[发明专利]锂-二氧化碳电池用正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.锂-二氧化碳电池用正极材料，其特征在于，该正极材料为碳包覆金属纳米粒子和三维自支撑碳材料形成的复合物，所述碳包覆金属纳米粒子占复合物的总质量为10-50wt％。

2.一种制备权利要求1所述的锂-二氧化碳电池用正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将生物质作为原材料，置于金属盐和添加剂的溶液中，再缓慢加入含有机连接剂的溶液，在20-180度下反应1-24h，得到负载金属有机骨架材料的生物质，之后将得到的生物质清洗，除去表面生长不牢的金属有机骨架材料，干燥后得到生物质前驱体；

(2)将制备的生物质前驱体，置于管式炉中，于惰性气氛下，以0.5-10度/min的升温速率，升温至600-1100度下，保温1-12h，得到三维自支撑掺杂碳材料负载的碳包覆过渡金属纳米粒子的正极材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的的步骤(1)中，生物质为具有三维多孔结构的生物质，清洗干净后切成直径为10-20mm、厚度为0.5-10mm的圆片，于烘箱中60-100度干燥备用。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述生物质的孔径范围为1nm～100um；所述生物质的密度为0.1～200mg/cm³，所述生物质的孔容为0.1～10cm³/g。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属盐为锌、钴、镍、铁、铜、锆以及钛的乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐、草酸盐或氯化物中的一种或几种按照任意比例配合。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属盐溶液和有机连接剂所使用的溶剂为去离子水、乙醇、甲醇、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N,N-二乙基甲酰胺中的任意一种或几种按照任意比例配合的。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述添加剂为柠檬酸三钠、柠檬酸、聚乙烯醇、L-谷氨酸、苯二甲酸、丁二酸、乙酸中的任意一种或按照任意比例配合的几种。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有机连接剂为铁氰化钾、钴氰化钾、氰化镍钾、2-甲基咪唑、1,3,5-苯三甲酸、三乙胺、1,4-苯二甲酸二甲酯、4,4',4”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三-苯甲酸、2-氨基对苯二甲酸、对苯二甲酸中的任意一种或几种按照任意比例配合。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属盐、添加剂和有机连接剂的摩尔比为1:0.01～0.5:0.1～10。

10.一种正极材料，其特征在于，采用权利要求2至9任意一项方法制备而成，用于制备锂-二氧化碳电池正极。