[發明專利]作為粘結劑的環糊精串接聚苯胺預聚體的制備及使用方法

在審

• 申請號: 202010007299.9
• 申請日: 2020-01-04
• 公開（公告）號: CN111171185A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李洲鵬;吳青霞;劉賓虹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08B37/16
• 分類號: C08B37/16;C08G73/02;H01M4/62;H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/32;H01M4/30;H01M4/14;H01M4/20;H01M10/06;H01M10/0525;H01M10/30;H01G11/26;H01G11/32
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種作為粘結劑的環糊精串接聚苯胺預聚體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)取0.15～0.9g苯胺，90℃下溶解于50mL去離子中，超聲振動分散5分鐘后得到苯胺溶液；取2～10g的β-環糊精，90℃下溶解于50mL去離子中，再滴加至苯胺溶液中；超聲振動分散30分鐘后，以1℃/min的冷卻速度攪拌降溫，使苯胺分子進入環糊精空腔，得到苯胺環糊精包合物溶液；

(2)向50mL 1M鹽酸中加入1～5g引發劑，溶解后得到引發劑溶液；將其滴加至步驟(1)所得苯胺環糊精包合物溶液中，以1℃/min的升溫速度升溫至90℃；超聲振動分散30分鐘后，苯胺發生聚合并形成貫穿環糊精空腔的線性聚苯胺，得到預聚體溶液；

(3)加熱蒸發得到質量百分比濃度為5～10wt％的預聚體溶液，備用。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述引發劑是有機過氧化物引發劑，或者是無機過硫化物引發劑；其中，

(1)有機過氧化物引發劑的結構通式為R—O—O—H或R—O—O—R，式中R為烷基、酰基或碳酸酯基；是下述的任意一種：(i)酰類過氧化物；(ii)氫過氧化物；(iii)二烷基過氧化物；(iv)酯類過氧化物；(v)酮類過氧化物；(vi)二碳酸酯過氧化物；

(2)無機過硫化物引發劑是過硫酸鹽如過硫酸銨、過硫酸鋰、過硫酸鈉或過硫酸鉀。

3.權利要求1所述環糊精串接聚苯胺預聚體作為粘結劑的使用方法，其特征在于，包括：

以質量百分比濃度為5～10wt％的預聚體溶液作為粘結劑，按電極材料9g∶乙炔黑0.5g∶粘結劑5～10mL的比例關系取各組分，研磨混合均勻，調制成糊狀；涂敷到集電極上陰干，在100Kg cm^-2壓力下壓制成型；然后在100～120℃溫度下干燥12h，得到電極。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述電極是下述任意一種：

鋰電池中的負極，其集電極為銅膜；鋰電池中的正極，其集電極為鋁膜；超級電容的正極或負極，其集電極為不銹鋼薄膜；堿性電池的正極或負極，其集電極為穿孔不銹鋼薄帶或泡沫鎳；鉛酸電池的正極或負極，其集電極為鉛-銻-鈣合金柵板；

所述堿性電池是氫鎳電池、鎘鎳電池或鋅鎳電池。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述電極材料是下述的任意一種：用于鋰電池的負極材料：金屬鋰箔；用于鋰電池中的正極材料：鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰或三元正極材料；用于超級電容器的正負極材料：納米碳管、石墨烯、微孔碳，或碳材料擔載過渡金屬氧化物；用于堿性電池的負極材料：氫鎳電池中的儲氫材料、鎘鎳電池中的金屬鎘粉，或鋅鎳電池中的氧化鋅；用于堿性電池的正極材料：氫氧化鎳；用于鉛酸電池的負極材料：鉛粉；用于鉛酸電池的正極材料：氧化鉛。

6.一種以權利要求1所述環糊精串接聚苯胺預聚體作為粘結劑的鋰電池，鋰電池的正極和負極分別相向設置在隔膜兩側，形成三明治結構，電解液內置在三明治結構中；其特征在于，正極由正極材料、導電劑與環糊精串接聚苯胺預聚體混勻后壓制成型，正極材料為碳包覆硫或含鋰過渡金屬氧化物；所述負極為金屬鋰箔，隔膜為微孔聚丙烯；電解液以LiClO₄為溶質，二氧戊環和乙二醇甲醚的混合物為溶劑，且二氧戊環和乙二醇甲醚的體積比為1∶1，一升電解液中含1摩爾LiClO₄。

7.一種以權利要求1所述環糊精串接聚苯胺預聚體作為粘結劑的超級電容，該超級電容的正極和負極分別相向設置在隔膜兩側，形成三明治結構，電解液內置在三明治結構中；其特征在于，所述隔膜為微孔聚丙烯，電解液為6M KOH；正極和負極均由多孔碳、導電劑與環糊精串接聚苯胺預聚體混勻后壓制成型。