TWI721465B - 改良之有機電極材料 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種新穎電極材料,其與習知的電極材料相比,特徵為改良之容量(capacity)。此電極材料其包含在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物、傳導性添加劑和離子液體。 本發明也關於一種從此新穎電極材料生產電極之方法及關於藉由該方法可獲得的電極。

Description

改良之有機電極材料
本發明關於一種新穎電極材料,其與習知的電極材料相比,特徵為改良之容量(capacity)。 本發明也關於一種生產電極之方法和關於一種藉由該方法獲得的電極。
有機電池(organic battery)是電化學單電池(electrochemical cell),其使用有機電荷儲存材料作為用於儲存電荷的活性電極材料(active electrode material)。這些電池具有許多優點,並且具有與金屬系(metal-based)電荷儲存材料根本上不同的機制。
文獻描述了眾多有機儲存材料。於文章S. Muench, A. Wild, C. Friebe, B. Häupler, T. Janoschka, U.S. Schubert,Chem. Rev. 2016,116 , 9438-9484(於下文中簡稱“Muench等人”)中給出概述。
在從這些有機儲存材料生產電極時,電極材料通常與傳導性添加劑(例如碳材料)和視需要的黏合劑添加劑混合,並施加到基板上。
隨後將如是獲得的電極與相對電極一起併入到電池中。這種電池的結構是本領域技術人員已知的(Muench等人)。在這些電池中,可以使用眾多電解質,包括金屬鹽(例如鋰鹽)或離子液體。
即便如是獲得的電極具有良好的容量,此技術領域仍然需要改良基於有機電荷儲存材料的電極的容量。
因此,本發明所解決的問題是提供從有機儲存材料製作並且與可相比擬電極相比具有提高的容量的電極材料。
令人驚訝地,現在發現了在特定有機聚合電荷儲存材料所生產的電極中可實現容量的明顯增加。
具體地,發現了當在電極的生產中添加離子液體作為另外的組分以及添加傳導性添加劑(conductivity additive)時,在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物的容量得到改善。
US 2017/0222232 A1之申請案和US 9,397,341 B2、US 9,520,598 B2和US 9,276,292 B1之專利描述了Zn/MnO2 電池中的電極(即金屬系並因此非有機電荷儲存手段),於其中存在離子液體。
此觀察結果完全令人驚訝,特別是因為將離子液體相應添加到其中相應的聚合物在主鏈中共軛(例如添加到WO 2017/220965 A1的實施例1或2中描述的聚合物)的有機電荷儲存材料中,並不具有任何可相比擬的效果。
發明之詳細說明 I.本發明的第一態樣:電極材料
在第一態樣,本發明關於一種電極材料,其包含至少一種傳導率添加劑、至少一種離子液體和至少一種在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P。
根據本發明的電極材料尤其是一種用於電荷儲存手段的電極元件之電極漿料(slurry)或表面塗料。 I.1氧化還原聚合物P
出於本發明的目的,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P是由兩個結構特徵構成: (1)聚合物骨架(“主鏈”),其中沒有共軛, (2)規則地或不規則地鍵結到聚合物骨架的氧化還原活性有機基團(「基團」於本文中亦有譯為「基」的情形),於其中有共軛或沒有共軛。
I.1.α) 出於本發明的目的,由本發明的第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元和/或n2 個相互連接的化學結構(II)的重複單元和/或n3 個相互連接的化學結構(III)的重複單元,較佳n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元和/或n3 個相互連接的化學結構(III)的重複單元,更佳n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image001
其中n1 、n2 和n3 各獨立是≥4的整數,較佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,甚至更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 、m2 、m3 、m4 和m5 各獨立是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,更佳在範圍0至10的整數,和最佳各自是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物P內的化學結構(II)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物P內的化學結構(III)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中在聚合物內的化學結構(II)的重複單元以下述方式彼此連接:在特定重複單元中以"##"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"#"表示的鍵連接,而在特定重複單元中以"&&"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"&"表示的鍵連接, 其中在聚合物內的化學結構(III)的重複單元以下述方式彼此連接:在特定重複單元中以"§§"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"§"表示的鍵連接,而在特定重複單元中以"$$"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"$"表示的鍵連接, 其中X1 、X2 、X3 、X4 、X5 各獨立為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應(polymer-analogous reaction)形成的非共軛有機基團, 其中Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 各獨立為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組, 及其中L1 '、L2 '、L3 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及L1 '、L2 '、L3 '較佳為直接鍵, 及其中,R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 各獨立為有機氧化還原活性基團,較佳選自由下列所組成的群組:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)、氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)、氧化還原活性苯醌官能基團(E)、氧化還原活性三苯胺官能基團(G)、氧化還原活性紫原(viologen)官能基團(H)、氧化還原活性二茂鐵官能基團(J),且R1 '、R2 '、R3 '也可各為氫基, 及其中,更佳地,R1 、R2 、R4 、R5 各獨立為有機氧化還原活性基團,較佳選自由下列所組成的群組:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)、氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)、氧化還原活性苯醌官能基團(E)、氧化還原活性三苯胺官能基團(G)、氧化還原活性紫原官能基團(H)、氧化還原活性二茂鐵官能基團(J),且R1 '、R2 '、R3 '各為氫基, 及其中,甚至更佳地,R1 、R2 、R4 、R5 各獨立為選自由下列所組成群組的有機氧化還原活性基團:包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C),和R1 '、R2 '、R3 '各為氫基。
在根據點I.1.α)的聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同。在根據點I.1.α)的聚合物P內的化學結構(II)的重複單元為相同或至少部分彼此不同。在根據點I.1.α)的聚合物P內的化學結構(III)的重複單元為相同或至少部分彼此不同。
“至少部分彼此不同”意味著至少兩個重複單元彼此不同。
這更具體地意味著,在化學結構(I)的情況下,由聚合物P所涵蓋的n1 個相互連接的重複單元中的至少兩個在R1 、R1 '、L1 、L1 '、X1 、Y1 基中的至少一個上不同和/或在m1 值上不同。
這更具體地意味著,在化學結構(II)的情況下,由聚合物P所涵蓋的n2 個相互連接的重複單元中的至少兩個在R2 、R2 '、R3 '、L2 、L2 '、L3 、L3 '、X2 、X3 、Y2 、Y3 基中的至少一個上不同和/或在m2 或m3 值上不同。
這更具體地意味著,在化學結構(III)的情況下,由聚合物P所涵蓋的n3 個相互連接的重複單元中的至少兩個在R4 、R5 、L4 、L5 、L6 、L7 、X4 、X5 、Y4 、Y5 基中的至少一個上不同和/或在m4 或m5 值上不同。
對於根據本發明的氧化還原聚合物P的第一個重複單元的末端基團(其存在於化學結構(I)中以"*"表示的鍵上)和根據本發明的氧化還原聚合物P的第n1 個重複單元的末端基團(其存在於化學結構(I)中以"**"表示的鍵上)沒有特別限制,並且是根據本發明之製備氧化還原聚合物P的方法中所使用聚合方法的結果。因此,它們可以是起始劑或重複單元的終止片段。較佳地,這些末端基團選自氫、鹵素、羥基、未經取代的基團或經-CN、-OH、鹵素取代的脂族基團(其可尤其是未經取代的烷基或相應經取代的烷基)、(雜)芳族基團(其較佳為苯基、苄基或α-羥基苄基)。
對於根據本發明的氧化還原聚合物P的第一個重複單元的末端基團(其存在於化學結構(II)中以“#”和“&”表示的鍵上)和根據本發明的氧化還原聚合物P的第n2 個重複單元的末端基團(其存在於化學結構(II)中以“##”和“&&”表示的鍵上)沒有特別限制,並且是根據本發明之製備氧化還原聚合物P的方法中所使用聚合方法的結果。因此,它們可以是起始劑或重複單元的終止片段。較佳地,這些末端基團選自氫、鹵素、羥基、未經取代的脂族基團或經-CN、-OH、鹵素取代的脂族基團(其可尤其是未經取代的烷基或相應經取代的烷基)、(雜)芳族基團(其較佳為苯基、苄基或α-羥基苄基)。
對於根據本發明的氧化還原聚合物P的第一個重複單元的末端基團(其存在於化學結構(III)中以“§”和“$”表示的鍵上)和根據本發明的氧化還原聚合物P的第n3 個重複單元的末端基團(其存在於化學結構(III)中以“§§”和“$$”表示的鍵上)沒有特別限制,並且是根據本發明之製備氧化還原聚合物P的方法中所使用聚合方法的結果。因此,它們可以是起始劑或重複單元的終止片段。較佳地,這些末端基團選自氫、鹵素、羥基、未經取代的脂族基團或經-CN、-OH、鹵素取代的脂族基團(其可尤其是未經取代的烷基或相應經取代的烷基)、(雜)芳族基團(其較佳為苯基、苄基或α-羥基苄基)。
I.1.β) 在如點I.1.α)所定義的本發明第一態樣的較佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,較佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元彼此連接,而使得在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 ’各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組, 及其中,較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及L1 '為直接鍵, 及其中,更佳地,R1 、R1 ’各獨立為有機氧化還原活性基團,較佳選自由下列所組成的群組:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)、氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)、氧化還原活性苯醌官能基團(E)、氧化還原活性三苯胺官能基團(G)、氧化還原活性紫原官能基團(H)、氧化還原活性二茂鐵官能基團(J),且R1 '也可為氫基, 及其中,更佳地,R1 為有機氧化還原活性基團,較佳選自由下列所組成的群組:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)、氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)、氧化還原活性苯醌官能基團(E)、氧化還原活性三苯胺官能基團(G)、氧化還原活性紫原官能基團(H)、氧化還原活性二茂鐵官能基團(J),和R1 '為氫基, 及其中,甚至更佳地,R1 為選自由下列所組成群組的有機氧化還原活性基團:包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C),和R1 ’為氫基。
根據點I.1.β)之在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同。
“至少部分彼此不同”意味著至少兩個重複單元彼此不同。
這更具體地意味著,在化學結構(I)的情況下,由聚合物P所涵蓋的n1 個相互連接的重複單元中的至少兩個在R1 、R1 '、L1 、L1 '、X1 、Y1 基中的至少一個上不同和/或在m1 值上不同。
對於根據本發明的氧化還原聚合物P的第一個重複單元的末端基團(其存在於化學結構(I)中以"*"表示的鍵上)和根據本發明的氧化還原聚合物P的第n1 個重複單元的末端基團(其存在於化學結構(II)中以"**"表示的鍵上)沒有特別限制,並且是根據本發明之製備氧化還原聚合物P的方法中所使用聚合方法的結果。因此,它們可以是起始劑或重複單元的終止片段。較佳地,這些末端基團選自氫、鹵素、羥基、未經取代的脂族基團或經-CN、 -OH、鹵素取代的脂族基團(其可尤其是未經取代的烷基或相應經取代的烷基)、(雜)芳族基團(其較佳為苯基、苄基或α-羥基苄基)。 I.1.1氧化還原活性基團
在本發明的第一態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '之可選擇的有機氧化還原活性基團較佳如點I.1.α)中定義,更佳如點I.1.β)中定義,不受任何進一步的限制。本領域技術人員知道可用於有機電池的有機氧化還原活性基團,並且它們與各自聚合物的合成一起例如描述於Muench等人中。如點I.1.α)和點I.1.β)中所述,有機氧化還原活性基團較佳選自由下列所組成的群組:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)、氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)、氧化還原活性苯醌官能基團(E)、氧化還原活性三苯胺官能基團(G)、氧化還原活性紫原官能基團(H)、氧化還原活性二茂鐵官能基團(J),而更佳選自由下列所組成的群組:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C),而甚至更佳選自由下列所組成的群組:包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C),及有機氧化還原活性基團最佳為包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)。 I.1.1.1 氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)
出於本發明的目的,"氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團"是指氧化還原活性有機基團,其中醯亞胺官能基團與一個或兩個芳族環的碳原子形成環。
A.1 如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團可各獨立具有以下結構(A1),並且在R2 、R4 、R5 的情況下,也可各獨立具有以下結構(A2):
Figure 02_image006
其中(A1)中的Ar1 基團或(A2)中的Ar2 基團在各情況下獨立是包含一個或多個,較佳1至6個(雜)芳族環的(雜)芳族基團, 其中(A1)中的Ar1 的(雜)芳族環或(A2)中的Ar2 的(雜)芳族環可各獨立經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸酯基、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳經選自由下列所組成群組的基團取代:鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯, 其中,在(A1)中,Ar1 環原子中的兩個,在各情況下與兩個碳原子CA11 和CA12 以及氮原子NA13 一起形成五員環、六員環或七員環,較佳五員環或六員環, 其中,在(A2)中,Ar2 環原子中的兩個,在各情況下與兩個碳原子CA21 和CA22 以及氮原子NA26 一起形成五員環、六員環或七員環,較佳五員環或六員環,而Ar2 的兩個不同環原子,在各情況下與兩個碳原子CA23 和CA24 以及氮原子NA25 一起形成五員環、六員環或七員環,較佳五員環或六員環, 及其中,Ar1 中相同(雜)芳族環中的兩個芳族碳原子或Ar2 中相同(雜)芳族環中的兩個芳族碳原子也可經由二價脂族基團橋接,該二價脂族基團較佳為伸烷基、(硫)醚或式~(CH2 )pA11 -C(=O)-(NRAP1 )-C(=O)-(CH2 )pA12 ~之二價基團,其中RAP1 =氫基團、鹵素基團、(鹵)烷基或(鹵)烷氧基且pA11 =0或1及pA12 =0或1, 及其中,在Ar1 基團包含多個(雜)芳族環的情況下,在Ar1 中這些可以至少部分彼此稠合, 及其中,在Ar2 基團包含多個(雜)芳族環的情況下,在Ar2 中這些可以至少部分彼此稠合, 及其中,在Ar1 基團包含多個(雜)芳族環的情況下,來自Ar1 中不同(雜)芳族環的兩個芳族碳原子也可以經由直接鍵或選自下列所組成群組的基團橋接: 雜原子,其較佳為-O-或-S-且更佳為-O-, 二價脂族基團,其較佳為伸烷基、(硫)醚或式~(CH2 )pA13 -C(=O)-(NRAP2 )-C(=O)-(CH2 )pA14 ~之二價基團, 其中RAP2 =氫基團、鹵素基團、(鹵)烷基或(鹵)烷氧基,較佳RAP2 =氫基團、烷基,且pA13 =0或1及pA14 =0或1, 及其中,在Ar2 基團包含多個(雜)芳族環的情況下,來自Ar2 中不同(雜)芳族環的兩個芳族碳原子也可以經由選自下列所組成群組的直接鍵橋接: 雜原子,其較佳為-O-或-S-且更佳為-O-, 二價脂族基團,其較佳為伸烷基、(硫)醚或式~(CH2 )pA23 -C(=O)-(NRAP4 )-C(=O)-(CH2 )pA24 ~之二價基團, 其中RAP4 =氫基團、鹵素基團、(鹵)烷基或(鹵)烷氧基,較佳RAP4 =氫基團、烷基,且pA23 =0或1及pA24 =0或1, 其中以(i)和(ii)表示的鍵從Ar1 的芳族碳原子開始, 及其中,在R1 =(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L1 的鍵, 在R1 '=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L1 '的鍵, 在R2 '=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L2 '的鍵, 在R3 '=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L3 '的鍵, 在R2 =(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L2 的鍵,而以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的另一者為到L3 的鍵, 在R4 =(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L4 的鍵,而以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的另一者為到L5 的鍵, 在R5 =(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L6 的鍵,而以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的另一者為到L7 的鍵, 在R2 =(A2)的情況下,以(iv)表示的鍵為到L2 的鍵,而以(v)表示的鍵為到L3 的鍵, 在R4 =(A2)的情況下,以(iv)表示的鍵為到L4 的鍵,而以(v)表示的鍵為到L5 的鍵, 在R5 =(A2)的情況下,以(iv)表示的鍵為到L6 的鍵,而以(v)表示的鍵為到L7 的鍵 及在該情況下,以(i)和(ii)表示之鍵中不為與L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵的各者各獨立鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、 -C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯, 及,以(iii)表示之鍵,若其不為與L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵,則鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素,較佳鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯。
A.2 在前述點A.1的較佳實施態樣中,Ar1 具有選自由下列所組成群組的結構:(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)
Figure 02_image008
其中,結構(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)中以CAr11 標示的芳族碳原子與結構(A1)中以CA11 標示的碳原子具有直接鍵, 其中結構(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)中以CAr12 標示的芳族碳原子與結構(A1)中以CA121 標示的碳原子具有直接鍵, 其中,(A18)中XA19 為選自由下列所組成群組的基團:直接鍵、 雜原子,其較佳為-O-或-S-且更佳為-O-, 二價脂族基團,其較佳為伸烷基、(硫)醚或式~(CH2 )pA13 -C(=O)-(NRAP2 )-C(=O)-(CH2 )pA14 ~之二價基團, 其中RAP2 =氫基團、鹵素基團、(鹵)烷基或(鹵)烷氧基,較佳RAP2 =氫基團、烷基,且pA13 =0或1及pA14 =0或1, 及XA19 較佳選自由下列所組成的群組:-O-、伸烷基及直接鍵且XA19 最佳為-O-, 其中,結構(A1)中以(i)和(ii)表示的鍵,在結構(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A19)、(A20)和(A21)的情況下,從結構(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A19)、(A20)和(A21)中非以CA11 和CA12 標示的碳原子的兩個芳族碳原子開始, 或,在結構(A18)的情況下,在各情況下從結構(A18)中非以CA11 和CA12 標示的碳原子二者的兩個芳族碳原子開始且該等芳族碳原子鍵結到XA19 , 及結構(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)中不具有與CA11 、CA12 、XA19 、L1 、L1 '、L2 '、L3 '、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 或L7 的鍵的芳族碳原子則鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯, 及結構(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21)內的相同或不同芳族環中兩個芳族碳原子也可經由式 ~(CH2 )pA15 -C(=O)-(NRAP3 )-C(=O)-(CH2 )pA16 ~之二價基團橋接,其中RAP3 =氫基團、鹵素基團、(鹵)烷基或(鹵)烷氧基,較佳RAP3 =氫基團、烷基,且pA15 =0或1及pA16 =0或1, 及Ar2 具有選自由下列所組成群組的結構:(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)、(A32)
Figure 02_image010
其中,結構(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)或(A32)中以CAr21 標示的芳族碳原子與結構(A2)中以CA21 標示的碳原子具有直接鍵, 其中,結構(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)或(A32)中以CAr22 標示的芳族碳原子與結構(A2)中以CA22 標示的碳原子具有直接鍵, 及在該情況下,結構(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)、(A32)中彼此鄰位或間位的兩個另外的非CAr21 和CAr22 的芳族碳原子,且在結構(A29)情況下亦非鍵結到XA29 的芳族碳原子,各會直接鍵結到結構(A2)中以CA23 或CA24 標示的碳原子, 其中,(A29)中XA29 選自由下列所組成的群組:直接鍵、雜原子,其較佳為-O-或-S-且更佳為-O-, 二價脂族基團,其較佳為伸烷基、(硫)醚或式~(CH2 )pA17 -C(=O)-(NRAP4 )-C(=O)-(CH2 )pA18 ~之二價基團, 其中RAP4 =氫基團、鹵素基團、(鹵)烷基或(鹵)烷氧基,較佳RAP4 =氫基團、烷基,且pA17 =0或1及pA18 =0或1, 及XA29 較佳選自由下列所組成的群組:-O-、伸烷基、直接鍵且XA29 最佳為-O-, 及結構(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)、(A32)中不具有與CA21 、CA22 、CA23 、CA24 、XA29 的鍵的芳族碳原子則鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯。
A.3 在前述A.1或A.2的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)或(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '在該情況下各獨立選自由以下結構(A101)、(A102)、(A103)、(A104)所組成的群組,
Figure 02_image012
其中,以(iiiA1 )表示的鍵,對R1 而言為到L1 的鍵,對R1 '而言為到L1 '的鍵,對R2 '而言為到L2 '的鍵,對R3 '而言為到L3 '的鍵, 其中XA102 選自由下列所組成的群組:直接鍵、雜原子,其較佳為-O-或-S-,更佳為-O-、 二價脂族基團,其較佳為伸烷基、(硫)醚)或式~(CH2 )pA11 -C(=O)-(NRAP1 )-C(=O)-(CH2 )pA12 ~之二價基團, 其中RAP1 =氫基團、鹵素基團、(鹵)烷基或(鹵)烷氧基,較佳RAP1 =氫基團、烷基,且pA11= 0或1及pA12 =0或1, 及XA102 更佳選自下列所組成的群組:-O-、伸烷基、直接鍵,及XA102 最佳為-O-, 及其中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 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯,更佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸酯,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及最佳各為氫, 及其中RA111 選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、 -C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯,更佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸酯,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及最佳為氫, 及R2 、R4 、R5 在該情況下各獨立選自由以下結構(A201)、(A202)、(A203)、(A204)所組成的群組:
Figure 02_image014
其中,以(vA2 )表示的鍵,對R2 而言為到L2 的鍵,對R4 而言為到L4 的鍵,對R5 而言為到L6 的鍵, 其中,以(viA2 )表示的鍵,對R2 而言為到L3 的鍵,對R4 而言為到L5 的鍵,對R5 而言為到L7 的鍵, 其中,(A202)中XA202 為選自由下列所組成群組的基團:直接鍵、雜原子,其較佳為-O-或-S-,更佳為-O-、 二價脂族基團,其較佳為伸烷基、(硫)醚)或式~(CH2 )pA17 -C(=O)-(NRAP4 )-C(=O)-(CH2 )pA18 ~之二價基團, 其中RAP4 =氫基團、鹵素基團、(鹵)烷基或(鹵)烷氧基,較佳RAP4 =氫基團、烷基,且pA17 =0或1及pA18 =0或1, 及XA202 較佳選自由下列所組成的群組:-O-、伸烷基、直接鍵且XA202 最佳為-O-, 及其中RA201 、RA202 、RA203 、RA204 、RA205 、RA206 、RA207 、RA208 、RA209 、RA210 、RA211 、RA212 、RA213 、RA214 、RA215 、RA216 、RA217 、RA218 、RA219 、RA220 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯,更佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、烷基,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及最佳各為氫。
A.4 在前述點A.3的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)或(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在該情況下各獨立選自由A.3中定義的結構(A101)、(A103)所組成的群組,且較佳各具有結構(A101),其中(iiiA1 )、RA101 、RA102 、RA103 、RA104 、RA112 、RA113 、RA114 、RA115 、RA116 、RA117 的定義係於點A.3中定義, 及R2 、R4 、R5 基團在該情況下各獨立選自由A.3中定義的結構(A201)、(A202)所組成的群組,且較佳各具有結構(201),其中(vA2 )、(viA2 )、XA202 、RA201 、RA202 、RA203 、RA204 、RA205 、RA206 、RA207 、RA208 的定義係於點A.3中定義。
A.5 在如I.1.β)所定義的本發明第一態樣或點A.4的特佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,更佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元彼此鍵結,而使得在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 ’各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組, 及較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及L1 '為直接鍵, 其中,R1 、R1 '各獨立為氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A),和R1 '也可為氫基,及較佳地,R1 為氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)和R1 '為氫基, 其中,氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)較佳具有結構(A101)
Figure 02_image017
其中,以(iiiA1 )表示的鍵,對R1 而言為到L1 的鍵,而對R1 '而言為到L1 '的鍵, 及其中,RA101 、RA102 、RA103 、RA104 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯,更佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、羧酸基、羧酸酯,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及其中RA101 、RA102 、RA103 、RA104 最佳各為氫。 I.1.1.2 包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)
出於本發明的目的,"包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團"是指包含穩定氧基(O●)的氧化還原活性氧基團。
B.1 如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各獨立選自以下結構(B1)、(B2)中的一者:
Figure 02_image019
其中,在結構(B1)中,氮原子NArB1 是脂族環ArB1 的一部份,該脂族環ArB1 除了包含氮原子NArB1 還可包含另外的雜原子(較佳N)和包含雜原子的基團(較佳選自由下列所組成的群組:-N(烷基)-、-NH-、-N(O )-),且該脂族環ArB1 可與一或多個另外的脂族或芳族環稠合並經由螺接鍵鍵結到一或多個另外的脂族環,其之各者進而視需要具有另外的雜原子(較佳N)和含有雜原子的基團(較佳選自由下列所組成的群組:-N(烷基)-、-NH-、-N(O )-), 其中,ArB1 的至少一個環碳原子可經選自下列的基團取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳經選自下列的基團取代:(鹵)烷基、環烷基, 其中以(vi)和(vii)表示的鍵從ArB1 的環碳原子及/或從與ArB1 稠合或經由螺接鍵鍵結的環的環碳原子開始, 其中,在R1 =(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L1 的鍵,而以(vii)表示的鍵為到氫的鍵, 其中,在R1 '=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L1 '的鍵,而以(vii)表示的鍵為到氫的鍵, 其中,在R2 '=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L2 '的鍵,而以(vii)表示的鍵為到氫的鍵, 其中,在R3 '=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L3 '的鍵,而以(vii)表示的鍵為到氫的鍵, 及其中,在R2 =(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L2 的鍵,而以(vii)表示的鍵為到L3 的鍵, 及其中,在R4 =(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L4 的鍵,而以(vii)表示的鍵為到L5 的鍵, 及其中,在R5 =(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L6 的鍵,而以(vii)表示的鍵為到L7 的鍵, 其中,在R1 、R1 '、R2 '或R3 '=(B2)的情況下,以(viii)表示之鍵為與L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵且RB1 、RB2 、RB3 、RB4 、RB5 、RB6 、RB7 、RB8 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、環烷基, 其中,在R2 、R4 或R5 =(B2)的情況下,以(viii)表示之鍵為與L2 、L4 或L6 的鍵且RB7 、RB8 基團中的一者為與L3 、L5 或L7 的直接鍵,其中在該情況下,RB1 、RB2 、RB3 、RB4 、RB5 、RB6 基團和兩個RB7 、RB8 基團中非為與L3 、L5 或L7 的直接鍵的那個基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、環烷基。
B.2 在前述點B.1的較佳實施態樣中,結構(B1)具有選自由以下結構(B11)、(B12)、(B13)所組成群組的結構,較佳具有選自以下結構(B11)的結構,
Figure 02_image021
