一种金属有机框架-离子液体复合固态电解质及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115966762A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202310059733.1(22)申请日2023.01.13(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人张磊方伟(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102专利代理师刘远(51)Int.Cl.H01M10/0565(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/058(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种金属有机框架-离子液体复合固态电解质及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种金属有机框架‑离子液体复合固态电解质及其制备方法与应用。所述固态电解质包括金属有机框架和锂离子液体，所述金属有机框架中吸附有锂离子液体，所述金属有机框架包括金属离子和含氨基的有机配体。本发明通过将金属有机框架和锂离子液体混合研磨均匀，加热后得到电解质粉末；将电解质粉末压制成片，即得金属有机框架‑离子液体复合固态电解质。本发明制备过程简单，环境友好，所得固态电解质结构稳定、厚度均匀且可控，具有较高的离子电导率和电化学窗口，可以抑制了锂枝晶的生长，提高了电池的比容量和在室温下的循环寿命，适合于做锂离子电池的固态电解质，利用该固态电解质组装的固态锂离子电池具有优异的电化学性能。CN115966762ACN115966762A权利要求书1/1页1.一种金属有机框架‑离子液体复合固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括金属有机框架和锂离子液体，所述金属有机框架中吸附有锂离子液体，所述金属有机框架包括金属离子和含氨基的有机配体。2.根据权利要求1所述的金属有机框架‑离子液体复合固态电解质，其特征在于，所述金属有机框架中的金属离子为三价铁离子、锆离子、铬离子和铝离子中的一种；所述金属有机框架中的含氨基的有机配体为2‑氨基1,4‑二羧酸、2‑氨基苯并咪唑中的一种。3.根据权利要求1所述的金属有机框架‑离子液体复合固态电解质，其特征在于，所述金属有机框架的制备方法为：将金属盐和含氨基的有机配体溶解在溶剂中，水热反应后洗涤、真空干燥，再进行高温活化处理，制备得到金属有机框架。4.根据权利要求3所述的金属有机框架‑离子液体复合固态电解质，其特征在于，所述金属盐为氯化铁、氯化锆、氯化铬和氯化铝中的一种，所述含氨基的有机配体为2‑氨基1,4‑二羧酸、2‑氨基苯并咪唑中的一种，所述金属盐和含氨基的有机配体的摩尔比为(0.5～1.5)：1；所述溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇和N,N‑二甲基甲酰胺中的一种或几种的混合液；所述溶剂和金属盐的体积摩尔比为10‑25ml/mmol；所述水热反应的温度为100～200℃，时间为48～84h；所述高温活化处理的温度为100～160℃，时间为10～30h。5.根据权利要求1所述的金属有机框架‑离子液体复合固态电解质，其特征在于，所述锂离子液体由锂盐溶解于离子液体制备得到。6.根据权利要求5所述的金属有机框架‑离子液体复合固态电解质，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种，所述离子液体为1‑乙基‑3‑甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1‑丁基‑3‑甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐和1‑丁基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种；所述锂离子液体中锂盐的浓度为1～3molL–1。7.权利要求1‑6任一项所述的金属有机框架‑离子液体复合固态电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将金属有机框架和锂离子液体混合研磨均匀，加热后得到电解质粉末；将电解质粉末压制成片，即得金属有机框架‑离子液体复合固态电解质。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述金属有机框架和锂离子液体的质量体积比为1g：(0.2～1.2)ml；所述加热的温度为100‑160℃，时间为3‑18h。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述压制成片的压力为2～10MPa。10.权利要求1‑6任一项所述的金属有机框架‑离子液体复合固态电解质在制备锂离子电池中的应用。2CN115966762A说明书1/6页一种金属有机框架‑离子液体复合固态电解质及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于电化学储能技术领域，具体涉及一种金属有机框架‑离子液体复合固态电解质及其制备方法与应用。背景技术[0002]随着现代社会的不断发展，能源的重要性日益凸显。然而随着世界经济持续高速地发展，能源短缺、环境污染、生态恶化等问题逐渐加深，能源供需矛盾日益突出。化石能源作为传统能源的主要来源之一，是不可再生能源。单一的使用化石能源已经无法满足当下社会日益