[发明专利]一种改善阴离子嵌入型电极材料电化学性能的方法

权利要求书

1.一种改善阴离子嵌入型电极材料电化学性能的方法，其特征在于，该方法是向阴离子嵌入型电极材料中添加特定种类的添加剂得到电池正极材料；其中，所述特定种类的添加剂具体是带有阳离子中心的共价有机框架化合物；

并且，对于该电池正极材料，其中的所述特定种类的添加剂与电池活性材料总和中，所述特定种类的添加剂的质量百分数为1％～10％；

所述带有阳离子中心的共价有机框架化合物，是通过芳香多醛与带有阳离子中心的芳香胺，或者带有阳离子中心的芳香多醛与芳香胺进行缩合反应制得的。

2.如权利要求1所述改善阴离子嵌入型电极材料电化学性能的方法，其特征在于，所述带有阳离子中心的共价有机框架化合物具有如下式COF-1或式COF-2所示的化学结构式：

式COF-1及式COF-2中，阴离子X为ClO₄^-,PF₆^-,TFSI^-,BF₄^-,CF₃SO₃^-。

3.一种含有特定种类添加剂的基于阴离子嵌入型的锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、铝离子电池、镁离子电池或锌离子电池，该电池包括电极、电解液、隔膜和集流体，其特征在于，所述电极中含有如权利要求1或2所述的特定种类的添加剂，该特定种类的添加剂具体是带有阳离子中心的共价有机框架化合物；

所述电极中含有特定种类的添加剂具体是电池的正极中含有该特定种类的添加剂；

对于所述电池的正极，其中的所述特定种类的添加剂与电池活性材料总和中，所述特定种类的添加剂的质量百分数为1％～10％。

4.如权利要求3所述基于阴离子嵌入型的锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、铝离子电池、镁离子电池或锌离子电池，其特征在于，所述电解液为含目标金属元素的无机盐溶于有机溶剂中所得的溶液，其浓度为0.1-2.0mol/L；该电解液所采用的溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、环丁砜、1,3-二氧戊环、乙二醇二甲醚中的一种或两种以上的任意比例的混合溶液；

所述隔膜为聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯或玻璃纤维；

所述集流体为铝箔、铝网、铜箔、铜网、泡沫铜、不锈钢箔、不锈钢网、泡沫镍。

5.如权利要求4所述基于阴离子嵌入型的锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、铝离子电池、镁离子电池或锌离子电池，其特征在于，所述无机盐为高氯酸盐、六氟磷酸盐、双(三氟甲磺酰)亚胺盐中的一种或两种以上任意比例的混合物。

6.如权利要求3－5任意一项所述基于阴离子嵌入型的锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、铝离子电池、镁离子电池或锌离子电池的制备方法，其特征在于，该制备方法包括向电极制备过程中的电池活性材料匀浆中加入特定种类的添加剂，使该添加剂与电池活性材料共同用于形成电池正极电极的步骤；所述特定种类的添加剂具体是带有阳离子中心的共价有机框架化合物；

所述特定种类的添加剂与电池活性材料两者共同为正极电极材料，该正极电极材料中所述特定种类的添加剂的质量百分数为1％～10％。

7.如权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述电池活性材料为阴离子嵌入型的有机电极材料或阴离子嵌入型的无机电极材料；

所述阴离子嵌入型的有机电极材料选自聚噻吩及其衍生物，聚吡咯及其衍生物，聚苯胺及其衍生物，聚苯及其衍生物，共轭稠环及其聚合物，聚酚嗪、聚酚噻嗪及其衍生物，TEMPO和TEMPO基于自由基的聚合物，共价有机网格材料，金属配位聚合物材料；

所述阴离子嵌入型的无机电极材料为普鲁士蓝或碳材料，其中，所述碳材料选自天然石墨、无定形石墨、硬碳、软碳、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、掺杂碳材料。

8.如权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述特定种类的添加剂与电池活性材料两者共同为正极电极材料，所述正极电极材料还与导电添加剂、粘合剂共同混合分散于溶剂中，所述正极电极材料与所述导电添加剂、所述粘合剂三者的质量之比满足(30-90)：(5-60)：(1-15)；其中，

所述导电添加剂为乙炔黑、Super-P、石墨烯、石墨中的一种或两种以上的任意比例混合物；所述粘合剂为PVDF或PTFE，羧甲基纤维素钠，羧基丁苯乳胶；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上的任意比例混合物。