、直接鍵，其中，p1、q1、p2各自為0或1，其條件為p1=p2=1和q1=0並不同時適用， 其中，p3、q2、p4各自為0或1，其條件為p3=p4=1和q2=0並不同時適用，其中，Y1、Y2各自係獨立地選自O、S，其中，X1、X2、X3、X4各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B係選自由下列所組成之群組：伸苯基、甲伸苯基、具有較佳為1至6個碳原子之伸烷基基團、具有較佳為1至6個碳原子之伸烯基基團，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
2.8)在第二方面的最佳具體態樣中，本發明係關於包含導電性添加劑及聚合物P之電極材料，其中，該聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元
其中，n為4之整數，其中，m為0之整數，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同，其中，該聚合物P中的化學結構(I)之重複單元係以使 得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接，其中，RA、RB、RC、RE、RF基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl；較佳的是，RA=RB=RC=RE=RF=氫，其中，RD、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl、苯基基團、經至少一個、較佳為正好一個乙烯基取代之苯基基團；較佳的是，RD、RG基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl、苯基基團；甚至更佳的是，RD=RG=氫，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl、-OR22、-SR23、具有1至6個碳原子之烷基基團；較佳的是，R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=氫，其中，R22、R23基團各自係獨立地選自具有1至6個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：直接鍵、&-O-CH=CH-&&、&-CH=CH-O-&&、&-O-CH2-CH=CH-&&、&-CH=CH-CH2-O-&&、伸苯基、&-CH2-伸苯基-&&、&-伸苯基-CH2-&&、具有1至6個碳原子之伸烷基；較佳的是，X=直接鍵，其中，"&"表示連到連接至RA的碳原子的鍵，及其中，"&&"表示連到噻嗯環的鍵。
甚至更佳的是，在前述本發明之第二方面的 具體態樣中，R1是在R2的間位，及連接到X的鍵是在R2的鄰位。
在本發明的第二方面中，與Speer等人所描述的那些相對比，根據本發明之聚合物具有衍生自聚乙烯的骨架。已令人驚訝地發現，根據本發明之聚合物係適合用於電池中，其導致甚至是在經過進一步充電/放電循環之後的相應電池之較高的容量(亦稱為"循環穩定性")。
在本發明的第二方面中，根據本發明之聚合物P包含n個互相連接的化學結構(I)之重複單元。
在本上下文中，n為4之整數，尤其是4且5000之整數，較佳為10且1000之整數。
在本上下文中，m為0之整數，尤其是0且5000之整數，較佳為0且1000之整數。
在本上下文中，在本發明之第二方面中該聚合物P之平均莫耳質量(藉由粒徑排阻層析法使用聚苯乙烯標準物測定；DIN 55672-2：2015-02)尤其是700至2 000 000g/mol，較佳為1000至1 000 000g/mol，更佳為3000至300 000g/mol，甚至更佳為35 500g/mol。
在本發明之第二方面中，該聚合物中的化學結構(I)之重複單元是相同的或彼此至少部分不同。
在本發明之上下文中，"彼此至少部分不同"意指聚合物P中至少二個化學結構(I)之重複單元係彼此不同；更特別的是，此意指該n個互相連接的化學結構(I)之重複單元中的至少二個，在RA、RB、RC、RD、RE、RF、 RG、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、X基團中之至少一者上及/或在噻嗯環上R1之位置上及/或在m之數值上是不同的。
