【技术实现步骤摘要】
一种富含两性离子的共价有机框架材料及其制备方法与应用
[0001]本专利技术属于锂硫电池正极复合材料制备领域,具体涉及一种富含两性离子的共价有机框架的制备方法及其在锂硫电池正极材料中的应用。
技术介绍
[0002]电子产品与新能源电车的不断发展对储能设备的要求越来越高,而传统锂离子电池由于有限的能量密度很难满足需求,因此需要开发出高能量密度的电池。锂硫电池由于高的理论比容量(1675mAh g
‑1)和能量密度(2600Wh kg
‑1)吸引了研究者的关注,是非常有前途的候选者。
[0003]锂硫电池是锂电池的一种,是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。硫在自然界存储丰富、价格低廉和无毒化等优点能够满足电池材料的要求,因此被认为是最有前途的二次电化学储能装置候选材料。但是锂硫电池有许多问题限制了它的实际应用,主要表现为:硫及产物Li2S2/Li2S导电差、充放电过程体积膨胀、多硫化物的溶解穿梭和锂负极的腐蚀与枝晶等,这导致低的硫利用率和差的循环稳定性。为了解决上述问题,许多策略都致力于设计具有独特结构的硫主体。在这些策略中,最常见的是在特制的导电材料中捕获硫,例如碳基材料,导电聚合物,过渡金属氮化物等。这些硫主体已经被证明可以缓冲体积膨胀、促进电子转移,并通过物理吸收捕获多硫化物。尽管硫正极导电主体的广泛应用取得了实质性进展,但非极性材料提供的弱吸附能力仍不能满足锂硫电池的要求。近年来共价有机框架(Covalent Organic Frameworks,COFs)材料作为一种新兴 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种富含两性离子的共价有机框架材料,其特征为该材料是以3,8
‑
二氨基
‑6‑
苯基菲啶和均苯三甲醛为原料,通过后修饰的方法引入磺基,得到最终材料;其结构示意式如下:2.如权利要求1所述的所述富含两性离子的共价有机框架的制备方法,其特征为该方法包括以下步骤:(1)将均苯三甲醛、3,8
‑
二氨基
‑6‑
苯基菲啶、混合溶剂和催化剂加入到耐压容器中,超声分散,再在液氮浴中快速冷冻;然后将耐压容器抽真空,充入氩气后密封,并解冻至室温;经过3
‑
5个循环的“冷冻
‑
解冻”过程,然后升温至100
‑
130℃,保温反应3
‑
7天,得到共价有机框架材料COF;其中,所述的混合溶剂为1,4
‑
二氧六环和均三甲苯的混合物,体积比为1,4
‑
二氧六环和均三甲苯=0.5
‑
1.5:1;所用均苯三甲醛和3,8
‑
二氨基
‑6‑
苯基菲啶的摩尔比为2:3;所述的催化剂为乙酸水溶液,浓度为4~8mol/L;乙酸水溶液与混合溶剂的体积比为1:5
‑
8;(2)将上述COF、丙磺酸内酯和N,N
‑
二甲基甲酰胺加入到耐压容器中,超声使其充分分散,然后将耐压容器抽真空,充入氩气后密封,然后升温至...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨延琴,韩禄,李明凯,孙树政,古国贤,岳俊博,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:
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