(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111546505.4 (22)申请日 2021.12.16 (71)申请人 郑州轻工业大 学 地址 450000 河南省郑州市高新 技术产业 开发区科 学大道136号 (72)发明人 王利霞　罗河伟　马贺　李乐琦　 张林森　方华　宋延华　张佳亮　 张勇　王诗文　 (74)专利代理 机构 北京首捷专利代理有限公司 11873 代理人 梁婧宇 (51)Int.Cl. H01M 4/60(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种含硫原子的萘二酰亚胺正极材料及其 制备方法和应用 (57)摘要 本发明公开了一种含硫原子的萘二酰亚胺 正极材料， 以萘二酰亚胺为基本骨架进行核位延 伸， 以硫原子进行桥连， 设计合成了包括含离子 小分子结构， 一维聚合物结构， 二维共价有机骨 架结构的锂离子电池有机正极材料。 该类正极材 料通过离子化、 聚合化和扩大分子的共轭结构来 降低其在 有机电解液中的溶解度， 提高电池的循 环性能， 并且通过合成含萘二酰亚胺的COF结构， 使得金属离子更容易和材料进行电化学反应， 进 一步提高了电池的循环性能和倍 率性能。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114188534 A 2022.03.15 CN 114188534 A 1.一种含 硫原子的萘二 酰亚胺正极材 料， 其特征在于， 包括以下 结构式： 所述NDI‑2S和NDI‑4S为含离子小分子结构， PNDI ‑2S和PNDI ‑4S为一维聚合物结构， COFNDI‑S为二维共价有机骨架结构。 2.根据权利要求1所述的含硫原子的萘二酰亚胺正极材料的制备方法， 其特征在于， 包 括如下步骤： 将萘二酰亚胺衍生物与含硫化合物在溶剂中混合均匀， 加热进行搅拌反应， 产 生沉淀， 再抽滤、 洗涤、 干燥， 得到含 硫原子的萘二 酰亚胺正极材 料。 3.根据权利要求2所述的含硫原子的萘二酰亚胺正极材料的制备方法， 其特征在于， 制 备NDI‑4S和PNDI ‑4S时， 所述萘二酰亚胺 衍生物为四溴萘二酰亚胺衍生物， 含硫化合物 为硫 化锂； 制备NDI ‑2S和PNDI ‑2S时， 所述萘二酰亚胺衍生物为二溴萘二酰亚胺衍生物， 含硫化 合物为硫化锂； 制备COFNDI ‑S时， 所述萘二酰亚胺 衍生物为二溴萘二酰亚胺 衍生物， 含硫化 合物为间苯三硫酚。 4.根据权利要求3所述的含硫原子的萘二酰亚胺正极材料的制备方法， 其特征在于， 制 备NDI‑4S时， 四溴萘二酰亚胺衍生物与硫化锂的摩尔量之比为1： 4～20； 制备NDI ‑2S时， 二 溴萘二酰亚胺衍生物与硫化锂的摩尔量之比为1： 2 ～20。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114188534 A 25.根据权利要求3所述的含硫原子的萘二酰亚胺正极材料的制备方法， 其特征在于， 制 备PNDI‑4S时， 四溴萘二酰亚胺衍生物与硫化锂的摩尔量之比为1： 2； 制备PNDI ‑2S时， 二溴 萘二酰亚胺 衍生物与硫化锂的摩尔量之比为1： 1； 制备C OFNDI‑S时， 二溴萘二酰亚胺 衍生物 与间苯三硫酚的摩尔量之比为3： 2。 6.根据权利要求3所述的含硫原子的萘二酰亚胺正极材料的制备方法， 其特征在于， 制 备NDI‑2S和NDI‑4S时， 溶剂为二次水； 制备PNDI ‑2S、 PNDI‑4S和COFNDI ‑S时， 溶剂选自N， N ‑ 二甲基甲酰胺、 喹啉、 咪唑、 二甲基亚砜中的一种或几种。 7.根据权利要求3所述的含硫原子的萘二酰亚胺正极材料的制备方法， 其特征在于， 制 备NDI‑2S和NDI‑4S时， 洗涤所用试剂为乙醇； 制备PNDI ‑2S、 PNDI‑4S和COFNDI ‑S时， 用不同 洗涤剂依次洗涤， 洗涤顺序为： 二氯甲烷、 三氯甲烷、 四氢呋喃、 水、 DMF、 DMSO、 丙酮。 8.根据权利要求3所述的含硫原子的萘二酰亚胺正极材料的制备方法， 其特征在于， 制 备COFNDI ‑S时， 加入间苯三硫酚的同时加入等摩尔量的碳 酸钠或碳 酸氢钠。 9.根据权利要求2所述的含硫原子的萘二酰亚胺正极材料的制备方法， 其特征在于， 搅 拌反应的温度为5 0～200℃， 时间为1～40 h。 10.一种如权利要求1所述的含 硫原子的萘二 酰亚胺正极材 料在锂离 子电池中的应用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114188534 A 3