同時，該聚合物中的化學結構(I)之重複單元係以使得在特定重複單元中由"*"標識出的鍵連接到在相鄰重複單元中由"**"標識出的鍵的方式彼此連接。
在本發明中，於化學結構(I)中，R1基團和X基團各自係經由一個鍵連接到噻嗯基團，各自的鍵係顯示成伸入噻嗯基團。此意指包含下列二個關於化學結構(I)的選項：
(i)在化學結構(I)中之R1是在R2的間位，以及連接到X的鍵是在R2的鄰位。
(i)在化學結構(I)中之R1是在R2的鄰位，以及連接到X的鍵是在R2的間位。
選項(I)在本發明之第二方面中同樣是更佳的選項。
根據本發明之聚合物的第一個重複單元的端基(這些係出現於化學結構(I)中在由"*"所界定的鍵)及根據本發明之聚合物的第n個重複單元的端基(這些係出現於化學結構(I)中在由"**"所界定的鍵)並沒有特別限制，並且更特別地，為製備根據本發明之聚合物的方法中所使用的聚合方法的結果。因此，其等可為引發劑或重複單元的終端片段。較佳而言，這些端基係選自氫、鹵素、羥基、未經取代之脂族基團或經-CN、-OH、鹵素取代之脂族基團(其尤其可以是未經取代或對應的經取代之烷基)、(雜) 芳香族基團，其較佳為苯基基團、苄基基團或α-羥苄基。
在X的情況下，"&&"表示從X連到噻嗯環的鍵，而"&"表示將X連接到RA的鍵。
電極材料尤其是電荷儲存裝置之電極漿料或電極元件的表面塗層。
該導電性添加劑為至少一種導電材料，尤其是選自由下列所組成之群組：碳材料、導電聚合物、金屬、半金屬、(半)金屬化合物，較佳係選自碳材料、導電聚合物。
導電性添加劑更佳係選自碳材料。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、石墨烯、碳黑、富勒烯。
導電聚合物尤其是選自由下列所組成之群組：聚吡咯類、聚苯胺類、聚伸苯類、聚芘類、聚薁類、聚萘類、聚咔唑類、聚吲哚類、聚吖呯類、聚伸苯硫醚類、聚噻吩類、聚乙炔類、聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(=PEDOT：PSS)、聚并苯類(polyarcenes)、聚-(對伸苯伸乙烯類)。
金屬尤其是選自由下列所組成之群組：鋅、鐵、銅、銀、金、鉻、鎳、錫、銦。
半金屬尤其是選自矽、鍺、鎵、砷、銻、硒、碲、釙。
根據本發明，"(半)金屬化合物"意指金屬和半金屬與彼此或與其他元素之化合物。(半)金屬化合物尤其 是選自鋅、鐵、銅、鉻、鎳、錫、銦之氧化物和硫化物、鍺、鎵之砷化物、或例如銦錫氧化物(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)之物質。
在進一步的較佳具體態樣中，該氧化還原活性電極材料亦包含至少一種黏合劑添加劑。這些為熟習此項技藝者所週知且尤其是具有黏合劑性質的材料，並且較佳為選自由下列所組成之群組的聚合物：聚四氟乙烯、聚二氟亞乙烯、聚六氟丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、聚碸類、纖維素衍生物、聚胺酯類。
本發明亦係關於電極(換言之，"電極元件")，其包含本發明第二方面之本發明的電極材料。
本發明亦係關於電荷儲存裝置，尤其是二次電池，其包含根據本發明之電極。
在氧化還原活性電極材料採取電極元件之至少部分表面塗層的形式用於電荷儲存裝置(尤其是二次電池)的具體態樣中，電極元件在基板表面上具有一至少部分的層。此層尤其包含含下列組份之組成物：根據本發明之聚合物作為電荷儲存之氧化還原活性材料，及尤其至少還有導電性添加劑，及尤其還有至少一種黏合劑添加劑。
此組成物(組成物之另一表示："複合物(composite)")可能以熟習此項技藝者已知的方法施加於基板上。更特別地，藉助於電極漿料將根據本發明之聚合物 施加於基板上。
電極元件之基板尤其是選自導電材料，較佳為金屬、碳材料、氧化物物質。
較佳之適合作為電極元件之基板的金屬係選自鉑、金、鐵、銅、鋁、鋅或這些金屬的組合。較佳之適合作為電極元件之基板的碳材料係選自玻碳、石墨箔、石墨烯、碳皮(carbon skins)。較佳之適合作為電極元件之基板的氧化物物質為，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)、氧化鋅(ZO)。
電極元件之表面層包含至少根據本發明用作為電荷儲存之氧化還原活性材料的聚合物及至少一種導電性添加劑及黏合劑添加劑。
根據本發明所使用的聚合物尤其是於電極漿料中施加到電極元件的基板。
該電極漿料為溶液或懸浮液，並包含根據本發明之聚合物及尤其是上述導電性添加劑及上述黏合劑添加劑。
