【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池，具体涉及一种富羰基共价有机框架材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、能源短缺问题促进了新能源产业的发展，电动汽车及电子消费产品的快速发展促进了高能量密度的储能系统的发展。锂离子电池因具有能量密度高，循环稳定性好，使用寿命高等优点被认为是下一代最具潜力的储能器件。与传统锂离子电池相比，水系锂离子电池解决了有机负极材料溶解在有机电解质中导致的电导率减低，循环性能降低的问题，且操作更安全，成本更低，对环境更友好。
2、在众多有机负极材料里，共价有机框架(cofs)材料因为其结构长程可调，丰富的多孔结构，可设计的氧化还原活性基团和较高的化学稳定性被广泛应用于锂离子电池电极材料。其中，具有c＝o活性位点的共价有机框架材料引起了科学家们的广泛关注，主要是具有高导电率和丰富的氧化还原活性位点，c＝o通过配位反应和li+结合形成配位键c-o-li，提供了li+的嵌入/脱嵌平台，为水系锂离子电池提供高循环稳定性，高比容量。
3、尽管目前报道的共价有机框架材料众多，但这些材料还是存在氧化还原活性位点少，易溶解在电解液中导致电导率低，比容量低，循环稳定性差等问题。为了克服上述缺点，许多科学家们发现共价有机框架材料(cofs)具有可调的结构和孔隙，共价键和有机构建单元连接方式的多样性也为共价有机框架材料(cofs)提供了多样的结构，通过有机构建单元的选择能设计多样的氧化还原反应活性位点。但由于共价有机框架材料易溶解在电解质溶液里造成电导率降低，电化学性能差等问题限制了其在锂离子电池中的应用，想要得到高比容
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种富羰基共价有机框架材料及其制备方法和应用。将该富羰基共价有机框架材料作水系锂离子电池负极材料，表现出较高的比容量和循环稳定性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、本专利技术技术方案之一：提供一种富羰基共价有机框架材料，由六氮杂三苯六甲酸三酐和2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮制得。
4、本专利技术技术方案之二：提供一种上述富羰基共价有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：
5、将六氮杂三苯六甲酸三酐和2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮溶于溶剂中，加热反应，制得富羰基共价有机框架材料。
6、优选地，所述溶剂由n-甲基吡罗烷酮、均三甲苯和异喹啉混合得到。
7、本专利技术所用上述溶剂为本领域制备共价有机框架材料时常用的混合溶剂。
8、优选地，所述氮杂三苯六甲酸三酐与所述2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮的摩尔比不低于1:1.5。
9、更优选地，所述氮杂三苯六甲酸三酐与所述2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮的摩尔比为1:1.5。
10、优选地，所述加热反应的温度不低于180℃，时间不少于120h。
11、优选地，所述加热反应在密封环境中进行。
12、优选地，所述加热反应前还包含除去反应体系中氧气和水蒸气的步骤。
13、其中，除去反应体系中氧气和水蒸气的方法可以为向反应体系中通入氮气。
14、优选地，所述加热反应后还包含离心、洗涤的步骤。
15、其中，洗涤所用洗涤液可选择dmf和丙酮。
16、本专利技术技术方案之三：提供一种上述富羰基共价有机框架材料在锂离子电池电极材料中的应用。
17、优选地，所述锂离子电池为水系锂离子电池。
18、本专利技术技术方案之四：提供一种锂离子电池负极材料，活性材料为上述富羰基共价有机框架材料。
19、本专利技术技术方案之五：提供一种上述锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：将所述富羰基共价有机框架材料、导电剂、粘合剂与溶剂混合制备电极浆料，将所述电极浆料涂覆于集流体上，干燥后获得所述锂离子电池负极材料。
20、可选地，所述导电剂为ks-6和ecp；所述粘合剂为羧甲基纤维素钠(cmc)；所述溶剂为乙醇水溶液；所述集流体为铜箔。
21、本专利技术的有益技术效果如下：
22、本专利技术提供的富羰基共价有机框架材料结构新颖、稳定，富含羰基氧化还原活性位点可作为锂离子电池的电极材料的原料。
23、本专利技术提供的合成方法合成步骤简单，对合成设备要求低，且产率高。
24、利用本专利技术提供的富羰基共价有机框架材料为活性材料制备的电极材料导电性好，比容量高和循环稳定性强。
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1.一种富羰基共价有机框架材料，其特征在于，由六氮杂三苯六甲酸三酐和2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮制得。
2.一种权利要求1所述富羰基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂由N-甲基吡罗烷酮、均三甲苯和异喹啉混合得到。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氮杂三苯六甲酸三酐与所述2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮的摩尔比不低于1:1.5。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度不低于180℃，时间不少于120h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应前还包含除去反应体系中氧气和水蒸气的步骤。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应后还包含离心、洗涤的步骤。
8.一种权利要求1所述富羰基共价有机框架材料在锂离子电池电极材料中的应用。
9.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，活性材料为权利要求1所述富羰基共价有机框架材料。
10.一种权利要求9所述锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述富羰基共价有机框架材料、导电剂、粘合剂与溶剂混合制备电极浆料，将所述电极浆料涂覆于集流体上，干燥后获得所述锂离子电池负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种富羰基共价有机框架材料，其特征在于，由六氮杂三苯六甲酸三酐和2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮制得。
2.一种权利要求1所述富羰基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂由n-甲基吡罗烷酮、均三甲苯和异喹啉混合得到。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氮杂三苯六甲酸三酐与所述2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮的摩尔比不低于1:1.5。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度不低于180℃，时间不少于120h。
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏书标，方芳，刘建军，李启令，李艳青，
申请(专利权)人：曲靖师范学院，
类型：发明
国别省市：
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