專利名稱：一種芳酸酐硫化聚合物的制作方法
技術領域：
本發明屬于無機有機雜化材料技術領域，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：
現有的鋰離子電池正極材料有1)鋰鈷(鎳、錳)氧化物，這類材料工作電壓高、比容量高、應用溫度范圍寬，自放電率低，但循環性能和安全性不是太好；2)鋰鐵磷氧，鋰釩氧，這類材料價格低廉、容量較高，但循環性能不好；3)聚硫化合物，這類材料比能量較高，但是其在室溫下的電化學氧化還原反應速度較慢，難以滿足電池的大電流放電要求。
發明內容
本發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，操作簡便，該類該材料不含強氧化性金屬離子、避免了由于電解質氧化放熱而引起的安全性問題。同時該類材料具有很高的容量、很好的循環穩定性能和安全性能。
為了實現本發明的目的所采取的技術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容器中，加入水或乙醇，水或乙醇的量為混合物總質量的50％～150％，攪拌配制成流變體(非固非液狀態)，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(氮氣或氬氣)中，300～500℃下恒溫0.5～5小時；第四是停止反應，冷至室溫(20-25℃)后，取出產物，得到芳酸酐硫化聚合物。
與現有材料相比較，采用本發明的技術方案所達到的有益效果該類材料不含強氧化性金屬離子、避免了由于電解質氧化放熱而引起的安全性問題。產物為固體粉末，顆粒大小50-20nm同時該類材料具有很高的容量、很好的循環穩定性能，可用作新的鋰離子電池正相材料，充放電可逆容量可達到200mAh/g以上。
具體實施例方式
實例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，加入無水乙醇，乙醇的量為混合物總質量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，在氮氣氣氛下460或480或500℃恒溫3小時。停止反應，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產物。
實例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，在氮氣氣氛下390或410或430或450℃恒溫1小時。停止反應，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產物。
實例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，加入無水乙醇，乙醇的量為混合物總質量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。停止反應，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產物。
實例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。停止反應，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產物。
實例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，加入無水乙醇，乙醇的量為混合物總質量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。停止反應，自然冷卻至室溫(20-25℃)，得到產物。
權利要求
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，質量比為1∶0.2-2.5；B、將混合物倒入反應容器，加入水或乙醇，水或乙醇的量為混合物總質量的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/氮氣或氬氣中，300～500℃下恒溫0.5～5小時；D、停止反應，冷至室溫后，取出產物，得到芳酸酐硫化聚合物。
全文摘要
本發明公開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一定時間；第四是反應結束后冷至室溫后取出產物，產物為固體粉末，顆粒大小50－200nm。該發明方法易行，操作簡便，本發明材料具有優良的電化學性質(容量高、循環性能好、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到200mAh/g以上。
文檔編號C08K3/00GK1850879SQ20061001914
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月26日 優先權日2006年5月26日
發明者袁良杰, 孫濤壘, 孫聚堂, 常彩仙, 韓小彥, 唐文超 申請人:武漢大學