[发明专利]一种甲酰盐类电池材料及其制备与使用方法

说明书

本发明公开了一种甲酰盐类电池材料及其制备与使用方法，该金属有机物为碱金属、碱土金属的甲酰盐，分子式为M_2/x·CO，M是碱金属、碱土金属中的一种，x是M的化合价。该甲酰盐类电池材料的制备方法是以碱金属和碱土金属的甲酸盐或乙酸盐为原料，与二甲基甲酰胺通过液相化学反应制得，制备工艺简单。该电池材料具有很高的比容量，与惰性集流电极、绿色环保型电解质溶液配套使用，具有更高的使用安全性和环境友好性。和现有材料相比，本发明提供的电池材料在综合性能与性价比等方面具有优势。

技术领域

本发明属于化学制备领域，具体涉及一种甲酰盐类电池材料及其制备与使用方法。

背景技术

目前最常用的可充电式电池是锂离子电池，它是一种用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。在正负极之间充填有非水电解质，一般采用LiPF₆和烷基碳酸脂配制的混合溶剂体系。

锂离子电池正负极材料不同程度存在老化导致性能降低，即材料“崁入”和“脱崁”锂离子的能力会逐渐降低。此外，电解质中的LiPF₆遇水会会释放出剧毒的HF气体。部分锂电池采用锂金属或锂合金为负极材料，提高了比容量和性价比，但金属锂易燃造成了安全隐患。

本发明尝试提供一种甲酰盐类电池材料及其制备与使用方法，以提高可充电式电池的充放电寿命及使用安全性。

发明内容

本发明的目的是并提供一种甲酰盐类电池材料及其制备与使用方法。

一种甲酰盐类电池材料，它是碱金属或碱土金属的甲酰盐，分子式为M_2/x·CO，M是碱金属或碱土金属中的一种，x是M的化合价。

所述的碱金属是Li、Na中的一种；所述的碱土金属是Mg、Ca中的一种。

一种甲酰盐类电池材料的制备方法，它包括以下步骤：

1)将碱金属或碱土金属的甲酸盐(或乙酸盐)溶解于水，再按A式或B式(采用甲酸盐时按A式，采用乙酸盐时按B式)的化学计量比加入二甲基甲酰胺；

2)将混合溶液在120°至150℃烘箱中蒸干溶液，即得到甲酰盐：

(CH₃)₂NCOH+(2/x)M·[CH₂COOH]_x+2H₂O＝(CH₃)₂N·H↑+M_2/x·CO+3CO₂↑+CH₄↑+3H₂↑(B)

A、B两式中，M是碱金属、碱土金属中的一种，x是M的化合价。

所述的碱金属是Li、Na中的一种；所述的碱土金属是Mg、Ca中的一种。

一种所述的甲酰盐类电池材料的使用方法，具体如下：

1)与它配套使用的正负电极是惰性集流电极，电极材料包括导电碳膜、石墨纸、碳棒、碳板、碳纤维或石墨纤维毡、导电高分子材料，电极本身不参与电化学反应；

2)与它配套使用的电解质溶液，使用的溶剂以乙二醇为主，含1％至10％的调节剂；

3)使用前先将如权利要求1所述的碱金属、碱土金属甲酰盐与乙二醇按1:2的摩尔比混合，再加相当于乙二醇质量1％至10％的调节剂并搅拌均匀，充填在正负电极之间，为防止正负电极短路，二者之间可用多孔绝缘聚合物膜或板分隔。

所述的调节剂是乙醇、丙醇、异丙醇、丙三醇中的一种或多种。