[發(fā)明專利]一種M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料的制備方法和用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811634981.X
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109638304A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 栗歡歡;王效宇;王亞平;王毅潔;陳龍;江浩斌
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在溶劑A中加入石墨烯，超聲0.5～2h配制成的石墨烯溶液；

(2)將過渡金屬鹽和2,5-二羥基對苯二甲酸配體放入高壓反應(yīng)釜內(nèi)或者小瓶內(nèi)，然后在反應(yīng)釜或小瓶里加入步驟(1)制得的石墨烯溶液，劇烈攪拌、溶解，制得混合溶液B；

(3)將裝有混合溶液B的反應(yīng)釜或小瓶超聲0.2～24h，然后放置1～24h；然后在25～200℃下溶劑熱反應(yīng)10～72h，反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物洗滌，真空干燥，得到M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料。

2.如權(quán)利要求1所述的M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的石墨烯為氧化石墨烯、還原石墨烯或氮摻雜石墨烯中一種或多種，形態(tài)為二維或三維；所述石墨烯溶液的濃度為1～50mg/mL。

3.如權(quán)利要求1所述的M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，溶劑A為水、甲醇、乙醇、異丙醇、N,N二甲基甲酰胺中的一種、兩種或多種按照一定比例的混合溶劑。

4.如權(quán)利要求1所述的M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述混合溶液B中，過渡金屬鹽和2,5-二羥基對苯二甲酸配體的摩爾比(1～10)：1，過渡金屬鹽的濃度為0.01～1mmol/mL。

5.如權(quán)利要求1所述的M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述混合溶液B中，還包括表面活性劑，所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一種。

6.如權(quán)利要求1所述的M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述過渡金屬鹽，為Zn、Mn、Co、Fe、Mg的硝酸鹽、氯化鹽、乙酸鹽以及它們的結(jié)晶水合物中的一種或多種。

7.如權(quán)利要求1所述的M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述溶劑熱反應(yīng)的加熱方式為物理加熱、紫外加熱或微波加熱中的一種或多種，真空干燥的溫度為80～250℃。

8.將權(quán)利要求1～7任一項所述制備方法制得的M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料用于鋰-空氣電池的陰極的用途。

9.如權(quán)利要求8所述的用途，其特征在于，使用方法為：將M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按一定的質(zhì)量比經(jīng)均勻混合涂覆在集流體上形成膜，所述膜的厚度為50～300μm；。

10.如權(quán)利要求9所述的用途，其特征在于，所述M-MOF-74/石墨烯復(fù)合陰極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(9～6):(0.5～4):(0.5～4)；所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡膠及羧甲基纖維素鈉中的一種；所述的導(dǎo)電劑為乙炔黑、導(dǎo)電炭黑super P、多孔導(dǎo)電碳黑Ketjenblack EC600JD、微孔超導(dǎo)碳黑BP2000、碳納米纖維、有序介孔碳、多孔碳、氧化石墨烯、石墨烯中的一種或幾種；所述集流體為碳紙。