(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111459687.1 (22)申请日 2021.12.02 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113968925 A (43)申请公布日 2022.01.25 (73)专利权人 上海电力大 学 地址 200090 上海市杨 浦区沪城环路1851 号 (72)发明人 杨海申　黄圆珠　化莹　王宇杰　 何企敏　吕绍玉　 (74)专利代理 机构 上海德昭知识产权代理有限 公司 31204 专利代理师 郁旦蓉 (51)Int.Cl. C08F 120/34(2006.01)H01M 4/60(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) 审查员 程晓奕 (54)发明名称 一种2H吩嗪氧化还原聚合物、 制备方法及其 在锂离子电池中的应用 (57)摘要 本发明提供了一种2H吩嗪氧化还原聚合物， 结构式为： 本发明还提供了 一种2H 吩嗪氧化还原聚合物的制备方法， 包括以下步 骤： 步骤1， 采用吩嗪、 连二亚硫酸钠、 碳酸钠、 三 丁基甲基氯化铵以及2 ‑溴乙醇进行搅拌反应， 得 到5,10‑双‑2‑(羟乙基)吩嗪； 步骤2， 向5,10 ‑双‑ 2‑(羟乙基)吩嗪中加入 三乙胺、 4 ‑二甲氨基吡啶 以及甲基丙烯酰氯， 在0℃下搅拌得到5,10 ‑双‑ 2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪； 步骤3， 向5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪中加入引发剂AIBN， 加热搅拌获得聚(5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙 酯)‑吩嗪)。 本发明还提供了一种2H吩嗪氧化还 原聚合物在制备锂离子电池中的应用： 将2H吩嗪 氧化还原聚合物作为锂离子电池正极材料应用 到锂离子电池中。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 113968925 B 2022.10.25 CN 113968925 B 1.一种2H吩嗪氧化还原聚合物， 其特 征在于， 所述2H吩嗪氧化还原聚合物的结构式为： 2.一种如权利要求1所述的2H吩嗪氧化还原聚合物的制备方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 步骤1， 采用吩嗪、 连二亚硫酸钠、 碳酸钠、 三丁基甲基氯化铵以及2 ‑溴乙醇进行搅拌反 应， 得到5,10‑双‑2‑(羟乙基)吩嗪； 步骤2， 向所述5,10 ‑双‑2‑(羟乙基)吩嗪中加入三乙胺、 4 ‑二甲氨基吡啶以及甲基丙烯 酰氯， 在0℃下搅拌得到 5,10‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪； 步骤3， 向所述5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸 乙酯)‑吩嗪中加入引发剂偶氮二异丁腈， 加热 搅拌获得聚(5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪)。 3.根据权利要求2所述的2H吩嗪氧化还原聚合物的制备 方法， 其特 征在于： 其中， 步骤1具体包括以下子步骤： 步骤1‑1， 在氮气氛围下， 向反应容器 中加入吩嗪、 连二亚硫酸钠、 碳酸钠以及三丁基甲 基氯化铵， 加入溶剂乙腈和水， 最后加入2 ‑溴乙醇， 10 0℃下搅拌 反应得到第一混合物； 步骤1‑2， 采用薄层色谱法对所述第一混合物进行监测， 直至所述第一混合物中的反应 物反应终止后， 向所述第一混合物 中滴加水， 抽滤收集滤饼， 得到粗产物5,10 ‑双‑2‑(羟乙 基)吩嗪； 步骤1‑3， 将所述粗产物5,10 ‑双‑2‑(羟乙基)吩嗪采用甲醇重结晶， 获得纯品5,10 ‑双‑ 2‑(羟乙基)吩嗪。 4.根据权利要求3所述的2H吩嗪氧化还原聚合物的制备 方法， 其特 征在于： 其中， 步骤1 ‑1中， 所述吩嗪、 所述连二亚硫酸钠、 所述碳酸钠、 所述三丁基甲基氯化铵 以及所述2 ‑溴乙醇的摩尔质量比为1:2:2:0.3:4， 搅拌时间为24～48h 。 5.根据权利要求2所述的2H吩嗪氧化还原聚合物的制备 方法， 其特 征在于： 其中， 步骤2具体包括以下子步骤： 步骤2‑1， 氮气氛围下， 向所述5,10 ‑双‑2‑(羟乙基)吩嗪中加入4 ‑二甲氨基吡啶， 溶剂 二氯甲烷， 0℃下加入三乙胺、 甲基丙烯酰氯， 搅拌获得混合物； 步骤2‑2， 采用薄层色谱法对所述混合物进行监测， 直至所述混合物中的反应物反应终 止， 萃取收集所述混合物的有机相， 获得5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪有机相； 步骤2‑3， 采用柱层 析法对所述5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪有机相进行分离提 纯， 获得5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪。 6.根据权利要求5所述的2H吩嗪氧化还原聚合物的制备 方法， 其特 征在于： 其中， 步骤2 ‑1中， 所述5,10 ‑双‑2‑(羟乙基)吩嗪、 所述甲基丙烯酰 氯、 所述三乙胺以及权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113968925 B 2所述4‑二甲氨基吡啶的摩尔质量比为1:2:2.2:0.0 5， 反应时间为6～8h， 步骤2‑3的具体过程 为： 采用旋转蒸发仪旋干所述5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪有机相， 然后加入少量 二氯甲烷， 采用所述柱层析法中的湿法上样， 采用洗脱剂过柱， 收集目标化合物并旋干， 获 得5,10‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪， 所述洗脱剂为 二氯甲烷。 7.根据权利要求2所述的2H吩嗪氧化还原聚合物的制备 方法， 其特 征在于： 其中， 步骤3具体包括以下子步骤： 步骤3‑1， 氮气氛围下， 向所述5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪中加入溶剂四氢呋 喃和引发剂偶氮二异丁 腈， 加热搅拌得到聚合物混合物； 步骤3‑2， 对所述聚合物混合物进行洗涤、 离心、 干燥得到聚(5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸 乙酯)‑吩嗪)。 8.根据权利要求7 所述的2H吩嗪氧化还原聚合物的制备 方法， 其特 征在于： 其中， 步骤3 ‑1中， 所述5,10 ‑双‑2‑(甲基丙烯酸乙酯) ‑吩嗪和所述偶氮二异丁腈的摩 尔质量比为1:0.1， 加热温度为6 0℃， 反应时间为12 ～24h， 步骤3‑2中， 所述洗涤的试剂分别为甲醇和丙酮， 洗涤次数 各三次。 9.一种如权利要求1所述的2H吩嗪氧化还原聚合物在制备锂离子电池中的应用， 其特 征在于： 所述制备锂离 子电池的具体过程 为： 步骤A， 将所述2H吩嗪氧化还原聚合物、 导电添加剂以及粘结剂混合并研磨， 得到2H吩 嗪氧化还原聚合物正极材 料浆料； 步骤B， 将所述2H吩嗪氧化还原聚合物正极材料浆料涂覆在铝箔上， 经干燥切片后得到 电极片； 步骤C， 将所述电极片与正负极壳、 泡沫镍、 隔膜、 锂片及电解液配合制成锂离 子电池。 10.根据权利要求9所述的2H吩嗪氧化还原聚合物在制备锂离子电池中的应用， 其特征 在于： 其中， 所述2H吩嗪氧化还原聚合物的质量分数为5 0％， 所述导电添加剂为多壁 碳纳米管， 质量分数为 40％， 所述粘结剂的质量分数为10％。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113968925 B 3