
【化】 polyanion
assemble; gather
【建】 poly-
anion; negative ion
【化】 anion
【醫】 anion; negative ion; negion
聚陰離子(polyanion)是高分子化學與電化學領域的重要概念,指由多個帶負電荷的基團通過共價鍵或離子鍵連接形成的穩定帶電大分子結構。其英文定義可表述為:"a macromolecular structure composed of multiple anionic groups covalently bonded to form a stable negatively charged entity"。
在锂離子電池正極材料中,聚陰離子框架(如磷酸鐵锂LiFePO₄中的[PO₄]³⁻基團)通過強共價鍵形成三維網絡,顯著提升材料熱穩定性和循環壽命,這一特性被《先進材料》期刊證實為新型電池開發的關鍵突破點。美國化學會《化學評論》指出,聚陰離子型化合物遵循電荷平衡公式:
$$
M^{n+} + X^{m-} rightarrow M_xX_y^{q-}
$$
其中陰離子基團通過共享氧原子形成連續骨架。
劍橋大學材料科學系研究顯示,聚陰離子材料在鈉離子電池中的應用遵循類似原理,其結構穩定性來源于[SO₄]²⁻或[PO₄]³⁻等剛性陰離子基團的立體化學效應。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将此類化合物歸類為"polyanionic compounds",強調其區别于簡單陰離子複合物的長程有序特性。
聚陰離子的含義需結合不同學科領域具體分析,主要分為以下兩類:
指通過陰離子聚合反應形成的高分子鍊末端帶有穩定陰離子的物質。其特點包括:
常見于鈉離子電池正極材料,結構通式為NaxMy(XaOb)zZw,特點包括:
聚陰離子纖維素(PAC)作為水溶性纖維素衍生物,在石油鑽井中用于增強泥漿耐鹽耐溫性,取代度影響其溶解特性(水溶或油溶)。
如需進一步了解鈉電池材料分類或PAC生産工藝,可查閱、6或、3的原始數據。
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