[发明专利]以金属有机框架为模板的双金属磷化合物的制备方法和所得到的双金属磷化合物及其应用

说明书

本发明提供了以金属有机框架为模板的双金属磷化合物的制备方法和所得到的双金属磷化合物及其应用。本发明制备方法包括：将镍盐，钒盐以及多元羧酸化合物反应，得到Ni‑V‑MOF；然后，将Ni‑V‑MOF与磷源反应，得到双金属磷化合物。本发明所提供的双金属磷化合物能够保持前驱体Ni‑V‑MOF的骨架结构，能够解决内部结构在大电流与长循环测试中的结构坍塌问题，有利于电解液渗透以及增大电解液与电极材料的接触，实现更短的离子传输距离，并保证整个电极结构的稳定性，实现更优异的倍率性能和循环性能。

技术领域

本发明涉及超级电容器材料制备技术领域，具体而言，涉及以金属有机框架为模板的双金属磷化合物的制备方法和所得到的双金属磷化合物及其应用。

背景技术

超级电容器作为一种新型的电化学储能元件，具有功率密度高、循环寿命长、充电速度快、工作温度范围宽、绿色环保等优点，因此在众多的能源存储领域具有广泛的应用前景。

金属有机框架(Metal organic Frameworks，MOFs)是金属(或含金属的簇)与有机配体自组装过程形成的具有周期性网络结构的金属有机材料。MOFs具有高的比表面积和丰富的孔结构，形貌易于调控、原料易得价廉的特性使其在分离、传感、催化和气体储存等领域提供了广泛的应用。另一方面，MOFs富含大量的金属离子或离子簇中心，提供有效的活性位点，改善了电化学电荷的传递，MOFs疏松有序的孔道结构有利于电解液离子的渗透，因此金属有机框架被认为是是理想的模板剂或前驱体。在众多的储能材料中，过渡金属磷化物具有良好的导电性，高的氧化还原活性以及低成本等优势使其具有发展成为超级电容器电极材料的巨大潜力。

目前，用作电极材料的磷化合物多为单金属磷化合物，这些电极材料性能也难以达到令人满意的水平。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种以金属有机框架为模板的双金属磷化合物的制备方法。

本发明的第二目的在于提供一种由本发明制备方法所得到的双金属磷化合物。

本发明的第三目的在于提供一种本发明双金属磷化合物在电极材料中的应用。

本发明的第四目的在于提供一种包含本发明电极材料的超级电容器。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种以金属有机框架为模板的双金属磷化物的制备方法，包括：将镍盐，钒盐以及多元羧酸反应，得到Ni-V-MOF；然后，将Ni-V-MOF与磷源反应，得到双金属磷化合物。

同时，本发明还提供了由本发明制备方法得到的双金属磷化物。

进一步的，本发明也提供了所述双金属磷化合物在电极材料中的应用。

同样的，本发明还提供了包含所述双金属磷化合物一种电极材料及其制备方法。

同时，本发明也提供了包含所述电极材料的超级电容器。

进一步的，本发明也提供了所述电极材料的制备方法，包括：将由电极材料与任选的助剂和溶剂混合得到电极浆料涂布于集流体之上，得到电极材料；优选的，所述助剂包括：粘结剂以及导电剂中的至少一种。

同样的，本发明也提供了包含本发明超级电容器的器件或装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明双金属磷化合物能够保持前驱体Ni-V-MOF的骨架结构，能够避免双金属磷化合物在大电流与长循环测试中的结构坍塌问题，有利于电解液渗透以及增大电解液与电极材料的接触，实现更短的离子传输距离，并保证整个电极结构的稳定性，实现更优异的倍率性能和循环性能。