[发明专利]一种有机金属化合物的制备方法及其应用

说明书

本申请公开了一种有机金属化合物的制备方法，所述方法至少包括：将含有金属源和含杂原子有机物的混合物，反应，得到所述有机金属化合物。此合成路线具有以下优点：易于操作、转化率高和便于实时监控等。采用该合成路线生成的目标产物具有良好的固态离子传导速率、优良的热稳定性、较高的电化学窗口以及更长的全固态电池循环寿命。

技术领域

本申请涉及一种有机金属化合物的制备方法及其应用，属于材料合成技术领域。

背景技术

可充电电池可以有效地将能量存储起来，在电池使用时将内部存储的化学能转化为电能释放出来，已经被广泛地应用于电子产品、智能机器、储能站等设备。可充电电池经过了长期的发展，已经产生了很多种类。目前，使用较多的可充电电池大致包括锂离子电池、镍氢电池以及铅碳电池等。目前，锂离子电池已经成为了主流的储能器件，在日常生活中发挥着重要的作用。但由于锂离子电池比容量不够高、充电慢等缺点，导致了锂离子电池的续航能力不足，严重限制了电子产品的发展。因此，一些科研人员就将目光转向了能量密度更高的全固态电池。

全固态电池，是一种使用固态电极材料和固态电解质材料，不含任何液体的电池。本质上，全固态电池的原理和传统锂离子电池是相同的，都是靠着金属离子在电池两极中间穿梭往来，实现充放电的功能。不同之处在于，全固态电池中的电解质是固态的，而传统的锂离子电池电解质是液态的。由于传统锂离子电池使用的是有机电解液，有机电解液低沸点、易挥发、易燃的特点导致了锂离子电池发热膨胀甚至燃烧的危险；有机电解液电化学窗口窄，在高电压下会分解，导致锂离子电池的开路电压较小；而固态电解质具有不挥发、不燃烧、电化学窗口宽等优点。同时，固态电解质还可以抑制电池中锂枝晶的形成和生长，大幅提高了电池的安全性。因此相比于传统的液态电解质电池，全固态电池在很多方面都具有显著优势：能量密度大幅提升、优良的安全性能、较长的循环寿命和更宽的电化学窗口等。

近年来，金属有机化学的发展将传统的有机化学和无机化学结合起来，开辟了新的材料体系，已经被广泛地应用在催化、能源、环境、药物、检测等领域。目前，金属有机化合物的合成大多采用溶剂热的方法，操作繁琐、实验条件要求高且难以批量生产，无法实际应用到生产中，因此寻找新的制备方法尤为重要。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种有机金属化合物的制备方法及其应用，本申请制备有机金属化合物的方法具有操作简单、转化率高、便于实时监控等优点。采用该合成路线生成的目标产物具有良好的固态离子传导速率、优良的热稳定性、较高的电化学窗口以及更长的全固态电池循环寿命。

本申请的一方面，提供了一种有机金属化合物的制备方法，所述方法至少包括：将含有金属源和含杂原子有机物的混合物，反应，得到所述有机金属化合物。

可选地，所述含杂原子有机物和金属源的摩尔比为1：10～10：1。

优选地，所述含杂原子有机物和金属源的摩尔比为1：1～1：5。

可选地，所述反应包括在固相状态下进行或者在溶剂中进行。

可选地，所述反应在固相状态下进行包括：将含有金属源和含杂原子有机物的固相混合物，球磨，密封静止，得到所述有机金属化合物。

优选地，所述球磨的条件为：在非活性气氛中进行；球磨温度25～60℃；所述球磨的转速为60～200转/分钟；所述球磨过程中磨球和待处理样品的重量比为10:1～100:1；所述球磨的时间为2～10小时。

优选地，所述密封静止包括：在200～300℃的条件下，当密封罐中的压力达到预设阈值，结束密封静止。

进一步优选地，所述预设阈值为理论脱氢量。

可选地，所述溶剂包括四氢呋喃、乙醚中的至少一种。

可选地，在溶剂中进行的条件为反应温度为25～150℃；反应时间为1～300h。