专利名称：一种芳酸酐硫化聚合物的制作方法
技术领域：
本发明属于无机有机杂化材料技术领域，更具体涉及一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法，该材料可用于新的锂离子电池正极材料。
背景技术：
现有的锂离子电池正极材料有1)锂钴(镍、锰)氧化物，这类材料工作电压高、比容量高、应用温度范围宽，自放电率低，但循环性能和安全性不是太好；2)锂铁磷氧，锂钒氧，这类材料价格低廉、容量较高，但循环性能不好；3)聚硫化合物，这类材料比能量较高，但是其在室温下的电化学氧化还原反应速度较慢，难以满足电池的大电流放电要求。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法，方法易行，操作简便，该类该材料不含强氧化性金属离子、避免了由于电解质氧化放热而引起的安全性问题。同时该类材料具有很高的容量、很好的循环稳定性能和安全性能。
为了实现本发明的目的所采取的技术措施是一种芳酸酐硫化聚合物材料，其制备步骤如下首先将邻苯二甲酸酐、萘二甲酸酐、均苯四甲酸酐、萘四甲酸酐、苝四甲酸酐任意一种与硫磺粉混合均匀，质量比为1∶X，(X＝0.2～2.5)，其次是将混合物研磨均匀后倒入反应容器中，加入水或乙醇，水或乙醇的量为混合物总质量的50％～150％，搅拌配制成流变体(非固非液状态)，并于80～110℃下烘干，便得到一种烘干物；第三是将第二步的烘干物在惰性气氛(氮气或氩气)中，300～500℃下恒温0.5～5小时；第四是停止反应，冷至室温(20-25℃)后，取出产物，得到芳酸酐硫化聚合物。
与现有材料相比较，采用本发明的技术方案所达到的有益效果该类材料不含强氧化性金属离子、避免了由于电解质氧化放热而引起的安全性问题。产物为固体粉末，颗粒大小50-20nm同时该类材料具有很高的容量、很好的循环稳定性能，可用作新的锂离子电池正相材料，充放电可逆容量可达到200mAh/g以上。
具体实施例方式
实例12.5g苝四甲酸酐和2.5g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入无水乙醇，乙醇的量为混合物总质量100％，搅拌配制成流变体，并于80或85℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氮气气氛下460或480或500℃恒温3小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
实例22.0g萘四甲酸酐和1.5g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入蒸馏水，蒸馏水的量为混合物总质量50％，搅拌配制成流变体，并于105或110℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氮气气氛下390或410或430或450℃恒温1小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
实例32.0g均苯四甲酸酐和1.0g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入无水乙醇，乙醇的量为混合物总质量80％，搅拌配制成流变体，并于95或100℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氩气气氛下360或380或400℃恒温5小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
实例41.5g邻苯二甲酸酐和1.0g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入蒸馏水，蒸馏水的量为混合物总质量120％，搅拌配制成流变体，并于86或90℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氩气气氛下300或320或340℃恒温2小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
实例52.5g萘二甲酸酐和2.0g硫磺粉混合，在玛瑙研钵中研磨均匀。将混合物倒入烧杯，加入无水乙醇，乙醇的量为混合物总质量150％，搅拌配制成流变体，并于96或100℃下烘干。将烘干所得混合物装入刚玉坩埚中，在氩气气氛下330或350或370℃恒温4小时。停止反应，自然冷却至室温(20-25℃)，得到产物。
权利要求
1.一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法，包括下列步骤A、将邻苯二甲酸酐、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种与硫磺粉混合均匀，质量比为1∶0.2-2.5；B、将混合物倒入反应容器，加入水或乙醇，水或乙醇的量为混合物总质量的50％～150％，搅拌配制成流变体，并于80～110℃下烘干；C、将B中的烘干物，在惰性气氛/氮气或氩气中，300～500℃下恒温0.5～5小时；D、停止反应，冷至室温后，取出产物，得到芳酸酐硫化聚合物。
全文摘要
本发明公开了一种芳酸酐硫化聚合物的制备方法，首先是将邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、萘二甲酸酐、萘四甲酸酐、苝四甲酸酐任意一种与硫磺粉混合均匀；其次是再将混合物倒入反应器中，加入水或乙醇，烘干；第三是将烘干物在一定温度下反应一定时间；第四是反应结束后冷至室温后取出产物，产物为固体粉末，颗粒大小50－200nm。该发明方法易行，操作简便，本发明材料具有优良的电化学性质(容量高、循环性能好、安全性能好)，可用作新的锂离子电池正极材料，充放电可逆容量可达到200mAh/g以上。
文档编号C08K3/00GK1850879SQ20061001914
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月26日 优先权日2006年5月26日
发明者袁良杰, 孙涛垒, 孙聚堂, 常彩仙, 韩小彦, 唐文超 申请人:武汉大学