[发明专利]噻吩共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种噻吩共聚物及其制备方法和应用。噻吩共聚物具有如下结构式：其中，x：y为10：1～30：1，n为1～20的整数。这种噻吩共聚物中含有长链烷烃基团和羟基基团。长链烷烃基团使噻吩共聚物具粘性液态特性，羟基基团可以与固化剂产生固化反应，从而形成固态。该结构的噻吩共聚物具有良好粘结性能，固化后聚合物的电导率较好。

技术领域

本发明涉及高分子新材料技术领域，特别是涉及一种噻吩共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

超级电容器是一种新型的能量储存装置，具有高功率密度、高循环寿命等优点。超级电容器的性能与极片的制作工艺有着很大的关系，如粘结剂的类型，粘结剂在混料时的比例等。目前常用的粘结剂有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氯乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素(CMC)和丁苯橡胶(SBR)。其中PVDF易溶胀，PTFE分散性差，CMC和SBR容易分解。纵观目前所有粘结剂的特性，由于其不导电，使用时会使电极材料的总体电子传输和导电性能下降，一般需要加入一定比例的导电材料。

因此迫切需要研制一种既具有良好粘结性能又具有导电性的材料，以便既能提高超级电容器的导电性能，又能降低电极材料的制备成本。

发明内容

基于此，有必要提供一种既具有良好粘结性能又具有导电性的噻吩共聚物及其制备方法和应用。

一种噻吩共聚物，其特征在于，具有如下结构式：

其中，x：y为10：1～30：1，n为1～20的整数。

在一个实施方式中，x：y为25：1～30：1。

在一个实施方式中，-C_nH_2n+1为直链烷基。

在一个实施方式中，n为12～16的整数。

一种噻吩共聚物的制备方法，包括如下步骤：

提供化合物A和化合物B，所述化合物A和所述化合物B的结构式如下：

A:B:其中，n为1～20的整数；及

将化合物A和化合物B按照摩尔比为x：y的比例混合，并在溶剂和催化剂存在的条件下反应后得到所述噻吩共聚物，所述噻吩共聚物的结构式如下：其中，n为1～20的整数，x：y为10：1～30：1。

在一个实施方式中，所述化合物A和所述化合物B的摩尔比x：y为25：1～30：1，所述溶剂为CHCl₃，所述催化剂为FeCl₃，所述催化剂的摩尔数与所述化合物A和所述化合物B的摩尔数之和的比为0.5～1：10～20。

在一个实施方式中，-C_nH_2n+1为直链烷基。

在一个实施方式中，n为12～16的整数。

上述任一项所述的噻吩共聚物或上述任一项所述的噻吩共聚物的制备方法制备得到的噻吩共聚物在粘结剂中的应用。

一种电极活性材料，包括噻吩共聚物、碳材料以及固化剂，其中，所述噻吩共聚物、所述碳材料与所述固化剂的质量比为70～95：4.5～30:0.01～0.5，所述噻吩共聚物具有如下结构式：

其中，x：y为10：1～30：1，n为1～20的整数。

这种噻吩共聚物中含有长链烷烃基团和羟基基团，其中含有长链烷烃基团的噻吩单元与含羟基基团的噻吩单元的摩尔比x：y为10：1～30：1。长链烷烃基团使噻吩共聚物具粘性液态特性，羟基基团可以与固化剂产生固化反应，从而形成固态。该结构的噻吩共聚物具有良好粘结性能，固化后聚合物的电导率较好。