[发明专利]一种配位聚合物的合成及其在锂离子电池负极材料中的应用

权利要求书

1.一种配位聚合物[Ni(PBIM)(OH-BDC)]_n的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：合成配合物：将四水合醋酸镍、2,2'-吡啶基苯并咪唑、5-羟基间苯二甲酸和三乙胺按照摩尔比为5：1：2：1溶解于体积比为1：3的甲醇和水的混合溶液中混合均匀，得到混合液，将混合液置于密封不锈钢反应釜中，加热至120摄氏度反应3天，反应结束后降至室温，得到配合物晶体；

步骤(2)：取步骤(1)得到的配合物晶体于玻璃片上，在单晶仪上进行测量，得到晶体数据，利用Olex-2软件进行数据分析，解析晶体结构，化学式为[Ni(PBIM)(OH-BDC)]_n，式中：n为1到正无穷的自然数，利用Diamond软件进行结构图绘制；其中PBIM为2,2'-吡啶基苯并咪唑，OH-BDC为5-羟基间苯二甲酸。

2.根据权利要求1中所述的配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体操作如下：取步骤1中得到的配合物晶体于玻璃片上，在显微镜下挑选尺寸为0.3*0.5*0.5mm透明无裂纹形状规则的晶体，在Supernova型X射线单晶衍射仪上进行测量，使用经过石墨单色器单色化的的Mo-Kα射线为入射辐射源，以扫描方式收集衍射点，经过最小二乘法修正坐标及其各向异性参数，氢原子的位置由理论加氢得到，所有的解析和精修都是通过SHELXL-97程序完成；结合元素分析，热重分析，以及Olex-2软件进行数据单晶衍射数据分析，来确定该配位聚合物的最终分子式，结果表明:该配位聚合物材料的结构式为[Ni(PBIM)(OH-BDC)]_n，属于单斜晶系，空间群P21/n，晶胞参数为α＝γ＝90°，β＝96.123(4)°，晶胞体积为Z＝4，Dc＝1.649g/cm³，其中每个金属Ni均为六配位结构，分别与来自2,2'-吡啶基苯并咪唑的两个氮和来自两个5-羟基间苯二甲酸上的四个氧配位，配合物呈现出一维之字链状结构，链间通过氢键弱相互作用连接成三维结构。

3.权利要求1所述方法合成的配合物[Ni(PBIM)(OH-BDC)]_n作为负极材料在制备电极片中的应用，其特征在于，包括以下步骤：称取权利要求1所述方法合成的配合物晶体[Ni(PBIM)(OH-BDC)]_n在真空烘箱中60摄氏度干燥，烘干8小时；以6:3:1的质量比称取上述烘干后的配合物，导电剂ketjen black和粘结剂聚偏氟乙烯研磨混合均匀，用溶剂N-甲基吡咯烷酮调成浆状，涂在铜箔上，真空80摄氏度干燥12小时，切片得到圆形电极片；应用到锂离子电池负极材料中。

4.权利要求3制备的电极片在锂离子电池制备中的应用，其特征在于，包括以下步骤：采用锂片为对电极，Celgard 2400膜为隔膜，1mol/L的六氟合磷酸锂(LiPF₆)为电解质，体积比碳酸乙烯酯(EC):碳酸二乙酯(DEC)＝1:1为溶剂的电解液，以权利要求3制备的电极片为负极组装锂离子纽扣电池，电池型号为CR2032。