[发明专利]一种用作锂离子电池阳极材料的高稳定性聚合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种用作锂离子电池阳极材料的高稳定性聚合物的制备方法，其分为两步：首先，以二氰二胺和1,2‑双氰苯为原料，以乙二醇单甲醚为溶剂，在由氢氧化钾提供的碱性环境中反应得到1,2‑双(2,4‑二氨基‑1,3,5‑三嗪‑6‑基)苯；然后以1,2‑双(2,4‑二氨基‑1,3,5‑三嗪‑6‑基)苯和含苯环醛类为原料、以二甲基亚砜为溶剂，聚合制得用作锂离子电池阳极材料的高稳定性聚合物。本发明提供的有机电极材料制备方法成本低廉、安全系数高，且所得材料本身具有较长的链共轭结构，极大提高了循环稳定性。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种有机电极材料的制备方法及其应用。

背景技术

锂离子电池一直是新能源领域的研究热点，尤其是对电极材料的研究，相比于无机电极材料理论容量低、价格高等不可避免的问题，有机电极材料由于结构可调、成本低廉等优点逐渐成为新型环保电极材料的首选。

目前，1,2-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯的制备方法有两种，一种是微波辐射法，一种是合成法。微波辐射法需要特有的反应仪器，具体是将二氰二胺、1,2-双氰苯、氢氧化钾和DMSO的混合物引入耐热烧瓶中并在改进的聚焦微波反应器中辐照，最后过滤干燥。合成法是将二氰二胺、1,2-双氰苯、氢氧化钾和甲基纤维素溶液在130～140℃温度下加热7h，然后过滤干燥。现有技术中所公开的制备1,2-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯的方法成本较高，安全系数较低。此外，目前合成作为锂离子电池阳极材料的间位或对位聚合物的方法是以1,3-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯或1,4-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯和含苯环醛类为原料、以二甲基亚砜为溶剂进行聚合，用此方法合成的对位和间位聚合物循环稳定性较差。

发明内容

基于上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供一种用作锂离子电池阳极材料的高稳定性聚合物的制备方法，旨在节约制备成本、降低制备时的危险系数，且使所得邻位聚合物具有较高的稳定性。

本发明为实现目的，采用如下技术方案：

本发明公开了一种用作锂离子电池阳极材料的高稳定性聚合物的制备方法，其特点在于：首先，以二氰二胺和1,2-双氰苯为原料，以乙二醇单甲醚为溶剂，在由氢氧化钾提供的碱性环境中反应得到1,2-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯；然后以1,2-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯和含苯环醛类为原料、以二甲基亚砜为溶剂，聚合制得用作锂离子电池阳极材料的高稳定性聚合物。具体包括如下步骤：

步骤1、将二氰二胺和1,2-双氰苯以及氢氧化钾加入到乙二醇单甲醚中，加热至回流温度进行反应；反应结束后静置，得到1,2-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯单体；

步骤2、将1,2-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯单体和含苯环醛类单体加入到二甲基亚砜溶剂中，加热至回流温度进行聚合，得反应粗品；

步骤3、将所得反应粗品用甲苯进行重结晶，得纯化后的产物；

步骤4、将纯化后的产物真空干燥，即获得用作锂离子电池阳极材料的高稳定性聚合物。

进一步地：所述二氰二胺和1,2-双氰苯的摩尔比为4.4～4.6:1；所述氢氧化钾用量为二氰二胺质量的33％～34％；所述二氰二胺和乙二醇单甲醚的用量比为1g：23～24mL。

进一步地，所述1,2-双(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪-6-基)苯与所述含苯环醛类的摩尔比为1:2～4。

进一步地，步骤1中，所述反应的温度为120～125℃、反应时间为48h。

进一步地，步骤2中，所述聚合的反应温度为160～180℃、反应时间为72h。

进一步地，步骤4中，所述真空干燥的温度为80℃、时间为16h。