[发明专利]一种锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、板砖型Al-MOF材料的制备；

S11、提供经氮气高压高速雾化技术制备的铝硅合金粉为原材料，所述铝硅合金粉的粒径尺寸大小为0.1-100μm；

S12、将一定量的所述铝硅合金粉与无机酸溶液混合，温和磁力搅拌，进行去合金化反应，反应时间为1-48h，反应温度为25-100℃；

S13、反应完成后，通过抽滤装置进行固液分离，得到的多孔硅固体颗粒用去离子水和无水乙醇溶液清洗3-6次，得到的滤瓶中的铝盐溶液单独收集备用；

S14、将所述铝盐溶液和有机酸溶液加入一定体积的去离子水中，混合溶解；

S15、向步骤S14的混合溶液中加入一定质量的高分子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮，磁力搅拌0.2-3h，直至混合均匀；

S16、将步骤S15中搅拌均匀的混合溶液放入反应釜中，进行水热反应，通过水热法获得板砖型Al-MOF材料；

S2、板砖型Al-MOF负极材料的制备；

S21、将步骤S16中得到的板砖型Al-MOF材料与导电剂、粘结剂按照质量比6-8:1-2:1-2混合研磨，并倒入溶剂中研磨0.3-2h，得到均匀电极浆料；

S22、将所述电极浆料涂覆在金属铜箔上，涂层的厚度为60-200μm，在60-120℃下置于真空干燥箱中烘6-24h，得到锂离子电池用板砖型Al-MOF负极材料，即锂离子电池负极电极片。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S12中，所述无机酸溶液为HCl溶液、HNO3溶液或H2SO4溶液中的一种，或一种以上的组合形式。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S12中，所述无机酸溶液作为腐蚀溶液，其质量浓度在1-40％。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S14中，所述有机酸溶液为对苯二甲酸溶液、均苯三甲酸溶液或1,4-萘二羧酸溶液中的一种，或一种以上的组合形式。

5.根据权利要求1或4所述的锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S14中，铝盐和有机酸的摩尔比为3:1～1:3。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S15中，有机酸和高分子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮的质量比例为10:1～1:10。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S16的具体步骤如下：

S161、将步骤S15中搅拌均匀的混合溶液放入反应釜中，进行水热反应，水热反应的温度为80-250℃，反应时间为5～100h；

S162、水热反应后，混合溶液自然冷却后得到白色物质，之后，用去离子水和无水乙醇溶液将所述白色物质离心清洗2-6次，80℃下真空干燥得到板砖型Al-MOF材料。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池用的板砖型Al-MOF负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S21中，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮或去离子水，所述导电剂为导电炭黑，所述粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚偏氟乙烯或海藻酸钠。

9.如权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的板砖型Al-MOF负极材料。

10.权利要求9所述的板砖型Al-MOF负极材料作为锂离子电池负极材料的应用。