其中 XB1 為選自由下列所組成群組的二價基:伸苯基(較佳1,2-伸苯基)、(αB11 )-CRXB11 RXB12 -C'H-CRXB13 RXB14 -(βB11 )、(αB11 )-C'H-CRXB15 RXB16 -(βB11 )、(αB11 )-C‘=CRXB17 -(βB11 )、 其中RXB11 、RXB12 、RXB13 、RXB14 、RXB15 、RXB16 、RXB17 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基,且較佳均為氫, 其中"(αB11 )"在各情況下表示到鍵結到RB11 和RB12 的碳原子的鍵, 其中"(βB11 )"在各情況下表示到鍵結到RB13 和RB14 的碳原子的鍵, 其中“C'”表示鍵(viB1 )從其開始的碳原子, 及其中,在其中XB1 =伸苯基的情況下,以(viB1 )表示的鍵從該伸苯基基團的一個芳族環碳原子開始, 及其中,在R1 、R1 '、R2 '、R3 '選自由(B11)、(B12)、(B13)所組成群組的情況下,以(viB1 )表示的鍵為與L1 、L2 '、L3 '或L4 '的鍵, 及RB11 、RB12 、RB13 、RB14 、RB15 、RB16 、RB17 、RB18 、RB19 、RB20 、RB21 、RB22 、RB23 、RB24 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、環烷基、烷基,更佳選自由下列所組成的群組:氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、甲基,及最佳均為甲基, 及其中,在R2 、R4 、R5 選自由(B11)、(B12)、(B13)所組成群組的情況下,以(vi)表示的鍵為到L2 、L4 或L6 的鍵, 及,在R2 為式(B11)、(B12)或(B13)結構的情況下,RB11 、RB15 或RB19 在各情況下為到L3 的鍵, 及,在R4 為式(B11)、(B12)或(B13)結構的情況下,RB11 、RB15 或RB19 在各情況下為到L5 的鍵, 及,在R5 為式(B11)、(B12)或(B13)結構的情況下,RB11 、RB15 或RB19 在各情況下為到L7 的鍵, 及在該情況下,RB11 、RB15 和RB19 基團非為與L3 、L5 或L7 的鍵的那些,且RB12 、RB13 、RB14 、RB16 、RB17 、RB18 、RB20 、RB21 、RB22 、RB23 、RB24 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、環烷基、烷基,更佳選自由下列所組成的群組:氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、甲基,及最佳均為甲基。
B.3 在如點I.1.β)所定義的本發明第一態樣的特佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,更佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵是在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,L1 '為直接鍵, 其中,R1 、R1 '各獨立為包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)和R1 '也可為氫基,及較佳地,R1 為包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)和R1 '為氫基, 其中,包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)更佳選自由以下結構(B111)、(B112)、(B113)、(B114)、(B115)、(B116)、(B117)所組成的群組,甚至更佳選自由以下結構(B111)、(B112)、(B113)、(B114)、(B115)所組成的群組,及最佳為結構(B111)的化合物,
Figure 02_image024
其中,在各情況下,以(viB11 )表示的鍵,對R1 而言為到L1 的鍵,對R1 '而言為到L1 '的鍵。 I.1.1.3 氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)
在本發明的上下文中,"氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團"是指包含衍生自蒽醌或哢唑的基礎骨架的氧化還原活性有機基團。
C.1 如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自由以下結構(C1)、(C2)所組成的群組,並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由以下結構(C3)、(C4)所組成的群組,
Figure 02_image026
其中,在結構(C1)中,以CAr31 和CAr32 表示的碳原子為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr31 和CAr32 的碳原子及此環中的至少一個氮原子(若存在)可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳經選自下列的基團取代:鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 其中,在結構(C1)中,以CAr33 和CAr34 表示的碳原子為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr33 和CAr34 的碳原子及此環中的至少一個氮原子(若存在)可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳經選自下列的基團取代:鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 其中,在結構(C2)中,以CAr35 和CAr36 表示或以CAr37 和CAr38 表示的碳原子各為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr35 、CAr36 、CAr37 、CAr38 的碳原子及此環中的至少一個氮原子(若存在)可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳經選自下列的基團取代:鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 其中,在結構(C3)中,以CAr39 和CAr40 表示或以CAr41 和CAr42 表示的碳原子各為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr39 、CAr40 、CAr41 和CAr42 的碳原子及該兩個環中的至少一個氮原子(若存在)可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳經選自下列的基團取代:鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 其中,在結構(C4)中,以CAr43 和CAr44 表示的碳原子為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr43 和CAr44 的碳原子及此環中的至少一個氮原子(若存在)可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳經選自下列的基團取代:鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 其中,在結構(C4)中,以CAr45 和CAr46 表示的碳原子為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr45 和CAr46 的碳原子及此環中的至少一個氮原子(若存在)可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳經選自下列的基團取代:鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 其中XC1 、XC2 、XC3 、XC4 、XC5 、XC6 各獨立選自由下列所組成的群組:-C(=YC1 )-、-O-、-S-、-NH-、-N(鹵烷基)-、-N(烷基)-, 及XC2 、XC3 、XC5 、XC6 也可各為直接鍵, 及其中XC1 、XC4 也可為通式(αC1 )-C(=O)-C(=O)-(βC1 )之基, 其中(αC1 )表示到CAr31 或CAr39 的鍵且(βC1 )表示到CAr33 或CAr42 的鍵, 其中YC1 選自由下列所組成的群組:O、S、及以下結構(YC11 )、(YC12 )、(YC13 )中的一者,
Figure 02_image028
其中RYC121 、RYC122 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基,更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基、烷氧基,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及最佳二者為氫, 其中,包含CAr31 和CAr32 的(雜)芳族五員環或六員環除了XC1 和XC2 外,還可經由另外的二價有機基團橋接至包含CAr33 和CAr34 的(雜)芳族五員環或六員環,該另外的二價有機基團較佳為伸烷基基團或式-C(=O)-C(=O)-基團, 其中,包含CAr39 和CAr40 的(雜)芳族五員環或六員環除了XC4 和XC5 外,還可經由另外的二價有機基團橋接至包含CAr41 和CAr42 的(雜)芳族五員環或六員環,該另外的二價有機基團較佳為伸烷基基團或式-C(=O)-C(=O)-基團, 其中,以(ix)表示的鍵從形成包括CAr31 和CAr32 的(雜)芳族五員環或六員環的原子之一開始, 其中,以(xi)表示的鍵從形成包括CAr39 和CAr40 的(雜)芳族五員環或六員環的原子之一開始, 其中,以(xii)表示的鍵從形成包括CAr41 和CAr42 的(雜)芳族五員環或六員環的原子之一開始, 其中,以(xiv)表示的鍵從形成包括CAr45 和CAr46 的(雜)芳族五員環或六員環的原子之一開始, 及其中 在R1 =(C1)或(C2)的情況下,以(ix)或(x)表示的鍵在各情況下為到L1 的鍵, 在R1 '=(C1)或(C2)的情況下,以(ix)或(x)表示的鍵在各情況下為到L1 '的鍵, 在R2 '=(C1)或(C2)的情況下,以(ix)或(x)表示的鍵在各情況下為到L2 '的鍵, 在R3 '=(C1)或(C2)的情況下,以(ix)或(x)表示的鍵在各情況下為到L3 '的鍵, 在R2 =(C3)或(C4)的情況下,以(xi)或(xiii)表示的鍵在各情況下為到L2 的鍵,而以(xii)或(xiv)表示的鍵在各情況下為到L3 的鍵, 在R4 =(C3)或(C4)的情況下,以(xi)或(xiii)表示的鍵在各情況下為到L4 的鍵,而以(xii)或(xiv)表示的鍵在各情況下為到L5 的鍵, 在R5 =(C3)或(C4)的情況下,以(xi)或(xiii)表示的鍵在各情況下為到L6 的鍵,而以(xii)或(xiv)表示的鍵在各情況下為到L7 的鍵。
C.2 在前述點C.1的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下」意味著R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各獨立選自以下結構(C11)、(C12)、(C13)、(C14)、(C15)、(C16)、(C17)、(C18)、(C19)、(C20)中的一者:
Figure 02_image030
其中XC11 、XC12 、XC15 選自由下列所組成的群組:O、S、及如點C.1所定義結構(YC11 )、(YC12 )、(YC13 )中的一者, 其中XC13 、XC14 、XC16 選自由下列所組成的群組: -O-、-S-、-NH-、-N(鹵烷基)-、-N(烷基)-,較佳選自由下列所組成的群組:-O-、-S-、-NH-、-N(烷基)-,甚至更佳選自由下列所組成的群組:-O-、-S-、-NH-, 及XC14 、XC16 也可各為直接鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C11),RC11 、RC12 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C11),RC11 、RC12 、RC13 、RC14 、RC15 、RC16 、RC17 、RC18 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC11 、RC12 、RC13 、RC14 、RC15 、RC16 、RC17 、RC18 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C12),RC19 、RC20 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C12),RC19 、RC20 、RC21 、RC22 、RC23 、RC24 、RC25 、RC26 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC19 、RC20 、RC21 、RC22 、RC23 、RC24 、RC25 、RC26 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C13),RC27 、RC28 、RC29 、RC30 、RC35 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C13),RC27 、RC28 、RC29 、RC30 、RC31 、RC32 、RC33 、RC34 、RC35 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC27 、RC28 、RC29 、RC30 、RC31 、RC32 、RC33 、RC34 、RC35 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C14),RC36 、RC37 、RC38 、RC39 、RC44 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C14),RC36 、RC37 、RC38 、RC39 、RC40 、RC41 、RC42 、RC43 、RC44 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC36 、RC37 、RC38 、RC39 、RC40 、RC41 、RC42 、RC43 、RC44 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C15),RC45 、RC46 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C15),RC45 、RC46 、RC47 、RC48 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC45 、RC46 、RC47 、RC48 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C16),RC49 、RC50 、RC51 、RC52 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C16),RC49 、RC50 、RC51 、RC52 、RC53 、RC54 、RC55 、RC56 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC49 、RC50 、RC51 、RC52 、RC53 、RC54 、RC55 、RC56 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C17),RC57 、RC58 、RC59 、RC60 、RC61 、RC62 、RC63 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C17),RC57 、RC58 、RC59 、RC60 、RC61 、RC62 、RC63 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC57 、RC58 、RC59 、RC60 、RC61 、RC62 、RC63 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C18),RC64 、RC65 、RC66 、RC67 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C18),RC64 、RC65 、RC66 、RC67 、RC68 、RC69 、RC70 、RC71 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC64 、RC65 、RC66 、RC67 、RC68 、RC69 、RC70 、RC71 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C19),RC72 、RC73 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C19),RC72 、RC73 、RC74 、RC75 、RC76 、RC77 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC72 、RC73 、RC74 、RC75 、RC76 、RC77 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中,當R1 、R1 '、R2 '或R3 '具有結構(C20),RC78 、RC79 、RC80 、RC81 基團中的一者為到L1 、L1 '、L2 '或L3 '的鍵, 及其中,當R2 、R4 、R5 具有結構(C20),RC78 、RC79 、RC80 、RC81 、RC82 、RC83 、RC84 、RC85 基團中的一者為到L2 、L4 或L6 的鍵,而RC78 、RC79 、RC80 、RC81 、RC82 、RC83 、RC84 、RC85 基團中的另一者為到L3 、L5 或L7 的鍵, 及其中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 基團非為與L1 、L1 '、L2 '、L3 '、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 或L7 的鍵的那些各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 及其中RC35 、RC44 、RC52 、RC53 、RC59 、RC66 、RC70 基團非為與L1 、L1 '、L2 '、L3 '、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 或L7 的鍵的那些各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、 -C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基。
C.3 在前述點C.2的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R1 '基團或R1 基團選自以下結構(C101)、(C102)、(C103)、(C104)、(C105)、(C106)、(C107)、(C108)、(C109)、(C110)、(C111)、(C112)、(C113)、(C114),較佳選自由以下結構(C101)、(C102)、(C103)、(C104)、(C105)、(C113)所組成的群組,
Figure 02_image032
其中,以(ixC1 )表示的鍵指出到L1 、L1' 、L2 '或L3 '的鍵, 其中XC101 、XC102 、XC105 選自由下列所組成的群組:O、S、及如點C.1所定義結構(YC11 )、(YC12 )、(YC13 )中的一者, 其中XC103 、XC104 、XC106 選自由下列所組成的群組: -O-、-S-、-NH-、-N(鹵烷基)-、-N(烷基)-,較佳選自由下列所組成的群組:-O-、-S-、-NH-、-N(烷基)-,甚至更佳選自由下列所組成的群組:-O-、-S-、-NH-, 及XC104 、XC106 也可各為直接鍵, 及其中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 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 及其中RC136 、RC137 、RC144 、RC156 、RC164 、RC171 、RC175 、RC178 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 及R2 、R4 、R5 選自由以下結構(C201)、(C202)、(C203)、(C204)、(C205)、(C206)、(C207)、(C208)、(C209)、(C210)、(C211)、(C212)、(C213)所組成的群組,較佳選自由以下結構(C201)、(C202)、(C203)、(C204)、(C205)(C212)所組成的群組,
Figure 02_image034
其中以(xiC2 )表示的鍵指出到L2 、L4 或L6 的鍵,而以(xiC2 )表示的鍵指出到L3 、L5 或L7 的鍵, 其中XC201 、XC202 、XC205 選自由下列所組成的群組:O、S、及如點C.1所定義結構(YC11 )、(YC12 )、(YC13 )中的一者, 其中XC203 、XC204 、XC206 選自由下列所組成的群組: -O-、-S-、-NH-、-N(鹵烷基)-、-N(烷基)-,較佳選自由下列所組成的群組:-O-、-S-、-NH-、-N(烷基)-,甚至更佳選自由下列所組成的群組:-O-、-S-、-NH-, 及XC204 、XC206 也可各為直接鍵, 及其中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 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基, 及其中RC231 、RC232 、RC248 、RC259 、RC262 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基。
C.4 在前述點C.3的更佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)或(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各獨立選自由以下結構(C301)、(C302)、(C303)、(C304)、(C305)、(C306)、(C307)所組成的群組,
Figure 02_image036
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 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基,較佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及甚至更佳均為氫, 及其中,以(ixC1 )表示的鍵在各情況下指出與L1 、L1' 、L2 '或L3 '的鍵, 及R2 、R4 、R5 基團選自由下列所定義的結構(C401)、(C402)、(C403)、(C404)、(C405)、(C406)、(C407)所組成的群組:
Figure 02_image038
及其中,以(xiC4 )表示的鍵在各情況下指出到L2 、L4 或L6 的鍵, 及其中,以(xiiC4 )表示的鍵指出到L3 、L5 或L7 的鍵, 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 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基,及更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及甚至更佳均為氫。
C.5 在前述點C.4的更佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)或(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R1 '基團或R1 基團選自由如點C.4所定義的結構(C301)、(C302)、(C303)、(C304)所組成的群組,而R2 、R4 、R5 基團選自由如點C.4所定義的結構(C401)、(C402)、(C403)、(C404)所組成的群組,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 基團具有於點C.4中給出的定義。
C.6 在如I.1.β)所定義的本發明第一態樣或點C.5的特佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,更佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,L1 '為直接鍵, 其中,R1 、R1 '各獨立為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C),和R1 '也可為氫基,及較佳地,R1 為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)和R1 '為氫基, 及其中,氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)更佳具有如點C.4所定義結構(C301)、(C302)、(C303)、(C304)中的一者,甚至更佳具有如點C.4所定義結構(C301)、(C302)中的一者,及甚至更佳仍為如點C.4所定義結構(C301)的化合物, 其中,在結構(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 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基,及更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及甚至更佳均為氫, 及其中,以(ixC3 )表示的鍵在各情況下指出與L1 或L1 '的鍵。
C.7 在前述點C.6的最佳實施態樣中,R1 '為氫而R1 選自由結構(C501)、(C502)所組成的群組:
Figure 02_image041
甚至更佳,R1 為結構(C501)的化合物 其中RC501 、RC502 、RC503 、RC504 、RC505 、RC506 、RC507 、RC508 、RC509 、RC510 、RC511 、RC512 、RC513 、R514 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基,更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基,及甚至更佳均為氫, 及其中,以(ixC5 )表示的鍵指出與L1 的鍵。 I.1.1.4 氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)
在本發明的上下文中,"氧化還原活性二烷氧基苯官能基團"是指包含衍生自苯氧基的基礎骨架的氧化還原活性有機基團。
D.1 如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有以下結構(D1),並且R2 、R4 、R5 基團各獨立具有以下結構(D2),
Figure 02_image043
其中,在R1 =(D1)的情況下,以(xiiiD1 )表示的鍵為到L1 的鍵, 其中,在R1 '=(D1)的情況下,以(xiiiD1 )表示的鍵為到L1 '的鍵, 在R2 '=(D1)的情況下,以(xiiiD1 )表示的鍵為到L2 '的鍵, 在R3 '=(D1)的情況下,以(xiiiD1 )表示的鍵為到L3 '的鍵, 在R2 =(D2)的情況下,以(xivD1 )表示的鍵為到L2 的鍵,而以(xvD1 )表示的鍵為到L3 的鍵, 在R4 =(D2)的情況下,以(xivD1 )表示的鍵為到L4 的鍵,而以(xvD1 )表示的鍵為到L5 的鍵, 在R5 =(D2)的情況下,以(xivD1 )表示的鍵為到L6 的鍵,而以(xvD1 )表示的鍵為到L7 的鍵, 及其中,AD1 、AD2 、AD3 、AD4 、AD5 、AD6 基團中的至少二者,較佳就兩者,各獨立選自由下列所組成的群組:-O-、-S-,而AD1 、AD2 、AD3 、AD4 、AD5 、AD6 基團中的其他者各為直接鍵, 及其中,AD7 、AD8 、AD9 、AD10 、AD11 、AD12 基團中的至少二者,較佳就兩者,各獨立選自由下列所組成的群組:-O-、-S-,而AD7 、AD8 、AD9 、AD10 、AD11 、AD12 基團中的其他者各為直接鍵, 及其中,RD1 、RD2 、RD3 、RD4 、RD5 、RD6 、RD7 、RD8 、RD9 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(雜)芳族基團、烷基、烯基、炔基、環烷基,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、環烷基, 其中,(雜)芳族基團、烷基、烯基、炔基、環烷基可各經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素,且較佳可各經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:鹵素, 及其中,烷基、烯基、炔基、環烷基可具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯,較佳可具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚, 及其中,RD1 、RD2 、RD3 、RD4 、RD5 基團中或RD6 、RD7 、RD8 、RD9 基團中的至少二個基團,較佳在彼此的鄰位者,可各也經由二價脂族基團橋接,其中該二價脂族基團可各經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素、烷基,且可具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯,較佳可具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚, 及其中,在AD2 =直接鍵情況下的RD1 基團、在AD3 =直接鍵情況下的RD2 基團、在AD4 =直接鍵情況下的RD3 基團、在AD5 =直接鍵情況下的RD4 基團、在AD6 =直接鍵情況下的RD5 基團、在AD8 =直接鍵情況下的RD6 基團、在AD9 =直接鍵情況下的RD7 基團、在AD11 =直接鍵情況下的RD8 基團、在AD12 =直接鍵情況下的RD9 基團可各獨立選自由下列所組成的群組:硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRD13 、-NRD14 RD15 、-COORD16 、-CORD17 , 其中RD13 、RD14 、RD15 、RD16 、RD17 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(雜)芳族基團、脂族基團(視需要經至少一個選自下列的基團取代:硝基、-NH2 、-CN、 -SH、-OH、鹵素,且視需要具有至少一個選自下列的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯)。
D.2 在前述點D.1的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團各獨立具有點D.1中定義的結構(D1),而R2 、R4 、R5 基團各獨立具有點D.1中定義的結構(D2), 其中(xiiiD1 )、(xivD1 )、(xvD1 )具有點D.1中定義的意義, 及其中,AD1 、AD2 、AD3 、AD4 、AD5 、AD6 基團中的至少二者,較佳就兩者,各為-O-,而AD1 、AD2 、AD3 、AD4 、AD5 、AD6 基團中的其他各為直接鍵, 及其中,AD7 、AD8 、AD9 、AD10 、AD11 、AD12 基團中的至少二者,較佳就兩者,各為-O-,而AD7 、AD8 、AD9 、AD10 、AD11 、AD12 基團中的其他各為直接鍵, 及其中,RD1 、RD2 、RD3 、RD4 、RD5 、RD6 、RD7 、RD8 、RD9 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、苯基苄基、烷基、環烷基, 其中,苯基、苯甲醯基、烷基、環烷基可各經鹵素取代, 及其中,烷基和環烷基可各具有至少一個選自醚、硫醚的基團, 及其中,RD1 、RD2 、RD3 、RD4 、RD5 基團中或RD6 、RD7 、RD8 、RD9 基團中的至少二個基團,較佳在彼此的鄰位者,可各也經由二價伸烷基橋接,其中該二價伸烷基可具有至少一個選自醚、硫醚的基團, 及其中,在AD2 =直接鍵情況下的RD1 基團、在AD3 =直接鍵情況下的RD2 基團、在AD4 =直接鍵情況下的RD3 基團、在AD5 =直接鍵情況下的RD4 基團、在AD6 =直接鍵情況下的RD5 基團、在AD8 =直接鍵情況下的RD6 基團、在AD9 =直接鍵情況下的RD7 基團、在AD11 =直接鍵情況下的RD8 基團、在AD12 =直接鍵情況下的RD9 基團可各獨立選自由下列所組成的群組:硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRD18 、-NRD19 RD20 、-COORD21 、-CORD22 , 其中RD18 、RD19 、RD20 、RD21 、RD22 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(雜)芳族基團、烷基(視需要經至少一個選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚的基團)。
D.3 在前述點D.2的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團各獨立具有如下面所定義的結構(D3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立具有如下面所定義的結構(D4),
Figure 02_image045
其中,在R1 =(D3)的情況下,以(xiiiD2 )表示的鍵為到L1 的鍵, 在R1 '=(D3)的情況下,以(xiiiD2 )表示的鍵為到L1 '的鍵, 在R2 '=(D3)的情況下,以(xiiiD2 )表示的鍵為到L2 '的鍵, 在R3 '=(D3)的情況下,以(xiiiD2 )表示的鍵為到L3 '的鍵, 在R2 =(D4)的情況下,以(xivD2 )表示的鍵為到L2 的鍵,而以(xvD2 )表示的鍵為到L3 的鍵, 在R4 =(D4)的情況下,以(xivD2 )表示的鍵為到L4 的鍵,而以(xvD2 )表示的鍵為到L5 的鍵, 在R5 =(D4)的情況下,以(xivD2 )表示的鍵為到L6 的鍵,而以(xvD2 )表示的鍵為到L7 的鍵, 及其中,RD30 、RD31 、RD32 、RD33 、RD34 、RD40 、RD41 、RD42 、RD43 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、苯基苄基、(鹵)烷基、環烷基,較佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基、環烷基, 及其中,RD30 、RD31 、RD33 、RD34 、RD40 、RD41 、RD42 、RD43 基團各也可為羥基, 及其中,RD30 、RD31 、RD32 、RD33 、RD34 基團中或RD40 、RD41 、RD42 、RD43 基團中的至少二個基團,較佳在彼此的鄰位者,可各也經由二價伸烷基橋接,其中該二價伸烷基可具有至少一個醚。
D.4 在前述點D.3的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團獨立具有點D.3中定義的結構(D3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立具有點D.3中定義的結構(D4), 其中(xiiiD2 )、(xivD2 )和(xvD2 )具有點D.3中所給定義, 及其中,RD30 、RD31 、RD33 、RD34 、RD40 、RD41 、 RD42 、RD43 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、烷基、環烷基、羥基, 及RD32 選自由下列所組成的群組:氫、烷基、環烷基, 及較佳,RD30 、RD31 、RD32 、RD33 、RD34 、RD40 、RD41 、RD42 、RD43 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、烷基、環烷基。
D.5 在前述點D.4的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團各獨立具有下面所指明的結構(D5),而R2 、R4 、R5 基團各獨立具有下面所指明的結構(D6),
Figure 02_image047
其中,在R1 =(D5)的情況下,以(xiiiD3 )表示的鍵為到L1 的鍵, 在R1 '=(D5)的情況下,以(xiiiD3 )表示的鍵為到L1 '的鍵, 在R2 '=(D5)的情況下,以(xiiiD3 )表示的鍵為到L2 '的鍵, 在R3 '=(D5)的情況下,以(xiiiD3 )表示的鍵為到L3 '的鍵, 在R2 =(D6)的情況下,以(xivD3 )表示的鍵為到L2 的鍵,而以(xvD3 )表示的鍵為到L3 的鍵, 在R4 =(D6)的情況下,以(xivD3 )表示的鍵為到L4 的鍵,而以(xvD3 )表示的鍵為到L5 的鍵, 在R5 =(D6)的情況下,以(xivD3 )表示的鍵為到L6 的鍵,而以(xvD3 )表示的鍵為到L7 的鍵, 及其中,RD50 、RD51 、RD52 、RD53 、RD54 、RD60 、RD61 、RD62 、RD63 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、具有1至6個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基。
