[发明专利]光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子及其制备方法

说明书

本发明属于高性能和功能响应性高分子的纳米粒子制备和加工技术领域，公开了一种光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子及其制备方法，光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子的平均短轴大小是394～546nm；偶氮聚酰亚胺的平均分子量是7000～250000；光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子的长径比是1.0～3.0。光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子制备方法包括：利用线性偏振激光辐照偶氮聚酰亚胺微球，诱导偶氮聚酰亚胺微球沿着光偏振方向拉伸形变，从而可控制备偶氮聚酰亚胺椭球状粒子。本发明的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子作为锂离子电池的负极材料应用时，具有更好的耐热性和稳定性。

技术领域

本发明属于高性能和功能响应性高分子的纳米粒子制备和加工技术领域，尤其涉及一种光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子及其制备方法。

背景技术

目前，有机羰基化合物是一种典型的具有氧化还原活性的化合物，聚酰亚胺主链结构中含有大量的羰基活性基团，其可在锂电池的充放电过程中接收和脱出锂离子，呈现出电化学活性，同时聚酰亚胺具有结构稳定性、化学稳定性和耐高温等特点，非常适合作为锂离子电池的负极材料。Electrochimica Acta,2017,229:387-395报道了聚酰亚胺作为电极材料的锂电池理论容量达到了400mAh/g，超过了石墨的372mAh/g。但是聚酰亚胺的微观形貌，不仅影响其粉化和团聚，还将影响锂离子扩散、锂离子电荷转移、电池循环温度性等。Applied Surface Science,2017,425:1082-1088报道了一种花状纳米粒子的聚酰亚胺材料，在电池容量、倍率和循环稳定性等方面表现出色，并可以提高锂存储性能。JournalofMaterials Chemistry,2010:20:5405-5410通过聚酰亚胺制定微/纳米结构的纳米片阵列，在储锂和电解水方面表现出优异的电化学性能。因此，设计并可控加工聚酰亚胺的微观形貌，对作为负极材料在锂电池中应用有重要影响。

Journal of the American Chemical Society,2005,127:2402-2403；Polymer,2015,60:292-301报道了两种基于环氧基合成的偶氮聚合物，通过逐滴滴加劣溶剂的方法制备了偶氮聚合物微球，其在488nm的线性干涉偏振激光和488nm的线性偏振激光垂直辐照下，偶氮聚合物微球光致拉伸形变为椭球状粒子。通过调控偶氮聚合物微球的尺寸，以及激光功率和激光辐照时间，可实现调控偶氮聚合物椭球状粒子的大小、长径比等。

显然易见，基于环氧基合成偶氮聚合物的溶液自组装微球及其光致拉伸形变可控制备椭球状粒子，为可控制备具有椭球状粒子微观形貌的偶氮聚酰亚胺及其在锂离子电池中应用，可实现技术创新和突破。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有聚酰亚胺的微观形貌影响粉化和团聚，还影响锂离子扩散、锂离子电荷转移和电池循环温度性等。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子及其制备方法，尤其涉及一种光响应性和耐热温度高的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子的制备方法及其作为有机负极材料在锂离子电池中的应用。

本发明是这样实现的，一种光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子，光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子的平均短轴大小是394～546nm；偶氮聚酰亚胺的平均分子量是7000～250000；光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子的长径比是1.0～3.0。

进一步，偶氮聚酰亚胺的平均分子量是14000～100000。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述的光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子的光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子制备方法，光致拉伸形变的偶氮聚酰亚胺椭球状粒子制备方法包括：利用线性偏振激光辐照偶氮聚酰亚胺微球，诱导偶氮聚酰亚胺微球沿着光偏振方向拉伸形变，从而可控制备偶氮聚酰亚胺椭球状粒子。