該電極漿料較佳包含溶劑和其他組分，其包含用於電能之儲存的氧化還原活性材料(尤其是根據本發明之聚合物)，以及較佳還有導電性添加劑及黏合劑添加劑。
在該等其他組分中，較佳的是，用於電能之儲存的氧化還原活性材料(尤其是根據本發明之聚合物)的 比例為5至100重量%，導電性添加劑的比例為0至80且較佳為5至80重量%，以及黏合劑添加劑的比例為0至10且較佳為1至10重量%，其中，總計為100重量%。
電極漿料所用的溶劑獨立地為一或多種溶劑，較佳為具有高沸點之溶劑，更佳係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、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、γ-丁內酯、四氫呋喃、二、環丁碸、N,N'-二甲基甲醯胺、N,N'-二甲基乙醯胺。用於電能之儲存的氧化還原活性材料(尤其是根據本發明之聚合物)在上述電極漿料中之濃度較佳為介於1和100mg/ml之間，更佳為介於5和50mg/ml之間。
若根據本發明所使用的聚合物係用作為電荷儲存裝置之氧化還原活性材料作為正電極元件，則在負電極中用於電荷儲存的氧化還原活性材料為在低於本發明之聚合物的電化學電位下展現氧化還原反應的材料。較佳的是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、奈米碳管)、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複合物、Zn、Sn、SnO、SnO2、PbO、PbO2、GeO、GeO2、WO2、MoO2、Fe2O3、Nb2O5、TiO2、Li4Ti5O12、及Li2Ti3O7)、以及有機氧化還原活性材料。有機氧化還原活性材料的例子為具有穩定有機基團之化合 物、具有有機硫單元、具有醌結構之化合物、具有二酮系統之化合物、共軛羧酸類及其鹽類、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係用於負電極，則此化合物亦可為由此寡聚或聚合化合物、導電性添加劑及黏合劑添加劑以任何比例組成之複合物(即組成物)。在此情況下之導電性添加劑亦尤其是至少一種導電材料，較佳係選自由碳材料、導電聚合物所組成之群組，且尤其是碳材料。碳材料尤其是選自由碳纖維、奈米碳管、石墨、碳黑、石墨烯所組成之群組，且更佳為碳纖維。導電聚合物尤其是選自由下列所組成之群組：聚苯胺類、聚噻吩類、聚乙炔類、聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(="PEDOT：PSS")、聚并苯類。在此情況下之黏合劑添加劑亦尤其是具有黏合劑性質之材料且較佳為選自由下列所組成之群組的聚合物：聚四氟乙烯、聚二氟亞乙烯、聚六氟丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、聚碸類、纖維素衍生物、聚胺酯類。
如上所述，此複合物可通過已知之成膜法藉助於電極漿料作為層存在於基板上。
圖1(縮寫為"Fig.1")顯示單體2(根據實施例1所製備)於CH2Cl2中之循環伏安圖(0.1M TBAPF6，掃描率 100mV s-1)。X軸表示電位V；y軸表示以mA計之電流I。
圖2(縮寫為"Fig.2")指出在1或10或100或250次充電-放電循環(充電率=1C，即在60分鐘內滿量充電)後，所測量的電壓V(y軸)相對於用3所製造的根據本發明之電極的容量(x軸)。圖中之實心方框對應於充電循環，空心方框對應於放電循環。
圖3(縮寫為"Fig.3")指出在1或10或100或250次充電-放電循環(充電率=1C，即在60分鐘內滿量充電)後，所測量的電壓V(y軸)相對於用4所製造的根據本發明之電極的容量(x軸)。圖中之實心方框對應於充電循環，空心方框對應於放電循環。
下面的實施例意欲在闡明本發明而不將本發明限制於此。
1.一般註解
1.1 縮寫
AIBN-偶氮雙(異丁腈)；DMAc-二甲基乙醯胺；DMAP-二甲基胺基吡啶；DMF-二甲基甲醯胺；DVB- 二乙烯基苯；JohnPhos-(2-聯苯基)二-三級丁基膦；NEt3-三乙胺；Pd(dba)2-雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)；NMP-N-甲基-2-吡咯啶酮；PS-聚苯乙烯；SEC-粒徑排阻層析法；TBAClO4-過氯酸四丁銨；TBAF-氟化四丁銨；TBAPF6-六氟磷酸四丁銨；THF-四氫呋喃；Tol.-甲苯；TVCT-2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基環四矽氧烷。
