[發明專利]磺酸基共軛微孔聚合物、制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110594912.6
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113321786B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 許冰清;武苗苗;張根
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08G61/02
• 分類號: C08G61/02;H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/054
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

1.磺酸基共軛微孔聚合物，其特征在于，結構式為：

2.根據權利要求1所述的磺酸基共軛微孔聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將含磺酸基的芳基二溴化物、乙炔基類化合物、四(三苯基膦)鈀催化劑以及碘化亞銅催化劑溶于有機溶劑中得到混合溶液，置于80±10℃、氮氣避光氛圍下反應，抽濾，洗滌，索氏提取，干燥，得到磺酸基共軛微孔聚合物。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，含磺酸基的芳基二溴化物為1,4-二溴-2,5-雙(3-磺基丙氧基)苯；乙炔基類化合物為1,3,5-三乙炔苯或1,3,5-三(4-乙炔苯基)苯；有機溶劑為體積比為1:1的甲苯和三乙胺的混合溶劑；含磺酸基的芳基二溴化物與乙炔基類化合物的摩爾比為3：2；四(三苯基膦)鈀的摩爾量占總乙炔基基團摩爾量的3％～5％，碘化亞銅的摩爾量占總乙炔基基團摩爾量的3％～5％；反應時間為24h以上；依次采用氯仿、水、甲醇、丙酮洗滌；依次采用二氯甲烷和甲醇為溶劑進行索氏提取，提取時間為24～48h；干燥溫度為60～80℃，干燥時間為12h以上。

4.磺酸基共軛微孔聚合物固態電解質，其特征在于，由權利要求1所述的磺酸基共軛微孔聚合物和離子液體組成。

5.根據權利要求4所述的磺酸基共軛微孔聚合物固態電解質，其特征在于，所述的離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亞胺或1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亞胺，磺酸基共軛微孔聚合物與離子液體的質量比為2:1。

6.根據權利要求5所述的磺酸基共軛微孔聚合物固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟如下：

將磺酸基共軛微孔聚合物加入到堿金屬離子鹽溶液中，超聲、攪拌，使得磺酸基團結合堿金屬離子進行離子交換，離心，收集固體，重復2次以上，至堿金屬離子交換完全后干燥，將離子交換后的磺酸基共軛微孔聚合物粉末與離子液體混合，研磨均勻，壓片，得到固態電解質片。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述的堿金屬離子鹽為鋰鹽、鈉鹽或鉀鹽；所述的鋰鹽為雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰或醋酸鋰，鈉鹽為氯化鈉或雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉，鉀鹽為氯化鉀或醋酸鉀；所述的堿金屬離子鹽溶液中的溶劑為四氫呋喃、甲醇或水；所述的堿金屬離子鹽的濃度為1mol/L。

8.根據權利要求4所述的磺酸基共軛微孔聚合物固態電解質在電池中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述的電池為鋰離子電池、鈉離子電池或鉀離子電池。

10.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述的鋰離子電池由磺酸基共軛微孔聚合物固態電解質、金屬鋰負極以及磷酸鐵鋰復合正極組裝而成；其中所述磷酸鐵鋰復合正極通過將磷酸鐵鋰粉末、導電劑、粘合劑、離子液體、鋰鹽按質量比為40:5:5:2:8，經過分散、涂敷、干燥、制片制得；導電劑為Super-P；粘合劑為聚偏二氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液。