而且固硫的方式也發生了變化,在已有文獻中主要是利用聚萘的層間隙來固硫,而盡量避 免PPN的外表面覆硫。為了使PPN的外表面也能覆硫而不產生飛梭效應,從而提高其載硫量, 本發明采用在PPN表面接枝PEG,且PEG能提高電子的傳遞速度;本發明的工藝得到進一步的 簡化,有利于向產業化發展。現有技術中的TiO 2覆聚萘表面的制備工藝有著較為嚴格的要 求,且外表面這層TiO2膜的厚度及其孔徑的大小都是有要求的;另外,固硫的方式不同,現 有技術中固硫方式是采取漁網式縛硫,而本專利的材料是采用繩索式縛硫。
【附圖說明】
[0031] 圖1是PPN-PEG的紅外譜圖。
[0032] 圖2為各實施例和對比例中電池的循環穩定性的對比圖。
[0033] 圖3為實例4中電池的的首次充放電曲線圖和阻抗圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步的闡述,應該說明的是,下述說明僅 是為了解釋本發明,并不對其內容進行限定。
[0035] 實施例中未注明具體條件者,按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑 或儀器未注明生產廠商者,均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
[0036] 實施例1
[0037] (1)聚萘的制備
[0038] 稱取4.5g 3,4,9,10-茈四甲酸二酐(PTCDA)放置于瓷舟中,接著把裝有PTCDA的瓷 舟放置于管式電爐中,密封,置換管式電爐中的氣體3次,然后一直通高純Ar,氣流控制在 1.5ml/min,開始升溫,升溫速度為5°C/min,從常溫升至530°C,接著升溫速度調整為1°C/ min,繼續升溫至63〇°C,并在此溫度保持4h,自然冷卻,得到聚萘。
[0039] (2)羧基化聚萘的制備
[0040] 在一個燒杯中,混合好120ml H2S〇4與40ml HNO3,讓其慢慢降至室溫,然后在另一 個250ml的兩口燒瓶中加入1.6g PPN,待H2SO4和HNO3混合液冷卻至室溫時,加入到裝有PPN 兩口瓶中,攪拌,裝好溫度計和冷凝管,慢慢升溫至57°C,并保持在57°C反應lh,自然冷卻, 過濾、洗滌,干燥得到羧基化聚萘。
[0041 ] (3)聚萘表面接枝聚乙二醇的制備
[0042] 在一個250ml的兩口燒瓶中加入0.Olg PEG和99.99g的高純H2O制備質量百分數為 0.01 %的聚乙二醇溶液,攪拌至PEG完全溶解,再向該兩口燒瓶中加入0.8g PPN-COOH和 70ml H2SO4,裝好溫度計和冷凝管,然后慢慢升溫至68°C,并保持在該溫度反應8h,自然降 溫,過濾、洗滌,放置于45°C的干燥箱干燥16h,得到聚萘表面接枝聚乙二醇。
[0043]圖 1 為PPN-PEG 的紅外譜圖,1617.38cm-1、1507.43cm-1、1246.07cm-1處的峰為 PPN 骨 架中的"C = C"振動引起的特征峰,17 34.0 8 cm-1處的峰為PPN-I3EG的
,特征峰,而 1246.07cm-1和1082.11cm-1處的峰為PPN-PEG的"C-0-C"非對稱伸縮振動和對稱伸縮振動引 起的吸收峰。
[0044] (4)聚萘-聚乙二醇/硫復合材料的制備
[0045] 在250ml的燒杯中加入4. Ig Na2S2O3 · 5H20和120ml的高純水,攪拌至Na2S2O3 · 5H20 完全溶解,接著再向此燒杯中加入0.2795g PPN-PEG,繼續攪拌2h,攪拌后放置于超聲器中 超聲6h以上,然后從超聲器中取出,繼續攪拌Ih,接著向該燒杯中慢慢滴加12ml質量分數為 36 %的HCl,滴加速度為0.1滴/秒,滴畢,繼續攪拌2h,過濾、洗滌,干燥得到含硫量為60wt % 的聚萘-聚乙二醇/硫復合材料,攪拌速度300轉/分。
[0046] (5)電極及電池的制備
[0047] a.取350mg聚萘-聚乙二醇/硫復合材料,IOOmg C和50mg PVDF-起放置于研缽中 研勻,再加溶劑N-甲基吡咯烷酮調成漿狀物,均勻地涂覆在Al箱上,放置于65°C的真空干燥 箱內干燥24h。
