一种氨基蒽醌聚合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型氨基蒽醌聚合物及其制备方法。其结构式为：以5-氨基-2，3-二氢-1，4-二羟基蒽醌(ADDAQ)为原料，与氧化剂在溶剂中经过一步反应制备出一种醌类化合物。该化合物可用于高比容量锂电池的正极材料，也可用于光电器件材料和染色剂等。该制备方法简单易行，无需提纯即可得到纯净产物，产率高达80％以上。
【专利说明】一种氨基蒽醌聚合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型醌类聚合物及其制备方法。该聚合物可用于高容量锂电池的正极材料，也可用于光电器件材料和染色剂等。
【背景技术】
[0002]能源是国民经济和社会发展的重要资源，煤炭、石油等的广泛使用不符合低碳经济的要求，而且石化能源等不可再生资源日趋减少，不可持续。因此，开发和合理利用可再生能源就成为关系国计民生的大计。锂二次电池由于其比能量高、循环寿命长等特点，成为未来可再生能源利用的关键之一。在众多锂电池正极材料中，无机过渡金属氧化物是当今的研究热点，然而这类正极材料用于未来的电源存在如下缺点:一是理论比容量偏低，LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiFePO4等的理论比容量均在300mA h/g以下，实际可用的比容量不超过170mAh/g，提升空间十分有限；二是原料在自然界中储量有限，一部分材料存在重金属元素污染环境的问题，同时开采他们需要消耗大量能量，不符合低碳经济和可持续发展的要求；三是在安全方面依然存在隐患，当电池过充时，易产生高价态金属氧化物，并伴随氧气的释放，发生剧烈的放热反应。相对无机材料而言，有机醌类化合物作为锂电正极材料具有理论比容量较高、原料丰富、结构可设计性强等优点，另外，值得注意的是某些醌类物质还可从植物中直接提取得到[124]，因此，醌类化合物是一类具有广泛应用前景的储能物质。
[0003]由于在醌类化合物中起氧化还原作用的官能团为羰基和羟基，其含量越多，材料的容量越高。此外作为电极材料，希望其在电解液中的溶解度小，以保证在充放电循环过程中电极结构的稳定，提高电池的循环性能。基于以上考虑，我们设计并制备了一种新型多醌聚合物——聚5-氨基-2，3- 二氢-1，4- 二羟基蒽醌(PADAQ)，该聚合物兼有醌基、羟基和聚苯胺链，这种结构有如下优点:一是将蒽醌制备成聚合物的形式可以降低其在电解液中的溶解度，从而稳定电极结构，提高 循环稳定性；二是类聚苯胺结构具有良好的导电性，可以改善蒽醌材料的导电性，提高其电化学活性；三是类聚苯胺结构本身通过电化学掺杂可以提供容量，有助于提高材料的整体容量。该聚合物具有下列结构式:
[0004]
【权利要求】
1.一种新型氨基蒽醌聚合物及其制备方法，其特征是制备该聚合物的反应式如下:
2.根据权利要求1所述的氨基蒽醌聚合物及其制备方法，其特征是溶剂为乙酸、二甲基亚砜、乙腈、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇、浓硫酸、乙酸乙酯或石油醚。
3.根据权利要求1所述的新型氨基蒽醌聚合物及其制备方法，其特征是反应氧化剂为(NH4)2S2O8, H2O2, KMnO4, FeCl3、CrO3> MnO2, KC103、HClO4, A1C13、PbO2, SnCl4, Na2S203、O2 或空气。
【文档编号】C07C225/36GK103467739SQ201210186814
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年6月8日 优先权日:2012年6月8日
【发明者】王维坤, 王安邦, 赵磊, 苑克国, 余仲宝, 杨裕生 申请人:中国人民解放军63971部队