接在反應流程圖之後所提供的括弧內的數字是關於描述該合成的各自的章節。
1.2 測試方法
1H及13C NMR光譜係以Bruker AC 300(300MHz)光譜儀在298K記錄。關於循環伏安法及恆電流法實驗，可利用Biologic VMP 3恆電位自調器。粒徑排阻層析法係在Agilent 1200系列系統(脫氣器：PSS，泵：G1310A，自動取樣器：G1329A，烘箱：Techlab，DAD偵檢器：G1315D，RI偵檢器：G1362A，溶析液：DMAc+0.21% LiCl，1ml/min，溫度：40℃，管柱：PSS GRAM保護柱/1000/30Å)上進行。
2.發明實施例
2.1 I1：2-乙烯基噻嗯之合成及聚合以產生聚-(2-乙烯基噻嗯)3或4
2.1.1 2-乙烯基噻嗯2之合成
藉由重複抽氣和填充惰性氣體，將2-溴噻嗯(2.07g，7mmol)、雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)(121mg，0.21mmol)及(2-聯苯基)二-三級丁基膦(125mg，0.42mmol)去除空氣和水。隨後，加入THF(14ml)、氟化四丁銨溶液(7.7ml，7.7mmol，1M於THF中)及2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基環四矽氧烷(1.21ml，3.5mmol)，並將該溶液加熱至75℃。在轉化完成時(透過TLC監測)，即將反應混合物冷卻至室溫，然後以乙酸乙酯和水萃取。將有機相以MgSO4乾燥並在減壓下移除溶劑。粗產物以管柱層析法(矽膠，庚烷)純化。得到1.59g(6.57mmol，94%)呈白色固體的2。
記錄使用2之循環伏安圖。循環伏安圖係顯示於圖1("Fig.1")。
1H NMR(CDCl3,300MHz,ppm)：δ 7.56-7.45(m,4H),7.35-7.26(m,3H),6.71(dd,1H),5.81(d,1H),5.33(d,1H)。
2.1.2 聚(2-乙烯基噻嗯)3之合成
將1M的2(242mg，1mmol)在無水DMF及AIBN(4.9mg，0.03mmol)中的溶液藉由3次冷凍-泵-解凍循環而惰性化(inertized)。接著在80℃下攪拌該溶液16小時。將聚合物在乙醚(15ml)中沉澱並洗滌，然後在減壓下乾燥。此產生208mg(0.86mmol，86%)呈白色固體的3。
1H NMR(DMF,300MHz,ppm)：δ 7.61-7.01(b,7H),1.5-0.8(b,3H)。
SEC(DMAc，0.21% LiCl，PS標準物)：Mn=35 500，PDI 4.8。
2.1.3 (2-乙烯基噻嗯-二乙烯基苯)共聚物4之合成
將2(727mg，3mmol)、二乙烯基苯(3.9mg，0.03mmol)及AIBN(14.8mg，0.09mmol)在3ml無水NMP中的溶液藉由3次冷凍-泵-解凍循環而惰性化。接著在75℃下攪拌該溶液24小時。將聚合物在乙醚/二氯甲烷1/1(45ml)中沉澱並洗滌，然後在減壓下乾燥。此產生691mg(2.85mmol，95%)呈白色固體的4。
2.1.4 以聚-(2-乙烯基噻嗯)3製造電極
在研缽中處理3以產生細粉末。隨後將1ml之NMP添加到30mg之3及10mg之聚(二氟亞乙烯)(PVDF；Sigma Aldrich作為黏合劑添加劑)，然後攪拌該混合物16h。將此懸浮液加到60mg之SuperP®(碳黑，碳粒子)並將混合物在研缽中混合10分鐘直到形成均勻糊狀物。將此糊 狀物施加到鋁箔(15μm，MIT Corporation)。所產生的電極在45℃於減壓下乾燥16小時。該活性材料在電極上的比例係基於乾燥電極之質量測定。在氬氣氣氛下建構鈕扣型電池(2032類型)。藉助於MIT Corporation Precision Disc Cutter(直徑15mm)衝壓出合適的電極。將用作為陰極之電極放置於鈕扣型電池的底座上並且藉助於多孔聚丙烯膜(Celgard，MIT Corporation)與鋰陽極分開。其後，將不銹鋼砝碼(直徑：15.5mm，厚度：0.3mm，MIT Corporation)及不銹鋼彈簧(直徑：14.5mm，厚度：5mm)放置於鋰陽極頂上。在將該鈕扣型電池用電動壓縮機(MIT Corporation MSK-100D)密封之前，以電解質(EC/DMC 3/7 v/v，0.5M LiClO4)填充並以蓋子覆蓋。
