[发明专利]一种硫化蒽基聚合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硫化蒽基聚合物，其特征在于，其结构通式如式Ⅰ所示：

所述硫化蒽基聚合物具有完整的共轭稠环蒽骨架，各蒽骨架单元通过硫链或直接通过稠环蒽的碳连接并被硫链饱和，式Ⅰ中波浪线表示各重复单元之间的连接键，重复单元数为2～10，所述硫链为＝S＝、-S-或-S-S-。

2.根据权利要求1所述的硫化蒽基聚合物，其特征在于，所述硫化蒽基聚合物仅由完整的蒽骨架部分和硫链组成，所述蒽骨架通过不同的方式键合，所述硫化蒽基聚合物具有式Ⅱ所示的结构片段：

3.权利要求1或2所述的硫化蒽基聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将稠环蒽和过量的升华硫混合均匀后置于反应器中，并在惰性气氛下煅烧，然后升温继续进行反应以去除过量的硫，随后冷却至室温得到黑色产物，即ANS聚合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，反应在无氧化剂和溶剂条件下进行，蒽和硫的质量比为1：(2～6)，蒽和硫的混合物使用带盖的刚玉坩埚盛装。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，煅烧的条件为：从室温加热0.5～2h升温至220～340℃，然后恒温保持2～8h；升温反应的条件为：加热0.5～3h升温至450～550℃，然后恒温保持2～12h。

6.权利要求1所述的硫化蒽基聚合物作为活性材料在镁电池正极的应用，其特征在于，包括以下步骤：所述镁电池正极包括集流体和位于集流体至少一侧表面涂覆的活性物质层；所述活性物质层中包括式Ⅰ所示的硫化蒽基聚合物；将所述的硫化蒽基聚合物和导电剂、粘结剂在溶剂中分散均匀作为正极浆料，然后均匀涂覆于集流体上并真空干燥得到镁电池正极。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，硫化蒽基聚合物、导电剂和粘合剂的质量比为(5～9):(1～14):1；所述集流体为不锈钢、铝、铜、镍基金属或碳基体中的任意一种；所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管或石墨烯中的一种或两种以上；所述粘结剂为天然粘结剂或人造粘结剂中的一种或两种以上；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、乙醇、去离子水中的一种或两种以上。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述负极为镁金属、铋金属、金属合金、可嵌镁化合物或有机负极中的一种；所述隔膜为玻璃纤维隔膜、含氟聚合物类隔膜、聚酰亚胺类隔膜、聚烯烃类隔膜或聚合物-陶瓷复合隔膜中的一种；所述电解液的电解质为Mg[B(hfip)₄]₂、Mg(TFSI)₂、(MgPhCl)₂-AlCl₃、MgCl₂、MgBr₂、Mg(ClO₄)、Mg(HMDS)₂中的一种或两种以上；电解液采用的溶剂为乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、四氢呋喃、离子液体、去离子水中的一种或两种以上。

9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述碳基体为碳布或碳纸；所述导电炭黑为乙炔黑、科琴黑或Super-P；所述导电石墨为KS-6、KS-15或SO；所述天然粘结剂为羧甲基纤维素、瓜儿豆胶、海藻酸钠、阿拉伯胶或黄原胶；所述人造粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、丁苯橡胶、聚酰胺、聚乙烯醇或聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐。

10.一种镁二次电池，其特征在于，由权利要求6至9任一项所述的应用得到的镁电池正极与负极、电解液、隔膜组装而成。