[发明专利]一种金属有机框架材料及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种金属有机框架材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括：将含有废旧锂离子电池正极材料、有机配体的混合液进行反应，得到金属有机框架材料；所述废旧锂离子电池正极材料包括废旧的锂离子电池正极去除集流体后剩余的活性材料。该方法利用废旧的锂离子电池正极材料得到MOFs材料，有利于锂离子电池正极材料的回收与利用，且与传统的锂离子电池正极材料回收方法相比，该方法流程更短、操作更简单。

技术领域

本申请涉及一种金属有机框架材料及其制备方法与应用，属于MOFs材料制备技术领域和锂离子电池正极材料回收领域。

背景技术

由于电子产品需求的增大，废旧锂电池数量暴增，带来了严重的资源、环境等问题，使得发展回收废旧锂离子电池技术变得十分必要且迫切。特别是其中锂离子电池正极材料由于含较多的金属元素，比如Ni，Co等，其回收价值较高。

目前商用的锂离子电池正极材料回收方法主要为湿法冶金、火法冶金或者两者相结合的方法。但其存在一些缺点，比如其工艺流程较长，工艺复杂等。并且其中的酸浸工艺使得对生产设备要求高。因此开发一种流程短，工艺简单的锂离子电池正极材料的新型回收方法是非常必要的。

金属有机框架(Metal Organic-Frameworks，简称MOFs)，也称为多孔配位聚合物，它是由金属节点和有机配体网络通过配位键或分子间作用力的形式连接而成的一类具有周期结构的三维网状结构材料。其具有表面积高，材料设计性强，高的孔隙率等优点，在气体吸附，储存，催化等领域均有广泛的发展前景，其制备和性能研究已经成为了当前研究的热门之一。

发明内容

根据本申请的第一个方面，提供了一种金属有机框架材料的制备方法，该方法利用废旧的锂离子电池正极材料得到MOFs材料，有利于锂离子电池正极材料的回收与利用，且与传统的锂离子电池正极材料回收方法相比，该方法流程更短、操作更简单。

所述金属有机框架材料的制备方法，包括：

将含有废旧锂离子电池正极材料、有机配体的混合液进行反应，得到金属有机框架材料；

所述废旧锂离子电池正极材料包括废旧的锂离子电池正极去除集流体后剩余的活性材料。

所述废旧锂离子电池活性材料选自钴酸锂(LiCoO₂)、镍酸锂(LiNiO₂)、镍钴锰三元正极材料(LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，简写为NMC)至少一种。

可选地，所述有机配体为含羧基的化合物；

所述含羧基的化合物选自对苯二甲酸、均苯三甲酸、2-羟基对苯二甲酸、2-氨基对苯二甲酸中至少一种。

可选地，所述混合液中还含有溶剂，所述溶剂为非质子极性溶剂和水的混合物；

所述非质子极性溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃中至少一种；

优选地，所述非质子极性溶剂和水的质量比为1：3～3：1。

可选地，所述有机配体与所述非质子极性溶剂的用量比为1～30mg/mL。

可选地，所述废旧锂离子电池正极材料和有机配体的质量比为1：0.6～5。

可选地，所述反应的具体条件包括：

反应温度为80～220℃；

反应时间为12～120h。

可选地，所述废旧锂离子电池正极材料还包括导电剂和粘合剂；