該電池顯示在3.9V的放電平台區(Fig.2)。
在第一次充電/放電循環中，該電池顯示容量為103mAh/g(理論上可能容量的93%)；在250次充電/放電循環後，該電池顯示容量為81mAh/g(Fig.2)。
2.1.5 以(2-乙烯基噻嗯-二乙烯基苯)共聚物4製造電極
在研缽中處理4以產生細粉末。隨後將10ml之NMP添加到400mg之4及50mg之聚(二氟亞乙烯)(PVDF；Sigma Aldrich作為黏合劑添加劑)，並將該等物質在50℃，2000rpm下於溶解器中溶解。於此溶液中添加550g之SuperP®(碳粒子)，以及若需要的話，NMP，並在8000rpm下混合該混合物30min。將所得到的糊狀物施加 到鋁箔(15μm，MIT Corporation)。所產生的電極在40℃於減壓下乾燥24小時。該活性材料在電極上的比例係基於乾燥電極之質量測定。在氬氣氣氛下建構鈕扣型電池(2032類型)。藉助於MIT Corporation Precision Disc Cutter(直徑15mm)衝壓出合適的電極。將用作為陰極之電極放置於鈕扣型電池的底座上並且藉助於多孔聚丙烯膜(Celgard，MIT Corporation)與鋰陽極分開。其後，將不銹鋼砝碼(直徑：15.5mm，厚度：0.3mm，MIT Corporation)及不銹鋼彈簧(直徑：14.5mm，厚度：5mm)放置於鋰陽極頂上。在將該鈕扣型電池用電動壓縮機(MIT Corporation MSK-100D)密封之前，以電解質(EC/DMC 3/7 v/v，1M LiClO4)填充並以蓋子覆蓋。
該電池顯示在3.9V的放電平台區(Fig.3)。
在第一次充電/放電循環中，該電池顯示容量為~103mAh/g；在250次充電/放電循環後，該電池顯示容量為~85mAh/g(Fig.3)。
3.結果
在本發明聚合物3(章節2.1.4)的情況下所觀察到的在250次充電/放電循環後之81mAh/g的數值顯示：根據本發明之聚合物係優於先前技藝，即由Speer等人所描述的基於降莰烯基骨架的那些聚合物。如Speer等人的圖4(第15263頁)所示，以先前技藝之聚合物所製造的電池具有最大比容量為~63mAh/g。此數值係低於在250次充電/ 放電循環後用根據本發明之聚合物仍獲得的81mAh/g的數值。此顯示根據本發明之聚合物提供較高的放電電壓及較高的循環穩定性。這完全是出乎意料的。
Claims (14)
- 一種聚合物 P之用途，其係作為電荷儲存裝置之氧化還原活性電極材料，其中，該聚合物 P包含n個互相連接的化學結構 (I)之重複單元
- 根據申請專利範圍第1項之用途，其中，該R A、R B、R C、R D、R E、R F、R G、R 1、R 2、R 3、R 4、R 5、R 6、R 7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR 8、-C(=O)NHR 9、-NR 10R 11、-OR 12、-SR 13、-OP(=O)(O -(M z+) 1/z) 2、-OP(=O)(OR 14)O -(M z+) 1/z、-OP(=O)(OR 15)(OR 16)、-S(O) 2O -(M z+) 1/z、-S(O) 2OR 17、經 取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R 8、R 9、R 10、R 11、R 12、R 13、R 14、R 15、R 16、R 17各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，M z+係選自由下列所組成之群組：鹼金屬陽離子、鹼土金屬陽離子、過渡金屬陽離子、四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，在該R 1、R 2、R 3基團中至少二個彼此在鄰位的基團及/或在該R 4、R 5、R 6、R 7基團中至少二個彼此在鄰位的基團各自亦可由至少一個經取代或未經取代之(雜)芳香族環或由經取代或未經取代之脂族環橋聯，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族環中，以及其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中。
