專利名稱：一種芳酸酐硫化聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)有機(jī)雜化材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種芳酸酐硫化聚合物的制備方法，該材料可用于新的鋰離子電池正極材料。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鋰離子電池正極材料有1)鋰鈷(鎳、錳)氧化物，這類(lèi)材料工作電壓高、比容量高、應(yīng)用溫度范圍寬，自放電率低，但循環(huán)性能和安全性不是太好；2)鋰鐵磷氧，鋰釩氧，這類(lèi)材料價(jià)格低廉、容量較高，但循環(huán)性能不好；3)聚硫化合物，這類(lèi)材料比能量較高，但是其在室溫下的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)速度較慢，難以滿足電池的大電流放電要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種芳酸酐硫化聚合物的制備方法，方法易行，操作簡(jiǎn)便，該類(lèi)該材料不含強(qiáng)氧化性金屬離子、避免了由于電解質(zhì)氧化放熱而引起的安全性問(wèn)題。同時(shí)該類(lèi)材料具有很高的容量、很好的循環(huán)穩(wěn)定性能和安全性能。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)措施是一種芳酸酐硫化聚合物材料，其制備步驟如下首先將鄰苯二甲酸酐、萘二甲酸酐、均苯四甲酸酐、萘四甲酸酐、苝四甲酸酐任意一種與硫磺粉混合均勻，質(zhì)量比為1∶X，(X＝0.2～2.5)，其次是將混合物研磨均勻后倒入反應(yīng)容器中，加入水或乙醇，水或乙醇的量為混合物總質(zhì)量的50％～150％，攪拌配制成流變體(非固非液狀態(tài))，并于80～110℃下烘干，便得到一種烘干物；第三是將第二步的烘干物在惰性氣氛(氮?dú)饣驓鍤?中，300～500℃下恒溫0.5～5小時(shí)；第四是停止反應(yīng)，冷至室溫(20-25℃)后，取出產(chǎn)物，得到芳酸酐硫化聚合物。
與現(xiàn)有材料相比較，采用本發(fā)明的技術(shù)方案所達(dá)到的有益效果該類(lèi)材料不含強(qiáng)氧化性金屬離子、避免了由于電解質(zhì)氧化放熱而引起的安全性問(wèn)題。產(chǎn)物為固體粉末，顆粒大小50-20nm同時(shí)該類(lèi)材料具有很高的容量、很好的循環(huán)穩(wěn)定性能，可用作新的鋰離子電池正相材料，充放電可逆容量可達(dá)到200mAh/g以上。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例12.5g苝四甲酸酐和2.5g硫磺粉混合，在瑪瑙研缽中研磨均勻。將混合物倒入燒杯，加入無(wú)水乙醇，乙醇的量為混合物總質(zhì)量100％，攪拌配制成流變體，并于80或85℃下烘干。將烘干所得混合物裝入剛玉坩堝中，在氮?dú)鈿夥障?60或480或500℃恒溫3小時(shí)。停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產(chǎn)物。
實(shí)例22.0g萘四甲酸酐和1.5g硫磺粉混合，在瑪瑙研缽中研磨均勻。將混合物倒入燒杯，加入蒸餾水，蒸餾水的量為混合物總質(zhì)量50％，攪拌配制成流變體，并于105或110℃下烘干。將烘干所得混合物裝入剛玉坩堝中，在氮?dú)鈿夥障?90或410或430或450℃恒溫1小時(shí)。停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產(chǎn)物。
實(shí)例32.0g均苯四甲酸酐和1.0g硫磺粉混合，在瑪瑙研缽中研磨均勻。將混合物倒入燒杯，加入無(wú)水乙醇，乙醇的量為混合物總質(zhì)量80％，攪拌配制成流變體，并于95或100℃下烘干。將烘干所得混合物裝入剛玉坩堝中，在氬氣氣氛下360或380或400℃恒溫5小時(shí)。停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產(chǎn)物。
實(shí)例41.5g鄰苯二甲酸酐和1.0g硫磺粉混合，在瑪瑙研缽中研磨均勻。將混合物倒入燒杯，加入蒸餾水，蒸餾水的量為混合物總質(zhì)量120％，攪拌配制成流變體，并于86或90℃下烘干。將烘干所得混合物裝入剛玉坩堝中，在氬氣氣氛下300或320或340℃恒溫2小時(shí)。停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產(chǎn)物。
實(shí)例52.5g萘二甲酸酐和2.0g硫磺粉混合，在瑪瑙研缽中研磨均勻。將混合物倒入燒杯，加入無(wú)水乙醇，乙醇的量為混合物總質(zhì)量150％，攪拌配制成流變體，并于96或100℃下烘干。將烘干所得混合物裝入剛玉坩堝中，在氬氣氣氛下330或350或370℃恒溫4小時(shí)。停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1.一種芳酸酐硫化聚合物的制備方法，包括下列步驟A、將鄰苯二甲酸酐、萘二甲酸酐、均苯四甲酸酐、萘四甲酸酐、苝四甲酸酐中的任意一種與硫磺粉混合均勻，質(zhì)量比為1∶0.2-2.5；B、將混合物倒入反應(yīng)容器，加入水或乙醇，水或乙醇的量為混合物總質(zhì)量的50％～150％，攪拌配制成流變體，并于80～110℃下烘干；C、將B中的烘干物，在惰性氣氛/氮?dú)饣驓鍤庵校?00～500℃下恒溫0.5～5小時(shí)；D、停止反應(yīng)，冷至室溫后，取出產(chǎn)物，得到芳酸酐硫化聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種芳酸酐硫化聚合物的制備方法，首先是將鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、萘二甲酸酐、萘四甲酸酐、苝四甲酸酐任意一種與硫磺粉混合均勻；其次是再將混合物倒入反應(yīng)器中，加入水或乙醇，烘干；第三是將烘干物在一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)間；第四是反應(yīng)結(jié)束后冷至室溫后取出產(chǎn)物，產(chǎn)物為固體粉末，顆粒大小50－200nm。該發(fā)明方法易行，操作簡(jiǎn)便，本發(fā)明材料具有優(yōu)良的電化學(xué)性質(zhì)(容量高、循環(huán)性能好、安全性能好)，可用作新的鋰離子電池正極材料，充放電可逆容量可達(dá)到200mAh/g以上。
文檔編號(hào)C08K3/00GK1850879SQ20061001914
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者袁良杰, 孫濤壘, 孫聚堂, 常彩仙, 韓小彥, 唐文超 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)