[发明专利]一种金属有机配位聚合物及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种金属有机配位聚合物及其制备方法和用途，属于锂离子电池电极材料领域，该金属有机配位聚合物包括以如Fe等金属元素作为的配位金属离子和以六氮杂萘三羧酸等作为的配体，可以促进网络中的电荷载流子迁移率，并提供更多可用的电活性位点以实现高效的锂存储。应用于如锂电池等正极材料时，可有效解决现有电极材料的锂存储的效率较低的技术问题。同时，由于其多孔结构特性，离子既可以通过骨架中丰富的分级孔运输，也可以通过规则的空心隧道直接到达金属有机配位聚合物内部。因此可进一步赋予这种金属有机配位聚合物较高的比容量和卓越的倍率性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池电极材料领域，尤其涉及一种金属有机配位聚合物及其制备方法和用途。

背景技术

随着新能源汽车的发展越来越受到关注，作为核心器件之一的储能设备，锂离子电池更是受到了前所未有的重视。锂离子电池中正极材料的成本占据了电池总成本的40％以上，其直接决定了电池成本的高低，所以锂离子电池正极材料成为了研究的热点。

与无极电极材料相比，有机电极以其材料丰富，成本可控，生态友好，可持续性和可调的分子结构，可灵活设计以获得特殊的电化学性能而受到越来越多的青睐。但是，有机电极材料仍然存在电导率低、反应动力学速度缓慢、活性位点利用率低等问题，这将导致电化学反应中较低的比容量和较差的倍率性能。

发明内容

本申请实施例提供了一种一种金属有机配位聚合物及其制备方法和用途，以解决现有电极材料的锂存储的效率较低的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种金属有机配位聚合物，所述金属有机配位聚合物包括配位金属离子和配体；

所述配体包括六氮杂萘三羧酸；

所述六氮杂萘三羧酸的结构式如式(I)所示：

进一步地，所述配位金属离子的金属元素为Fe、Co、Ni、Cu、Mn或Zn。

进一步地，所述配体和所述配位金属离子的摩尔比为1:(5-10)。

进一步地，所述金属有机配位聚合物具有多孔结构。

第二方面，本申请实施例提供了一种第一方面所述的金属有机配位聚合物的制备方法，所述制备方法包括：

将配位金属源、配体和溶剂进行混合溶解后，调节pH至酸性，得到预混料；

将所述预混料进行溶剂热反应，后冷却，得到反应液；

将所述反应液进行固液分离，得到固体；

将所述固体进行洗涤，后干燥，得到金属有机配位聚合物；

其中，所述配位金属源包括铁盐，所述配体包括六氮杂萘三羧酸，所述溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的至少一种。

进一步地，所述溶剂热反应的参数包括：反应温度为90-200℃，反应时间为20-48小时，所述配体和所述配位金属源中金属离子的摩尔比为1:(5-10)。

进一步地，所述铁盐包括氯化亚铁、硫酸亚铁、氯化铁、硝酸铁、乙酰丙酮铁和对甲苯磺酸铁中至少一种。

第三方面，本申请实施例提供了一种正极，所述正极的活性成分包括第一方面所述的金属有机配位聚合物。

第四方面，本申请实施例提供了一种锂电池，所述锂电池包括：

第三方面所述的正极，

负极，以及，

在所述正极和所述负极之间的电解质。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：