[发明专利]共价有机框架包覆的钠离子电池正极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种共价有机框架包覆的钠离子电池正极材料及其制备方法与应用，更具体地，涉及一种利用含有有序孔道、导离子性好、质量轻、稳定性好的共价有机框架原位生长在钠离子电池正极材料表面，减少电解液与正极材料的接触，减缓电解液对正极材料的侵蚀，进而增加正极材料的结构稳定性，最终提高钠离子电池正极材料的电化学性能的方法。原位生长的共价有机框架比较致密，能够很好的包覆钠离子电池正极材料颗粒，有效地缓解在充放电过程中电解液对正极材料的侵蚀，有效提高了钠离子电池正极材料的电化学性能，促进了钠离子电池在新能源行业的快速发展。

技术领域

本发明属于钠离子电池技术领域，具体涉及一种共价有机框架包覆的钠离子电池正极材料及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

钠离子电池作为一种新型的储能系统近年来得到研究者和企业的广泛关注。由于钠资源在全球范围内的广泛存储和分布，钠离子电池有望在世界范围内得到大量的应用。但是目前使用的钠离子电池正极材料在充放电过程中极易受到电解液的侵蚀，进而造成电极结构不稳定、副反应严重、阻抗增加、容量衰减快等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种共价有机框架包覆的钠离子电池正极材料及其制备方法与应用。开发了一种提高钠离子电池正极材料稳定性和电化学性能的方法，合成出了高稳定、长寿命的钠离子电池正极材料，并将其应用于钠离子电池，这将对新能源行业的发展具有重要意义。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种共价有机框架包覆的钠离子电池正极材料，其包括：钠离子电池正极材料；

以及原位生长在正极材料表面形成包覆层的共价有机框架。

本发明方法的特点之一是：将含有有序孔道、导离子性好、质量轻、稳定性好的共价有机框架原位生长在钠离子电池正极材料表面，减少电解液与正极材料的接触，减缓了电解液对正极材料的侵蚀，进而增加正极材料的结构稳定性，最终提高了钠离子电池正极材料的电化学性能。

本发明的第二个方面，提供了一种共价有机框架包覆的钠离子电池正极材料的制备方法，具体步骤包括：

(1)将共价有机框架第一配体溶解于溶剂中，得到溶液1；

(2)将钠离子电池正极材料均匀分散在溶液1中；

(3)将共价有机框架的第二配体溶解在另一份同种溶剂中，得到溶液2；

(4)将步骤(2)和(3)得到的两种溶液混合实现共价有机框架在钠离子电池正极材料表面的原位组装。

原位生长的共价有机框架比较致密，能够很好地包覆钠离子电池正极材料颗粒，有效地缓解在充放电过程中电解液对正极材料的侵蚀。

本发明的第三个方面，提供了任一上述的钠离子电池正极材料在钠离子电池、笔记本电脑、手机、电子产品、智能电网、电动汽车、移动储能设备制造中的应用。

由于本发明有效地提高了钠离子电池正极材料的结构稳定性和电化学性能，有望在储能装置中得到广泛的推广和应用，进而推动新能源产业的发展。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明能够实现共价有机框架在钠离子电池正极材料表面的均匀致密包覆，而且包覆层的厚度容易调控。

(2)本发明采用的共价有机框架包覆层具有多孔、导离子性好、质量轻、稳定性好等优势，不仅能够提高钠离子电池正极材料的稳定性，而且对电池的能量密度影响较小。