D.6 在前述點D.5的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團獨立具有點D.5中指明的結構(D5),而R2 、R4 、R5 各獨立具有點D.5中指明的結構(D6), 其中(xiiiD3 )、(xivD3 )和(xvD3 )具有點D.5中定義的意義, 及其中,RD50 、RD53 、RD60 、RD62 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、具有1至6個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基,及RD50 、RD53 、RD60 、RD62 較佳均為氫, 及其中,RD51 、RD54 、RD61 、RD63 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、具有1至6個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基,較佳選自由下列所組成的群組:具有1至6個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基,更佳選自由下列所組成的群組:具有1至10個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基,及RD51 、RD54 、RD61 、RD63 更佳各為具有3至10個碳原子的烷基,及甚至更佳均為第三丁基, 及其中,RD52 選自由下列所組成的群組:氫、具有1至10個碳原子的烷基,較佳為甲基。
D.7 在如點I.1.β)所定義的本發明第一態樣或點D.6的特佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,更佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及L1 '為直接鍵, 其中,R1 、R1 '各獨立為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D),和R1 '也可為氫基,及較佳地,R1 為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)和R1 '為氫基, 及其中,氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)更佳具有點D.5中定義的結構(D5), 其中,RD50 、RD53 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、具有1至6個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基,及RD50 、RD53 較佳二者為氫, 及其中,RD51 、RD54 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、具有1至6個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基,較佳選自由下列所組成的群組:具有1至6個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基,甚至更佳選自由下列所組成的群組:具有1至10個碳原子的烷基、具有3至10個碳原子的環烷基,及RD51 、RD54 更佳各獨立為具有3至10個碳原子的烷基,及RD51 、RD54 更佳二者為第三丁基, 及其中,RD52 選自由下列所組成的群組:氫、具有1至10個碳原子的烷基,較佳為甲基, 及其中,以(xiiiD3 )表示的鍵,對R1 而言指出與L1 的鍵,而對R1 '而言指出與L1 '的鍵。 I.1.1.5 氧化還原活性苯醌官能基團(E)
在本發明的上下文中,"氧化還原活性苯醌官能基團"是指包含衍生自苯醌的基礎骨架的氧化還原活性有機基團。
E.1 如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自以下結構(E1)、(E2)、(E3),
Figure 02_image050
並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由下列結構(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)所組成的群組:
Figure 02_image052
其中, 在R1 =(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1 )表示的鍵為到L1 的鍵, 在R1 '=(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1 )表示的鍵為到L1 '的鍵, 在R2 '=(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1 )表示的鍵為到L2 '的鍵, 在R3 '=(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1 )表示的鍵為到L3 '的鍵, 在R2 =(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情況下,以(xviiE1 )表示的鍵為到L2 的鍵,而以(xviiiE1 )表示的鍵為到L3 的鍵, 在R4 =(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情況下,以(xviiE1 )表示的鍵為到L4 的鍵,而以(xviiiE1 )表示的鍵為到L5 的鍵, 在R5 =(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情況下,以(xviiE1 )表示的鍵為到L6 的鍵,而以(xviiiE1 )表示的鍵為到L7 的鍵, 及其中,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 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、-OH、-SH、硝基、-CN、 -F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRE31 、-NRE32 RE33 、 -COORE34 、-CORE35 、磺酸酯、磷酸酯、(雜)芳族基團、烷基、烯基、炔基,較佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基、-OH、-NRE32 RE33 、-COORE34 、-CORE35 、磺酸酯,甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、-OH、 -COORE34 、-CORE35 、磺酸酯, 其中,(雜)芳族基團、烷基、烯基、炔基可各經至少一個選自下列的基團取代:硝基、-NH2 、-CN、-SH、 -OH、鹵素,及其中,烷基、烯基、炔基可具有至少一個選自下列的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯, 及其中,RE31 、RE32 、RE33 、RE34 、RE35 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(雜)芳族基團、脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團,較佳具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:氫、烷基), 及其中,RE1 、RE2 、RE4 、RE5 、RE6 、RE7 、RE8 、RE10 、RE11 、RE12 、RE13 、RE14 、RE15 、RE20 、RE20 *、RE21 、RE22 、RE23 、RE24 、RE25 、RE27 、RE28 、RE29 、RE30 基團中的二個彼此鄰位的基團可經由二價脂族基團(較佳伸烷基)橋接,該脂族基團二價脂族基團視需要經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素、烷基,且視需要具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯。
E.2 在前述點E.1的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團各獨立選自點E.1中定義的結構(E1)、(E2)、(E3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自點E.1中定義的結構(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9), 其中(xviE1 )、(xviiE1 )、(xviiiE1 )具有點E.1中定義的意義, 及其中,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 基團選自由下列所組成的群組:氫、烷基、-OH、-SH、-NRE36 RE37 、 -COORE38 、-CORE39 、磺酸酯,較佳選自由下列所組成的群組:氫、-OH、-COORE38 、-CORE39 、磺酸酯,及更佳均為氫, 其中烷基可經至少一個選自下列的基團取代:硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素,且可具有至少一個選自下列的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯, 及其中RE36 、RE37 、RE38 、RE39 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸、磷酸酯的基團,較佳具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:氫、烷基,該烷基較佳為具有1至6個碳原子的烷基,更佳為選自由下列所組成的群組的烷基:甲基、乙基、正丙基、異丙基)。
E.3 在前述點E.2的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團各獨立選自點E.1中定義的結構(E1)、(E2)、(E3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自點E.1中定義的結構(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9), 其中(xviE1 )、(xviiE1 )、(xviiiE1 )具有點E.1中定義的意義, 及其中,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 基團選自由下列所組成的群組:氫、-OH、-COORE40 、-CORE41 、磺酸酯,及更佳均為氫, 及其中,RE40 、RE41 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、烷基,該烷基較佳為具有1至6個碳原子的烷基,更佳為選自由下列所組成的群組的烷基:甲基、乙基、正丙基、異丙基。
E.4 在前述點E.3的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團各獨立選自點E.1中定義的結構(E1)、(E2)、(E3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自點E.1中定義的結構(E4)、(E5)、(E6)、(E8)、(E9), 其中(xviE1 )、(xviiE1 )、(xviiiE1 )具有點E.1中定義的意義, 及其中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 基團選自由下列所組成的群組:氫、-OH、 -COORE50 、-CORE51 、磺酸酯,及更佳均為氫, 及其中,RE50 、RE51 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、烷基,該烷基較佳為具有1至6個碳原子的烷基,更佳為選自由下列所組成的群組的烷基:甲基、乙基、正丙基、異丙基。
E.5 在前述點E.4的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下」意味著R1 、R1 、R2 、R3 、R1 '、R1 '、R1 '基團各獨立選自點E.1中定義的結構(E1)、(E2)、(E3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自點E.1中定義的結構(E6)、(E9), 其中(xviE1 )、(xviiE1 )、(xviiiE1 )具有點E.1中定義的意義, 及其中,在(E9)中,以(xviiE1 )和(xviiiE1 )表示的兩個鍵較佳在彼此的鄰位, 及其中RE1 、RE2 、RE3 、RE4 、RE5 、RE6 、RE7 、RE8 、RE9 、RE10 、RE11 、RE12 、RE13 、RE18 、RE19 、RE27 、RE28 、RE29 、RE30 、RE23 、RE24 基團選自由下列所組成的群組:氫、-OH、-COORE60 、-CORE61 、磺酸酯,及更佳均為氫, 及其中,RE60 、RE61 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、烷基,該烷基較佳為具有1至6個碳原子的烷基,更佳為選自由下列所組成的群組的烷基:甲基、乙基、正丙基、異丙基。
E.6 在如點I.1.β)所定義的本發明第一態樣的特佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,更佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元彼此相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及L1 '為直接鍵, 其中,R1 、R1 '各獨立為氧化還原活性苯醌官能基團(E),和R1 '也可為氫基,及較佳地,R1 為氧化還原活性苯醌官能基團(E)和R1 '為氫基, 及其中,氧化還原活性苯醌官能基團(E)更佳具有點E.1中顯示結構(E1)、(E2)、(E3)中的一者, 其中,在R1 =(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1 )表示的鍵為與L1 的鍵, 及,在R1 ’=(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1 )表示的鍵為與L1 ’的鍵, 及其中,RE1 、RE2 、RE3 、RE4 、RE5 、RE6 、RE7 、RE8 、RE9 、RE10 、RE11 、RE12 、RE13 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、-OH、-COORE70 、-CORE71 、磺酸酯,及更佳均為氫, 及其中,RE70 、RE71 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、烷基,該烷基較佳為具有1至6個碳原子的烷基,更佳為選自由下列所組成的群組的烷基:甲基、乙基、正丙基、異丙基。 I.1.1.6 氧化還原活性三苯胺官能基團(G)
在本發明的上下文中,"氧化還原活性三苯胺官能基團"是指包含衍生自三苯胺的基礎骨架的氧化還原活性有機基團。
G.1 如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性三苯胺官能基團(G)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有以下結構(G1),並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由以下結構(G2)、(G3)所組成的群組,
Figure 02_image055
其中 在R1 =(G1)的情況下,以(xixG1 )表示的鍵為到L1 的鍵, 在R1 '=(G1)的情況下,以(xixG1 )表示的鍵為到L1 '的鍵, 在R2 '=(G1)的情況下,以(xixG1 )表示的鍵為到L2 '的鍵, 在R3 '=(G1)的情況下,以(xixG1 )表示的鍵為到L3 '的鍵, 在R2 =(G2)或(G3)的情況下,以(xxG1 )表示的鍵為到L2 的鍵,而以(xxiG1 )表示的鍵為到L3 的鍵, 在R4 =(G2)或(G3)的情況下,以(xxG1 )表示的鍵為到L4 的鍵,而以(xxiG1 )表示的鍵為到L5 的鍵, 在R5 =(G2)或(G3)的情況下,以(xxG1 )表示的鍵為到L6 的鍵,而以(xxiG1 )表示的鍵為到L7 的鍵, 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 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素、(雜)芳族基團,其中該(雜)芳族基團可經至少一個選自鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、氰基、羧酸酯的基團取代, 較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、(鹵)環烷基、氰基、羧酸酯、噻吩,較佳選自由下列所組成的群組:氫、氰基、烷基, 更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷氧基、氰基, 其中,甚至更佳,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有結構(G1)及R2 、R4 、R5 基團各獨立具有結構(G2),其中RG7 、RG12 、RG20 、RG25 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、烷氧基、氰基、烷基,及RG1 、RG2 、RG3 、RG4 、RG5 、RG6 、RG8 、RG9 、RG10 、RG11 、RG13 、RG14 、RG15 、RG16 、RG17 、RG18 、RG19 、RG21 、RG22 、RG23 、RG24 、RG26 、RG27 基團各為氫。
G.2 在如點I.1.β)所定義的本發明第一態樣的特佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,更佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元彼此相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及L1 '為直接鍵, 其中,R1 、R1 '各獨立為氧化還原活性三苯胺官能基團(G),和R1 '也可為氫基,及較佳地,R1 為氧化還原活性三苯胺官能基團(G)和R1 '為氫基, 及其中,氧化還原活性三苯胺官能基團(G)更佳具有點G.1中定義的結構(G1), 其中,RG1 、RG2 、RG3 、RG4 、RG5 、RG6 、RG7 、RG8 、RG9 、RG10 、RG11 、RG12 、RG13 、RG14 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素、(雜)芳族基團,其中該(雜)芳族基團可經至少一個選自鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、氰基、羧酸酯的基團取代, 較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、(鹵)環烷基、氰基、羧酸酯、噻吩, 更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基、氰基、烷氧基, 及更佳,RG7 、RG12 基團各獨立選自由下列所組成的群組:烷氧基、氰基、氫、烷基,及RG1 、RG2 、RG3 、RG4 、RG5 、RG6 、RG8 、RG9 、RG10 、RG11 、RG13 、RG14 基團各為氫, 及其中,在R1 =(G1)的情況下,以(xixG1 )表示的鍵為到L1 的鍵, 在R1 '=(G1)的情況下,以(xixG1 )表示的鍵為到L1 '的鍵。
G.3 在前述點G.的較佳實施態樣中,氧化還原活性三苯胺官能基團(G)選自結構(G4)、(G5)、(G6)
Figure 02_image058
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 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素、(雜)芳族基團,其中該(雜)芳族基團可經至少一個選自鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、氰基、羧酸酯的基團取代, 較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、(鹵)環烷基、氰基、羧酸酯、噻吩, 更佳選自由下列所組成的群組:氫、氰基、烷基、烷氧基,及甚至更佳均為氫, 甚至更佳,RG47 、RG52 、RG61 、RG66 、RG75 、RG80 基團各獨立選自由下列所組成的群組:烷氧基、氰基、氫、烷基,及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 各為氫, 及其中,以(xixG2 )表示的鍵在各情況下為到L1 的鍵。
G.4 在前述點G.3的較佳實施態樣中,氧化還原活性三苯胺官能基團(G)具有點G.3中定義的結構(G4),其中RG41 、RG42 、RG43 、RG44 、RG45 、RG46 、RG47 、RG48 、RG49 、RG50 、RG51 、RG52 、RG53 、RG54 基團獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素、(雜)芳族基團,其中該(雜)芳族基團可經至少一個選自鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、氰基、羧酸酯的基團取代, 較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、(鹵)環烷基、氰基、羧酸酯、噻吩, 更佳選自由下列所組成的群組:氫、氰基、烷基、烷氧基,及甚至更佳均為氫, 甚至更佳,RG47 、RG52 基團各獨立選自由下列所組成的群組:烷氧基、氰基、氫、烷基,及RG41 、RG42 、RG43 、RG44 、RG45 、RG46 、RG48 、RG49 、RG50 、RG51 、RG53 、RG54 基團各為氫, 及其中,以(xixG2 )表示的鍵在各情況下為與L1 的鍵。 I.1.1.7 氧化還原活性紫原官能基團(H)
在本發明的上下文中,"氧化還原活性紫原官能基團"是指包含衍生自紫原的基礎骨架的氧化還原活性有機基團。
H.1 如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性紫原官能基團(H)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自由結構(H1)、(H2)所組成的群組,並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由結構(H3)、(H4)、(H5)、(H6)、(H7)所組成的群組,
Figure 02_image060
其中 在R1 =(H1)或(H2)的情況下,以(xxiiH1 )表示的鍵到與L1 的鍵, 在R1 '=(H1)或(H2)的情況下,以(xxiiH1 )表示的鍵到與L1 '的鍵, 在R2 '=(H1)或(H2)的情況下,以(xxiiH1 )表示的鍵到與L2 '的鍵, 在R3 '=(H1)或(H2)的情況下,以(xxiiH1 )表示的鍵到與L3 '的鍵, 在R2 =(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情況下,以(xxiiiH1 )表示的鍵為到L2 的鍵,而以(xxivH1 )表示的鍵在各情況下為到L3 的鍵, 在R4 =(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情況下,以(xxiiiH1 )表示的鍵為到L4 的鍵,而以(xxivH1 )表示的鍵在各情況下為到L5 的鍵, 在R5 =(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情況下,以(xxiiiH1 )表示的鍵為到L6 的鍵,而以(xxivH1 )表示的鍵在各情況下為到L7 的鍵, 及其中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 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、鹵素,及更佳均為氫, 及其中,RH5 、RH10 、RH14 、RH19 、RH23 、RH31 、RH42 、RH46 、RH50 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、鹵素,及更佳均為氫, 及其中,XH1 、XH2 、XH3 、XH4 、XH5 、XH6 、XH7 基團各獨立選自由下列所組成的群組:直接鍵、二價共軛脂族基團、二價共軛(雜)芳族基團,較佳選自直接鍵、二價(雜)芳族基團,更佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸苯基,及更佳各為直接鍵。
H.2 在前述點H.1的較佳實施態樣中,「如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性紫原官能基團(H)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點H.1中定義的結構(H1),而XH1 、RH1 、RH2 、RH3 、RH4 、RH5 、RH6 、RH7 、RH8 、RH9 具有如點H.1中定義的意義,並且R2 、R4 、R5 各獨立具有點H.1中定義的結構(H7),而XH7 、RH51 、RH52 、RH53 、RH54 、RH55 、RH56 、RH57 、RH58 具有如點H.1中指明的定義,
H.3 在如點I.1.β)所定義的本發明第一態樣的特佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,更佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及L1 '為直接鍵, 其中,R1 、R1 '各獨立為氧化還原活性紫原官能基團(H),和R1 '也可為氫基,及較佳地,R1 為氧化還原活性紫原官能基團(H)和R1 '為氫基, 及其中,氧化還原活性紫原官能基團(H)更佳具有點H.1中顯示的結構(H1), 其中,RH1 、RH2 、RH3 、RH4 、RH5 、RH6 、RH7 、RH8 、RH9 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、鹵素,及更佳均為氫, 及其中,XH1 基團選自由下列所組成的群組:直接鍵、二價共軛脂族基團、二價共軛(雜)芳族基團,較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、二價(雜)芳族基團,更佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸苯基,及更佳各為直接鍵, 及其中, 在R1 =(H1)的情況下,以(xxiiH1 )表示的鍵為到L1 的鍵, 在R1 '=(H1)的情況下,以(xxiiH1 )表示的鍵為到L1 ’的鍵。 I.1.1.8 氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)
在本發明的上下文中,"氧化還原活性二茂鐵官能基團"是指包含衍生自二茂鐵的基礎骨架的氧化還原活性有機基團。
J.1 如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有以下結構(J1),並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由以下結構(J2)、(J3)、(J4)所組成的群組,
Figure 02_image063
其中 在R1 =(J1)的情況下,以(xxvJ1 )表示的鍵為到L1 的鍵, 在R1 '=(J1)的情況下,以(xxvJ1 )表示的鍵為到L1 '的鍵, 在R2 '=(J1)的情況下,以(xxvJ1 )表示的鍵為到L2 '的鍵, 在R3 '=(J1)的情況下,以(xxvJ1 )表示的鍵為到L3 '的鍵, 在R2 =(J2)、(J3)或(J4)的情況下,以(xxviJ1 )表示的鍵為到L2 的鍵,而以(xxviiJ1 )表示的鍵為到L3 的鍵, 在R4 =(J2)、(J3)或(J4)的情況下,以(xxviJ1 )表示的鍵為到L4 的鍵,而以(xxviiJ1 )表示的鍵為到L5 的鍵, 在R5 =(J2)、(J3)或(J4)的情況下,以(xxviJ1 )表示的鍵為到L6 的鍵,而以(xxviiJ1 )表示的鍵為到L7 的鍵, 及其中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 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基(其較佳為甲基),及尤佳均為氫。
J.2 在如點I.1.β)所定義的本發明第一態樣的特佳實施態樣中,由本發明第一態樣中的電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,
Figure 02_image004
其中n1 是≥4的整數,更佳在範圍4至106 的整數,更佳在範圍10至105 的整數,更佳在範圍100至104 的整數, 其中m1 是≥0的整數,較佳在範圍0至106 的整數,更佳在範圍0至105 的整數,更佳在範圍0至104 的整數,甚至更佳在範圍0至10的整數,和最佳在各情況下是0, 其中在聚合物P內的化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在聚合物內的化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接, 其中X1 為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團, 其中Y1 為非共軛有機間隔子單元, 其中L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及較佳地,L1 選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及L1 '為直接鍵, 其中,R1 、R1 '各獨立為氧化還原活性二茂鐵官能基團(J),和R1 '也可為氫基,及較佳地,R1 為氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)和R1 '為氫基, 及其中,氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)更佳具有點J.1中定義的結構(J1), 其中,RJ1 、RJ2 、RJ3 、RJ4 、RJ5 、RJ6 、RJ7 、RJ8 、RJ9 基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,較佳選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基,更佳選自由下列所組成的群組:氫、烷基(其較佳為甲基),及尤佳均為氫, 及其中, 在R1 =(J1)的情況下,以(xxvJ1 )表示的鍵為到L1 的鍵, 在R1 '=(J1)的情況下,以(xxvJ1 )表示的鍵為到L1 '的鍵。 I.1.2 連接子單元
在如點I.1.α)或點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '或L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組。這種有機連接子單元不受任何進一步的限制,且是本領域技術人員已知的。
如點I.1.α)和或I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '或L1 、L1 '各為有機連接子單元的情況下,這更具體地意味著根據本發明,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '或L1 、L1 '在該情況下各獨立選自由(L11)、(L12)所組成的群組,
Figure 02_image066
其中p1、p2、p3各為0或1,排除“p2=0,p1=p3=1”的情況, 其中q1、q2、q3各為0或1,排除“q2=0,q1=q3=1”的情況, 其中q4、q5、q6各為0或1,其中“q4、q5、q6中至少一者=1並排除“q5=0,q4=q6=1”的情況, 其中XL2 、YL2 、YL5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XL1 、XL3 、YL1 、YL3 、YL4 、YL6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BL1 選自由下列所組成的群組:二價(雜)芳族基團、二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '或L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '或R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(L11)而言,適用“q3=0,q2=1,q1=1或q3=q2=q1=0或q3=0,q2=1,q1=0”的附加條件,且較佳“q3=q2=q1=0”的條件,且對於結構(L12)而言,適用“q6=0,q5=1,q4=1或q6=0,q5=1,q4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中q4、q5、q6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(L12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。 I.1.2.1 在氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)中的較佳連接子單元
LA.1 在較佳實施態樣中,在本發明第一態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點A.1中,更佳點A.2中,甚至更佳點A.3中,甚至又更佳點A.4中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第一態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點A.5所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LA11)、(LA12)
Figure 02_image068
其中pA1、pA2、pA3各為0或1,排除“pA2=0,pA1=pA3=1”的情況, 其中qA1、qA2、qA3各為0或1,排除“qA2=0,qA1=qA3=1”的情況, 其中qA4、qA5、qA6各為0或1,其中qA4、qA5、qA6中至少一者=1及其中排除“qA5=0,qA4=qA6=1”的情況, 其中XLA2 、YLA2 、YLA5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLA1 、XLA3 、YLA1 、YLA3 、YLA4 、YLA6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLA1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(LA11)而言,適用 “qA3=0,qA2=1,qA1=1或qA3=qA2=qA1=0或qA3=0,qA2=1,qA1=0”的附加條件,較佳“qA3=qA2=qA1=0”的條件,對於結構(LA12)而言,適用“qA6=0,qA5=1,qA4=1或qA6=0,qA5=1,qA4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中qA4、qA5、qA6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LA12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。
LA.2 在前述點LA.1的較佳實施態樣中,XLA2 、YLA2 、YLA5 各獨立選自由O、S所組成的群組,較佳為O,及XLA1 、XLA3 、YLA1 、YLA3 、YLA4 、YLA6 各獨立選自由O、S、NH、N(烷基)所組成的群組,較佳選自由O、S所組成的群組,及BLA1 選自由下列所組成的群組:伸苄基、伸苯基、二價蒽醌基、二價伸烷基(視需要具有至少一個選自醚、硫醚的基團)。
LA.3 在前述點LA.2的較佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '各獨立選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸苄基、伸苯基、二價蒽醌基、伸烷基(其較佳為亞甲基)、♣-C(=O)-♠、 ♣-(NRLA3 )-BLA2 -♠, 其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中碳原子的情況下,連接子單元L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '也可選自由下列所組成的群組:
Figure 02_image070
其中RLA3 、RLA4 各獨立選自氫、烷基,較佳二者為氫,及BLA2 為視需要具有醚基的伸烷基, 及其中,更佳,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '各獨立選自由下列所組成的群組:直接鍵、 ♣-C(=O)-♠、亞甲基, 及其中“♠”和“♣”具有點LA.1中給出的定義。 I.1.2.2 用於包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)的較佳連接子單元