[0048] b.把上述干燥好的鋁箱從真空干燥箱中取出,把此鋁箱切割成一個個直徑為Ilmm 小圓片,制成電池正極片。
[0049] c.在無水無氧的手套箱內,利用正極片、隔膜、鋰片,電解液和電池殼組裝成扣式 電池。所述電解液以Li [(CF3SO2) 2N]為溶質,以二氧戊環(C3H6O2)和乙二醇甲醚(C4HioO 2)的 混合物為溶劑,二氧戊環和乙二醇的體積比為1:2,電解液的摩爾濃度為lmol/L。
[0050] 實施例2
[00511 (1)聚萘的制備
[0052] 稱取4.5g 3,4,9,10-茈四甲酸二酐(PTCDA),放置于瓷舟中,接著把裝有PTCDA的 瓷舟放置于管式電爐中,密封,置換管式電爐中的氣體3次,然后一直通高純Ar,氣流控制在 1.2ml/min,開始升溫,升溫速度為5°C/min,從常溫升至530°C,接著升溫速度調整為1°C/ min,繼續升溫至63〇°C,并在此溫度保持4h,自然冷卻,得到聚萘。
[0053] (2)羧基化聚萘的制備
[0054] 在一個燒杯中,混合好80ml H2S〇4與40ml HNO3讓其慢慢降至室溫,然后在另一個 250ml的兩口燒瓶中加入1.6g PPN,待H2S〇4和HNO3混合液冷卻至室溫時,加入到裝有PPN兩 口瓶中,攪拌,裝好溫度計和冷凝管,慢慢升溫至57°C,并保持在57°C反應6h,自然冷卻,過 濾、洗滌,干燥后得到羧基化聚萘。
[0055] (3)聚萘表面接枝聚乙二醇的制備
[0056] 在一個250ml的兩口燒瓶中加入1.2g PEG和98.8g的高純H2O制備質量百分數為 1.2%的聚乙二醇溶液,攪拌至PEG完全溶解,再向該兩口燒瓶中加入0.8g PPN-COOH和70ml H2SO4,裝好溫度計和冷凝管,然后慢慢升溫至68°C,并保持在該溫度反16h,自然降溫,過濾、 洗滌,放置于85°C的干燥箱干燥96h,得到聚萘表面接枝聚乙二醇。
[0057] (4)聚萘-聚乙二醇/硫復合材料的制備
[0058] 在250ml的燒杯中加入5.06g Na2S2O3 · 5H20和120g的高純水,攪拌至Na2S2O3 · 5H20 完全溶解,接著再向此燒杯中加入0.2795g PPN-PEG,繼續攪拌2~3h,攪拌后放置于超聲器 中超聲6h以上,然后從超聲器中取出,繼續攪拌1~2h,接著向該燒杯中慢慢滴加12ml質量 分數為38 %的HCl,滴加速度為1.2滴/秒,滴畢,繼續攪拌2h,過濾、洗滌、干燥得到含量硫量 為70wt %的聚萘-聚乙二醇/硫復合材料,攪拌速度600轉/分。
[0059] (5)電極及電池的制備
[0060] a.取350mg聚萘-聚乙二醇/硫復合材料,IOOmg C和50mg PVDF-起放置于研缽中 研勻,再加溶劑N-甲基吡咯烷酮調成漿狀物,均勻地涂覆在Al箱上,放置于65°C的真空干燥 箱內干燥24h。
[0061] b.把上述干燥好的鋁箱從真空干燥箱中取出,把此鋁箱切割成一個個直徑為11_ 小圓片,制成電池正極片。
[0062] c.在無水無氧的手套箱內,利用正極片、隔膜、鋰片,電解液和電池殼組裝成扣式 電池。所述電解液以Li [(CF3SO2) 2N]為溶質,以二氧戊環(C3H6O2)和乙二醇甲醚(C4HioO 2)的 混合物為溶劑,二氧戊環和乙二醇的體積比為1:2,電解液的摩爾濃度為lmol/L。
[0063] 實施例3
[0064] (1)聚萘的制備:制備方法同實施例1,不同工藝參數在于:氣流控制在1.3ml/min。
[0065] (2)羧基化聚萘的制備:制備方法同實施例1,不同的工藝參數在于:維持體系溫度 時間:2h,混酸中硫酸與硝酸的體積比為1: 1。
[0066] (3)聚萘表面接枝聚乙二醇的制備:制備方法同實施例1,不同的工藝參數在于:聚 乙二醇溶液濃度:〇. 5 %,反應時間:12h,放置于60°C的干燥箱干燥48h。
[0067] (4)聚萘-聚乙二醇/硫復合材料的制備
[0068] 在250ml的燒杯中加入