[发明专利]用于高性能电池的具有电极添加剂的电极及其应用

权利要求书

1.一种用于电化学装置的电极，包括：

电化学活性材料、导电添加剂、粘合剂和电极添加剂，

其中所述电极添加剂包括限定多个孔的金属有机框架(MOF)材料，所述MOF是一类由金属簇节点和有机连接体构成的晶体多孔支架，其中将所述MOF材料在一定温度下真空活化一段时间。

2.根据权利要求1所述的电极，其中所述MOF材料包括对应于不饱和金属中心的开放金属位点(OMS)，所述不饱和金属中心通过将原始MOF材料活化以去除客体分子或其部分配体而产生。

3.根据权利要求1所述的电极，其中所述MOF材料被调整为使得所述孔的直径具有期望的尺寸以允许液体电解质的分子进入，并容纳所述液体电解质中的盐阴离子。

4.根据权利要求3所述的电极，其中所述MOF材料包括：分子式为Cu₃(BTC)₂的HKUST-1、分子式为Al₃O(OH)(BTC)₂的MIL-100-Al、分子式为Cr₃O(OH)(BTC)₂的MIL-100-Cr、分子式为Fe₃O(OH)(BTC)₂的MIL-100-Fe、分子式为Zr₆O₄(OH)₄(BDC)₆的UiO-66或分子式为Zr₆O₄(OH)₄(BPDC)₆的UiO-67，其中BTC是苯-1,3,5-三羧酸，BDC是苯-1,4-二羧酸，并且BPDC是联苯-4,4'-二羧酸。

5.根据权利要求4所述的电极，其中所述MOF材料包括具有不同功能配体的锆基MOF材料，所述配体包括以下至少一种：

具有对苯二甲酸有机连接体的UiO-66；

具有4,4'-联苯二甲酸有机连接体的UiO-67；

具有2-氨基对苯二甲酸有机连接体的UiO-66-NH₂；

具有2-硝基对苯二甲酸有机连接体的UiO-66-NO₂；

具有2-羟基对苯二甲酸有机连接体的UiO-66-OH；以及

具有2-溴对苯二甲酸有机连接体的UiO-66-Br。

6.根据权利要求3所述的电极，其中所述MOF材料还具有表面缺陷，用于暴露出更多不饱和金属中心，从而配位所述液体电解质中的盐阴离子。

7.根据权利要求6所述的电极，其中所述MOF材料的所述表面缺陷的位点可通过改变金属与配体之比、合成温度和有机连接体中的至少一者来调节。

8.根据权利要求1所述的电极，其中将所述电极添加剂、所述电化学活性材料、所述导电添加剂和所述粘合剂按重量比在一种或多种溶剂中混合以形成均匀浇铸在集电器基材上的浆料，并且在所述一种或多种溶剂蒸发后形成所述电极。

9.根据权利要求8所述的电极，其中所述电极添加剂包括活化的UiO-66；所述电化学活性材料包括LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂(NCM)；所述导电添加剂包括乙炔黑(CB)；所述粘合剂包括聚偏二氟乙烯(PVDF)；并且所述一种或多种溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，其中所述活化的UiO-66、NCM、CB和PVDF的所述重量比为1.7:91.7:3.3:3.3。