LB.1 在本發明第一態樣的較佳實施態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點B.1中,更佳點B.2中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第一態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點B.3所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LB11)、(LB12)
Figure 02_image072
其中pB1、pB2、pB3各為0或1,排除“pB2=0,pB1=pB3=1”的情況, 其中qB1、qB2、qB3各為0或1,排除“qB2=0,qB1=qB3=1”的情況, 其中qB4、qB5、qB6各為0或1,其中qB4、qB5、qB6中至少一者=1及其中排除“qB5=0,qB4=qB6=1”的情況, 其中XLB2 、YLB2 、YLB5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLB1 、XLB3 、YLB1 、YLB3 、YLB4 、YLB6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLB1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(LB11)而言,適用“qB3=0,qB2=1,qB1=1或qB3=qB2=qB1=0或qB3=0,qB2=1,qB1=0”的附加條件,較佳“qB3=qB2=qB1=0”的條件,對於結構(LB12)而言,適用“qB6=0,qB5=1,qB4=1或qB6=0,qB5=1,qB4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中qB4、qB5、qB6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LB12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。
LB.2 在前述點LB.1的較佳實施態樣中,XLB2 、YLB2 、YLB5 各為O,及XLB1 、XLB3 、YLB1 、YLB3 、YLB4 、YLB6 各獨立選自由O、NH、N(烷基)所組成的群組,較佳為O,及BLA2 為二價伸烷基,視需要具有至少一個醚基。
LB.3 在前述點LB.2的較佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組: 直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基)、 伸苯基、♣-C(=O)-♠、♣-O-C(=O)-♠、♣-(NH)-C(=O)-♠、♣-(N烷基)-C(=O)-♠、 具有醚基的伸烷基,及較佳為下式基: ♠–(CH2 CH2 O)mLB1 -♣,其中mLB1 =1-1000,較佳mLB1 =1-10,或為下式基: ♠–(CH2 O)mLB2 -♣,其中mLB2 =1-1000,較佳mLB2 =1-10, 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中碳原子的情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '也可選自由下列所組成的群組:♣-C(=O)-O-♠、♣-C(=O)-(NH)-♠、♣-C(=O)-(N烷基)-♠、♣-O-♠、♣-(CH2 CH2 O)mLB3 -♠,其中mLB3 =1-1000,較佳mLB3 = 1-10、 ♣-(CH2 O)mLB4 -♠,其中mLB4 =1-1000,較佳mLB4 =1-10、 特別偏愛的是♣-C(=O)-O-♠,尤其是當R1 、R1 '為結構(B111)的化合物時, 及其中“♠”和“♣”具有點LB.1中給出的定義。 I.1.2.3 用於氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的較佳連接子單元
LC.1 在本發明第一態樣的更佳實施態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點C.1中,較佳點C.2中,更佳點C.3中,甚至更佳點C.4中,甚至又更佳點C.5中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第一態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點C.6,較佳點C.7所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LC11)、(LC12)
Figure 02_image074
其中pC1、pC2、pC3各為0或1,排除“pC2=0,pC1=pC3=1”的情況, 其中qC1、qC2、qC3各為0或1,排除“qC2=0,qC1=qC3=1”的情況, 其中qC4、qC5、qC6各為0或1,其中qC4、qC5、qC6中至少一者=1及其中排除“qC5=0,qC4=qC6=1”的情況, 其中XLC2 、YLC2 、YLC5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLC1 、XLC3 、YLC1 、YLC3 、YLC4 、YLC6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLC1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(LC11)而言,適用“qC3=0,qC2=1,qC1=1或qC3=qC2=qC1=0或qC3=0,qC2=1,qC1=0”的附加條件,較佳“qC3= qC2=qC1=0”的條件,對於結構(LC12)而言,適用“qC6=0,qC5=1,qC4=1或qC6=0,qC5=1,qC4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中qC4、qC5、qC6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LC12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。
LC.2 在前述點LC.1的較佳實施態樣中,XLC2 、YLC2 、YLC5 各為O,及XLC1 、XLC3 、YLC1 、YLC3 、YLC4 、YLC6 各獨立選自由O、NH、N(烷基)所組成的群組,較佳為O,及BLC1 為二價伸烷基,視需要具有至少一個醚基。
LC.3 在前述點LC.2的較佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基)、伸苯基、♣-C(=O)-♠、♣-O-C(=O)-♠、♣-(NH)-C(=O)-♠、♣-(N烷基)-C(=O)-♠、 具有醚基的伸烷基,及較佳為下式基: ♠–(CH2 CH2 O)mLC1 -♣,其中mLC1 =2至1000,較佳3至500,更佳10至100的整數, 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中碳原子的情況下,連接子單元L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '也可選自: ♣-(CH2 CH2 O)mLC2 -♠,其中mLC2 =2至1000,較佳3至500,更佳10至100的整數、♣-C(=O)-O-♠、♣-C(=O)-(NH)-♠、 ♣-C(=O)-(N烷基)-♠、♣-O-♠, 特別偏愛的是直接鍵,尤其是當R1 、R1 '為結構(C501)或(C502)的化合物時, 及其中“♠”和“♣”具有點LC.1中給出的定義。 I.1.2.4 用於氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的較佳連接子單元
LD.1 在本發明第一態樣的更佳實施態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性苯氧基化合物(D)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點D.1中,較佳點D.2中,更佳點D.3中,甚至更佳點D.4中,又更佳點D.5中,甚至又更佳點D.6中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第一態樣中聚合物P包含如點D.7所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LD11)、(LD12)
Figure 02_image076
其中pD1、pD2、pD3各為0或1,排除“pD2=0,pD1=pD3=1”的情況, 其中qD1、qD2、qD3各為0或1,排除“qD2=0,qD1=qD3=1”的情況, 其中qD4、qD5、qD6各為0或1,其中qD4、qD5、qD6中至少一者=1及其中排除“qD5=0,qD4=qD6=1”的第II種情況, 其中XLD2 、YLD2 、YLD5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLD1 、XLD3 、YLD1 、YLD3 、YLD4 、YLD6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLD1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(LD11)而言,適用“qD3=0,qD2=1,qD1=1或qD3=qD2=qD1=0或qD3=0,qD2=1,qD1=0”的附加條件,較佳“qD3=qD2=qD1=0”的條件,對於結構(LD12)而言,適用“qD6=0,qD5=1,qD4=1或qD6=0,qD5=1,qD4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中qD4、qD5、qD6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LD12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。
LD.2 在前述點LD.1的較佳實施態樣中,XLD2 、YLD2 、YLD5 各為O,及XLD1 、XLD3 、YLD1 、YLD3 、YLD4 、YLD6 各獨立選自由O、NH、N(烷基)所組成的群組,較佳為O,及BLD 選自由下列所組成的群組:二價(雜)芳族基團、二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸、磷酸酯的基團)。
LD.3 在前述點LD.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基)、伸苯基、♣-C(=O)-♠、♣-O-C(=O)-♠、♣-(NH)-C(=O)-♠、♣-(N烷基)-C(=O)-♠、 具有至少一個選自醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基的基團的伸烷基、 ♣-[XLD4 ]pD4 -[C(=O)]pD5 -[XLD5 ]pD6 -BLD4 -[XLD6 ]qD6 -[C(=O)]qD7 -♠ ,其中XLD4 、XLD5 、XLD6 獨立選自由O、S、NH、N烷基、N(鹵烷基)所組成的群組,較佳為O, 及其中pD4 、pD5 、pD6 各為0或1,排除“pD5 =0,pD4 =pD6 =1”的情況, 及其中qD6 、qD7 各為0或1,排除“qD7 =0,qD6 =1”的情況, 及其中BLD4 為可具有醚基及/或羰基的伸烷基,較佳為伸烷基,且更佳選自由下列所組成的群組:亞甲基、伸乙基、伸正丙基、伸正丁基、伸正戊基、伸正己基, 及其中“♠”和“♣”具有點LD.1中給出的定義。 LD.4 在前述點LD.3的甚至更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基)、伸苯基、伸苄基、♣-C(=O)-♠、♣-O-C(=O)-♠、♣-(NH)-C(=O)-♠、♣-(N烷基)-C(=O)-♠、具有至少一個選自醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基的基團的伸烷基、或♣-O-C(=O)-BLD5 -♠,及最佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、亞甲基、 ♣-O-C(=O)-BLD5 -♠、伸苯基, 其中BLD5 為伸烷基,較佳為亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基,且最佳選自由下列所組成的群組:亞甲基、伸乙基、伸丙基, 及其中“♠”和“♣”具有點LD.1中給出的定義。 I.1.2.5 用於氧化還原活性苯醌官能基團(E)的較佳連接子單元
LE.1 在本發明第一態樣的甚至更佳實施態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點E.1中,較佳點E.2中,更佳點E.3中,甚至更佳點E.4中,甚至又更佳點E.5中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第一態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點E.6所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LE11)、(LE12)
Figure 02_image078
其中pE1、pE2、pE3各為0或1,排除“pE2=0,pE1=pE3=1”的情況, 其中qE1、qE2、qE3各為0或1,排除“qE2=0,qE1=qE3=1”的情況, 其中qE4、qE5、qE6各為0或1,其中qE4、qE5、qE6中至少一者=1及其中排除“qE5=0,qE4=qE6=1”的情況, 其中XLE2 、YLE2 、YLE5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLE1 、XLE3 、YLE1 、YLE3 、YLE4 、YLE6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLE1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(LE11)而言,適用“qE3=0,qE2=1,qE1=1或qE3=qE2=qE1=0或qE3=0,qE2=1,qE1=0”的附加條件,較佳“qE3=qE2=qE1=0”的條件,對於結構(LE12)而言,適用“qE6=0,qE5=1,qE4=1或qE6=0,qE5=1,qE4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中qE4、qE5、qE6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LE12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。
LE.2在前述點LE.1的較佳實施態樣中,XLE2 、YLE2 、YLE5 各為O,及XLE1 、XLE3 、YLE1 、YLE3 、YLE4 、YLE6 各獨立選自由O、NH、N(烷基)所組成的群組,較佳為O,及BLE1 為視需要具有至少一個醚基的二價伸烷基。
LE.3 在前述點LE.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基)、伸苯基、♣-C(=O)-♠、♣-O-C(=O)-♠、♣-(NH)-C(=O)-♠、♣-(N烷基)-C(=O)-♠、 具有醚基的伸烷基,及較佳為下式的基團: ♠–(CH2 CH2 O)mLE1 -♣,其中mLE1 =2至1000,較佳3至500,更佳10至100的整數, 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中碳原子的情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '也可選自♣-(CH2 CH2 O)mLE2 -♠,其中mLE2 =2至1000,較佳3至500,更佳10至100的整數、♣-C(=O)-O-♠、♣-C(=O)-(NH)-♠、♣-C(=O)-(N烷基)-♠、♣-O-♠,♣-S-♠, 及其中“♠”和“♣”具有點LE.1中給出的定義。 I.1.2.6 用於氧化還原活性三苯胺官能基團(G)的較佳連接子單元
LG.1 在本發明第一態樣的甚至更佳實施態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性三苯胺官能基團(G)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點G.1中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第一態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點G.2,較佳點G.3,更佳點G.4所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LG11)、(LG12)
Figure 02_image080
其中pG1、pG2、pG3各為0或1,排除“pG2=0,pG1=pG3=1”的情況, 其中qG1、qG2、qG3各為0或1,排除“qG2=0,qG1=qG3=1”的情況, 其中qG4、qG5、qG6各為0或1,其中qG4、qG5、qG6中至少一者=1及其中排除“qG5=0,qG4=qG6=1”的情況, 其中XLG2 、YLG2 、YLG5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLG1 、XLG3 、YLG1 、YLG3 、YLG4 、YLG6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLG1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(LG11)而言,適用“qG3=0,qG2=1,qG1=1或qG3=qG2=qG1=0或qG3=0,qG2=1,qG1=0”的附加條件,較佳“qG3=qG2=qG1=0”的條件,對於結構(LG12)而言,適用“qG6=0,qG5=1,qG4=1或qG6=0,qG5=1,qG4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中qG4、qG5、qG6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LG12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。
LG.2 在前述點LG.1的較佳實施態樣中,XLG2 、YLG2 、YLG5 各為O,及XLG1 、XLG3 、YLG1 、YLG3 、YLG4 、YLG6 各獨立選自由O、NH、N(烷基)所組成的群組,較佳為O,及BLG1 選自由視需要具有至少一個醚基的二價伸烷基、二價(雜)芳族基團所組成的群組。
LG.3 在前述點LG.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基)、伸苯基、♣-C(=O)-♠、♣-O-C(=O)-♠、♣-(NH)-C(=O)-♠、♣-(N烷基)-C(=O)-♠、 具有至少一個選自醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基的基團的伸烷基、
Figure 02_image082
其中XLG4 、XLG5 、XLG6 各獨立選自由O、S、NH、N烷基、N(鹵烷基)所組成的群組,較佳為O, 及其中pG4 、pG5 、pG6 各為0或1,排除“pG5 =0,pG4 =pG6 =1”的情況, 及其中qG6 、qG7 各為0或1,排除“qG7 =0,qG6 =1”的情況, 及其中BLG4 選自由下列所組成的群組:二價(雜)芳族基團(較佳為伸苄基或伸苯基)、 可具有醚基及/或羰基的伸烷基, 及BLG4 較佳為伸苯基或伸烷基,更佳為亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基或伸己基, 及甚至更佳地,在前述點LG.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基)、伸苯基、♣-C(=O)-♠、♣-O-C(=O)-♠、♣-(NH)-C(=O)-♠、♣-(N烷基)-C(=O)-♠,最佳選自直接鍵、亞甲基, 及其中“♠”和“♣”具有點LG.1中給出的定義。 I.1.2.7 用於氧化還原活性紫原官能基團(H)的較佳連接子單元
LH.1 在本發明第一態樣的甚至更佳實施態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性紫原官能基團(H)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點H.1中,較佳上述點H.2中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第一態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點H.3所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LH11)、(LH12)
Figure 02_image084
其中pH1、pH2、pH3各為0或1,排除“pH2=0,pH1=pH3=1”的情況, 其中qH1、qH2、qH3各為0或1,排除“qH2=0,qH1=qH3=1”的情況, 其中qH4、qH5、qH6各為0或1,其中qH4、qH5、qH6中至少一者=1及其中排除“qH5=0,qH4=qH6=1”的情況, 其中XLH2 ,YLH2 ,YLH5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLH1 ,XLH3 ,YLH1 ,YLH3 ,YLH4 ,YLH6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLH1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(LH11)而言,適用“qH3=0,qH2=1,qH1=1或qH3=qH2=qH1=0或qH3=0,qH2=1,qH1=0”的附加條件,較佳“qH3=qH2=qH1=0”的條件,對於結構(LH12)而言,適用“qH6=0,qH5=1,qH4=1或qH6=0,qH5=1,qH4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中qH4、qH5、qH6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LH12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。
LH.2 在前述點LH.1的較佳實施態樣中,XLH2 、YLH2 、YLH5 各為O,及XLH1 、XLH3 、YLH1 、YLH3 、YLH4 、YLH6 各獨立選自由O、NH、N(烷基)所組成的群組,較佳為O,及BLH1 選自由視需要具有至少一個醚基的二價伸烷基、二價(雜)芳族基團所組成的群組。
LH.3 在前述點LH.2的更佳實施態樣中,尤其當R1 、R1 '具有點H.1中所示結構(H1)時,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基,更佳為伸丙基)、二價(雜)芳族基團(較佳為伸苄基或伸苯基,及最佳為伸苯基)。 I.1.2.8 用於氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)的較佳連接子單元
LJ.1 在本發明第一態樣的甚至更佳實施態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點J.1中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第一態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點J.2所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LJ11)、(LJ12)
Figure 02_image086
其中pJ1、pJ2、pJ3各為0或1,排除“pJ2=0,pJ1=pJ3=1”的情況, 其中qJ1、qJ2、qJ3各為0或1,排除“qJ2=0,qJ1=qJ3=1”的情況, 其中qJ4、qJ5、qJ6各為0或1,其中qJ4、qJ5、qJ6中至少一者=1及其中排除“qJ5=0,qJ4=qJ6=1”的情況, 其中XLJ2 、YLJ2 、YLJ5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLJ1 、XLJ3 、YLJ1 、YLJ3 、YLJ4 、YLJ6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLJ1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中,在其中L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '鍵結到各自的氧化還原活性R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基中非碳原子的情況下,對於結構(LJ11)而言,適用“qJ3=0,qJ2=1,qJ1=1或qJ3=qJ2=qJ1=0或qJ3=0,qJ2=1,qJ1=0”的附加條件,較佳“qJ3=qJ2=qJ1=0”的條件,對於結構(LJ12)而言,適用“qJ6=0,qJ5=1,qJ4=1或qJ6=0,qj5=1,qH4=0”的附加條件, 及其中“♠”,對L1 而言指出指向R1 的鍵,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 而言指出指向R2 的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 而言指出指向R2 的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵,對L4 而言指出指向R4 的鍵,對L5 而言指出指向R4 的鍵,對L6 而言指出指向R5 的鍵,對L7 而言指出指向R5 的鍵, 及其中“♣”,對L1 而言指出指向X1 的鍵,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 而言指出指向X2 的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 而言指出指向X3 的鍵,對L3 '而言指出指向X3 '的鍵,對L4 而言指出指向X4 的鍵,對L5 而言指出指向X5 的鍵,對L6 而言指出指向X4 的鍵,對L7 而言指出指向X5 的鍵。
"其中qJ4、qJ5、qJ6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LJ12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 ’也可各為直接鍵的可能性。
LJ.2 在前述點LJ.1的較佳實施態樣中,XLJ2 、YLJ2 、YLJ5 各為O,及XLJ1 、XLJ3 、YLJ1 、YLJ3 、YLJ4 、YLJ6 各獨立選自由O、NH、N(烷基)所組成的群組,較佳為O,及BLJ1 為視需要具有至少一個醚基的二價伸烷基。
LJ.3 在前述點LJ.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '選自由下列所組成的群組:直接鍵、伸烷基(其較佳為亞甲基)、伸苯基、♣-C(=O)-♠、♣-O-C(=O)-♠、♣-(NH)-C(=O)-♠、♣-(N烷基)-C(=O)-♠、♣-C(=O)-O-♠、♣-C(=O)-(NH)-♠、♣-C(=O)-(N烷基)-♠、♣-O-♠、♣-S-♠, 甚至更佳各獨立選自由下列所組成的群組:直接鍵、♣-O-C(=O)-♠、♣-C(=O)-O-♠。 I.1.2.9 若R1 '、R2 '、R3 '各為氫的較佳連接子單元
LK.1 在本發明第一態樣的甚至更佳實施態樣中,如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中及尤其是在上述情況A.5、B.3、C.6、C.7、D.7、E.6、G.2、G.3、G.4、H.3、J.2中的R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 '各為氫基的情況下,在該情況下,L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、(LK11)、(LK12)
Figure 02_image088
其中pK1、pK2、pK3各為0或1,排除“pK2=0,pK1=pK3=1”的情況, 其中qK1、qK2、qK3各為0或1,排除“qK2=0,qK1=qK3=1”的情況, 其中qK4、qK5、qK6各為0或1,其中qK4、qK5、qK6中至少一者=1及其中排除“qK5=0,qK4=qK6=1”的情況, 其中XLK2 、YLK2 、YLK5 各獨立選自由O、S所組成的群組, 其中XLK1 、XLK3 、YLK1 、YLK3 、YLK4 、YLK6 各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基], 其中BLK1 選自由下列所組成的群組: 二價(雜)芳族基團、 二價脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 及其中“♠”,對L1 '而言指出指向R1 '的鍵,對L2 '而言指出指向R2 '的鍵,對L3 '而言指出指向R3 '的鍵, 及其中“♣”,對L1 '而言指出指向X1 '的鍵,對L2 '而言指出指向X2 '的鍵,對L3 '而言指出指向X3 的鍵。
"其中qK4、qK5、qK6中至少一者=1"的條件於本文中僅涉及結構(LK12)中各自變量的定義,而並非意圖排除L1 '、L2 '、L3 '也可各為直接鍵的可能性。
LK.2 在前述點LK.1的較佳實施態樣中,XLK2 、YLK2 、YLK5 各為O及XLK1 、XLK3 、YLK1 、YLK3 、YLK4 、YLK6 各為O,及BLK1 選自由下列所組成的群組:伸苯基、伸苄基、視需要具有至少一個選自醚的基團的二價伸烷基。
LK.3 在前述點LK.1和LK.2的較佳實施態樣中,L1 '、L2 '、L3 '各為直接鍵。 I.1.3 聚合的X1 、X2 、X3 、X4 、X5
在如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣的結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 之可選擇的非共軛有機基團,以及尤其在上述情況A.5、B.3、C.6、C.7、D.7、E.6、G.2、G.3、G.4、H.3、J.2中之可選擇的非共軛有機基團係除了在由這些基團形成的骨架中必須發生無共軛之外,不受任何進一步的限制。本領域技術人員知道這類基團。它們是藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成,或各為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團。這類基團描述於例如WO 2015/003725 A1中。
在本發明的上下文中必不可少的是,在主鏈(即P的聚合物骨架)中沒有發生共軛(即沒有π電子離域(delocalization))。這可以確保只有sp3 鍵出現在主鏈中,或sp和sp2 鍵為如此的隔離型式而不發生共軛。
本領域技術人員知道如何區分共軛系統與非共軛系統。例如,聚(噻吩)、聚(吡啶)、聚(吡咯烷)、聚(醯亞胺)在聚合物骨架內共軛並在主鏈中形成共軛,因此不能形成非共軛的有機氧化還原聚合物。已經發現,令人驚訝的是,聚乙炔衍生物也可用於本發明上下文中的聚合物骨架中,因為儘管在此骨架中有相鄰的雙鍵,但由於皮爾斯畸變(Peierls distortion)而沒有發生共軛。
在本發明的上下文中,此關於非共軛的先決條件僅涉及結構(I)、(II)和(III)中藉由X1 、X2 、X3 、X4 或X5 基團及若存在之間隔子單元Y1 、Y2 、Y3 、Y4 或Y5 (於以下第I.1.4節中定義)形成之聚合物P的骨架。在聚合物所涵蓋的氧化還原活性官能基團內,即在以結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 或R5 基團表示的基團內,及若R1 '、R2 '或R3 '為氧化還原活性基團,則亦在這些內,當然可能發生共軛,即π電子的離域。 I.1.3.1
在本發明第一態樣的較佳實施態樣中,在如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣的結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團,以及尤其在上述情況A.5、B.3、C.6、C.7、D.7、E.6、G.2、G.3、G.4、H.3、J.2中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團,各獨立為選自以下結構(X1)、(X2)、(X3)、(X4)、(X5),較佳選自結構(X1)、(X2)、(X3)、(X5),甚至更佳選自結構(X1)、(X2)、(X5)之非共軛有機基團,
Figure 02_image090
其中,在(X1)=X1 的情況下,RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的一者表示到L1 的鍵而RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的另一者表示到L1 '的鍵, 其中,在(X1)=X2 的情況下,RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的一者表示到L2 的鍵而RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的另一者表示到L2 '的鍵, 其中,在(X1)=X3 的情況下,RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的一者表示到L3 的鍵而RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的另一者表示到L3 '的鍵, 其中,在(X1)=X4 的情況下,RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的一者表示到L4 的鍵而RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的另一者表示到L6 的鍵, 其中,在(X1)=X5 的情況下,RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的一者表示到L5 的鍵而RX1 、RX2 、RX3 、RX4 中的另一者表示到L7 的鍵, 其中,在(X2)=X1 的情況下,RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的一者表示到L1 的鍵而RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的另一者表示到L1 '的鍵, 其中,在(X2)=X2 的情況下,RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的一者表示到L2 的鍵而RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的另一者表示到L2 '的鍵, 其中,在(X2)=X3 的情況下,RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的一者表示到L3 的鍵而RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的另一者表示到L3 '的鍵, 其中,在(X2)=X4 的情況下,RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的一者表示到L4 的鍵而RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的另一者表示到L6 的鍵, 其中,在(X2)=X5 的情況下,RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的一者表示到L5 的鍵而RX5 、RX6 、RX7 、RX8 中的另一者表示到L7 的鍵, 其中,在(X3)=X1 的情況下,RX9 表示到L1 的鍵而RX10 表示到L1 '的鍵, 其中,在(X3)=X2 的情況下,RX9 表示到L2 的鍵而RX10 表示到L2 '的鍵, 其中,在(X3)=X3 的情況下,RX9 表示到L3 的鍵而RX10 表示到L3 '的鍵, 其中,在(X3)=X4 的情況下,RX9 表示到L4 的鍵而RX10 表示到L6 的鍵, 其中,在(X3)=X5 的情況下,RX9 表示到L5 的鍵而RX10 表示到L7 的鍵, 其中,在(X4)=X1 的情況下,RX11 、RX12 中的一者表示到L1 的鍵而RX11 、RX12 中的另一者表示到L1 '的鍵, 其中,在(X4)=X2 的情況下,RX11 、RX12 中的一者表示到L2 的鍵而RX11 、RX12 中的另一者表示到L2 '的鍵, 其中,在(X4)=X3 的情況下,RX11 、RX12 中的一者表示到L3 的鍵而RX11 、RX12 中的另一者表示到L3 '的鍵, 其中,在(X4)=X4 的情況下,RX11 、RX12 中的一者表示到L4 的鍵而RX11 、RX12 中的另一者表示到L6 的鍵, 其中,在(X4)=X5 的情況下,RX11 、RX12 中的一者表示到L5 的鍵而RX11 、RX12 中的另一者表示到L7 的鍵, 其中,在(X5)=X1 的情況下,RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的一者表示到L1 的鍵而RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的另一者表示到L1 '的鍵, 其中,在(X5)=X2 的情況下,RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的一者表示到L2 的鍵而R RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的另一者表示到L2 '的鍵, 其中,在(X5)=X3 的情況下,RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的一者表示到L3 的鍵而RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的另一者表示到L3 '的鍵, 其中,在(X5)=X4 的情況下,RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的一者表示到L4 的鍵而RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的另一者表示到L6 的鍵, 其中,在(X5)=X5 的情況下,RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的一者表示到L5 的鍵而RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中的另一者表示到L7 的鍵, 及其中,RX1 、RX2 、RX3 、RX4 、RX5 、RX6 、RX7 、RX8 、RX13 、RX14 、RX15 、RX16 中那些不表示到L1 、L1 '、L2 、L2 '、L3 、L3 '、L4 、L5 、L6 或L7 的鍵為各獨立選自由下列所組成群組的基團: 氫、 (雜)芳族基團、 脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、-NH2 、 -CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 較佳選自由下列所組成群組的基團:氫、烷基、鹵素、氰基、苯基、苄基,及更佳均為氫, 及其中XX1 、XX2 各獨立選自由O、S所組成的群組,及較佳各為O, 及其中XX3 選自由O、S、-CH2 -所組成的群組,更佳選自由O、-CH2 -所組成的群組,及甚至更佳為-CH2 -, 及其中,在各情況下以(xiiX1 )表示的鍵相應於在各情況下結構(I)、(II)和(III)中以“*”、“#”、“&”、“§”和“$”表示者, 及其中,在各情況下以(xiiiX1 )表示的鍵相應於下列者:在結構(I)、(II)和(III)中,在其中m1 =0、m2 =0、m3 =0、m4 =0或m5 =0的情況下,其在各情況下鍵結到“**”、“##”、“&&”、“§§”或“$$"”,以及在其中m1 >0、m2 >0、m3 >0、m4 >0或m5 >0的情況下,其在各情況下鍵結到Y1 、Y2 、Y3 、Y4 或Y5 。 I.1.3.2
