【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种含硫原子的富锂聚合物作为锂离子电池正极材料的应用。
技术介绍
1、锂二次电池已广泛应用于可移动电子产品。然而，随着人口数量的上涨和能源结构的优化，发展更安全，更便宜，更高能量密度的锂离子电池是目前一个重要任务。目前，商业化的锂离子电池主要使用无机正极材料(如licoo2，lifepo4，limn2o4等)。相关无机正极材料实际比容量较低(100-170mah/g)，在实现高能量密度方面遇到了瓶颈。此外，电极材料所使用的金属原材料属于不可再生能源，而环保可再生、理论比容量较高的有机电极材料有望实现更高能量密度的二次电池的开发。
2、不同于无机电极材料嵌入脱出的原理，有机电极材料采用氧化还原机理，这赋予有机电极材料独特的优点：(1)采用质轻的c、n、h等元素，可参与多电子氧化还原反应，可实现电池高的比容量；(2)有机化合物结构可设计性强，电压可调节；(3)有机化合物成本低廉、合成原料来源丰富，有利于大规模生产。因而，有机正极材料极具发展前景。
3、然而，大部分有机材料，尤其是小分子化合物易溶解于电解液中，导致循环稳定性差，在实现长寿命电池受到了阻碍。其次，由于材料本身不含锂，需要匹配锂金属负极或预锂化的石墨正极，无法与现有的锂离子电池生产工艺兼容。而且有机正极材料的放电电压较低，不利于构筑高比能的锂离子电池。
4、针对目前对可充电二次电池的能量密度、循环寿命及资源储量等提出了更高的要求，而无机正极已达到能量密度上限的情况，本专利技术针对有机化合物易溶解，不
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种含硫原子的富锂聚合物作为锂离子电池正极材料的应用，从分子设计的角度，使用一步法聚合化的策略，通过硫原子将单体分子桥联，扩大分子链，减小化合物的溶解度，来解决溶解的问题。同时通过化学反应预先在结构中引入锂离子，形成有机聚合物富锂聚合物正极材料，具有高电压，高容量的特点，可以匹配石墨负极，组装更安全的锂离子电池。因此，针对有机化合物易溶解，不含锂，电压低的问题，通过功能导向的分子结构设计得到的一种含硫原子的有机聚合物富锂聚合物正极材料作为正极，组装高能量密度锂离子二次电池，具有广阔的应用前景。
2、本专利技术解决技术问题的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种含硫原子的富锂聚合物作为锂离子电池正极材料的应用，所述含硫原子的富锂聚合物结构式如下，其中-x为-oli或者＝n-oli，n＝(2)～(5)，
4、
5、进一步地，所述含硫原子的富锂聚合物的制备方法为：在惰性气氛下，将共轭苯环衍生物与硫化锂按摩尔比1:1-3在溶剂中混合均匀，140℃-180℃搅拌反应12-24h，产生沉淀，经减压抽滤、洗涤、干燥，得到含硫原子的富锂聚合物，所述共轭苯环衍生物为2,5,-二氯-1,4-苯酚或2,5-二氯-1,4-苯二肟。
6、进一步地，所述惰性气氛为氮气或者氩气。
7、进一步地，所述的溶剂为n-甲基吡咯烷酮或n,n-二甲基甲酰胺。
8、进一步地，将含硫原子的富锂聚合物与导电碳材料混匀后压在集流体上作为正极极片，以锂片为负极，1.0m litfsidol/dme(1.0m锂双氟磺酰亚胺盐为溶质，体积比1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯为溶剂)为电解液，组装成锂离子电池。
9、本专利技术的优点和有益效果是：
10、(1)本专利技术有机富锂聚合物正极材料是以共轭苯环衍生物为单体，以硫原子进行桥联，通过聚合化扩大分子链以降低其在有机电解液中的溶解度，提高电池的循环性能。
11、(2)本专利技术提供的有机富锂聚合物正极材料通过化学反应预先在结构中引入锂离子，可匹配石墨为负极，组装有机锂离子二次电池，更具安全性。
12、(3)本专利技术提供的有机富锂聚合物正极材料具有具有较高的放电电压(3.0v左右)，具有一定的空气稳定性，有利于实现高能量密度的二次电池的开发。
13、(4)本专利技术提供的有机富锂聚合物正极材料条件温和，低毒，可一步合成。具有批量生产潜力，在动力电池、间歇性可再生能源的利用及大规模储能领域有着广阔应用前景。
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1.一种含硫原子的富锂聚合物作为锂离子电池正极材料的应用，其特征在于，所述含硫原子的富锂聚合物结构式如下，其中-X为-OLi或者＝N-OLi，n＝(2)～(5)，
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含硫原子的富锂聚合物的制备方法为：在惰性气氛下，将共轭苯环衍生物与硫化锂按摩尔比1:1-3在溶剂中混合均匀，140℃-180℃搅拌反应12-24h，产生沉淀，经减压抽滤、洗涤、干燥，得到含硫原子的富锂聚合物，所述共轭苯环衍生物为2,5,-二氯-1,4-苯酚或2,5-二氯-1,4-苯二肟。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述惰性气氛为氮气或者氩气。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将含硫原子的富锂聚合物与导电碳材料混匀后压在集流体上作为正极极片，以锂片为负极，电解液以1.0M锂双氟磺酰亚胺盐为溶质，体积比1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯为溶剂，组装成锂离子电池。
【技术特征摘要】
1.一种含硫原子的富锂聚合物作为锂离子电池正极材料的应用，其特征在于，所述含硫原子的富锂聚合物结构式如下，其中-x为-oli或者＝n-oli，n＝(2)～(5)，
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含硫原子的富锂聚合物的制备方法为：在惰性气氛下，将共轭苯环衍生物与硫化锂按摩尔比1:1-3在溶剂中混合均匀，140℃-180℃搅拌反应12-24h，产生沉淀，经减压抽滤、洗涤、干燥，得到含硫原子的富锂聚合物，所述共轭苯环衍生物为2,5,-二氯-1,...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，赵淇，李熠鑫，卢勇，严振华，李海霞，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：
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