[发明专利]一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料，其结构式如下所示：

其中R₁、R₂分别为如下结构之一：

R₁:

R_2:

2.权利要求1所述的一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料的制备方法，其步骤如下：

步骤1：在惰性条件下，将溶有马来酸酐的丙酮溶液滴加至溶有氨基单体的丙酮溶液中，搅拌加热的条件下反应一定时间，再在搅拌回流的条件下反应一定时间；

步骤2：待步骤1反应结束后，趁热将所得混合液倾倒在冰水中，然后进行抽滤，所得滤渣用碱性水溶液洗至洗液呈中性，然后再用有机溶剂洗至洗液无色透明，所得固体真空烘干即得到马来酰亚胺单体；

步骤3：在惰性条件下，将步骤2得到的马来酰亚胺单体加入到高沸点有机溶剂中，并在搅拌回流的条件下反应一定时间；

步骤4：待步骤3的反应结束后，将所得混合液冷却至130～140℃后倾倒于有机溶剂中进行抽滤，滤渣用有机溶剂洗至无色透明，所得固体真空烘干即得到本发明所述的含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料。

3.如权利要求1所述的一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料的制备方法，其特征在于：步骤1中的氨基单体为对苯二胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、4,4'-二氨基二苯甲烷、三(4-氨基苯基)胺、1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪中的一种；马来酸酐单体与氨基单体的摩尔用量比为2.2～3.3：1；丙酮溶剂中，马来酸酐单体的浓度为0.05～5mol/L；是在搅拌40～60℃的条件下反应2～4小时，再在搅拌回流的条件反应时间为3～6小时。

4.如权利要求1所述的一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料的制备方法，其特征在于：步骤2所述碱性水溶液为碳酸氢钠水溶液或碳酸钠水溶液，碱性水溶液的质量分数为5～10％；有机溶剂为丙酮、四氢呋喃、乙醇中的一种。

5.如权利要求1所述的一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料的制备方法，其特征在于：步骤3中高沸点有机溶剂为二苯砜、环丁砜中的一种，马来酰亚胺单体和高沸点溶剂的质量用量比例为0.2～0.002:1；回流反应时间为12～36小时。

6.如权利要求1所述的一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料的制备方法，其特征在于：步骤4中的有机溶剂为丙酮、四氢呋喃、乙醇中的一种。

7.权利要求1所述的一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料在锂硫电池中作为正极载体材料方面的应用。

8.如权利要求7所述的一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料在锂硫电池中作为正极载体材料方面的应用，其特征在于：以所述含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物作为正极载体材料，将其与硫充分研磨混合，在惰性条件下加热，温度为150～160℃，时间为8～12小时，制得正极复合材料；以Al箔作为正极集流体，乙炔黑为导电剂，将正极复合材料、导电剂和粘结剂均匀混合并涂布到集流体上，在真空、60～80℃条件下烘干12～24小时；再将所得电极片裁剪为小圆片后作为锂离子电池的正极，在手套箱中以锂片作为锂离子电池的负极组装成纽扣电池。

9.如权利要求8所述的一种含马来酰亚胺结构的交联型多孔聚合物锂硫电池正极载体材料在锂硫电池中作为正极载体材料方面的应用，其特征在于：所述粘结剂为PVDF、SBR/CMC、海藻酸钠、LA132、羧甲基纤维素或聚丙烯酸中的一种；纽扣电池所用电解液为LiPF₆in EC/DEC(体积比1:1)、LiTFSI in DOL/DME(体积比1:1)、LiPF₆ in EC/DMC(体积比1:1)或LiPF₆ in EC/DEC/DMC(体积比1:1)中的一种，均加入2wt％的LiNO₃添加剂；所述的正极载体材料和硫按质量和为100％计算，其中正极载体材料为30～50％；所述正极复合材料、导电剂和粘结剂按质量和为100％计算，其中正极复合材料为40～80％，导电剂为10～50％，其余为粘结剂。