在前述點I.1.3.1的較佳實施態樣中,X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立為選自以下結構(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15),較佳選自結構(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15),更佳選自結構(X11)、(X12)、(X15)之非共軛有機基團,
Figure 02_image092
其中,在X1 選自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L1 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L1 '的鍵, 其中,在X2 選自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L2 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L2 '的鍵, 其中,在X3 選自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L3 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L3 '的鍵, 其中,在X4 選自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L4 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L6 的鍵, 其中,在X5 選自(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15)的情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L5 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L7 的鍵, 及其中RX21 、RX22 、RX23 、RX24 、RX25 、RX26 基團各獨立選自由下列所組成的群組: 氫、 (雜)芳族基團、 脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、-NH2 、 -CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 較佳選自由下列所組成群組:氫、烷基、鹵素、氰基、苯基、苄基,及更佳均為氫, 及其中在各情況下以(xiiX2 )表示的鍵相應於在各情況下結構(I)、(II)和(III)中以“*”、“#”、“&”、“§”和“$”表示者, 及其中在各情況下以(xiiiX2 )表示的鍵相應於下列者:在結構(I)、(II)和(III)中,在其中m1 =0、m2 =0、m3 =0、m4 =0或m5 =0的情況下,其在各情況下鍵結到“**”、“##”、“&&”、“§§”或“$$”,以及在其中m1 >0、m2 >0、m3 >0、m4 >0或m5 >0的情況下,其在各情況下鍵結到Y1 、Y2 、Y3 、Y4 或Y5 。 I.1.3.3
在本發明第一態樣的更佳實施態樣中,X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立具有點I.1.3.2中定義的結構(X11), 其中,在X1 具有結構(X11)的情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L1 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L1 '的鍵, 其中,在X2 具有結構(X11)的情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L2 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L2 '的鍵, 其中,在X3 具有結構(X11)情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L3 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L3 '的鍵, 其中,在X4 具有結構(X11)的情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L4 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L6 的鍵, 其中,在X5 具有結構(X11)的情況下,鍵(xivX2 )在各情況下表示到L5 的鍵而鍵(xvX2 )在各情況下表示到L7 的鍵, 及其中RX21 、RX22 基團各獨立選自由下列所組成的群組: 氫、烷基、鹵素、氰基、苯基、苄基, 較佳RX21 =氫或烷基,最佳烷基為甲基,及RX22 =氫,最佳RX21 =RX22 =氫, 及其中以(xiiX2 )表示的鍵相應於在各情況下結構(I)、(II)和(III)中以“*”、“#”、“&”、“§”和“$”表示者, 及其中以(xiiiX2 )表示的鍵相應於下列者:在結構(I)、(II)和(III)中,在其中m1 =0、m2 =0、m3 =0、m4 =0或m5 =0的情況下,其在各情況下鍵結到“**”、“##”、“&&”、“§§”或“$$"”,以及在其中m1 >0、m2 >0、m3 >0、m4 >0或m5 >0的情況下,其在各情況下鍵結到Y1 、Y2 、Y3 、Y4 或Y5 。 I.1.4 非共軛有機間隔子單元Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5
在本發明第一態樣的結構(I)、(II)和(III)中的Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 之可選擇的非共軛有機間隔子單元因此除了在由這些基團形成的骨架中必須發生無共軛之外,不受任何進一步的限制。 I.1.4.1
在本發明第一態樣的較佳實施態樣中,在如點I.1.α)和點I.1.β)所定義的本發明的第一態樣的結構(I)、(II)和(III)中的Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團,以及尤其在上述情況A.5、B.3、C.6、C.7、D.7、E.6、G.2、G.3、G.4、H.3、J.2中的Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團,各獨立為選自以下結構(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4)、(Y5)之非共軛有機間隔子單元,
Figure 02_image094
其中RY1 、RY2 、RY3 、RY4 、RY5 、RY6 、RY7 、RY8 、RY9 、RY10 、RY11 、RY12 、RY13 、RY14 、RY15 、RY16 各獨立選自由下列所組成的群組: 氫、 (雜)芳族基團、 脂族基團(視需要經至少一個選自硝基、-NH2 、 -CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代,且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、 甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團), 較佳選自由下列所組成群組:氫、苯基、苄基、(鹵)烷基、(鹵)環烷基、羥基、羧酸酯、羧基、甲醯胺,其中(鹵)烷基也可具有醚基, 及其中XY1 、XY2 各獨立選自由O、S所組成的群組,及較佳二者為O,及其中XY3 選自由O、S、-CH2 -所組成的群組,較佳選自由O、-CH2 -所組成的群組,及更佳為 -CH2 -, 及其中以(xvY1 )表示的鍵相應於結構(I)、(II)和(III)中以“**”、“##”、“&&”、“§§”和“$$”表示的那些, 及其中以(xivY1 )表示的鍵相應於結構(I)、(II)和(III)中其鍵結至X1 、X2 、X3 、X4 或X5 的那些。 I.1.4.2
在前述點I.1.4.1的較佳實施態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立為選自點I.1.4.1中所述的結構(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y5),更佳選自結構(Y1)、(Y2)、(Y5),甚至更佳選自結構(Y1)、(Y2),及最佳具有結構(Y1)之非共軛有機間隔子單元, 其中RY1 、RY2 、RY3 、RY4 、RY5 、RY6 、RY7 、RY8 、RY9 、RY10 、RY13 、RY14 、RY15 、RY16 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、苯基、苄基、(鹵)烷基、(鹵)環烷基、羥基、羧酸酯、甲醯胺,其中(鹵)烷基也可具有醚基,及較佳選自由下列所組成的群組:氫、苯基、苄基、烷基、羧酸酯、甲醯胺、羧基,及甚至更佳選自由下列所組成的群組:氫、苯基、甲基、羧酸酯、-C(=O)-NH2 、羧基,及甚至更佳均為氫, 及其中XY1 、XY2 各為O,及其中XY3 選自由O、-CH2 -所組成的群組,及更佳為-CH2 -。 I.1.4.3
在其中有機氧化還原聚合物P(其在主鏈中非共軛且包含結構(I)、(II)和(III)中的至少一者)包含非共軛有機間隔子單元Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 的情況下,本領域技術人員在此可以藉助於他的技術領域知識,而根據各別之在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P所涵蓋的X1 、X2 、X3 、X4 或X5 基團來有利地選擇非共軛有機間隔子單元Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5
在本發明第一態樣的較佳實施態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立選自根據前述點I.1.3.1的結構(X1)、(X2)、(X3)、(X4),較佳各獨立選自根據前述點I.1.3.2的結構(X11)、(X12)、(X13)、(X14),及甚至更佳各獨立具有根據前述點I.1.3.3的結構(X11), 及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立選自根據前述點I.1.4.1,更佳根據前述點I.1.4.2的結構(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4), 或者,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立為根據前述點I.1.3.1的結構(X5),較佳根據前述點I.1.3.2的結構(X15),及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立為根據前述點I.1.4.1,更佳根據前述點I.1.4.2的結構(Y5)。 I.1.4.4
在本發明第一態樣的甚至更佳實施態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立為根據前述點I.1.3.1的結構(X1),較佳各獨立為根據前述點I.1.3.2的結構(X11),甚至更佳根據前述點I.1.3.3,及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立為根據前述點I.1.4.1,更佳根據前述點I.1.4.2的結構(Y1); 或者,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立為根據前述點I.1.3.1的結構(X2),較佳各獨立為根據前述點I.1.3.2的結構(X12),及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立為根據前述點I.1.4.1,更佳根據前述點I.1.4.2的結構(Y2); 或者,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立為根據前述點I.1.3.1的結構(X3),較佳各獨立為根據前述點I.1.3.2的結構(X13),及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立為根據前述點I.1.4.1,更佳根據前述點I.1.4.2的結構(Y3); 或者,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立為根據前述點I.1.3.1的結構(X4),較佳各獨立為根據前述點I.1.3.2的結構(X14),及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立為根據前述點I.1.4.1,更佳根據前述點I.1.4.2的結構(Y4); 或者,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立為根據前述點I.1.3.1的結構(X5),較佳各獨立為根據前述點I.1.3.2的結構(X15),及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立為根據前述點I.1.4.1,更佳根據前述點I.1.4.2的結構(Y5)。 I.1.5 製備根據本發明之聚合物P的方法
由本發明第一態樣中根據本發明之電極材料所涵蓋的聚合物P可藉由本領域技術人員已知的方法獲得。相應的方法總結在Muench等人的文獻中。 此外,包含氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)之聚合物P的合成也在WO 2015/003725 A1和US 4,898,915 A中描述。
此外,包含包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)之聚合物及相應聚合物P的合成,本領域技術人員也從WO 2017/207325 A1、EP 1 752 474 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及T. Suga, S. Sugita, H. Ohshiro, K. Oyaizu, H. Nishide,Adv.Mater. 2011,3 , 751-754已知。
此外,包含氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)之聚合物P的合成及包含氧化還原活性苯醌官能基團(E)之聚合物P的合成,也描述在WO 2015/132374 A1、WO 2015/144798 A1、EP 3 279 223 A1、WO 2018/024901A1、US 2017/0077518 A1、US 2017/0077517 A1、US 2017/0104214 A1、D. Schmidt, B. Häupler, 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及M. Baibarac, M. Lira-Cantú, J. Oró Sol, I. Baltog, N. Casañ-Pastor, P. Gomez-Romero,Compos.Sci.Technol. 2007,67 , 2556-2563,或是從該等揭示中本領域技術人員基於他的技術領域知識可能作為常規事項。
此外,包含氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)之聚合物P的合成也描述在WO 2017/032583 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。
此外,包含氧化還原活性三苯胺官能基團(G)之聚合物P的合成也描述在JP 2011-74316 A、JP 2011-74317 A。
此外,包含氧化還原活性紫原官能基團(H)之聚合物P的合成也描述在CN 107118332 A。
此外,包含氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)之聚合物P的合成也描述在K. Tamura, N. Akutagawa, M. Satoh, J. Wada, T. Masuda,Macromol.Rapid Commun. 2008,29 , 1944-1949。 I.1.6 交聯
由本發明第一態樣中根據本發明之電極材料所涵蓋的聚合物P可以是均聚物或共聚物。均聚物是僅由一種單體合成的聚合物。共聚物是由二種或更多種單體合成的聚合物。所用另外的單體("共聚單體")可以是具有可聚合基團的那些,或者具有二個或多個可聚合基團的那些,例如二乙烯基苯、二乙炔基苯、二乙炔基噻蒽、寡聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。這因此導致聚合物中的額外交聯。這對本領域技術人員而言是已知的(描述在,例如WO201/060680A1,第[0028]段中)。隨後獲得的聚合物的交聯程度可以藉由本領域技術人員已知的方法而經由所添加共聚單體的量或經由時間延遲(例如直到聚合處於後期階段之前不添加共聚單體)來控制。如果在合成中使用二種或更多種單體,則根據本發明,聚合物P中重複單元的單體可在聚合物中採隨機分佈、呈嵌段或採交替存在。
因此,由本發明電極材料所涵蓋的聚合物P也可以具有歸因於聚合物P的合成期間使用交聯劑的重複單元。因此,顯而易見的是,歸因於交聯劑的重複單元也可以存在於所得聚合物P中而在結構(I)、(II)和(III)的重複單元之間。
合適的交聯劑是具有多於一個可聚合基團的化合物,交聯劑較佳選自由下列所組成的群組:基於(甲基)丙烯酸的多官能化合物、基於烯丙基醚的多官能化合物、基於乙烯系化合物的多官能化合物。基於(甲基)丙烯酸的多官能化合物是特佳的。 基於(甲基)丙烯酸的多官能化合物尤其選自乙二醇二(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、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,7-庚二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-(甲基)丙烯醯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯。
基於烯丙基醚的多官能化合物尤其選自由下列所組成的群組:二乙二醇二烯丙基醚、二丁二醇二烯丙基醚。 基於乙烯系化合物的多官能化合物尤其是二乙烯基苯。 I.2 離子液體
本發明基於以下令人驚訝的發現:在包含氧化還原活性聚合物P的電極材料中,當此電極材料也包含離子液體時,可以達成容量的明顯增加。容量的改善增加是基於加入的(intercalated)離子液體與聚合物P的相互作用。懷疑這種意外顯著改善的原因在於聚合物P的特定結構,其確保了與離子液體的特別好的相互作用。這是因為它是一種有機聚合物,當它與離子液體混合時具有特別好的溶脹能力。此溶脹能力是基於聚合物P的有機天性,並使其能夠結合高比例的離子液體。在對其已描述有離子液體的加入的金屬系電池的情況下(例如US 9,397,341 B1中描述的鋅-二氧化錳電池),這機制不可行,此僅因該電極材料的金屬性質。因此,其對離子液體的結合能力小得多,並且離子液體從電極材料中"滲出"的趨勢更加明顯。
作為基於聚合物P的有機電池的電極材料組分的離子液體尚待描述。先前技術(例如EP 3 279 223 A1)僅提及使用它們作為電池電單池的電解質的選項。
僅對那些於其中主鍊為共軛形式的聚合物(WO 2017/220965 A1;WO 2018/060680 A1),有額外描述包含離子液體於電極材料內的有機電池。由於根據本發明的聚合物P中的電荷侷限在各別氧化還原活性單元上而不是像先前技術聚合物中那樣跨主鏈"塗抹開",然而,這使得與所預期之離子液體與先前技術共軛聚合物的相互作用相比,本發明的離子液體與聚合物P中的氧化還原活性單元的相互作用更好。
因此,根據本發明的聚合物P使得能夠有此種與離子液體的有利相互作用的事實是完全令人驚訝的。 因此,在本發明第一態樣中有用的離子液體不受任何進一步限制,並且例如可以使用WO 2004/016631 A1、WO 2006/134015 A1、US 2011/0247494 A1或US 2008/0251759 A1描述的那些。
具體地,用於本發明第一態樣的電極材料的離子液體具有結構Q+ A- 。 I.2.1 離子液體的較佳陽離子
Q+ 在此為選自由以下結構(Q1)、(Q2)、(Q3)、(Q4)、(Q5)所組成群組的陽離子:
Figure 02_image096
其中,RQ1 、RQ2 、RQ3 、RQ4 、RQ5 、RQ6 、RQ7 、RQ8 各獨立選自由下列所組成的群組:(鹵)烷基、環烷基, 及其中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 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基(其可具有至少一個醚基)、環烷基。
較佳地,Q+ 為選自由結構(Q1)、(Q2)、(Q3)、(Q4)、(Q5)所組成群組的陽離子,其中RQ1 、RQ2 、RQ3 、RQ4 、RQ5 、RQ6 、RQ7 、RQ8 各獨立選自由下列所組成的群組:具有6至40個,更佳10至30個碳原子的烷基、具有6至40個,更佳10至30個碳原子的環烷基, 及其中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 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、具有1至25個,較佳1至10個碳原子的烷基,其可具有至少一個醚基。
更佳地,Q+ 為選自由結構(Q1)、(Q3)所組成群組的陽離子,其中RQ1 、RQ2 、RQ3 、RQ4 各獨立選自由下列所組成的群組:具有6至30個,較佳10至25個碳原子的烷基, 其中RQ9 、RQ10 、RQ11 、RQ12 、RQ13 各獨立選自由下列所組成的群組:氫、具有1至25個,較佳1至10個碳原子的烷基,及RQ10 、RQ11 、RQ13 更佳各為氫及RQ9 、RQ12 各獨立為具有1至6個碳原子的烷基。
甚至更佳地,Q+ 為選結構(Q3)的陽離子,其中RQ10 、RQ11 、RQ13 各為氫,且RQ9 選自由下列所組成的群組:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基,及RQ12 選自由下列所組成的群組:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基。
甚至更佳地,Q+ 為選結構(Q3)的陽離子,其中RQ10 、RQ11 、RQ13 各為氫,且RQ9 選自由下列所組成的群組:甲基、乙基、正丁基,較佳選自由下列所組成的群組:乙基、正丁基,其中RQ9 最佳為乙基,及RQ12 選自由下列所組成的群組:甲基、乙基,其中RQ12 最佳為甲基。 作為Q+ ,特佳者為1-乙基-3-甲基咪唑鎓陽離子。 I.2.2 離子液體的較佳陰離子
在前述式Q+ A- 中,A- 為陰離子,尤其選自由下列所組成的群組:磷酸根、膦酸根(phosphonate)、烷基膦酸根、單烷基磷酸根、二烷基磷酸根、雙[三氟甲烷磺醯基]醯亞胺、(鹵)烷基磺酸根、(鹵)烷基硫酸根、雙[氟磺醯基]醯亞胺、鹵離子、二氰胺(dicyanamide)、六氟磷酸根、硫酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、高氯酸根、硫酸氫根、(鹵)烷基羧酸根、甲酸根、雙草酸硼酸根(bisoxalatoborate)、四氯鋁酸根、磷酸二氫根、單烷基磷酸氫根(monoalkylhydrogenphosphate)、硝酸根。
在前述式Q+ A- 中,A- 較佳選自由下列所組成的群組:磷酸根、膦酸根、烷基膦酸根、單烷基磷酸根、二烷基磷酸根、雙[三氟甲烷磺醯基]醯亞胺、烷基磺酸根、烷基硫酸根、雙[氟磺醯基]醯亞胺、鹵離子、二氰胺、六氟磷酸根、硫酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、高氯酸根、硫酸氫根、烷基羧酸根、甲酸根、雙草酸硼酸根、四氯鋁酸根、磷酸二氫根、單烷基磷酸氫根、硝酸根,其中,在烷基膦酸根、單烷基磷酸根、二烷基磷酸根、烷基磺酸根、烷基硫酸根、烷基羧酸根、單烷基磷酸氫根中的烷基各具有1至10個,較佳1至6個,更佳1至4個碳原子。
在前述式Q+ A- 中,A- 更佳選自由下列所組成的群組:二烷基磷酸根、雙[三氟甲烷磺醯基]醯亞胺、烷基磺酸根、雙[氟磺醯基]醯亞胺、氯離子、二氰胺、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、四氯鋁酸根、單烷基磷酸氫根、硝酸根,其中,在二烷基磷酸根、烷基磺酸根、單烷基磷酸氫根中的烷基各具有1至10個,較佳1至6個,更佳1至4個碳原子。
在前述式Q+ A- 中,A- 甚至更佳選自由下列所組成的群組:二乙基磷酸根、雙[三氟甲烷磺醯基]醯亞胺、甲磺酸根、雙[氟磺醯基]醯亞胺、氯離子、二氰胺、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、四氯鋁酸根、單烷基磷酸氫根、硝酸根。
在前述式Q+ A- 中,A- 甚至更佳選自由下列所組成的群組:三氟甲磺酸根、雙[三氟甲烷磺醯基]醯亞胺、二乙基磷酸根(diethylphosphate)、二氰胺,最佳選自由下列所組成的群組:三氟甲磺酸根、雙[三氟甲烷磺醯基]醯亞胺,及極佳為三氟甲磺酸根。 I.2.3 所用離子液體的量
所用離子液體的量不受任何進一步的限制。但是,較佳的是,由本發明第一態樣中之電極材料所涵蓋的離子液體的總重量為,基於在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P(其由電極材料所涵蓋)的總重量計,在範圍0.1重量%至1000重量%中,更佳在範圍1重量%至500重量%中,又更佳在範圍5重量%至200重量%中,甚至更佳在範圍40重量%至160重量%中,甚至又更佳在範圍80重量%至120重量%中,及最佳為100重量%。 I.3 傳導性添加劑
本發明第一態樣中之電極材料也包含傳導性添加劑。 I.3.1 較佳的傳導性添加劑
傳導性添加劑是至少一種導電材料,尤其是選自由下列所組成的群組:碳材料、導電聚合物、金屬、半金屬、(半)金屬化合物,較佳選自碳材料、導電聚合物。
根據本發明,“(半)金屬”是選自由下列所組成的群組:金屬、半金屬,及較佳是金屬。
傳導性添加劑更佳為碳材料。碳材料尤其選自下列所組成的群組:碳纖維、碳納米管、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的群組:聚吡咯、聚苯胺、聚伸苯基、聚芘、聚藍烴(polyazulene)、聚伸萘基、聚哢唑、聚吲哚、聚吖呯、聚苯硫醚、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸鹽(=PEDOT:PS)、聚並苯(polyarcene)、聚(p -伸苯基伸乙烯基)。
金屬尤其是選自由下列所組成的群組: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。 I.3.2 傳導性添加劑的較佳量
所用傳導性添加劑的量不受任何進一步的限制。但是,較佳的是,由本發明第一態樣中之電極材料所涵蓋的傳導性添加劑的總重量為,基於由電極材料所涵蓋的氧化還原聚合物P的總重量計,在範圍0.1重量%至1000重量%中,較佳在範圍10重量%至500重量%中,更佳在範圍30重量%至100重量%中,又更佳在範圍40重量%至80重量%中,甚至更佳在範圍50重量%至60重量%中,及最佳為58.3重量%。 I.4 黏合劑添加劑
本發明第一態樣中之電極材料視需要也包含黏合劑添加劑。 本領域技術人員熟悉黏合劑添加劑作為具有黏合性質的材料。偏好的是選自由下列所組成群組的聚合物: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、聚胺酯,且黏合劑添加劑更佳為聚偏二氟乙烯。
在其中本發明第一態樣中之電極材料包含黏合劑添加劑的情況下,其之所用量不受任何進一步的限制。但是,較佳的是,在這些情況下,由電極材料所涵蓋的黏合劑添加劑的總重量為,基於由電極材料所涵蓋的氧化還原聚合物P的總重量計,在範圍0.001重量%至1000重量%中,更佳在範圍0.083重量%至90重量%中,又更佳在範圍3重量%至70重量%中,甚至更佳在範圍5重量%至50重量%中,甚至又更佳在範圍8.3重量%至20重量%中,及最佳為16.6重量%。 I.5電極和電荷儲存手段 I.5.1 電極
本發明也關於一種電極(另一個詞“電極元件”),其包含本發明第一態樣的本發明的電極材料,及尤其基板。
電極元件的基板尤其選自導電材料,較佳金屬、碳材料、氧化物物質。
適合作為電極元件的基板的偏好金屬選自鉑、金、鐵、銅、鋁、鋅或這些金屬的組合。適合作為電極元件基板的較佳碳材料選自玻碳(glassy carbon)、石墨箔、石墨烯、碳皮。適合作為電極元件基板的較佳氧化物物質是例如選自由下列所組成的群組:氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銻鋅(AZO)、氟氧化錫(FTO)或氧化銻錫(ATO)、氧化鋅(ZO)。
電極元件的表面層包含至少本發明第一態樣中根據本發明的電極材料作為用於電荷儲存的氧化還原活性材料。
本發明第一態樣中根據本發明的電極材料尤其呈電極漿料施加到電極元件的基板上。 在這種情況下,電極漿料尤其是溶液或懸浮液,並且包含根據本發明的聚合物P、上述離子液體,及特別地,上述傳導性添加劑和視需要的上述黏合劑添加劑。 電極漿料較佳包含溶劑。
用於電極漿料的溶劑獨立地是一種或多種溶劑,較佳為具有高沸點的溶劑,更佳選自由下列所組成的群組:N -甲基-2-吡咯烷酮、水、二甲基亞碸、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、二氧雜環戊烷、環丁碸、N ,N '-二甲基甲醯胺、N ,N '-二甲基乙醯胺,較佳選自由下列所組成的群組:N -甲基-2-吡咯烷酮、水,更佳為N -甲基-2-吡咯烷酮。用於在上述電極漿料中儲存電能的氧化還原活性物質,尤其是根據本發明的氧化還原聚合物P的濃度較佳介於1和100mg/ml,更佳介於5和50mg/ml。
在其中根據本發明的電極材料採電荷儲存手段(尤其是二次電池)的電極元件的至少部分表面塗層形式的實施例中,電極元件在基板表面上具有至少部分層。此層尤其包含本發明第一態樣的電極材料,其包含至少一種傳導性添加劑,至少一種離子液體和至少一種在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P,用於電荷儲存的氧化還原活性材料和視需要的至少一種黏合劑添加劑。
藉由本領域技術人員已知方法的手段,可以在基板上施加在本發明第一態樣中根據本發明的電極材料(組成物的另一種表述方式:"複合材料")。更具體地說,在本發明的第一態樣中,根據本發明的電極材料呈電極漿料而藉由棒塗佈、縫模塗佈、絲網印刷或模版印刷的手段施加到基板上。 I.5.2 電荷儲存手段
本發明也關於一種電荷儲存手段,尤其是二次電池,其包含根據本發明的電極。
通常,用於儲存電能的氧化還原活性電極材料是可儲存電荷並再次釋放電荷(例如藉由接收和釋放電子)的材料。本發明第一態樣中之根據本發明的電極材料可因此用作,例如電荷儲存手段中的活性電極材料。此種用於儲存電能的電荷儲存手段尤其選自由下列所組成的群組:二次電池(也稱為"蓄電池")、氧化還原液流電池、超級電容器,及較佳為二次電池。
較佳地,電荷儲存手段是二次電池。二次電池包括被隔板彼此分開的負電極和正電極,以及圍繞電極和隔板的電解質。
隔板是多孔層,其為離子可滲透並能夠平衡電荷。隔板的任務是將正電極與負電極分開,並通過離子的滲透使得電荷能夠平衡。在二次電池中使用的隔板尤其是多孔材料,較佳的是由聚合化合物(例如聚烯烴、聚醯胺或聚酯)所組成的膜。此外,可以使用由多孔陶瓷材料、玻璃微纖維製成的隔板。
電解質的主要任務是確保離子導電率,這是平衡電荷所需的。二次電池的電解質可以是液體或具有高離子導電率的寡聚或聚合化合物(“凝膠電解質”或“固態電解質”)。然而,偏好的是寡聚或聚合化合物。 如果電解質是液體,則它尤其由一種或多種溶劑和一種或多種導電鹽構成。
電解質溶劑較佳獨立地包含一種或多種具有高沸點及高離子導電率但低黏度的溶劑,例如乙腈、二甲基亞碸、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、二氧雜環戊烷、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、1,3-二氧雜環戊烷或水。
電解質中的導電鹽由式(Me+ )a (Anf- )b 中的式Me+ 陽離子和式Anf- 陰離子所組成,其中e和f為取決於M和An的電荷的整數,和a和b是表示導電鹽的分子組成的整數。
上述導電鹽中使用的陽離子是帶正電的離子,較佳的是第一和第二主族的金屬,例如鋰、鈉、鉀或鎂,但也可以是過渡族的其他金屬,諸如鋅,和有機陽離子,例如季銨化合物,諸如四烷基銨化合物。
該導電鹽中使用的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、四氟吲哚酸根(tetrafluoroindate)、高氯酸根、雙(草酸根)硼酸根、四氯鋁酸根、四氯鎵酸根,但也可以是有機陰離子,例如N(CF3 SO2 )2 - 、CF3 SO3 - N、醇鹽離子(alkoxides),例如第三丁醇鹽離子或異丙醇鹽離子,但也可以是鹵離子,例如氟離子、氯離子、溴離子和碘離子。
如果使用離子液體,它們既可以用作電解質的溶劑,也可以用作導電鹽,或者用作完全電解質。
如果將根據本發明使用的聚合物P用作電荷儲存手段的氧化還原活性材料而作為正電極元件,則負電極中用於電荷儲存的氧化還原活性材料可以是在比本發明聚合物更低的電化學電勢下表現氧化還原反應的材料。偏好的是選自由下列所組成群組的那些材料:碳材料(其尤其選自由下列所組成的群組:石墨、石墨烯、碳黑、碳纖維、碳納米管)、金屬或合金(其尤其是選自由下列所組成的群組: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 、Fe2 O3 、Nb2 O5 、TiO2 、Li4 Ti5 O12 、及Li2 Ti3 O7 )、以及有機氧化還原活性材料。有機氧化還原材料的實例是具有穩定有機基團的化合物,具有有機硫單元、具有醌結構的化合物,具有二酮體系統、共軛羧酸及其鹽的化合物,具有鄰苯二甲醯亞胺或萘二甲醯亞胺結構的化合物,具有二硫鍵的化合物和具有菲結構的化合物及其衍生物。若上述氧化還原活性寡聚或聚合化合物在負電極中使用,則此化合物也可以是複合材料(composite),即由該寡聚或聚合化合物、傳導性添加劑和黏合劑添加劑以任何比例所組成的組成物。在這種情況下,傳導性添加劑亦尤其是至少一種導電材料,較佳選自由下列所組成的群組:碳材料、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的群組:碳纖維、碳納米管、石墨、炭黑、石墨烯,及更佳是碳纖維。導電聚合物尤其是選自由下列所組成的群組:聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸鹽(="PEDOT:PSS")、聚並苯。在這種情況下,黏合劑添加劑亦尤其是具有黏合劑性質的材料且較佳為選自由下列所組成群組的聚合物: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、聚胺酯。
此複合材料,如上所述,可以藉助於電極漿料而用已知的成膜方法以層施加在基板上。 II. 本發明的第二態樣:生產電極之方法
