【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池材料，特别涉及一种聚合物包覆mof颗粒及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂金属因为具有极高的理论比容量和较低的电化学电势，被认为是理想的高能二次电池负极材料。然而，锂金属在电池的充放电过程中，不均匀的沉积和溶解均会造成枝晶的生长，从而导致锂金属电池库伦效率低、循环寿命短，甚至引发安全问题。此外，锂金属还具有无限膨胀的特性，极大的制约了锂金属作为高能量密度二次电池的实际应用进程。
2、目前，为了提高锂金属电池的库伦效率和循环稳定性，通常采用提高电解液浓度或添加电解液添加剂的方式来改善固态电解质膜的稳定性。电解液由锂盐、溶剂和添加剂构成，常用的锂电池电解液溶剂的分解电压为3.8～4.2v，当电池正极电压超过4.35v，电解液会在正极表面剧烈分解并持续消耗，造成电池产气膨胀、容量下降、寿命降低，甚至引起过热爆炸。而mof材料作为一种由有机配体和金属中心经过自组装形成的多孔材料，可以作为添加剂，利用mof材料中不饱和的金属位点吸附阴离子，促进锂盐的溶解，以调节电极附近的电荷平衡，进而抑制枝晶的生长，保护固态电解质膜。但是，很少有人关注添加剂在电池充放电过程中的消耗情况，添加剂的氧化分解会导致电解液失去原有的功能，并诱导固体电解相界面的成分发生改变。
3、因此，如何提供一种聚合物包覆mof颗粒的制备方法，以对mof类电解液添加剂形成保护，进而提高电解液添加剂的分解电压，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提
2、为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种聚合物包覆mof颗粒的制备方法，包括以下步骤：制备mof材料；向有机溶剂中加入所述mof材料，超声分散均匀，得到混合溶液；向所述混合溶液中加入丙烯酸酯类化合物和引发剂，加热搅拌，得到块状固体；对所述块状固体进行洗涤、烘干、研磨，得到聚合物包覆mof颗粒；其中，所述mof材料和所述丙烯酸酯类化合物的质量比为1:0.75～1:1.25。
3、在第一方面中，所述mof材料包括zif-67材料、mil-101(cr)材料、mof-808材料中的至少一种。
4、在第一方面中，所述丙烯酸酯类化合物包括季戊四醇四丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯中的至少一种。
5、在第一方面中，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰中的至少一种；所述引发剂的质量含量为0.5％～1％。
6、在第一方面中，所述有机溶剂的体积为50～100ml。
7、在第一方面中，所述加热搅拌的加热温度为60～120℃。
8、在第一方面中，所述烘干的温度为60～100℃，所述烘干的时长为4～12h。
9、本专利技术第二方面提供了一种聚合物包覆mof颗粒，由第一方面所述的聚合物包覆mof颗粒的制备方法制备得到。
10、本专利技术第三方面提供了一种聚合物包覆mof颗粒的应用，组装li|ss半电池，锂片作为li|ss半电池的负极，不锈钢垫片作为li|ss半电池的正极，向电解液中添加聚合物包覆mof颗粒；或者，组装li|cu半电池，锂片作为li|cu半电池的负极，铜箔作为li|cu半电池的正极，向电解液中添加聚合物包覆mof颗粒；其中，所述聚合物包覆mof颗粒为上述第二方面所述的聚合物包覆mof颗粒，所述聚合物包覆mof颗粒的添加质量含量为1％～5％。
11、在第三方面中，所述电解液为醚类电解液；所述醚类电解液包括溶质和溶剂；所述溶剂为1,3-二氧戊环和乙二醇二甲醚的混合溶液；所述溶质包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂、高氯酸锂、双单氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。
12、有益效果：
13、本专利技术提供了一种聚合物包覆mof颗粒的制备方法，首先，制备mof材料，mof材料是一类具有有机和无机特性的多孔材料，不仅可以调控孔径的大小，还可以对有机官能团进行化学修饰，作为电解液添加剂应用于锂电池中，可以调节电极附近的电荷平衡，进而调控锂离子的沉积，抑制锂枝晶的生长；其次，向有机溶剂中加入mof材料，超声分散均匀，得到混合溶液，使得mof材料均匀分散在有机溶剂中，有利于提高后续聚合反应的反应速率和包覆的均匀性；然后，向混合溶液中加入丙烯酸酯类化合物，加热搅拌，同时添加引发剂，使得丙烯酸酯类化合物在混合溶液中发生自聚，形成的聚丙烯酸酯胶液均匀包覆在mof材料的表面，进而对mof材料形成保护，并且还可以阻碍mof材料与电解液直接接触反应，降低被电解液氧化分解的可能；最后，对块状固体进行洗涤，以除去有机小分子杂质，通过烘干除去洗涤溶剂，通过研磨，得到大小均一的聚合物包覆mof颗粒，具有更好的分散性。采用本申请制备方法制备的聚合物包覆mof颗粒，通过在mof材料表面形成一层聚合物保护膜，形成的聚合物保护膜与电解液的化学反应较弱，在电解液与mof材料之间形成了物理阻隔，阻碍了mof材料与电解液直接接触反应，但又不影响mof材料对锂离子沉积的调控，从而提高了mof材料的氧化分解电压，延长了电解液添加剂的使用寿命，同时也提高了电解液添加剂在电解液中的分散性，制备工艺简单，成本低廉，无污染，并且填补了对mof类电解液添加剂的保护的空白。
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1.一种聚合物包覆MOF颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚合物包覆MOF颗粒的制备方法，其特征在于，所述MOF材料包括ZIF-67材料、MIL-101(Cr)材料、MOF-808材料中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的聚合物包覆MOF颗粒的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物包括季戊四醇四丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的聚合物包覆MOF颗粒的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰中的至少一种；所述引发剂的质量含量为0.5％～1％。
5.根据权利要求4所述的聚合物包覆MOF颗粒的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂的体积为50～100mL。
6.根据权利要求5所述的聚合物包覆MOF颗粒的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌的加热温度为60～120℃。
7.根据权利要求6所述的聚合物包覆MOF颗粒的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为60～100℃，所述烘干的时长为4～12h。
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