- 根據申請專利範圍第2項之用途，其中，該R A、R B、R C、R D、R E、R F、R G基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR 8、-C(=O)NHR 9、-NR 10R 11、-OR 12、-SR 13、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，該R 1、R 2、R 3、R 4、R 5、R 6、R 7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR 18、-OR 22、-SR 23、-OP(=O)(O -(M z+) 1/z) 2、-OP(=O)(OR 24)O -(M z+) 1/z、-OP(=O)(OR 25)(OR 26)、-S(O) 2O -(M z+) 1/z、-S(O) 2OR 27、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，R 8、R 9、R 10、R 11、R 12、R 13、R 18、R 22、R 23、R 24、R 25、R 26、R 27各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中，其中，M z+係選自由下列所組成之群組：Li +、Na +、K +、Mg 2+、Ca 2+、Zn 2+、Fe 2+、Fe 3+、Cd 2+、Hg +、Hg 2+、Ni 2+、Ni 3+、Ni 4+、四烷基銨陽離子、咪唑鎓陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子，其中，該四烷 基銨陽離子、單烷基咪唑鎓陽離子、二烷基咪唑鎓陽離子中之烷基各自獨立地具有1至10個碳原子，其中，在該R 1、R 2、R 3基團中至少二個彼此在鄰位的基團及/或在該R 4、R 5、R 6、R 7基團中至少二個彼此在鄰位的基團各自亦可由至少一個經取代或未經取代之(雜)芳香族環或由經取代或未經取代之脂族環橋聯，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族環中，其中，Y 1、Y 2、Y 3各自係獨立地選自O、S，其中，X 1、X 2、X 3、X 4、X 5、X 6各自係獨立地選自-O-、-S-，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之脂族基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之脂族基團中。
- 根據申請專利範圍第3項之用途，其中，該R A、R B、R C、R D、R E、R F、R G基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR 8、-OR 12、-SR 13、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之烷基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，該R 1、R 2、R 3、R 4、R 5、R 6、R 7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR 18、 -OR 22、-SR 23、-OP(=O)(O -(M z+) 1/z) 2、-OP(=O)(OR 24)O -(M z+) 1/z、-OP(=O)(OR 25)(OR 26)、-S(O) 2O -(M z+) 1/z、-S(O) 2OR 27、經取代或未經取代之烷基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，R 8、R 12、R 13、R 18、R 22、R 23、R 24、R 25、R 26、R 27各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之(雜)芳香族基團、經取代或未經取代之烷基基團，其中，至少一個選自二硫化物、醚、硫醚、磺酸酯的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之烷基基團中，其中，M z+係選自由下列所組成之群組：Li +、Na +、K +、Mg 2+、Ca 2+、Zn 2+、Fe 2+、Fe 3+、Cd 2+、Hg +、Hg 2+、Ni 2+、Ni 3+、Ni 4+，其中，B為二價的經取代或未經取代之(雜)芳香族基團或二價的經取代或未經取代之伸烷基或伸烯基基團，其中，至少一個選自醚、硫醚的基團係任意地存在於該經取代或未經取代之伸烷基或伸烯基基團中。