在第二態樣,本發明也關於一種生產電極之方法,包含以下步驟: (a)將至少一種在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P,至少一種離子液體,至少一種傳導性添加劑,視需要地至少一種溶劑和視需要地至少一種黏合添加劑混合,而得到混合物M, (b)將混合物M施加到基板, (c)視需要地至少部分地除去溶劑。 根據本發明方法的步驟(a)
在根據本發明方法的步驟(a)中,將 -至少一種在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P; -至少一種離子液體; -至少一種傳導性添加劑; -視需要地至少一種溶劑; -和視需要地至少一種黏合劑添加劑; 混合而得到混合物M。
在根據本發明方法的步驟(a)後得到的合物M尤其是電極漿料。 II.1 在根據本發明的方法中使用的氧化還原聚合物P
在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極),出於本發明的目的,由兩個結構特徵所組成: (1)聚合物骨架(“主鏈”),其中沒有共軛, (2)規則地或不規則地與聚合物骨架鍵結的氧化還原活性有機基團,於其中存在共軛或沒有共軛。
II.1.α) 出於本發明的目的,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元和/或n2 個相互連接的化學結構(II)的重複單元和/或n3 個相互連接的化學結構(III)的重複單元,較佳n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元和/或n3 個相互連接的化學結構(III)的重複單元,更佳n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,其中化學結構(I)、(II)和(III)以及各自的變量如點I.1.α)中定義。
在根據點II.1.α)的聚合物P內的化學結構(I)的重複單元彼此相同或至少部分彼此不同。在根據點II.1.α)的聚合物P內的化學結構(II)的重複單元彼此相同或至少部分彼此不同。在根據點II.1.α)的聚合物P內的化學結構(III)的重複單元彼此相同或至少部分彼此不同。
II.1.β) 在如點II.1.α)所定義本發明第二態樣的較佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,其中化學結構(I)以及各自的變量如點I.1.β)中定義。
在根據點II.1.β)的聚合物P內的化學結構(I)的重複單元彼此相同或至少部分彼此不同。 II.1.1 氧化還原活性基團
在本發明的第二態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '之可選擇的有機氧化還原活性基團較佳如點II.1.α)中定義,更佳如點II.1.β)中定義,不受任何進一步的限制。本領域技術人員知道可用於有機電池的有機氧化還原活性基團,並且它們與各自聚合物的合成一起描述於例如Muench等人中。如點II.1.α)和點II.1.β)中所述,有機氧化還原活性基團較佳選自由下列所組成的群組:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)、氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)、氧化還原活性苯醌官能基團(E)、氧化還原活性三苯胺官能基團(G)、氧化還原活性紫原官能基團(H)、氧化還原活性二茂鐵官能基團(J),而更佳選自由下列所組成的群組:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C),而甚至更佳選自由下列所組成的群組:包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C),及有機氧化還原活性基團最佳為包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)。 II.1.1.1 氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)
AA.1 如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團可各獨立具有如點I.1.1.1, A.1所定義的結構(A1),並且在R2 、R4 、R5 的情況下,也可各獨立具有如點I.1.1.1, A.1所定義的結構(A2)。
AA.2 在前述點AA.1的較佳實施態樣中,Ar1 具有選自由下列所組成群組的結構:如點I.1.1.1, A.1所定義的(A11)、(A12)、(A13)、(A14)、(A15)、(A16)、(A17)、(A18)、(A19)、(A20)、(A21),及Ar2 具有選自由下列所組成群組的結構:如點I.1.1.1, A.2所定義的(A22)、(A23)、(A24)、(A25)、(A26)、(A27)、(A28)、(A29)、(A30)、(A31)、(A32)。
AA.3 在前述點AA.1或AA.2的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)或(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '在該情況下各獨立選自由如點I.1.1.1, A.3所定義的結構(A101)、(A102)、(A103)、(A104)所組成的群組,及R2 、R4 、R5 在該情況下各獨立選自由如點I.1.1.1, A.3所定義的結構(A201)、(A202)、(A203)、(A204)所組成的群組。
AA.4 在前述點AA.3的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)或(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在該情況下各獨立選自由AA.3中定義的結構(A101)、(A103)所組成的群組,且較佳各具有結構(A101),其中(iiiA1 )、RA101 、RA102 、RA103 、RA104 、RA112 、RA113 、RA114 、RA115 、RA116 、RA117 的定義係於點AA.3中定義, 及R2 、R4 、R5 基團在該情況下各獨立選自由AA.3中定義的結構(A201)、(A202)所組成的群組,且較佳各具有結構(201),其中(vA2 )、(viA2 )、XA202 、RA201 、RA202 、RA203 、RA204 、RA205 、RA206 、RA207 、RA208 的定義係於點AA.3中定義。
AA.5 在如II.1.β)所定義的本發明第二態樣或點AA.4的特佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個相互連接的化學結構(I)的重複單元,其中化學結構(I)以及變量如點I.1.1.1, A.5中定義。 II.1.1.2 包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)
BB.1 如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各獨立選自點I.1.1.2, B1所定義結構(B1)、(B2)中的一者。
BB.2 在前述點BB.1的較佳實施態樣中,結構(B1)具有選自由如點I.1.1.2, B2所定義結構(B11)、(B12)、(B13)所組成群組的結構,較佳具有選自點I.1.1.2, B2所定義結構(B11)的結構,
BB.3 在如II.1.β)所定義的本發明第二態樣的特佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個點I.1.1.2, B3中定義的相互連接的化學結構(I)的重複單元。 II.1.1.3 氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)
CC.1 如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自點I.1.1.3, C1中定義結構(C1)、(C2)中之一者,並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由點I.1.1.3, C1中定義的以下結構(C3)、(C4)所組成的群組。
CC.2 在前述點CC.1的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下」意味著R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各獨立選自點I.1.1.3, C2中定義結構(C11)、(C12)、(C13)、(C14)、(C15)、(C16)、(C17)、(C18)、(C19)、(C20)中的一者:
CC.3 在前述點CC.2的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R1 '基團或R1 基團選自如點I.1.1.3, C3所定義結構(C101)、(C102)、(C103)、(C104)、(C105)、(C106)、(C107)、(C108)、(C109)、(C110)、(C111)、(C112)、(C113)、(C114),較佳選自由點I.1.1.3, C3中定義結構(C101)、(C102)、(C103)、(C104)、(C105)、(C113)所組成的群組: 及R2 、R4 、R5 選自由如點I.1.1.3, C3所定義的以下結構(C201)、(C202)、(C203)、(C204)、(C205)、(C206)、(C207)、(C208)、(C209)、(C210)、(C211)、(C212)、(C213)所組成的群組,較佳選自由如點I.1.1.3, C3所定義的以下結構(C201)、(C202)、(C203)、(C204)、(C205)、(C212)所組成的群組。
CC.4 在前述CC.3的更佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)或(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各獨立選自由點I.1.1.3, C4中定義結構(C301)、(C302)、(C303)、(C304)、(C305)、(C306)、(C307)所組成的群組, 及R2 、R4 、R5 基團選自由點I.1.1.3, C4中定義結構(C401)、(C402)、(C403)、(C404)、(C405)、(C406)、(C407)所組成的群組。
CC.5 在前述CC.4的更佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)或(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下」根據本發明意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R1 '基團或R1 基團選自由點C.4中定義的結構(C301)、(C302)、(C303)、(C304)所組成的群組,而R2 、R4 、R5 基團選自由點C.4中定義的結構(C401)、(C402)、(C403)、(C404)所組成的群組,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 、RC4299 基團具有於點C.4中給出的定義。
CC.6 在如點II.1.β)所定義的本發明第二態樣或點CC.5的特佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個點I.1.1.3, C6中定義的相互連接的化學結構(I)的重複單元。
CC.7 在前述CC.6的最佳實施態樣中,R1 '為氫而R1 選自由點I.1.1.3, C7中定義結構(C501)、(C502)所組成的群組, 甚至更佳,R1 為點I.1.1.3, C7中定義結構(C501)的化合物。 II.1.1.4 氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)
DD.1 如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.4, D1中定義結構(D1),並且R2 、R4 、R5 基團各獨立具有點I.1.1.4, D1中定義結構(D2)。
DD.2 在前述點DD.1的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.4, D2中定義的結構(D1),而R2 、R4 、R5 基團各獨立具有點I.1.1.4, D2中定義的結構(D2)。
DD.3 在前述點DD.2的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.4, D3中定義的結構(D3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立具有點I.1.1.4, D3中定義的結構(D4)。
DD.4 在前述點DD.3的較佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.4, D4中定義的結構(D3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立具有點I.1.1.4, D4中定義的結構(D4)。
DD.5 在前述點DD.4的較佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.4, D5中定義的結構(D5),而R2 、R4 、R5 基團各獨立具有點I.1.1.4, D5中定義的結構(D6)。
DD.6 在前述點DD.5的較佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.4, D6中定義的結構(D5),而R2 、R4 、R5 各獨立具有點I.1.1.4, D6中定義的結構(D6)。
DD.7 在如點II.1.β)所定義的本發明第二態樣或點DD.6)的特佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個點I.1.1.4, D7中定義的相互連接的化學結構(I)的重複單元。 II.1.1.5 氧化還原活性苯醌官能基團(E)
EE.1 如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自點I.1.1.5, E1中定義的結構(E1)、(E2)、(E3), 並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由點I.1.1.5, E1中定義結構(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)所組成的群組。
EE.2 在前述點EE.1的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自點I.1.1.5, E2中定義的結構(E1)、(E2)、(E3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自點I.1.1.5, E2中定義的結構(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)。
EE.3 在前述點EE.2的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自點I.1.1.5, E3中定義的結構(E1)、(E2)、(E3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自點I.1.1.5, E3中定義的結構(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)。
EE.4 在前述點EE.3的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自點I.1.1.5, E4中定義的結構(E1)、(E2)、(E3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自點I.1.1.5, E4中定義的結構(E4)、(E5)、(E6)、(E8)、(E9)。
EE.5 在前述點EE.4的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自點I.1.1.5, E5中定義的結構(E1)、(E2)、(E3),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自點I.1.1.5, E5中定義的結構(E6)、(E9)。
EE.6 在如點II.1.β)所定義的本發明第二態樣的特佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個點I.1.1.5, E6中定義的相互連接的化學結構(I)的重複單元。 II.1.1.6 氧化還原活性三苯胺官能基團(G)
GG.1 如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性三苯胺官能基團(G)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.6, G1中定義的結構(G1),而R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由點I.1.1.6, G1中定義結構(G2)、(G3)所組成的群組。
GG.2 在如點II.1.β)所定義的本發明第二態樣的特佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個點I.1.1.6, G2中定義的相互連接的化學結構(I)的重複單元。
GG.3 在前述點GG.2的較佳實施態樣中,氧化還原活性三苯胺官能基團(G)選自點I.1.1.6, G3中定義的結構(G4)、(G5)、(G6)。
GG.4 在前述點GG.3的較佳實施態樣中,氧化還原活性三苯胺官能基團(G)具有點I.1.1.6, G4中定義的結構(G4)。 II.1.1.7 氧化還原活性紫原官能基團(H)
HH.1 如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性紫原官能基團(H)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立選自由點I.1.1.7, H1中定義結構(H1)、(H2)所組成的群組,並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由點I.1.1.7, H1中定義結構(H3)、(H4)、(H5)、(H6)、(H7)所組成的群組。
HH.2 在前述點HH.1的較佳實施態樣中,「如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性紫原官能基團(H)的情況下」意味著R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.7, H2中定義的結構(H1),並且R2 、R4 、R5 各獨立具有點I.1.1.7, H2中定義的結構(H7)。
HH.3 在如點II.1.β)所定義的本發明第二態樣的特佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個點I.1.1.7, H3中定義的相互連接的化學結構(I)的重複單元。 II.1.1.8 氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)
JJ.1 如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團在各情況下是氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)的情況下,這更具體地意味著根據本發明,R1 、R1 '、R2 '、R3 '或R1 、R1 '或R1 基團各獨立具有點I.1.1.8, J1中定義的結構(J1),並且R2 、R4 、R5 基團各獨立選自由點I.1.1.8, J1中定義結構(J2)、(J3)、(J4)所組成的群組。
JJ.2 在如點II.1.β)所定義的本發明第二態樣的特佳實施態樣中,在主鏈中未共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明的方法中使用來生產本發明第二態樣中的電極)尤其包含n1 個點I.1.1.8, J2中定義的相互連接的化學結構(I)的重複單元。 II.1.2 連接子單元
在如點II.1.α)或點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,結構(I)、(II)和(III)中或結構(I)中的L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '或L1 、L1 '各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組。這種有機連接子單元不受任何進一步的限制,且是本領域技術人員已知的。
如點II.1.α)或點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '或L1 、L1 '各為有機連接子單元的情況下,這更具體地意味著根據本發明,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '在該情況下各獨立選自由點I.1.2中定義的(L11)、(L12)所組成的群組。 II.1.2.1 在氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)中的較佳連接子單元
LAA.1 在較佳實施態樣中,在本發明第二態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點AA.1中,更佳點AA.2中,甚至更佳點AA.3中,甚至又更佳點AA.4中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第二態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點AA.5所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 ’或L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、點I.1.2.1, LA.1中定義的(LA11)、(LA12)。
LAA.2 在前述點LAA.1的較佳實施態樣中,XLA2 、YLA2 、YLA5 、XLA1 、XLA3 、YLA1 、YLA3 、YLA4 、YLA6 、BLA1 分別具有點I.1.2.1, LA.2中定義的意義。
LAA.3 在前述點LAA.2的較佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.1, LA3的定義。 II.1.2.2 用於包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)的較佳連接子單元
LBB.1 在本發明第二態樣的較佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點BB.1中,更佳點BB.2中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第二態樣中的聚合物P包含如點BB.3所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、點I.1.2.2, LB.1中定義的(LB11)、(LB12)。
LBB.2 在前述點LBB.1的較佳實施態樣中,XLB2 、YLB2 、YLB5 、XLB1 、XLB3 、YLB1 、YLB3 、YLB4 、YLB6 、BLA2 分別具有點I.1.2.2, LB2中定義的意義。
LBB.3 在前述點LBB.2的較佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.2, LB3的定義。 II.1.2.3 用於氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的較佳連接子單元
LCC.1 在本發明第二態樣的較佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點CC.1中,較佳點CC.2中,更佳點CC.3中,甚至更佳點CC.4中,甚至又更佳點CC.5中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第二態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點CC.6,較佳點CC.7所定義的結構的情況下, 在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、點I.1.2.3, LC.1中定義的(LC11)、(LC12)。
LCC.2 在前述點LCC.1的較佳實施態樣中,XLC2 、YLC2 、YLC5 、XLC1 、XLC3 、YLC1 、YLC3 、YLC4 、YLC6 、BLC1 分別具有點I.1.2.3, LC.2中定義的意義。
LCC.3 在前述點LCC.2的較佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.3, LC.3的定義。 II.1.2.4 用於氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的較佳連接子單元
LDD.1 在本發明第二態樣的更佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性苯氧基化合物(D)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點DD.1中,較佳點DD.2中,更佳點DD.3中,甚至更佳點DD.4中,甚至更佳點DD.4中,又更佳點DD.5中,甚至又更佳點DD.6中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第二態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點DD.7所定義的結構的情況下,
在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、點I.1.2.4, LD.1中定義的(LD11)、(LD12)。
LDD.2 在前述點LDD.1的較佳實施態樣中,XLD2 、YLD2 、YLD5 、XLD1 、XLD3 、YLD1 、YLD3 、YLD4 、YLD6 、BLD1 分別具有點I.1.2.4, LD.2中定義的意義。
LDD.3 在前述點LDD.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.4, LD.3的定義。
LDD.4 在前述點LDD.3的甚至更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.4, LD.4的定義。 II.1.2.5 用於氧化還原活性苯醌官能基團(E)的較佳連接子單元
LEE.1 在本發明第二態樣的甚至更佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點EE.1中,較佳點EE.2中,更佳點EE.3中,甚至更佳點EE.4中,甚至又更佳點EE.5中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第二態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點EE.6所定義的結構的情況下,
在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、如點I.1.2.5, LE.1所定義的(LE11)、(LE12)。
LEE.2 在前述點LEE.1的較佳實施態樣中,XLE2 、YLE2 、YLE5 、XLE1 、XLE3 、YLE1 、YLE3 、YLE4 、YLE6 、BLE1 分別具有點I.1.2.5, LE.2中定義的意義。
LEE.3 在前述點LEE.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.5, LE.3定義。 II.1.2.6 用於氧化還原活性三苯胺官能基團(G)的較佳連接子單元
LGG.1 在本發明第二態樣的甚至更佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性三苯胺官能基團(G)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點GG.1中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第二態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點GG.2,較佳點GG.3,更佳點GG.4所定義的結構的情況下,
在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、如點I.1.2.6, LG.1所定義的(LG11)、(LG12)。
LGG.2 在前述點LGG.1的較佳實施態樣中,XLG2 、YLG2 、YLG5 、XLG1 、XLG3 、YLG1 、YLG3 、YLG4 、YLG6 、BLG1 分別具有點I.1.2.6, LG.2中定義的意義。
LGG.3 在前述點LGG.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.6, LG.3的定義。 II.1.2.7 用於氧化還原活性紫原官能基團(H)的較佳連接子單元
LHH.1 在本發明第二態樣的甚至更佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性紫原官能基團(H)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點HH.1中,較佳上述點HH.2中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第二態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點HH.3所定義的結構的情況下,
在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、如點I.1.2.7, LH.1所定義的(LH11)、(LH12)。
LHH.2 在前述點LHH.1的較佳實施態樣中,XLH2 、YLH2 、YLH5 、XLH1 、XLH3 、YLH1 、YLH3 、YLH4 、YLH6 、BLH1 分別具有點I.1.2.7, LH.2中定義的意義。
LHH.3 在前述點LHH.2的更佳實施態樣中,尤其當R1 、R1 '具有點HH.1中所示結構(H1)時,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.7, LH.3的定義。 II.1.2.8 用於氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)的較佳連接子單元
LJJ.1 在本發明第二態樣的甚至更佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 ’基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團各為氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)的情況下,及尤其是在其中R1 、R2 、R4 、R5 、R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 、R2 、R4 、R5 基團或R1 、R1 '基團或R1 基團具有上述點JJ.1中定義結構的情況下,以及亦在其中本發明第二態樣中在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P包含如點JJ.2所定義的結構的情況下。
在該情況下,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:直接鍵、如點I.1.2.8, LJ.1所定義的(LJ11)、(LJ12)。
LJJ.2 在前述點LJJ.1的較佳實施態樣中,XLJ2 、YLJ2 、YLJ5 、XLJ1 、XLJ3 、YLJ1 、YLJ3 、YLJ4 、YLJ6 、BLJ1 分別具有點I.1.2.8, LJ.2中定義的意義。
LJJ.3 在前述點LJJ.2的更佳實施態樣中,L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L1 '、L2 '、L3 '如點I.1.2.8, LJ.3的定義。 II.1.2.9 若R1 '、R2 '、R3 '各為氫的較佳連接子單元
LKK.1 在本發明第二態樣的甚至更佳實施態樣中,如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣中,在其中結構(I)、(II)和(III)中及尤其是在上述情況AA.5、BB.3、CC.6、CC.7、DD.7、EE.6、GG.2、GG.3、GG.4、HH.3、JJ.2中R1 '、R2 '、R3 '基團或R1 '各為氫基的情況下,在該情況下,L1 '、L2 '、L3 '較佳選自由下列所組成的群組:如點I.1.2.9, LK.1所定義的直接鍵、(LK11)、(LK12)。
LKK.2 在前述點LKK.1的較佳實施態樣中,XLK2 、YLK2 、YLK5 、XLK1 、XLK3 、YLK1 、YLK3 、YLK4 、YLK6 、BLK1 分別具有點I.1.2.9, LK.2中定義的意義。
LKK.3 在前述點LKK.1和點LKK.2的較佳實施態樣中,L1 '、L2 '、L3 '各為直接鍵。 II.1.3 聚合的X1 、X2 、X3 、X4 、X5
在如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣的結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 之可選擇的非共軛有機基團,以及尤其在上述情況AA.5、BB.3、CC.6、CC.7、DD.7、EE.6、GG.2、GG.3、GG.4、HH.3、JJ.2中之可選擇的非共軛有機基團係除了在由這些基團形成的骨架中必須發生無共軛之外,不受任何進一步的限制。本領域技術人員知道這類基團。它們是藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成,或各為藉由類似聚合物反應形成的非共軛有機基團。這類基團描述於例如WO 2015/003725 A1中。
在本發明的上下文中必不可少的是,在主鏈(即P的聚合物骨架)中沒有發生共軛(即沒有π電子離域)。這可以確保只有sp3 鍵出現在主鏈中,或sp和sp2 鍵為如此的隔離型式而不發生共軛。
本領域技術人員知道如何區分共軛系統與非共軛系統。例如,聚(噻吩)、聚(吡啶)、聚(吡咯烷)、聚(醯亞胺)在聚合物骨架內共軛並在主鏈中形成共軛,因此不能形成非共軛的有機氧化還原聚合物。已經發現,令人驚訝的是,聚乙炔衍生物也可用於本發明上下文中的聚合物骨架中,因為儘管在此骨架中有相鄰的雙鍵,但由於皮爾斯畸變而沒有發生共軛。
在本發明的上下文中,此關於非共軛的先決條件僅涉及結構(I)、(II)和(III)中藉由X1 、X2 、X3 、X4 或X5 基團及若存在之間隔子單元Y1 、Y2 、Y3 、Y4 或Y5 (於以下第II.1.4節中定義)形成之聚合物P的骨架。在聚合物所涵蓋的氧化還原活性官能基團內,即在以結構(I)、(II)和(III)中的R1 、R2 、R4 或R5 基團表示的基團內,及若R1 '、R2 '或R3 '為氧化還原活性基團,則亦在這些內,當然可能發生共軛,即π電子的離域。 II.1.3.1
在本發明第二態樣的較佳實施態樣中,在如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣的結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團,以及尤其在上述情況AA.5、BB.3、CC.6、CC.7、DD.7、EE.6、GG.2、GG.3、GG.4、HH.3、JJ.2中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團,各獨立為選自點I.1.3.1中定義的結構(X1)、(X2)、(X3)、(X4)、(X5),較佳選自點I.1.3.1中定義的結構(X1)、(X2)、(X3)、(X5),甚至更佳選自點I.1.3.1中定義的結構(X1)、(X2)、(X5)之非共軛有機基團。 II.1.3.2
在前述點II.1.3.1的較佳實施態樣中,X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立為選自點I.1.3.2中定義的結構(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15),較佳選自點I.1.3.2中定義的結構(X11)、(X12)、(X13)、(X14)、(X15),更佳選自點I.1.3.2中定義的結構(X11)、(X12)、(X15)之非共軛有機基團, II.1.3.3
在本發明第二態樣的更佳實施態樣中,X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團各獨立具有點I.1.3.3中定義的結構(X11)。 II.1.4 非共軛有機間隔子單元Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5
在本發明第二態樣的結構(I)、(II)和(III)中的Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 之可選擇的非共軛有機間隔子單元因此除了在由這些基團形成的骨架中必須發生無共軛之外,不受任何進一步的限制。 II.1.4.1
在本發明第二態樣的較佳實施態樣中,在如點II.1.α)和點II.1.β)所定義的本發明的第二態樣的結構(I)、(II)和(III)中的Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團,以及尤其在上述情況AA.5、BB.3、CC.6、CC.7、DD.7、EE.6、GG.2、GG.3、GG.4、HH.3、JJ.2中的Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團,各獨立為選自點I.1.4.1中定義的結構(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4)、(Y5)之非共軛有機間隔子單元。 II.1.4.2
