[发明专利]二联三苯胺-酰亚胺聚合物在锂电池正极制备中的应用

说明书

本发明公开了二联三苯胺‑酰亚胺聚合物在锂电池正极制备中的应用，属于锂电池材料领域，该二联三苯胺‑酰亚胺聚合物是聚合物链中含有二联三苯胺单元和酰亚胺单元的聚合物，可以同时可逆地脱嵌阴离子和阳离子。该正极材料通过在聚二联三苯胺中引入具有电化学活性的共轭酰亚胺化合物，使所制备的聚合物能同时可逆地脱嵌阴离子和阳离子，具有二联三苯胺和酰亚胺化合物的优点，比二联三苯胺有更高理论比容量，比酰亚胺化合物有更高的平均放电电压。该二联三苯胺‑酰亚胺聚合物在常用有机电解液中溶解度较小，具有长循环稳定性和高倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及二联三苯胺-酰亚胺聚合物在锂电池正极制备中的应用。

背景技术

锂电池已被广泛应用于以电动汽车为主的电动交通工具和以智能手机为主的消费电子领域。然而，新能源汽车和电网规模储能站对锂电池的需求日益增长，同时，已商业化的无机正极材料(例如LiCoO₂和LiFePO₄)由于其理论比容量和结构不稳定性而难以进一步提高其能量密度。因此，需要开发新的低成本可充电电池系统。与无机正极材料所面临的环境资源限制相比，具有可逆氧化还原性质的有机化合物具有较高的理论比容量、可持续性、结构多样性和潜在的低成本，有望成为新的绿色锂电池电极材料。因此，越来越多的研究人员将研究目标转移到有机正极材料方面。

聚三苯胺具有超快的电子转移速率和良好的可逆氧化还原行为，能够可逆地脱嵌阴离子，是一种理想的有机阴极材料，在锂离子电池和超级电容器中具有潜在的应用前景(相关研究可参考Zhang C,Yang X,Ren W,et al.Microporous organic polymer-basedlithium ion batteries with improved rate performance and energy density[J].Journal of Power Sources,2016,317:49-56及US20180287192A1、中国发明专利CN105037691A、中国发明专利CN104558540A等)。然而，与传统的无极正极材料相比，聚三苯胺的比容量低，不具备与之竞争的优势。

共轭羰基化合物和聚合物，如苝酰亚胺、萘酰亚胺等在过去的几十年中也同样受到了研究者们的极大关注。共轭羰基化合物的每个羰基在充电和放电过程中都能可逆地脱嵌锂离子，具有较高的比容量。然而，以羰基化合物为阴极材料的锂电池的平均放电电压相对较低。若能在聚三苯胺的基础上引入具有高理论比容量的共轭羰基化合物单元将有望同时克服两者的缺陷并更好地发挥其优势。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出二联三苯胺-酰亚胺聚合物在锂电池正极制备中的应用，通过在二联三苯胺聚合物链中引入具有高理论比容量的共轭羰基化合物单元酰亚胺，改善三苯胺聚合物比容量低的缺陷，同时改善共轭羰基化合物平均放电电压较低的问题。

本发明还提出上述应用制得的锂电池正极。

本发明还提出上述锂电池正极的应用。

根据本发明的第一方面实施例的二联三苯胺-酰亚胺聚合物在锂电池正极制备中的应用，所述二联三苯胺-酰亚胺聚合物的结构式如下述结构式中任一种：

式中，n≥2；

根据本发明的一些实施例，所述应用包括以下步骤：

S1、合成所述二联三苯胺-酰亚胺聚合物；

S2、将步骤S1所得的聚合物与导电剂和粘结剂加入到溶剂中球磨成正极浆料；

S3、取所述正极浆料进行涂布，制备成所述正极。