[發(fā)明專利]一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的有機(jī)磷化聚合物及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910080304.2
• 申請(qǐng)日: 2009-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101508748A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王莉;何向明;任建國(guó);蒲薇華;萬(wàn)春榮;姜長(zhǎng)印
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F8/40
• 分類號(hào): C08F8/40;C08F110/02;C08F114/04;C08F114/18;C08F112/08;C08F120/44;C08F120/18;H01M4/60
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 童曉琳

1.一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的磷化聚合物，其特征在于，該磷化聚合物為 高分子導(dǎo)電聚合物，磷化聚合物由兩部分組成：一是導(dǎo)電聚合物主鏈；另一部分 是具有電化學(xué)活性的多磷基團(tuán)Pm側(cè)鏈，及影響磷化聚合物物理化學(xué)性質(zhì)的功能 團(tuán)R1和R2，磷化聚合物結(jié)構(gòu)單元為中的一種或幾種， 其中，Pm表示多磷基團(tuán)，m為1～12的整數(shù)，多磷基團(tuán)中，P與P之間以共價(jià)鍵 連接，形成的Pm將兩個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)電聚合物主鏈連接起來(lái)；R1、R2表示磷化 聚合物側(cè)鏈上的官能團(tuán)，這些官能團(tuán)通過(guò)改變導(dǎo)電高分子鏈共軛電子的分布從而 影響磷化聚合物的物理化學(xué)性質(zhì)，R1或R2為甲基、氯甲基、二氯甲基、二氟甲 基、氟甲基、醚基、氟基、氯基、氰基、苯基、氨基或氫基中的一種或幾種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的磷化聚合物，其特征 在于，所述磷化聚合物中磷的重量百分含量為10～85％，電化學(xué)比容量為 250～1200mAh/g。

3.一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的磷化聚合物的制備方法，其特征在于，該方 法步驟如下，

(1)將聚合物與單質(zhì)磷均勻混合，混合的方法為研磨、球磨或是將聚合物在溶 劑中溶解為溶液后與單質(zhì)磷粉體混合，其中，混合物中聚合物與單質(zhì)磷的質(zhì)量比 為0.1～4，所述聚合物為聚乙烯、聚1，2-二氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚氯乙烯， 聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈或 聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種，所述單質(zhì)磷為紅磷；

(2)在惰性氣氛或真空條件下，加熱干燥上述步驟中的混合物，干燥溫度為 50～120℃，干燥時(shí)間為8～48小時(shí)；

(3)將干燥產(chǎn)物置于反應(yīng)釜中，充入惰性氣體，密閉反應(yīng)釜，進(jìn)行熱處理，反 應(yīng)溫度為250～600℃，反應(yīng)時(shí)間1～48小時(shí)，單質(zhì)磷氣化，聚合物發(fā)生脫氫磷化 反應(yīng)，隨爐冷卻至室溫；

(4)將熱處理后的產(chǎn)物用堿性溶液浸泡；

(5)用酸性溶液中和步驟(4)的產(chǎn)物；

(6)用去離子水洗滌步驟(5)的產(chǎn)物至洗滌液為中性，將洗滌后的產(chǎn)物在50～100 ℃溫度下干燥，干燥時(shí)間為6～48小時(shí)，得到磷化聚合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的磷化聚合物的制備方 法，其特征在于，所述聚合物形態(tài)為粉末、小碎片、顆粒或纖維。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的磷化聚合物的制備方 法，其特征在于，所述溶劑為乙腈、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷 酮、四氫呋喃、水或乙醇中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的磷化聚合物的制備方 法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣或氮?dú)猓龆栊詺夥諡闅鍤饣虻獨(dú)鈿夥铡?

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的磷化聚合物的制備方 法，其特征在于，所述堿性溶液為氨水，氫氧化鈉水溶液，氫氧化鉀水溶液中的 一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電化學(xué)可逆儲(chǔ)鋰的磷化聚合物的制備方 法，其特征在于，所述酸性溶液為氫氟酸水溶液、鹽酸水溶液或者硫酸水溶液的 一種或幾種。