在前述點II.1.4.1的較佳實施態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團各獨立為選自點I.1.4.2中所述的結構(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y5),更佳選自點I.1.4.2中所述的結構(Y1)、(Y2)、(Y5),甚至更佳選自點I.1.4.2中所述的結構(Y1)、(Y2),及最佳具有點I.1.4.2中所述的結構(Y1)之非共軛有機間隔子單元。 II.1.4.3
在本發明第二態樣的較佳實施態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團如點I.1.4.3的定義選擇。 II.1.4.4
在本發明第二態樣的甚至更佳實施態樣中,結構(I)、(II)和(III)中的X1 、X2 、X3 、X4 、X5 基團及Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 基團如點I.1.4.4的定義選擇。 II.1.5 製備根據本發明之聚合物P的方法
在根據本發明的方法中有用於生產電極的聚合物P可藉由本領域技術人員已知的方法獲得。相應的方法總結在Muench等人的文獻中且額外的描述於上述點I.1.5中。 II.1.6 交聯
在根據本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明的方法中有用的聚合物P可以是均聚物或共聚物。它們可以藉由使用如點I.1.6中所述進一步的交聯劑來合成。 II.2 離子液體
不特別限制在本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中有用的離子液體,並且例如描述於WO 2004/016631 A1、WO 2006/134015 A1、US 2011/0247494 A1或US 2008/0251759 A1中。
更具體地,在本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中所用離子液體具有結構Q+ A- 。 II.2.1 離子液體的較佳陽離子
Q+ 在此為選自由點I.2.1中定義結構(Q1)、(Q2)、(Q3)、(Q4)、(Q5)所組成群組的陽離子。 II.2.2 離子液體的較佳陰離子
在前述式Q+ A- 中,A- 為陰離子,尤其如點I.2.2中所定義者。 II.2.3 所用離子液體的量
在本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中所用離子液體的量不受任何進一步的限制。但是,較佳的是,在用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中的離子液體的總重量為,基於在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明方法的步驟(a)中使用來生產電極)的總重量計,在範圍0.1重量%至1000重量%中,更佳在範圍1重量%至500重量%中,又更佳在範圍5重量%至200重量%中,甚至更佳在範圍40重量%至160重量%中,甚至又更佳在範圍80重量%至120重量%中,及最佳為100重量%。 II.3 傳導性添加劑
在本發明第二態樣用於生產電極之方法的步驟(a)中也使用傳導性添加劑。 II.3.1較佳的傳導性添加劑
在本發明第二態樣用於生產電極之方法的步驟(a)中所用傳導性添加劑如點I.3.1中定義。 II.3.2 傳導性添加劑的較佳量
所用傳導性添加劑的量不受任何進一步的限制。但是,較佳的是,在用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中的傳導性添加劑的總重量為,基於在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明方法的步驟(a)中使用來生產電極)的總重量計,在範圍0.1重量%至1000重量%中,較佳在範圍10重量%至500重量%中,更佳在範圍30重量%至100重量%中,又更佳在範圍40重量%至80重量%中,甚至更佳在範圍50重量%至60重量%中,及最佳為58.3重量%。 II.4 黏合劑添加劑
在本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明的方法中,也視需要地使用黏合劑添加劑。
確實較佳的是,在本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明的方法中使用黏合劑添加劑。
這些為本領域技術人員所熟悉且尤其是具有黏合劑性質的材料,及較佳為選自由下列所組成群組的聚合物: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、聚胺酯,且黏合劑添加劑更佳為聚偏二氟乙烯。
在其中黏合劑添加劑係使用在本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明的方法中的情況下,其之所用量不受任何進一步的限制。但是,較佳的是,在這些情況下,在本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中使用的離子液體的總重量為,基於在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P(其在根據本發明方法的步驟(a)中使用來生產電極)的總重量計,在範圍0.001重量%至1000重量%中,更佳在範圍0.083重量%至90重量%中,甚至更佳在範圍3重量%至70重量%中,又更佳在範圍5重量%至50重量%中,甚至更佳在範圍8.3重量%至20重量%中,及最佳為16.6重量%。 II.5 溶劑
在用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中,視需要使用溶劑,其較佳為具有高沸點的溶劑。較佳地,在本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中使用的溶劑選自由下列所組成的群組:N -甲基-2-吡咯烷酮、水、二甲基亞碸、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、二氧雜環戊烷、環丁碸、N ,N '-二甲基甲醯胺、N ,N '-二甲基乙醯胺,且較佳為N -甲基-2-吡咯烷酮。
在用於生產電極之根據本發明方法的步驟(a)中使用足量的溶劑,而使得在所得混合物M中,步驟(a)中聚合物P的濃度在介於1和100mg/ml,更佳介於5和50mg/ml的範圍中。
此混合可以在燒杯或本領域技術人員熟悉的其他容器中進行。在本發明第二態樣用於生產電極之根據根據本發明方法的步驟(a)較佳地,在-20℃至100℃範圍的溫度,較佳在0℃至80℃範圍的溫度,更佳在15℃至50℃範圍的溫度,又更佳在20℃至30℃範圍的溫度,最佳在25℃進行。
在根據本發明方法的步驟(a)結束時,得到混合物M。此包含至少一種在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P、至少一種離子液體、至少一種傳導性添加劑、視需要地至少一種溶劑和視需要地至少一種黏合添加劑。
混合物M是電極漿料,尤其是當在方法的步驟(a)中使用溶劑時。 根據本發明方法的步驟(b)
在用於生產電極之根據本發明方法的步驟(b)中,接著將步驟(a)中得到的混合物M施加到基板上。混合物M可呈電極漿料而用已知的成膜方法(例如藉由棒塗佈、縫模塗佈、絲網印刷或模版印刷)以層施加到基板上。
所用的基板可以是本領域技術人員熟悉的作為電極材料的材料;更具體地說,基板是選自由下列所組成的群組:導電材料(較佳金屬)、碳材料、氧化物物質,較佳選自由金屬所組成的群組。
偏好適合在用於生產電極之根據本發明方法的步驟(b)中作為基板的金屬自鉑、金、鐵、銅、鋁、鋅或這些金屬的組合,鋁是最佳者。適合在用於生產電極之根據本發明方法的步驟(b)中作為基板的較佳碳材料選自玻碳、石墨箔、石墨烯、碳皮。適合在用於生產電極之根據本發明方法的步驟(b)中作為基板的較佳氧化物物質是例如選自由下列所組成的群組:氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銻鋅(AZO)、氟氧化錫(FTO)或氧化銻錫(ATO)、氧化鋅(ZO)。 根據本發明方法的步驟(c)
在視需要的步驟(c)(其較佳在用於生產電極之根據本發明的方法中進行)中,最後可以除去溶劑,例如藉由在環境空氣中乾燥,例如在乾燥箱中乾燥。步驟(c)可以在步驟(a)和步驟(b)之間或在步驟(b)之後進行,較佳在步驟(b)之後進行。 III. 本發明的協力廠商面:所得電極
在另一態樣,本發明也關於藉由本發明第二態樣用於生產電極之根據本發明的方法得到的電極。此電極具有的特徵是它已經被離子液體均勻滲透,而因此可以特別有效地達成點I.2中描述的優點。
本發明也關於一種電荷儲存手段,尤其是二次電池,其包含從本發明第二態樣之根據本發明的法獲得的電極。關於電荷儲存手段的一般描述,參見點I.5.2。 IV. 一般術語
在本發明的上下文中,除非另有說明,否則所用術語的含義如下: IV.1 脂族基團
在本發明的上下文中,脂族基團是非環狀或環狀、飽和或不飽和、沒分支或支鏈的烴基,其為非芳族。
脂族基團可以是單價的或二價的。如果它是單價的,這意味著它僅經由其中的一個碳原子與分子的其餘部分連接。 單價脂族基團尤其是選自烷基、烯基、炔基、飽和或不飽和環烷基,較佳選自烷基、烯基,更佳選自烷基的烴基。 在雙鍵存在下,不飽和環烷基稱為"環烯基",而在三鍵存在下稱為"環炔基"。
二價脂族基團經由從相同(在該種情況下該鍵為螺鍵)或不同的碳原子伸出的兩個鍵與分子其餘部分連接。二價脂族基團尤其是選自伸烷基、伸烯基、伸炔基、飽和或不飽和伸環烷基,較佳選自伸烷基、伸烯基,更佳選自伸烷基的烴基。
在雙鍵存在下,不飽和伸環烷基稱為"伸環烯基",而在三鍵存在下稱為"伸環炔基"。
當它們在本發明中沒有明確地稱為二價時,在本發明的上下文中,術語"脂族基團"應理解為是指單價脂族基團。 IV.2 烷基
在本發明的上下文中,"烷基"是沒分支(unbranched)或支鏈的且是具有通用化學結構(a)的單價飽和烴基
Figure 02_image098
碳原子鏈"-Cw H2w+1 "可以是直鏈的,在該種情況下基團是沒分支的烷基。或者,它可以具有支鏈,在該種情況下它是支鏈烷基。
在這種情況下,化學結構(a)中的w是整數,尤其是1至30的範圍,較佳1至18的範圍,更佳1至12的範圍,甚至更佳1至10的範圍,甚至又更佳1至8的範圍,最佳1至6的範圍。在具有1至30個碳原子的沒分支或支鏈的烷基中,w為選自1至30的範圍。在具有1-18個碳原子的沒分支或支鏈烷基中,w為選自1-18的範圍。在具有1-12個碳原子的沒分支或支鏈烷基中,w為選自1-12的範圍。在具有1至10個碳原子的沒分支或支鏈烷基中,w為選自1至10的範圍。在具有1至8個碳原子的沒分支或支鏈烷基中,w為選自1至8的範圍。在具有1至6個碳原子的沒分支或支鏈烷基中,w為選自1至6的範圍。
在本發明的上下文中,烷基尤其具有1至30個,較佳1至18個,更佳1至12個,還更佳1至10個,甚至更佳1至8個,最佳1至6個,並且極佳1至4個碳原子。
在本發明的上下文中,"具有1至30個碳原子的烷基"尤其選自甲基、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。
在本發明的上下文中,"具有1至18個碳原子的烷基"尤其選自甲基、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。
在本發明的上下文中,"具有1至12個碳原子的烷基"尤其選自甲基、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、正十一烷基、正十二烷基。
在本發明的上下文中,"具有1至10個碳原子的烷基"尤其選自甲基、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。
在本發明的上下文中,"具有1至8個碳原子的烷基"尤其選自甲基、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。
在本發明的上下文中,"具有1至6個碳原子的烷基"尤其選自甲基、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個碳原子的烷基尤其是具有1至18個,較佳1至12個,更佳1至10個,甚至更佳1至8個,及最佳1至6個碳原子的烷基。
根據本發明,具有1至6個碳原子的烷基尤其是具有1至4個碳原子的烷基,及更佳選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基,又更佳選自甲基、乙基、正丙基、異丙基,甚至更佳選自甲基、乙基,及最佳為甲基。
根據本發明,「其中,烷基在各情況下可經至少一個選自由下列所組成群組的取代基取代:硝基、 -NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素」意味著烷基未經取代或具有至少一個取代,該取代從正式意義上導致氫基團以選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團交換。然而,最佳地,在該情況下,烷基是未經取代的。 IV.3 烯基、炔基
在本發明的上下文中,"烯基"是沒分支或支鏈的,並且是藉由以C=C雙鍵置換烷基中的至少一個 CH-CH單鍵而從烷基獲得。根據本發明,烯基尤其具有2至10個碳原子,較佳2至6個碳原子,更佳2至4個碳原子,甚至更佳2個(在該種情況下它是乙烯基)或3個(在該種情況下它是烯丙基),及最佳為乙烯基。
在本發明的上下文中,"炔基"是沒分支或支鏈的,並且是藉由以C≡C參鍵置換烷基中的至少一個CH2 -CH2 單鍵而從烷基獲得,或是藉由以C≡C參鍵置換烯基中的至少一個CH=CH雙鍵而從烯基獲得。根據本發明,炔基尤其具有2至10個碳原子,較佳2至6個碳原子,更佳2至4個碳原子,甚至更佳2個(在該種情況下它是乙炔基)或3個,及最佳為乙炔基。
根據本發明,「其中(伸)烯基在各情況下可經至少一個選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代」意味著烯基未經取代或具有至少一個取代,該取代從正式意義上導致鍵結到sp2 -雜化或sp3 -雜化(如果存在的話)的碳原子(較佳sp3 -雜化的碳原子)之氫原子與選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團交換。
根據本發明,「其中(伸)炔基在各情況下可經至少一個選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代」意味著炔基未經取代或具有至少一個取代,該取代從正式意義上導致鍵結到sp2 -雜化或sp3 -雜化(如果存在的話)的碳原子之氫原子與選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、 -OH、鹵素的基團交換。 IV.4 環烷基
環烷基可以是飽和的或不飽和的,但較佳是飽和的。
飽和的環烷基是其中飽和環內存在至少3個碳原子的烷基,並且也可以額外包含不存在於該環中之另外的碳原子。它可以經由這些環碳原子之一者或經由不在該環內的碳原子與分子的其餘部分連接。在本發明的上下文中,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、環十一烷基、環十二烷基、環十三烷基、環十四烷基、環十五烷基。
不飽和的環烷基是藉由以至少一個CH=CH雙鍵置換飽和的環烷基中的至少一個CH-CH單鍵(而給出環烯基)及/或是以C≡C參鍵置換飽和的環烷基中的CH2 -CH2 單鍵(而給出環炔基)而從飽和的環烷基得到。 IV.5 二價伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸環烯基
在本發明的上下文中,伸烷基具有尤其1至30個,較佳1至18個,更佳1至12個,又更佳1至10個,甚至更佳1至8個,最佳1至6及極佳4至4個碳原子。 在本發明的上下文中,它可以是支鏈或沒分支。在本發明的上下文中,"伸烷基"表示二價飽和烴基,其可以藉由通用化學結構(b)描述
Figure 02_image100
碳原子鏈"-Cx H2x "可以是直鏈的,在該種情況下基團是沒分支的伸烷基。或者,它可以具有支鏈,在該種情況下它是支鏈伸烷基。化學結構(b)中的x是整數。
在具有1至30個碳原子的沒分支或支鏈的伸烷基中,x為選自1至30的範圍。
在具有1-12個碳原子的沒分支或支鏈伸烷基中,x為選自1-12的範圍。在具有1至6個碳原子的沒分支或支鏈伸烷基中,x為選自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,較佳1至4個碳原子,及更佳選自亞甲基、伸乙基、伸正丙基、伸正丁基。
在本發明的上下文中,"伸烯基"是沒分支或支鏈的,並且是藉由以C=C雙鍵置換伸烷基中的至少一個CH-CH單鍵而從伸烷基獲得。
在本發明的上下文中,"伸炔基"是沒分支或支鏈的,並且是藉由以C≡C參鍵置換伸烷基中的至少一個CH2 -CH2 單鍵而從烷基獲得,或是藉由以C≡C參鍵置換伸烯基中的至少一個CH=CH雙鍵而從伸烯基獲得。
在本發明的上下文中,飽和的伸環烷基是具有至少3個且尤其是3至30個碳原子及具有至少一個由3至30個碳原子所構成的飽和環的二價飽和烴基,較佳化學結構(c)有
Figure 02_image102
其中z'尤其是0至27的整數;其中z''尤其是0至27的整數;其中z'''尤其是1至28的整數;及其中,於此同時,z'+z''+z'''≤28。
在本發明的上下文中,飽和的伸環烷基從正式意義上藉由以CH=CH雙鍵置換環伸烷基中的至少一個CH-CH單鍵(而給出伸環烯基)及/或是以C≡C參鍵置換伸環烷基中的至少一個CH2 -CH2 單鍵(而給出伸環炔基)而從飽和的伸環烷基得到。
根據本發明,「其中伸烯基在各情況下可經至少一個選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代」意味著伸烯基未經取代或具有至少一個取代,該取代從正式意義上導致鍵結到sp2 -雜化或sp3 -雜化(如果存在的話)的碳原子(較佳sp3 -雜化的碳原子)之氫原子與選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團交換。
根據本發明,「其中伸炔基在各情況下可經至少一個選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代」意味著伸炔基未經取代或具有至少一個取代,該取代從正式意義上導致鍵結到sp2 -雜化或sp3 -雜化(如果存在的話)的碳原子之氫原子與選自硝基、-NH2 、-CN、-SH、 -OH、鹵素的基團交換。 IV.6 烷氧基
烷氧基具有通用結構"O-Cw H2w+1 ",其中"Cw H2w+1 "基團為點X.2中所述烷基,包括其中為烷基具體指明的較佳實施態樣。
根據本發明,烷氧基尤其是具有1至4個碳原子的烷基,及更佳選自甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基,又更佳選自甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基,甚至更佳選自甲氧基、乙氧基,及最佳為甲氧基。 IV.7 (雜)芳族基團
在本發明的上下文中,(雜)芳族基團是雜芳族或芳族基團,較佳是芳族基團。 在本發明的上下文中,雜芳族基團包含一或多個(雜)芳族環。
在本發明的上下文中,"(雜)芳族"意指"雜芳族或芳族",較佳"芳族"。 雜芳族基團可以是單價的,即可經由其的一個碳原子(在芳族基團的情況下)或經由其碳原子或雜原子中的一個(在雜芳族基團的情況下)與分子的其餘部分連接。 或者雜芳族基團可以是二價的,即可經由其的二個碳原子(在芳族基團的情況下)與分子的其餘部分連接或可經由其的二個碳原子或其的二個雜原子或中其的一個碳原子與其的一個雜原子(在雜芳族基團的情況下)與分子的其餘部分連接。 當它們在本發明中沒有明確地稱為二價時,在本發明的上下文中,術語"(雜)芳族基團"應理解為是指單價(雜)芳族基團。 芳族基團僅具有碳原子和至少一個芳族環。芳族基團尤其選自芳基、芳烷基,較佳選自芳基。芳基僅具有芳族環並經由芳族環中的碳原子與分子連接。較佳地,芳基是苯基、9-蒽基、9-菲基,最佳是苯基。 芳烷基基團是藉由以芳基置換烷基的烴基基團型式衍生的。芳烷基基團較佳是苄基、苯乙基、α-甲基苄基。
雜芳族基團尤其選自雜芳基基團、雜芳烷基。它是在芳族環中額外含有至少一個雜原子,尤其是選自由氮、氧、硫所組成群組的雜原子的雜芳族基團。
較佳的雜芳族基團是選自由下列所組成的群組:唑、咪唑、吡咯、吡唑、三唑、四唑、噻吩、呋喃、噻唑、噻二唑、噁唑、噁二唑、吡啶、嘧啶、三嗪、四嗪、噻嗪、苯並呋喃、嘌呤、吲哚。
在本發明的上下文中,二價(雜)芳族基團是二價芳族基團或二價雜芳族基團,較佳二價芳族基團。根據本發明,二價芳族基團是具有至少6個及較佳6至30個碳原子的二價烴基,其中至少6個碳原子存在於芳族系統中,並且其他碳原子(如果存在的話)是飽和的。二價芳族基團可以經由芳族系統中的碳原子或飽和碳原子(如果存在的話)與分子的其餘部分連接。
較佳地,二價芳族基團為化學結構(d)
Figure 02_image104
其中y'是≥0,較佳0至24的整數;其中y''是≥0,較佳0至24的整數;及其中較佳地,於此同時,y'+y''≤24。 在本發明的上下文中,二價芳族基團較佳選自伸苄基、伸苯基,最佳是伸苯基。
二價雜芳族基團是在芳族環中或芳族環外,較佳在芳族環中額外具有至少一個雜原子,尤其是選自由氮、氧、硫所組成群組的至少一個雜原子,但尤其是經由碳原子與分子的其餘部分連接的二價芳族基團。
"經取代或未經取代之(雜)芳族基團"尤其表示未經取代之(雜)芳族基團及較佳未經取代之芳族基團。 在本發明的上下文中,"經取代之(雜)芳族基團"更特別意指鍵結到所述(雜)芳族基團中的碳原子的氫原子經具體指明的取代基取代。
因此「其中雜芳族環可各獨立經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸酯基、甲醯胺、羧酸酯、磺酸、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素」意味著(雜)芳族環是未經取代形式或具有取代的經取代形式,該取代從正式意義上藉由將環上的氫原子與所述基團中的一者交換而得到。
「其中脂族基團可具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、甲醯胺基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯」意味著:
在醚的情況下,-O-基存在於脂族基團中,至少在脂族基團的兩個sp3 -雜化碳原子之間,較佳在脂族基團的兩個-CH2 -基團之間,甚至更佳在脂族基團(或環)的兩個-CH2 CH2 -基團之間,或-O-基不存在。
在硫醚的情況下,-S-基存在於脂族基團中,至少在脂族基團的兩個sp3 -雜化碳原子之間,較佳在脂族基團的兩個-CH2 -基團之間,甚至更佳在脂族基團(或環)的兩個-CH2 CH2 -基團之間,或-S-基不存在。
在胺基醚的情況下,-NR’-基(其中R’=H或具有1至10個碳原子的烷基)存在於脂族基團中,至少在脂族基團的兩個sp3 -雜化碳原子之間,較佳在脂族基團的兩個 -CH2 -基團之間,甚至更佳在脂族基團(或環)的兩個 -CH2 CH2 -基團之間,或-NR’-基不存在。
在羰基的情況下,-C(=O)-基存在於脂族基團中,至少在脂族基團的兩個sp3 -雜化碳原子之間,較佳在脂族基團的兩個-CH2 -基團之間,甚至更佳在脂族基團(或環)的兩個-CH2 CH2 -基團之間,或-C(=O)-基不存在。
在羧酸酯的情況下,-C(=O)-O-基存在於脂族基團中,至少在脂族基團的兩個sp3 -雜化碳原子之間,較佳在脂族基團的兩個-CH2 -基團之間,甚至更佳在脂族基團(或環)的兩個-CH2 CH2 -基團之間,或 -C(=O)-O-基不存在。
在甲醯胺的情況下,-C(=O)-NH-或 C(=O)-N(烷基)-基存在於脂族基團中,至少在脂族基團的兩個sp3 -雜化碳原子之間,較佳在脂族基團的兩個 -CH2 -基團之間,甚至更佳在脂族基團(或環)的兩個 -CH2 CH2 -基團之間,或-C(=O)-NH-或C(=O)-N(烷基)-基不存在。
在磺酸酯的情況下,-S(O)2 O-基存在於脂族基團中,至少在脂族基團的兩個sp3 -雜化碳原子之間,較佳在脂族基團的兩個-CH2 -基團之間,甚至更佳在脂族基團(或環)的兩個-CH2 CH2 -基團之間,或 -S(O)2 O-基不存在。
在磷酸酯的情況下,選自 -OP(=O)(O- (Wd+ )1/z )-O-、-OP(=O)(OR'’)-O-的基團存在於脂族基團中,至少在脂族基團的兩個sp3 -雜化碳原子之間,較佳在脂族基團的兩個-CH2 -基團之間,甚至更佳在脂族基團(或環)的兩個-CH2 CH2 -基團之間,或選自 -OP(=O)(O- (Wd+ )1/z )-O-、-OP(=O)(OR'’)-O-的基團不存在。
在這種情況下,R''是烷基,較佳具有1至6個碳原子,Wd+ 選自由下列所組成的群組:鹼金屬陽離子(其中鹼金屬陽離子較佳選自由下列所組成的群組:Li+ 、Na+ 、K+ ),鹼土金屬陽離子(其中鹼土金屬陽離子較佳選自由下列所組成的群組:Mg2+ 、Ca2+ ),過渡金屬陽離子(其中過渡金屬陽離子較佳選自由下列所組成的群組:鐵陽離子、鋅陽離子、汞陽離子、鎳陽離子、鎘陽離子、和選自四烷基銨陽離子、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中的烷基各獨立較佳具有1至30個碳原子)。此外,d表示Wd+ 的正電荷數。
較佳地,Wd+ 選自由下列所組成的群組:Li+ 、Na+ 、K+ 、Mg2+ 、Ca2+ 、Zn2+ 、Fe2+ 、Fe3+ 、Cd2+ 、Hg+ 、Hg2+ 、Ni2+ 、Ni3+ 、Ni4+ , 其中d在Li+ 、Na+ 、K+ 、Hg+ 各者的情況下=1, 其中d在Mg2+ 、Ca2+ 、Zn2+ 、Cd2+ 、Hg2+ 、Ni2+ 、Fe2+ 各者的情況下=2, 其中d在Fe3+ 、Ni3+ 各者的情況下=3, 其中d在Ni4+ 各者的情況下=4。 IV.8 進一步定義
根據本發明,"鹵素"意味著尤其是氯或溴,最佳為氯。
"(鹵)烷基"是指鹵烷基或烷基,較佳指烷基。 鹵烷基從正式意義上為經由鹵素原子,較佳Br或Cl,更佳Cl與至少一個與碳鍵結的氫原子交換而從烷基得到。 "(鹵)烷氧基"是指鹵烷氧基或烷氧基,較佳指烷氧基。 鹵烷氧基從正式意義上為經由鹵素原子,較佳Br或Cl,更佳Cl與至少一個與碳鍵結的氫原子交換而從烷氧基得到。
根據本發明,"(半)金屬"是指金屬和半金屬彼此或與其他元素的化合物。(半)金屬化合物尤其是選自鋅、鐵、銅、鉻、鎳、錫、銦的氧化物和硫化物, 鍺、鎵的砷化物,或諸如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銻鋅(AZO)、氟氧化錫(FTO)或氧化銻錫(ATO)之物質。
"羧基烷基"從正式意義上可經由以“-C(=O)-”基交換烷基中的“-CH2 -”基獲得。 V. 實施例 V.1 化學品和方法
所有溶劑和材料均來自商業製造商,且在未進一步純化下即使用。在實驗中,使用以下兩種聚合物(P1)和(P2):
Figure 02_image106
(P1)根據WO 2018/046387 A1合成,並添加三乙二醇二甲基丙烯酸酯用於合成中的交聯。 (P2)根據WO 2015/132374 A1合成。
用實驗室溶解器(VMA Getzmann)進行碳糊的生產。藉由自動塗佈棒(Elcometer)塗佈基板膜,並在空氣循環乾燥箱中乾燥。含有電解質鹽的膜儲存在手套箱中。表1中報告的放電容量是藉由Maccor電池循環儀上的恆電流放電獲得。 V.2 比較例V1和V2 V.2.1 比較例V1:用聚合物P1生產電極
將PVDF (聚偏二氟乙烯,140mg)添加到NMP(N -甲基-2-吡咯烷酮)中,並藉由實驗室溶解器攪拌1小時。隨後,添加聚合物P1(1.68g),及再過一小時後,添加Super P(碳黑,得自“Timcal”;0.98g)。添加Super P後,將分散液同樣地攪拌1小時,然後施加到鋁箔上。所得電極在空氣循環乾燥箱中乾燥。電極上活性材料的比例是基於乾燥後電極的質量確定。 V.2.2比較例V2:用聚合物P2生產電極
將PVDF (聚偏二氟乙烯,140mg)添加到NMP(N -甲基-2-吡咯烷酮)中,並藉由實驗室溶解器攪拌1小時。隨後,添加聚合物P2(1.68g),及再過一小時後,添加Super P(0.98g)。添加Super P後,將分散液同樣地攪拌1小時,然後施加到鋁箔上。所得電極在空氣循環乾燥箱中乾燥。電極上活性材料的比例是基於乾燥後電極的質量確定。 V.3 發明實施例E1和E2 V.3.1 發明實施例E1:用聚合物P1和IL生產電極
將PVDF (聚偏二氟乙烯,140mg)添加到NMP(N -甲基-2-吡咯烷酮)和EMIM OTf(1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲烷磺酸鹽,1.68g)的溶液中,並藉由實驗室溶解器攪拌1小時。隨後,添加聚合物P1(1.68g),及再過一小時後,添加Super P(0.98g)。添加Super P後,將分散液同樣地攪拌1小時,然後施加到鋁箔上。所得電極在空氣循環乾燥箱中乾燥。電極上活性材料的比例是基於乾燥後電極的質量確定。
V.3.2發明實施例E2:用聚合物P2和IL生產電極
將PVDF(聚偏二氟乙烯,140mg)添加到NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)和EMIM OTf(1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲烷磺酸鹽,1.68g)的溶液中,並藉由實驗室溶解器攪拌1小時。隨後,添加聚合物P2(1.68g),及再過一小時後,添加Super P(0.98g)。添加Super P後,將分散液同樣地攪拌1小時,然後施加到鋁箔上。所得電極在空氣循環乾燥箱中乾燥。電極上活性材料的比例是基於乾燥後電極的質量確定。
V.4 生產鈕扣電池(button cell)
鈕扣電池(圓形,2032型)在氬氛圍下建構。合適的電極被模切(直徑15mm)。用作陽極的電極位於鈕扣電池的底部並借助隔板(玻璃微纖維,Whatman GF/A)與陰極分離。隨後位在陰極頂部的是不銹鋼重量(直徑:15.5mm,厚度:0.3mm,MIT Corporation)和不銹鋼彈簧(直徑:14.5mm,厚度:5mm)。
將鈕扣電池以電解質填充(見表1)並蓋上蓋子,然後用電動壓縮機關上。
電解質1:LiPF6於碳酸伸乙酯("EC")/碳酸二伸乙酯("DEC")[3:7(v/v)]混合物中的1M溶液;電解質2:碳酸伸乙酯/碳酸二乙酯[3:7(v/v)]混合物; 電解質3:離子液體(EMIM TFSI=1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙[三氟甲烷磺醯基]醯亞胺)。
Figure 108121922-A0305-02-0210-1
表1中報告的放電容量是藉由Maccor電池循環器上的恆電流放電獲得。具有較低容量的電極的容量在此用作計算充電/放電電流的限制容量。表1中報告的值對應於第一次循環的相對放電容量。此為使用具有來自實施例V1/V2的電極和~0.1mAh的在EC/DEC(3/7)的1M LiPF6中作為參考(100%)的電池的容量來完成。試了各種電解質。
從結果可以看出,根據本發明的電極材料達成明顯更高的放電容量。這可在各種電解質中觀察到。
Figure 108121922-A0101-11-0002-1

Claims (27)

  1. 一種電極材料,其包含至少一種傳導性添加劑、至少一種離子液體和至少一種在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P。
  2. 如請求項1之電極材料,其中該非共軛的有機氧化還原聚合物P包含n1個相互連接的化學結構(I)的重複單元和/或n2個相互連接的化學結構(II)的重複單元和/或n3個相互連接的化學結構(III)的重複單元,
    Figure 108121922-A0305-02-0211-22
    其中n1、n2和n3各獨立是
    Figure 108121922-A0305-02-0211-36
    4的整數,其中m1、m2、m3、m4和m5各獨立是
    Figure 108121922-A0305-02-0211-38
    0的整數,其中在該聚合物P內的該化學結構(I)的重複單元為相同或至少部分彼此不同,其中在該聚合物P內的該化學結構(II)的重複單元為相同或至少部分彼此不同,其中在該聚合物P內的該化學結構(III)的重複單元為相同或至少部分彼此不同, 其中在該聚合物內的該化學結構(I)的重複單元以下述方式彼此鍵結:在特定重複單元中以"**"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"*"表示的鍵連接,其中在該聚合物內的該化學結構(II)的重複單元以下述方式彼此連接:在特定重複單元中以"##"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"#"表示的鍵連接,而在特定重複單元中以"&&"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"&"表示的鍵連接,其中在該聚合物內的該化學結構(III)的重複單元以下述方式彼此連接:在特定重複單元中以"§§"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"§"表示的鍵連接,而在特定重複單元中以"$$"表示的鍵由在相鄰重複單元中以"$"表示的鍵連接,其中X1、X2、X3、X4、X5各獨立為藉由聚合反應從由有機雙鍵、有機三鍵、環氧乙烷或氮環丙烷所組成的群組形成的非共軛有機基團,或為藉由類似聚合物反應(polymer-analogous reaction)形成的非共軛有機基團,其中Y1、Y2、Y3、Y4、Y5各獨立為非共軛有機間隔子單元,其中L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'、L3'各獨立選自由直接鍵、有機連接子單元所組成的群組,及其中R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'各獨立為有機氧化還原活性基團,且R1'、R2'、R3'也可各為氫基。
  3. 如請求項2之電極材料,其中該結構(I)、 (II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'獨立為選自由下列所組成群組的有機氧化還原活性基團:氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)、包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性有機官能基團(B)、氧化還原活性蒽醌/咔唑官能基團(C)、氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)、氧化還原活性苯醌官能基團(E)、氧化還原活性三苯胺官能基團(G)、氧化還原活性紫原官能基團(H)、氧化還原活性二茂鐵官能基團(J),且R1'、R2'、R3'也可各為氫基。
  4. 如請求項3之電極材料,其中,在其中該結構(I)、(II)和(III)中的該R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各為氧化還原活性芳族醯亞胺官能基團(A)的情況下,該R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團可各獨立具有以下結構(A1),且R2、R4、R5基團也可獨立具有以下結構(A2):
    Figure 108121922-A0305-02-0213-23
    其中(A1)中的Ar1基團或(A2)中的Ar2基團在各情況下獨立為包含一個或多個(雜)芳族環的(雜)芳族基團,其中(A1)中的Ar1的(雜)芳族環或(A2)中的Ar2的(雜)芳族環可各獨立經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷 酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中,在(A1)中,Ar1環原子中的兩個,在各情況下與兩個碳原子CA11和CA12以及氮原子NA13一起形成五員環、六員環或七員環,其中,在(A2)中,Ar2環原子中的兩個,在各情況下與兩個碳原子CA21和CA22以及氮原子NA26一起形成五員環、六員環或七員環,而Ar2的兩個不同環原子,在各情況下與兩個碳原子CA23和CA24以及氮原子NA25一起形成五員環、六員環或七員環,及其中,Ar1中相同(雜)芳族環中的兩個芳族碳原子或Ar2中相同(雜)芳族環中的兩個芳族碳原子也可經由二價脂族基團橋接,及其中,在該Ar1基團包含多個(雜)芳族環的情況下,在Ar1中這些可以至少部分彼此稠合,及其中,在該Ar2基團包含多個(雜)芳族環的情況下,在Ar2中這些可以至少部分彼此稠合,及其中,在該Ar1基團包含多個(雜)芳族環的情況下,來自Ar1中不同(雜)芳族環的兩個芳族碳原子也可以經由直接鍵或選自下列所組成群組的基團橋接:雜原子、二價脂族基團,及其中,在該Ar2基團包含多個(雜)芳族環的情況下,來自Ar1中不同(雜)芳族環的兩個芳族碳原子也可以經由直接鍵或選自下列所組成群組的基團橋接:雜原子、二價脂 族基團,其中鍵(i)和(ii)從Ar1的芳族碳原子開始,及其中,在R1=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L1的鍵,在R1'=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L1'的鍵,在R2'=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L2'的鍵,在R3'=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L3'的鍵,在R2=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L2的鍵,而以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的另一者為到L3的鍵,在R4=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L4的鍵,而以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的另一者為到L5的鍵,在R5=(A1)的情況下,以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的一者為到L6的鍵,而以(i)、(ii)、(iii)表示的鍵中的另一者為到L7的鍵,在R2=(A2)的情況下,以(iv)表示的鍵為到L2的鍵,而以(v)表示的鍵為到L3的鍵,在R4=(A2)的情況下,以(iv)表示的鍵為到L4的鍵,而以(v)表示的鍵為到L5的鍵, 在R5=(A2)的情況下,以(iv)表示的鍵為到L6的鍵,而以(v)表示的鍵為到L7的鍵,及在該情況下,以(i)和(ii)表示之鍵中不為到L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'的鍵的各者各獨立鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,及,以(iii)表示之鍵,若其不為到L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'的鍵,則鍵結到選自由下列所組成群組的基團:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸基、甲醯胺、羧酸酯、氰基、羥基、鹵素;及其中,在其中該結構(I)、(II)或(III)中的該R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各為包含至少一個穩定氧基的氧化還原活性官能基團(B)的情況下,該R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各獨立選自以下結構(B1)、(B2)中的一者:
    Figure 108121922-A0305-02-0216-24
    其中,在該結構(B1)中,該氮原子NArB1是脂族環ArB1的一部份,該脂族環ArB1除了包含氮原子NArB1還可包含另 外的雜原子和包含雜原子的基團,且該脂族環ArB1可與一或多個另外的脂族或芳族環稠合並經由螺鍵鍵結到一或多個另外的脂族環,其之各者進而視需要具有另外的雜原子和含有雜原子的基團,其中,ArB1的至少一個環碳原子可經選自下列的基團取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中以(vi)和(vii)表示的鍵從ArB1的環碳原子及/或從與ArB1稠合或經由螺鍵鍵結的環的環碳原子開始,其中,在R1=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L1的鍵,而以(vii)表示的鍵為到氫的鍵,其中,在R1'=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L1'的鍵,而以(vii)表示的鍵為到氫的鍵,其中,在R2'=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L2'的鍵,而以(vii)表示的鍵為到氫的鍵,其中,在R3'=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L3'的鍵,而以(vii)表示的鍵為到氫的鍵,及其中,在R2=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L2的鍵,而以(vii)表示的鍵為到L3的鍵,及其中,在R4=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L4的鍵,而以(vii)表示的鍵為到L5的鍵,及其中,在R5=(B1)的情況下,以(vi)表示的鍵為到L6 的鍵,而以(vii)表示的鍵為到L7的鍵,其中,在R1、R1'、R2'或R3'=(B2)的情況下,以(viii)表示之鍵為到L1、L1'、L2'或L3'的鍵,而RB1、RB2、RB3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB8各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,及其中,在R2、R4或R5=(B2)的情況下,以(viii)表示之鍵為到L2、L4或L6的鍵且RB7、RB8基團中的一者為到L3、L5或L7的直接鍵,其中在該情況下,該RB1、RB2、RB3、RB4、RB5、RB6基團和兩個RB7、RB8基團中非為到L3、L5或L7的直接鍵的那個基團在各情況下獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素;及其中,在其中該結構(I)、(II)和(III)中的該R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各為氧化還原活性蒽醌/哢唑官能基團(C)的情況下,該R1、R1'、R2'、R3'基團各獨立選自由該結構(C1)、(C2)所組成的群組,並且R2、R4、R5基團各獨立選自由該結構(C3)、(C4)所組成的群組,
    Figure 108121922-A0305-02-0219-5
    其中,在結構(C1)中,以CAr31和CAr32表示的碳原子為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr31和CAr32的碳原子及此環中若存在的至少一個氮原子可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中,在結構(C1)中,以CAr33和CAr34表示的碳原子為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr33和CAr34的碳原子及此環中若存在的至少一個氮原子可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中,在結構(C2)中,以CAr35和CAr36表示或以CAr37和 CAr38表示的碳原子各為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr35、CAr36、CAr37、CAr38的碳原子及此環中若存在的至少一個氮原子可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中,在結構(C3)中,以CAr39和CAr40表示或以CAr41和CAr42表示的碳原子各為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr39、CAr40、CAr41和CAr42的碳原子及該兩個環中若存在的至少一個氮原子可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中,在結構(C4)中,以CAr43和CAr44表示的碳原子為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr43和CAr44的碳原子及此環中若存在的至少一個氮原子可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中,在結構(C4)中,以CAr45和CAr46表示的碳原子為(雜)芳族五員環或六員環的一部份,其中至少一個非CAr45 和CAr46的碳原子及此環中若存在的至少一個氮原子可經選自由下列所組成群組的取代基取代:(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中XC1、XC2、XC3、XC4、XC5、XC6各獨立選自由下列所組成的群組:-C(=YC1)-、-O-、-S-、-NH-、-N(鹵烷基)-、-N(烷基)-,及XC2、XC3、XC5、XC6也可各為直接鍵,及其中XC1、XC4在各情況中也可為通式(αC1)-C(=O)-C(=O)-(βC1)之基,其中(αC1)表示到CAr31或CAr39的鍵且(βC1)表示到CAr33或CAr42的鍵,其中YC1選自由下列所組成的群組:O、S、及結構(YC11)、(YC12)、(YC13)中的一者,
    Figure 108121922-A0305-02-0221-25
    其中RYC121、RYC122各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,其中,包含CAr31和CAr32的該(雜)芳族五員環或六員環 除了XC1和XC2外,還可經由另外的二價有機基團橋接至包含CAr33和CAr34的(雜)芳族五員環或六員環,其中,包含CAr39和CAr40的該(雜)芳族五員環或六員環除了XC4和XC5外,還可經由另外的二價有機基團橋接至包含CAr41和CAr42的該(雜)芳族五員環或六員環,其中,以(ix)表示的鍵從形成包括CAr31和CAr32的該(雜)芳族五員環或六員環的原子之一開始,其中,以(xi)表示的鍵從形成包括CAr39和CAr40的該(雜)芳族五員環或六員環的原子之一開始,其中,以(xii)表示的鍵從形成包括CAr41和CAr42的該(雜)芳族五員環或六員環的原子之一開始,其中,以(xiv)表示的鍵從形成包括CAr45和CAr46的該(雜)芳族五員環或六員環的原子之一開始,及其中在R1=(C1)或(C2)的情況下,以(ix)或(x)表示的鍵在各情況下為到L1的鍵,在R1'=(C1)或(C2)的情況下,以(ix)或(x)表示的鍵在各情況下為到L1'的鍵,在R2'=(C1)或(C2)的情況下,以(ix)或(x)表示的鍵在各情況下為到L2'的鍵,在R3'=(C1)或(C2)的情況下,以(ix)或(x)表示的鍵在各情況下為到L3'的鍵,在R2=(C3)或(C4)的情況下,以(xi)或(xiii)表示的鍵在各情況下為到L2的鍵,而以(xii)或(xiv)表示的鍵在各情況 下為到L3的鍵,在R4=(C3)或(C4)的情況下,以(xi)或(xiii)表示的鍵在各情況下為到L4的鍵,而以(xii)或(xiv)表示的鍵在各情況下為到L5的鍵,在R5=(C3)或(C4)的情況下,以(xi)或(xiii)表示的鍵在各情況下為到L6的鍵,而以(xii)或(xiv)表示的鍵在各情況下為到L7的鍵;及其中,在其中該結構(I)、(II)和(III)中的R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各為氧化還原活性二烷氧基苯官能基團(D)的情況下,這意味著R1、R1'、R2'、R3'基團各獨立具有以下結構(D1),並且R2、R4、R5各獨立具有以下結構(D2),
    Figure 108121922-A0305-02-0223-27
    其中,在R1=(D1)的情況下,以(xiiiD1)表示的鍵為到L1的鍵,在R1'=(D1)的情況下,以(xiiiD1)表示的鍵為到L1'的鍵,在R2'=(D1)的情況下,以(xiiiD1)表示的鍵為到L2'的鍵, 在R3'=(D1)的情況下,以(xiiiD1)表示的鍵為到L3'的鍵,在R2=(D2)的情況下,以(xivD1)表示的鍵為到L2的鍵,而以(xvD1)表示的鍵為到L3的鍵,在R4=(D2)的情況下,以(xivD1)表示的鍵為到L4的鍵,而以(xvD1)表示的鍵為到L5的鍵,在R5=(D2)的情況下,以(xivD1)表示的鍵為到L6的鍵,而以(xvD1)表示的鍵為到L7的鍵,及其中,該AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6基團中的至少二者各獨立選自由下列所組成的群組:-O-、-S-,而該AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6基團中的其他各為直接鍵,及其中,該AD7、AD8、AD9、AD10、AD11、AD12基團中的至少二者各獨立選自由下列所組成的群組:-O-、-S-,而該AD7、AD8、AD9、AD10、AD11、AD12基團中的其他各為直接鍵,及其中,該RD1、RD2、RD3、RD4、RD5、RD6、RD7、RD8、RD9基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(雜)芳族基團、烷基、烯基、炔基、環烷基,其中,該(雜)芳族基團、烷基、烯基、炔基、環烷基可各經至少一個選自由下列所組成群組的取代基取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素,及其中,該烷基、烯基、炔基、環烷基可具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰 基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯,及其中,該RD1、RD2、RD3、RD4、RD5基團中或RD6、RD7、RD8、RD9基團中的至少二個基團可各也經由二價脂族基團橋接,其中該二價脂族基團可經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素、烷基,且可具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯,及其中,在AD2=直接鍵情況下的該RD1基團、在AD3=直接鍵情況下的該RD2基團、在AD4=直接鍵情況下的該RD3基團、在AD5=直接鍵情況下的該RD4基團、在AD6=直接鍵情況下的該RD5基團、在AD8=直接鍵情況下的該RD6基團、在AD9=直接鍵情況下的該RD7基團、在AD11=直接鍵情況下的該RD8基團、在AD12=直接鍵情況下的該RD9基團可各獨立選自由下列所組成的群組;硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRD13、-NRD14RD15、-COORD16、-CORD17,其中RD13、RD14、RD15、RD16、RD17各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(雜)芳族基團、視需要經至少一個選自由硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素所組成群組的基團取代且視需要具有至少一個選自由醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯所組成群組的基團之脂族基團;及其中,在其中該結構(I)、(II)和(III)中的該R1、 R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各為氧化還原活性苯醌官能基團(E)的情況下,這意味著該R1、R1'、R2'、R3'基團各獨立選自結構(E1)、(E2)、(E3),
    Figure 108121922-A0305-02-0226-28
    並且該R2、R4、R5基團各獨立選自由結構(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)、(E9)所組成的群組,
    Figure 108121922-A0305-02-0226-29
    其中,在R1=(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1)表示的鍵為到L1的鍵,在R1'=(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1)表示的鍵為到L1'的鍵,在R2'=(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1)表示的鍵為到L2'的鍵, 在R3'=(E1)、(E2)或(E3)的情況下,以(xviE1)表示的鍵為到L3'的鍵,在R2=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情況下,以(xviiE1)表示的鍵為到L2的鍵,而以(xviiiE1)表示的鍵為到L3的鍵,在R4=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情況下,以(xviiE1)表示的鍵為到L4的鍵,而以(xviiiE1)表示的鍵為到L5的鍵,在R5=(E4)、(E5)、(E6)、(E7)、(E8)或(E9)的情況下,以(xviiE1)表示的鍵為到L6的鍵,而以(xviiiE1)表示的鍵為到L7的鍵,及其中,該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基團選自由下列所組成的群組:氫、-OH、-SH、硝基、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-C(=O)NHRE31、-NRE32RE33、-COORE34、-CORE35、磺酸酯、磷酸酯、(雜)芳族基團、烷基、烯基、炔基,其中,該(雜)芳族基團、烷基、烯基、炔基可各經至少一個選自下列的基團取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素,及其中,該烷基、烯基、炔基可具有至少一個選自下列的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯, 及其中,該RE31、RE32、RE33、RE34、RE35各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(雜)芳族基團、視需要經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團之脂族基團,及其中,該RE1、RE2、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8、RE10、RE11、RE12、RE13、RE14、RE15、RE20、RE20*、RE21、RE22、RE23、RE24、RE25、RE27、RE28、RE29、RE30基團中的二個彼此鄰位的基團可經由二價脂族基團橋接,該脂族基團視需要經至少一個選自由下列所組成群組的基團取代:硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素、烷基且視需要具有至少一個選自由下列所組成群組的基團:醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯;及其中,在其中該結構(I)、(II)和(III)中的該R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各為氧化還原活性三苯胺官能基團(G)的情況下,這意味著該R1、R1'、R2'、R3'基團各獨立具有結構(G1),並且該R2、R4、R5基團各獨立選自由結構(G2)、(G3)所組成的群組,
    Figure 108121922-A0305-02-0228-31
    其中在R1=(G1)的情況下,以(xixG1)表示的鍵為到L1的鍵,在R1'=(G1)的情況下,以(xixG1)表示的鍵為到L1'的鍵,在R2'=(G1)的情況下,以(xixG1)表示的鍵為到L2'的鍵,在R3'=(G1)的情況下,以(xixG1)表示的鍵為到L3'的鍵,在R2=(G2)或(G3)的情況下,以(xxG1)表示的鍵為到L2的鍵,而以(xxiG1)表示的鍵為到L3的鍵,在R4=(G2)或(G3)的情況下,以(xxG1)表示的鍵為到L4的鍵,而以(xxiG1)表示的鍵為到L5的鍵,在R5=(G2)或(G3)的情況下,以(xxG1)表示的鍵為到L6的鍵,而以(xxiG1)表示的鍵為到L7的鍵,其中該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基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素、(雜)芳族基團,其中 該(雜)芳族基團可經至少一個選自鹵素、(鹵)烷基、(鹵)烷氧基、氰基、羧酸酯的基團取代;及其中,在其中該結構(I)、(II)和(III)中的該R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各為氧化還原活性紫原官能基團(H)的情況下,這意味著R1、R1'、R2'、R3'各獨立選自由結構(H1)、(H2)所組成的群組,並且R2、R4、R5基團各獨立選自由結構(H3)、(H4)、(H5)、(H6)、(H7)所組成的群組,
    Figure 108121922-A0305-02-0231-14
    其中在R1=(H1)或(H2)的情況下,以(xxiiH1)表示的鍵為到L1的鍵,在R1'=(H1)或(H2)的情況下,以(xxiiH1)表示的鍵為到L1'的鍵,在R2'=(H1)或(H2)的情況下,以(xxiiH1)表示的鍵為到L2'的鍵, 在R3'=(H1)或(H2)的情況下,以(xxiiH1)表示的鍵為到L3'的鍵,在R2=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情況下,以(xxiiiH1)表示的鍵為到L2的鍵,而以(xxivH1)表示的鍵為到L3的鍵,在R4=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情況下,以(xxiiiH1)表示的鍵為到L4的鍵,而以(xxivH1)表示的鍵在為到L5的鍵,在R5=(H3)、(H4)、(H5)、(H6)或(H7)的情況下,以(xxiiiH1)表示的鍵為到L6的鍵,而以(xxivH1)表示的鍵為到L7的鍵,及其中該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基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素,及其中該RH5、RH10、RH14、RH19、RH23、RH31、RH42、RH46、RH50基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷 基,及其中該XH1、XH2、XH3、XH4、XH5、XH6、XH7基團各獨立選自由下列所組成的群組:直接鍵、二價共軛脂族基團、二價共軛(雜)芳族基團;及其中,在其中該結構(I)、(II)和(III)中的該R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、R3'基團各為氧化還原活性二茂鐵官能基團(J)的情況下,這意味著該R1、R1'、R2'、R3'基團各獨立具有以下結構(J1),並且該R2、R4、R5基團各獨立選自由結構(J2)、(J3)、(J4)所組成的群組,
    Figure 108121922-A0305-02-0233-32
    其中在R1=(J1)的情況下,以(xxvJ1)表示的鍵為到L1的鍵,在R1'=(J1)的情況下,以(xxvJ1)表示的鍵為到L1'的 鍵,在R2'=(J1)的情況下,以(xxvJ1)表示的鍵為到L2'的鍵,在R3'=(J1)的情況下,以(xxvJ1)表示的鍵為到L3'的鍵,在R2=(J2)、(J3)或(J4)的情況下,以(xxviJ1)表示的鍵為到L2的鍵,而以(xxviiJ1)表示的鍵為到L3的鍵,在R4=(J2)、(J3)或(J4)的情況下,以(xxviJ1)表示的鍵為到L4的鍵,而以(xxviiJ1)表示的鍵為到L5的鍵,在R5=(J2)、(J3)或(J4)的情況下,以(xxviJ1)表示的鍵為到L6的鍵,而以(xxviiJ1)表示的鍵為到L7的鍵,及其中該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基團各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(鹵)烷基、烯基、炔基、(鹵)烷氧基、環烷基、羰基烷基、-C(=O)-H、羧酸、甲醯胺、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、胺、單(鹵)烷基胺基、二(鹵)烷基胺基、氰基、羥基、鹵素。
  5. 如請求項2至4中任一項之電極材料,其中該結構(I)、(II)和(III)中的L1、L2、L3、L4、L3、L6、L7、L1'、L2'、L3'各獨立選自由直接鍵、(L11)、(L12)所組成的群組,
    Figure 108121922-A0305-02-0235-47
    Figure 108121922-A0305-02-0235-49
    其中p1、p2、p3各為0或1,排除“p2=0,p1=p3=1”的情況,其中q1、q2、q各為0或1,排除“q2=0,q1=q3=1”的情況,其中q4、q5、q6各為0或1,其中“q4、q5、q6中至少一者=1並排除“q5=0,q4=q6=1”的情況,其中XL2、YL2、YL5各獨立選自由O、S所組成的群組,其中XL1、XL3、YL1、YL3、YL4、YL6各獨立選自由下列所組成的群組:O、S、NH、N[(鹵)烷基],其中BL1選自由下列所組成的群組:二價(雜)芳族基團、視需要經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團之二價脂族基團,及其中,在其中L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L1'、L2'或L3'鍵結到各自的氧化還原活性R1、R2、R4、R5、R1'、R2'、或R3'基中非碳原子的情況下,對於該結構(L11)而言,適用“q3=0,q2=1,q1=1或q3=q2=q1=0或q3=0,q2=1,q1=0”的附加條件,且對於該結構(L12)而言,適用“q6=0,q5=1,q4=1或q6=0,q5=1,q4=0”的附加條件, 及其中“
    Figure 108121922-A0305-02-0236-45
    ”,對L1而言指出指向R1的鍵,對L1'而言指出指向R1'的鍵,對L2而言指出指向R2的鍵,對L2'而言指出指向R2'的鍵,對L3而言指出指向R2的鍵,對L3'而言指出指向R3'的鍵,對L4而言指出指向R4的鍵,對L5而言指出指向R4的鍵,對L6而言指出指向R5的鍵,對L7而言指出指向R5的鍵,及其中“
    Figure 108121922-A0305-02-0236-46
    ”,對L1而言指出指向X1的鍵,對L1'而言指出指向X1'的鍵,對L2而言指出指向X2的鍵,對L2'而言指出指向X2'的鍵,對L3而言指出指向X3的鍵,對L3'而言指出指向X3'的鍵,對L4而言指出指向X4的鍵,對L5而言指出指向X5的鍵,對L6而言指出指向X4的鍵,對L7而言指出指向X5的鍵。
  6. 如請求項2至4中任一項之電極材料,其中該結構(I)、(II)和(III)中的該X1、X2、X3、X4、X5基團獨立為選自以下結構(X1)、(X2)、(X3)、(X4)、(X5)之非共軛有機基團,
    Figure 108121922-A0305-02-0236-33
    其中,在(X1)=X1的情況下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一者表示到L1的鍵而RX1、RX2、RX3、RX4中的另一者表 示到L1'的鍵,其中,在(X1)=X2的情況下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一者表示到L2的鍵而RX1、RX2、RX3、RX4中的另一者表示到L2'的鍵,其中,在(X1)=X3的情況下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一者表示到L3的鍵而RX1、RX2、RX3、RX4中的另一者表示到L3'的鍵,其中,在(X1)=X4的情況下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一者表示到L4的鍵而RX1、RX2、RX3、RX4中的另一者表示到L6的鍵,其中,在(X1)=X5的情況下,RX1、RX2、RX3、RX4中的一者表示到L5的鍵而RX1、RX2、RX3、RX4中的另一者表示到L7的鍵,其中,在(X2)=X1的情況下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一者表示到L1的鍵而RX5、RX6、RX7、RX8中的另一者表示到L1'的鍵,其中,在(X2)=X2的情況下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一者表示到L2的鍵而RX5、RX6、RX7、RX8中的另一者表示到L2'的鍵,其中,在(X2)=X3的情況下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一者表示到L3的鍵而RX5、RX6、RX7、RX8中的另一者表示到L3'的鍵,其中,在(X2)=X4的情況下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一者表示到L4的鍵而RX5、RX6、RX7、RX8中的另一者表 示到L6的鍵,其中,在(X2)=X5的情況下,RX5、RX6、RX7、RX8中的一者表示到L5的鍵而RX5、RX6、RX7、RX8中的另一者表示到L7的鍵,其中,在(X3)=X1的情況下,RX9表示到L1的鍵而RX10表示到L1'的鍵,其中,在(X3)=X2的情況下,RX9表示到L2的鍵而RX10表示到L2'的鍵,其中,在(X3)=X3的情況下,RX9表示到L3的鍵而RX10表示到L3'的鍵,其中,在(X3)=X4的情況下,RX9表示到L4的鍵而RX10表示到L6的鍵,其中,在(X3)=X5的情況下,RX9表示到L5的鍵而RX10表示到L7的鍵,其中,在(X4)=X1的情況下,RX11、RX12中的一者表示到L1的鍵而RX11、RX12中的另一者表示到L1'的鍵,其中,在(X4)=X2的情況下,RX11、RX12中的一者表示到L2的鍵而RX11、RX12中的另一者表示到L2'的鍵,其中,在(X4)=X3的情況下,RX11、RX12中的一者表示到L3的鍵而RX11、RX12中的另一者表示到L3'的鍵,其中,在(X4)=X4的情況下,RX11、RX12中的一者表示到L4的鍵而RX11、RX12中的另一者表示到L6的鍵,其中,在(X4)=X5的情況下,RX11、RX12中的一者表示到L5的鍵而RX11、RX12中的另一者表示到L7的鍵, 其中,在(X5)=X1的情況下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一者表示到L1的鍵而RX13、RX14、RX15、RX16中的另一者表示到L1'的鍵,其中,在(X5)=X2的情況下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一者表示到L2的鍵而R RX13、RX14、RX15、RX16中的另一者表示到L2'的鍵,其中,在(X5)=X3的情況下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一者表示到L3的鍵而RX13、RX14、RX15、RX16中的另一者表示到L3'的鍵,其中,在(X5)=X4的情況下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一者表示到L4的鍵而RX13、RX14、RX15、RX16中的另一者表示到L6的鍵,其中,在(X5)=X5的情況下,RX13、RX14、RX15、RX16中的一者表示到L5的鍵而RX13、RX14、RX15、RX16中的另一者表示到L7的鍵,及其中,RX1、RX2、RX3、RX4、RX5、RX6、RX7、RX8、RX13、RX14、RX15、RX16中那些不表示到L1、L1'、L2、L2'、L3、L3'、L4、L5、L6或L7的鍵者為各獨立選自由下列所組成的群組之基團:氫、(雜)芳族基團、視需要經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團之脂族基團,及其中XX1、XX2各獨立選自由O、S所組成的群組, 及其中XX3選自由O、S、-CH2-所組成的群組,及其中,在各情況下以(xiiX1)表示的鍵相應於在各情況下該結構(I)、(II)和(III)中以“*”、“#”、“&”、“§”和“$”表示者,及其中,在各情況下以(xiiiX1)表示的鍵相應於下列者:在該結構(I)、(II)和(III)中,在其中m1=0、m2=0、m3=0、m4=0或m5=0的情況下,在各情況下鍵結到“**”、“##”、“&&”、“§§”或“$$”,以及在其中m1>0、m2>0、m3>0、m4>0或m5>0的情況下,在各情況下鍵結到Y1、Y2、Y3、Y4或Y5
  7. 如請求項2至4中任一項之電極材料,其中該結構(I)、(II)和(III)中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5基團各獨立為選自以下結構(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4)、(Y5)之非共軛間隔子單元,
    Figure 108121922-A0305-02-0240-34
    其中RY1、RY2、RY3、RY4、RY5、RY6、RY7、RY8、RY9、RY10、RY11、RY12、RY13、RY14、RY15、RY16各獨立選自由下列所組成的群組:氫、(雜)芳族基團、視需要經至少一個選自硝基、-NH2、-CN、-SH、-OH、鹵素的基團取代且視需要具有至少一個選自醚、硫醚、胺基醚、羰 基、羧酸酯、甲醯胺基、磺酸酯、磷酸酯的基團之脂族基團,及其中XY1、XY2各獨立選自由O、S所組成的群組,及其中XY3選自由O、S、-CH2-所組成的群組,及其中在各情況下以(xvY1)表示的鍵相應於該結構(I)、(II)和(III)中以“**”、“##”、“&&”、“§§”和“$$”表示者,及其中在各情況下以(xivY1)表示的鍵相應於該結構(I)、(II)和(III)中鍵結至X1、X2、X3、X4或X5者。
  8. 如請求項1至4中任一項之電極材料,其中該離子液體具有結構Q+A-,其中Q+為選自由結構(Q1)、(Q2)、(Q3)、(Q4)、(Q5)所組成群組的陽離子,
    Figure 108121922-A0305-02-0241-35
    其中,RQ1、RQ2、RQ3、RQ4、RQ5、RQ6、RQ7、RQ8各獨立選自由下列所組成的群組:(鹵)烷基、環烷基,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各獨立選自由下列所組成的群組;氫、可具有至少一個醚基之(鹵)烷基、環烷基,及其中A-為陰離子,選自由下列所組成的群組:磷酸 根、膦酸根(phosphonate)、烷基膦酸根、單烷基磷酸根、二烷基磷酸根、雙[三氟甲磺醯基]醯亞胺、(鹵)烷基磺酸根、(鹵)烷基硫酸根、雙[氟磺醯基]醯亞胺、鹵離子、二氰胺(dicyanamide)、六氟磷酸根、硫酸根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、高氯酸根、硫酸氫根、(鹵)烷基羧酸根、甲酸根、雙草酸硼酸根(bisoxalatoborate)、四氯鋁酸根、磷酸二氫根、單烷基磷酸氫根(monoalkylhydrogenphosphate)、硝酸根。
  9. 如請求項1至4中任一項之電極材料,其中由該電極材料所涵蓋的該離子液體的總重量為,基於由該電極材料所涵蓋之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P的總重量計,在範圍0.1重量%至1000重量%中。
  10. 如請求項1至4中任一項之電極材料,其中該傳導性添加劑選自由下列所組成的群組:碳材料、導電聚合物、金屬、半金屬、(半)金屬化合物。
  11. 如請求項1至4中任一項之電極材料,其中由該電極材料所涵蓋的該傳導性添加劑的總重量為,基於由該電極材料所涵蓋之有機氧化還原聚合物P的總重量計,在範圍0.1重量%至1000重量%中。
  12. 如請求項1至4中任一項之電極材料,其進一步包含黏合劑添加劑,其為選自由下列所組成的群組的聚合物: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、聚胺酯。
  13. 如請求項12之電極材料,其中由該電極材料所涵蓋的該黏合劑添加劑的總重量為,基於由該電極材料所涵蓋之有機氧化還原聚合物P的總重量計,在範圍0.001重量%至100重量%中。
  14. 一種電極,其包含如請求項1至13中任一項之電極材料及基板。
  15. 一種電荷儲存手段,其包含如請求項14之電極。
  16. 如請求項15之電荷儲存手段,其為二次電池。
  17. 一種生產電極之方法,包括以下步驟:(a)將至少一種在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P、至少一種離子液體、至少一種傳導性添加劑,視需要地至少一種溶劑和視需要地至少一種黏合劑添加劑混合,而得到混合物M,(b)將該混合物M施加到基板,(c)視需要地至少部分地除去該溶劑。
  18. 如請求項17之方法,其中在步驟(a)中使用如請求項2至7所定義之非共軛的有機氧化還原聚合物P。
  19. 如請求項17或18之方法,其中在步驟(a)中使用如請求項8所定義之結構Q+A-之離子液體。
  20. 如請求項17或18之方法,其中在步驟(a)中使用之離子液體的總重量為,基於在步驟(a)中使用之在 主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P的總重量計,在範圍0.1重量%至1000重量%中。
  21. 如請求項17或18之方法,其中在步驟(a)中使用的該傳導性添加劑選自由下列所組成的群組:碳材料、導電聚合物、金屬、半金屬、(半)金屬化合物。
  22. 如請求項17或18之方法,其中在步驟(a)中使用之傳導性添加劑的總重量為,基於在步驟(a)中使用之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P的總重量計,在範圍0.1重量%至1000重量%中。
  23. 如請求項17或18之方法,其中在步驟(a)中使用選自由下列所組成群組的黏合劑添加劑: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、聚胺酯。
  24. 如請求項23之方法,其中在步驟(a)中使用之該黏合劑添加劑的總重量為,基於在步驟(a)中使用之在主鏈中非共軛的有機氧化還原聚合物P的總重量計,在範圍0.001重量%至100重量%中。
  25. 如請求項17或18之方法,其中在步驟(a)中使用選自由下列所組成群組的溶劑:N-甲基-2-吡咯烷酮、水、二甲基亞碸、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、二氧雜環戊烷、環丁碸、N,N'-二甲基甲醯胺、N,N'-二甲基乙醯胺。
  26. 如請求項25之方法,其中在步驟(a)中使 用足量的溶劑,而使得在獲得的混合物M中,該聚合物P的濃度在介於10和1000mg/ml之範圍。
  27. 如請求項17或18之方法,其中在步驟(b)中的基板選自由下列所組成的群組:金屬、碳材料、氧化物物質。
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