本发明公开了一类萘基多羧酸盐有机材料的制备方法及其在金属离子电池的应用。本申请的第一方面,提供一种萘基多羧酸盐有机材料,包括萘基化合物和与萘基化合物交联的碳基材料。其中的萘基化合物具有丰富的羧酸盐活性位点,可以有效存储金属离子,提高储存金属离子的容量;同时与萘基化合物通过芳香堆积作用交联到一起的碳基材料作为萘基多羧酸盐有机材料的支撑,不仅有利于增强电子导电性,而且还提升了材料的化学稳定性,当其作为金属离子电池的负极活性材料使用时可以获得良好的比容量、长循环性能和稳定性。
1.萘基多羧酸盐有机材料,其特征在于,包括萘基化合物和与所述萘基化合物交联的碳基材料,所述萘基化合物的结构式如下:
其中,R和R′分别独立选自氢、卤素、羟基、氨基、硝基、氰基、巯基、醛基、羰基、磺酸基、取代或未取代的C1~C3的烷基、取代或未取代的C1~C3的烷氧基中的至少一种,C1~C3的烷基、C1~C3的烷氧基的取代基选自卤素、羟基、氨基、硝基、氰基、巯基、醛基、羰基、磺酸基中的至少一种;
x、y分别独立选自0~4的整数,且x和y不同时为0;
M1和M2分别独立选自氢、碱金属,且x个M1和y个M2不同时为氢;
优选地,R和R′分别为氢;
优选地,x、y分别独立选自1~3的整数;
优选地,萘基化合物选自1,3,5-萘三甲酸、1,4,5-萘三甲酸、1,5,8-萘三甲酸、
由于化石能源总量有限,太阳能、风能、潮汐能等清洁能源正逐渐被人们开发利用。但这些清洁能源的间歇性、地域性较强,需要配合相应的储能技术来完成能源储存。各类储能技术中,电化学储能转换率高、使用灵活,已经成为当前的主流技术。其中,以锂离子电池为代表的金属离子电池是当前研究的热点。然而目前问题在于,这些金属离子电池的存储容量仍不能满足实际生产生活的需求,而负极作为金属离子电池的重要组成部分,其性能对电池的各项指标有重要影响。因此,寻找合适的负极材料存储金属离子对促进新型金属离子电池的发展具有重要意义。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力,推动我国自主知识产权新工业的建立,成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统,由九个研究平台,国科大深圳先进技术学院,多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究,促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
对于该萘基多羧酸盐有机材料,其中的萘基化合物具有丰富的羧酸盐活性位点,可以有效存储金属离子,提高储存金属离子的容量;同时与萘基化合物通过芳香堆积作用交联到一起的碳基材料作为萘基多羧酸盐有机材料的支撑,不仅有利于增强电子导电性,而且还提升了材料的化学稳定性,当其作为金属离子电池的负极活性材料使用时可以获得良好的比容量、长循环性能和稳定性。
技术合作
在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。