[发明专利]钴金属有机框架负载硫电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钴金属有机框架负载硫材料的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

步骤1，将钴盐、均三苯甲酸和氢氧化物置于去离子水中，在搅拌条件下，于180～200℃保温5～8小时，得到粉色浊液，将所述粉色浊液过滤，得到钴金属有机框架，其中，所述钴盐、均三苯甲酸和氢氧化物质量份的比为(5～7)：(5～5.3)：1；

步骤2，将步骤1所得钴金属有机框架与硫均匀混合，得到固体粉末，在惰性气体环境下，将所述固体粉末升温至150～170℃并保温10～12小时，自然降至室温20～25℃即可，其中，所述钴金属有机框架与硫质量份的比为1：(1～3)。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钴盐为氯化钴或硝酸钴，所述氢氧化物为氢氧化钾或氢氧化钠。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述钴盐、均三苯甲酸和氢氧化物的质量份的比为(5.3～6.7)：(5～5.1)：1；所述去离子水的体积份数与均三苯甲酸的质量份数的比为(10～15)：1，其中，所述体积份数的单位为mL，所述质量份数的单位为g。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述钴金属有机框架与硫均匀混合后，研磨至少半小时，得到所述固体粉末；所述惰性气体为氩气；升温速度为4～8℃/min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，降温至室温后，研磨至少5min，过180～220目筛，得到所述钴金属有机框架负载硫材料。

6.如权利要求1～5任意一项所述的制备方法得到的钴金属有机框架负载硫材料。

7.根据权利要求6所述的钴金属有机框架负载硫材料，其特征在于，所述钴金属有机框架负载硫材料包括：钴金属有机框架和硫，其中，在所述钴金属有机框架上形成有孔隙结构，所述硫嵌设在所述孔隙结构内；在所述钴金属有机框架负载硫材料中硫的含量为50～77wt％。

8.如权利要求6或7所述钴金属有机框架负载硫材料在提高锂硫电池比容量中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，将所述钴金属有机框架负载硫材料、乙炔黑和粘结剂PTFE混合均匀，滴加无水乙醇，以使其能够擀成3～4mg的光滑薄片，将所述光滑薄片剪成直径为1cm的圆片，作为正极，其中，所述钴金属有机框架负载硫材料、乙炔黑和粘结剂PTFE的质量份比为5:(3.5～4.5):(0.8～1.2)。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，1M的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液作为电解液，金属锂片作为对电极，聚丙烯微孔膜作为隔膜，所述正极、电解液、隔膜和对电极组成CR2032扣式锂硫电池；在100mA/g的电流密度时，该CR2032扣式锂硫电池的比容量为640～910mA h/g，能够缓解锂硫电池比容量衰减和提高锂硫电池循环稳定性。