- 根據申請專利範圍第4項之用途，其中，該R A、R B、R C、R D、R E、R F、R G基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-CN、-鹵素、-COOR 8、經取代或未經取代之苯基基團、經取代或未經取代之烷基基團，其中，該R 1、R 2、R 3、R 4、R 5、R 6、R 7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR 18、 -OR 22、-SR 23、經取代或未經取代之烷基基團，其中，R 8、R 18、R 22、R 23各自係獨立地選自氫、經取代或未經取代之烷基基團，其中，B係選自由下列所組成之群組：伸苯基、甲伸苯基、二價的經取代或未經取代之伸烷基或伸烯基基團。
- 根據申請專利範圍第5項之用途，其中，該R A、R B、R C、R E、R F基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、烷基基團，其中，該R D、R G基團係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、烷基基團、-COOR 8、未經取代或經選自烷基、烯基、及-CN之基團取代的苯基基團，其中，該R 1、R 2、R 3、R 4、R 5、R 6、R 7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-鹵素、-COOR 18、-OR 22、-SR 23、烷基基團，其中，R 8、R 18、R 22、R 23各自係獨立地選自氫、烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：&-(X 1)p 1-[C=Y 1]q 1-(X 2)p 2-B-(X 3)p 3-[C=Y 2]q 2-(X 4)p 4-&&、直接鍵，其中，B係選自由下列所組成之群組：伸苯基、甲伸苯基、伸烷基基團、伸烯基基團。
- 根據申請專利範圍第6項之用途，其中，該R A、R B、 R C、R E、R F基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl，其中，該R D、R G基團係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl、苯基、經至少一個乙烯基取代之苯基基團，其中，該R 1、R 2、R 3、R 4、R 5、R 6、R 7基團各自係獨立地選自由下列所組成之群組：氫、-F、-Cl、-OR 22、-SR 23、具有1至6個碳原子之烷基基團，其中，R 22、R 23各自係獨立地選自具有1至6個碳原子之烷基基團，其中，X係選自由下列所組成之群組：直接鍵、&-O-CH=CH-&&、&-CH=CH-O-&&、&-O-CH 2-CH=CH-&&、&-CH=CH-CH 2-O-&&、伸苯基、&-CH 2-伸苯基-&&、&-伸苯基-CH 2-&&、具有1至6個碳原子之伸烷基。
- 根據申請專利範圍第1至7項中任一項之用途，其中，n為 4且 5000之整數，以及其中，m為 0且 5000之整數。
- 一種電極材料，其包含導電性添加劑及聚合物 P，其中，該聚合物 P係如申請專利範圍第1至8項中任一項所定義。
- 根據申請專利範圍第9項之電極材料，其中，該導電 性添加劑係選自由下列所組成之群組：碳材料、導電聚合物、金屬、半金屬、(半)金屬化合物。
- 根據申請專利範圍第9或10項之電極材料，其包含黏合劑添加劑。
- 根據申請專利範圍第11項之電極材料，其中，該黏合劑添加劑係選自由下列所組成之群組：聚四氟乙烯、聚二氟亞乙烯、聚六氟丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、聚碸類、纖維素衍生物、聚胺酯類。
- 一種電極，其包含根據申請專利範圍第9至12項中任一項之電極材料。
- 一種電荷儲存裝置，尤其是二次電池，其包含根據申請專利範圍第13項之電極。
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|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |