本申请公开了一种金属有机氢化物络合物材料及其制备方法与应用，所述金属有机氢化物络合物材料通过将金属有机氢化物和中性配位分子络合得到。所述金属有机氢化物络合物材料通过选择金属有机氢化物和配位分子的种类，展现出优异的离子导体性能。现出优异的离子导体性能。
【技术实现步骤摘要】
一种金属有机氢化物络合物材料及其制备方法与应用
[0001]本申请涉及一种金属有机氢化物络合物材料及其制备方法与应用，属于材料合成
技术介绍
[0002]本世纪急需解决的问题之一是需要寻找合适的可再生能源来代替化石燃料以减少CO2的排放量。为了达到这一目标，锂离子电池成为能源储存领域中的研究焦点，锂离子电池具有能量密度高、可再充电、自放电能力低、无记忆效应、工作温度范围宽等优点，被广泛应用于电动汽车、便携式电子产品和大规模电网能源的储能设施或设备中。在过去的二十年里取得了巨大的成功，然而，在无意的过充电、碰撞等过程中由于形成碱金属枝晶和使用了易燃的有机电解液，仍然存在燃烧和爆炸的可能性。
[0003]电池的能量密度很大程度上取决于两种电极材料的容量和整个电池的重量(或体积)。虽然有多种方法可以提高两种电极的比容量，但其能量密度也受到非活性材料，如导电添加剂、粘合剂、电解液和隔膜重量(或体积)的限制。其中，电解液和隔膜的重量(或体积)起主要作用。在这种情况下，人们提出了既能起到电解液又能起隔膜作用的固体电解质，以期提高安全性和提高能量密度。全固态电池中的固态电解质取代了隔膜和传统锂离子电池中的电解液。
[0004]固体电解质具有许多优点。例如，固体电解质可以在充电过程中抑制碱性金属枝晶在阳极上的生长，提高电池的安全性。在这种情况下，甚至可以采用碱性金属(如Li阳极可提供3860mAh g
‑1或2061mAh cm
‑3)作为阳极，可显著提高容量和能量密度。其次，在液态有机电解液中经常发生电极材料的溶解，导致电池性能显著下降。然而，固体电解质可以消除电极材料的溶解，从而提高长期循环性。同时，具有高容量，高溶解性的材料可进一步提高能量密度和功率密度。另一方面，电解液和隔膜组合形式被固态电解质替代，由于重量减轻，能显著提高能量密度。此外，固体电解质的开发可以简化电池制造过程，消除电解液的泄漏问题，并能承受冲击和振动。同时，柔性固体电解质的发展使实现可弯曲和可磨损的电子设备成为可能。
技术实现思路
[0005]根据本申请的一个方面，提供一种金属有机氢化物络合物材料，所述金属有机氢化物络合物材料通过选择金属有机氢化物和配位分子的种类，展现出优异的离子导体性能。
[0006]一种金属有机氢化物络合物材料，所述金属有机氢化物络合物材料通过将金属有机氢化物和中性配位分子络合得到。
[0007]可选地，所述金属有机氢化物中的金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种。
[0008]可选地，所述碱金属选自锂、钠、钾中的至少一种；
[0009]所述碱土金属选自镁、钙、锶、钡中的至少一种；
[0010]所述过渡金属选自钛、锆、锌中的至少一种。
[0011]可选地，所述金属有机氢化物通过有机氢化物和金属源反应得到，所述有机氢化物选自氮杂环化合物、氨基环状化合物、脂肪胺类化合物、芳香酚类化合物、环状脂肪醇类化合物中的至少一种。
[0012]可选地，所述氮杂环化合物包括咔唑、吡啶、吡咯、咪唑、吲哚、氮杂吲哚、吡啶烷、咪唑啉、全氢吲哚、二氢氮杂吲哚、全氢氮杂吲哚中的至少一种；
[0013]所述氨基环状化合物包括苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、间苯三胺、1
‑
萘胺、2
‑
萘胺、二苯胺、环己胺、邻环己胺、间环己二胺、对环己二胺、间环己三胺、1
‑
全氢萘胺、2
‑
全氢萘胺、二环己胺中的至少一种；
[0014]所述脂肪胺类化合物选自乙胺和/或乙二胺；
[0015]所述芳香酚类包括苯酚、对苯二酚、间苯二酚、间苯三酚、1
‑
萘酚、 2
‑
萘酚中的至少一种；
[0016]所述环状脂肪醇类包括环己醇、对环己二醇、间环己二醇、间环己三醇、1
‑
全氢萘酚、2
‑
全氢萘酚中的至少一种。
[0017]可选地，所述中性配位分子选自醚类、脂类、醇类、酮类、有机胺中的至少一种。
[0018]可选地，所述醚类选自四氢呋喃和/或乙醚；
[0019]所述醇类选自甲醇和/或异丙醇；
[0020]所述酮类为丙酮。
[0021]根据本申请的另一个方面，提供如上述任一项所述的金属有机氢化物络合物材料的制备方法，所述方法包括：
[0022]在无溶剂的条件下，将由金属有机氢化物和中性配位分子I组成的原料球磨，得到所述金属有机氢化物络合物材料；或
[0023]在有溶剂条件下，将含有金属源、有机氢化物、中性配位分子II的溶液I搅拌，得到所述金属有机氢化物络合物材料。
[0024]可选地，所述溶剂和所述中性配位分子II独立地选自醚类、脂类、醇类、酮类、有机胺中的任一种。
[0025]可选地，所述醚类选自四氢呋喃和/或乙醚；
[0026]所述醇类选自甲醇和/或异丙醇；
[0027]所述酮类为丙酮。
[0028]可选地，所述溶剂和所述中性配位分子II相同。
[0029]可选地，所述金属源选自金属单质、金属的氢化物、金属氨基化合物、金属亚氨基化合物中的任一种。
[0030]可选地，所述金属有机氢化物和所述中性配体分子I的摩尔比为 1:10～10：1。
[0031]可选地，所述金属有机氢化物和所述中性配体分子I的摩尔比上限选自：10:1、8:1、5:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1、0.2:1；下限选自8:1、5:1、 2:1、1:1、0.8:1、0.5:1、0.2:1、0.1:1。
[0032]可选地，所述金属源和所述有机氢化物的摩尔比为1:10～10：1。
[0033]可选地，所述金属源和所述有机氢化物的摩尔比上限选自：10:1、8:1、 5:1、2:1、
1:1、0.8:1、0.5:1、0.2:1；下限选自8:1、5:1、2:1、1:1、0.8:1、 0.5:1、0.2:1、0.1:1。
[0034]可选地，所述有机氢化物的摩尔数和所述溶剂、所述中性配位分子II 的总摩尔数的比为0.01:0.1～1。
[0035]可选地，所述有机氢化物的摩尔数和所述溶剂、所述中性配位分子II 的总摩尔数的比上限选自0.01:0.2、0.01:0.5、0.01:0.7、0.01:1；下限选自 0.01:0.1、0.01:0.2、0.01:0.5、0.01:0.7。。
[0036]可选地，所述球磨的条件为：惰性气氛下，温度I为25～300℃，转速 I为10～500rpm，时间I为2～10h。
[0037]可选地，所述温度I上限选自20、25、30、40、80、120、150、200、 250、300℃；下限选自15、20、25、30、40、80、120、150、200、250℃。可选地，所述转速I上限选自50、100、150、200、250、300、400、500rpm；下限选自本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属有机氢化物络合物材料，其特征在于，所述金属有机氢化物络合物材料通过将金属有机氢化物和中性配位分子络合得到。2.根据权利要求1所述的金属有机氢化物络合物材料，其特征在于，所述金属有机氢化物中的金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种；优选地，所述碱金属选自锂、钠、钾中的至少一种；所述碱土金属选自镁、钙、锶、钡中的至少一种；所述过渡金属选自钛、锆、锌中的至少一种。3.根据权利要求1所述的金属有机氢化物络合物材料，其特征在于，所述金属有机氢化物通过有机氢化物和金属源反应得到，所述有机氢化物选自氮杂环化合物、氨基环状化合物、脂肪胺类化合物、芳香酚类化合物、环状脂肪醇类化合物中的至少一种。4.根据权利要求3所述的金属有机氢化物络合物材料，其特征在于，所述氮杂环化合物包括咔唑、吡啶、吡咯、咪唑、吲哚、氮杂吲哚、吡啶烷、咪唑啉、全氢吲哚、二氢氮杂吲哚、全氢氮杂吲哚中的至少一种；所述氨基环状化合物包括苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、间苯三胺、1
‑
萘胺、2
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萘胺、二苯胺、环己胺、邻环己胺、间环己二胺、对环己二胺、间环己三胺、1
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全氢萘胺、2
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全氢萘胺、二环己胺中的至少一种；所述脂肪胺类化合物选自乙胺和/或乙二胺；所述芳香酚类包括苯酚、对苯二酚、间苯二酚、间苯三酚、1
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萘酚、2
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萘酚中的至少一种；所述环状脂肪醇类包括环己醇、对环己二醇、间环己二醇、间环己三醇、1
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全氢萘酚、2
‑
全氢萘酚中的至少一种。5.根据权利要求1所述的金属有机氢化物络合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，王金涛，何腾，陈萍，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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