本发明属于有机电池材料，具体涉及一种亚胺键连接二维共价有机框架材料及具有110000圈循环稳定性在锂离子电池中的应用。
背景技术：
1、锂离子电池作为一种不可缺少的能源供应设备，对我们的日常生活产生了巨大的影响，因此设计和合成新的电池材料以提高其比容量、倍率性能和循环稳定性成为人们研究的热点。与经历传统li+嵌入过程的无机电极相比，基于简单氧化还原反应的有机电极具有相对较高的比容量，可以在短时间内发生。因此，有机电极材料因其具有高容量和快速充电的特性，被认为是下一代锂离子电池的有竞争力的候选者，受到了世界各国的广泛关注。然而，基于小分子的有机电极材料在有机电解质中的溶解度较高，这将会导致电池的循环稳定性差。通过探索合成基于不溶性聚合物的电极材料来提高有机电极锂离子电池的循环稳定性是一个可行的办法。
2、共价有机框架(cofs)是一类新兴的有序晶体和多孔有机聚合物，由模块化有机构建块通过强共价键构建而成。除了在气体分离和储存、能量转化，传感器，半导体、催化和质子传导等方面的应用外，由于其与强共价键相互作用相关的增强的化学/热稳定性，具有模块化结构和可设计氧化还原活性单元的cofs在电池电极材料应用方面具有很大的潜力。与有机小分子相比，cofs的优势包括其具有丰富的氧化还原活性官能团用于提高电池的能量储存能力，永久的空隙度和可调的孔径用于增强离子传输，以及稳定的晶体化学结构用于提高电池的循环稳定性。各种氧化还原活性有机构建块，如酸酐、醌、非那嗪和偶氮等已被用于构建作为有机电极的cofs材料。
3、然而，目前现有的cofs电极材料还远远不能满足储能系统、可再生能源智能电网和微型传感器等领域对实际锂离子电池电极材料的高要求，即必须具有高倍率性能和超长循环稳定性。显然，由于上述领域使用的锂电池使用时间较长且锂电池蓄电量较大，即使是适度的循环稳定性的提高，也对大幅降低成本和节约能源具有重要意义。研究表明，改善和增加cofs氧化还原活性位点的可及性能够提高锂离子电池电极的循环稳定性。目前尽管通过分子构建块设计和介观尺度多孔结构构建进行了多次试验，但精心制备具有超长循环稳定性的cofs基锂离子电池电极尚未实现。
技术实现思路
1、本发明的目的提供一种亚胺键连接二维共价有机框架材料及具有110000圈循环稳定性在锂离子电池中的应用，旨在解决背景技术中指出的锂离子电池电极材料必须具有高倍率性能和超长循环稳定性的问题。
2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
3、一种亚胺键连接二维共价有机框架材料，共价有机框架材料的结构式为：
4、
5、进一步，所述共价有机框架材料的制备方法，包括如下步骤：
6、步骤一、将5,12-二(4-(5,5-二甲基-1,3-二恶烷-2-基)苯基)-5,12-二氢喹啉[2,3-b]吖啶-7,14-二酮和n,n,n',n'-四(对氨基苯基)对苯二胺加入到邻二氯苯/正丁醇溶液中，超声分散；
7、步骤二、加入催化剂，再次超声分散均匀形成体系；
8、步骤三、将所述体系进行液氮冷冻、真空脱气处理；
9、步骤四、在真空条件下，使用酒精喷灯进行封管操作；
10、步骤五、在120度下反应72小时，得到粗产物；
11、步骤六、将粗产物依次用n,n-二甲基甲酰胺和丙酮洗涤干净，并抽滤，真空干燥，得到二维共价有机框架材料。
12、进一步，步骤一中所述邻二氯苯/正丁醇溶液中，邻二氯苯和正丁醇的体积比为2:8。
13、进一步，步骤三中所述液氮冷冻、真空脱气处理的次数至少为3次。
14、进一步，步骤二中所述催化剂的浓度为6mol/l乙酸。
15、进一步，所述5,12-二(4-(5,5-二甲基-1,3-二恶烷-2-基)苯基)-5,12-二氢喹啉[2,3-b]吖啶-7,14-二酮的结构式如下：
16、
17、进一步，所述n,n,n',n'-四(对氨基苯基)对苯二胺的结构式如下：
18、
19、进一步，所述共价有机框架材料的制备方法的反应式如下：
20、
21、一种电极材料，包含根据权利要求1-8中任意一项所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料。
22、进一步，电极材料在锂离子电池中的应用。
23、本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
24、本发明的共价有机框架材料粉末x射线衍射和电子显微镜表征显示，共价有机框架材料具有高结晶度和双孔kgm拓扑结构；n2吸附脱附等温线显示其具有分级多孔性，微孔尺寸约为1.3nm，介孔尺寸约为3.4nm；由共价有机框架材料制备的锂离子电池正极具有稳定的模块化结构和分级微/介孔特征，允许有机电解质中的li+和pf6-离子充分进入活性中心；再加上其丰富的双极型氧化还原活性位点，使锂离子电池在0.2ag-1时具有145ma h g-1的比容量，390wh kg-1的能量密度，以及1352w kg-1的功率密度，以及卓越的倍率性能(10ag-1时100ma h g-1的容量，231wh kg-1的能量密度和23760wkg-1的功率密度)；特别地，这种阴极在10000ma g-1的快速电流密度下运行150天后，表现出110000圈的超长循环稳定性，容量保持率约为100％。
25、综上，本发明采用共价有机框架材料制备的电极材料，具有超长循环稳定性，适用于锂离子电池。
1.一种亚胺键连接二维共价有机框架材料，其特征在于：共价有机框架材料的结构式为：
2.根据权利要求1所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料，其特征在于：所述共价有机框架材料的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料，其特征在于：步骤一种所述邻二氯苯/正丁醇溶液中，邻二氯苯和正丁醇的体积比为2:8。
4.根据权利要求2所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料，其特征在于：步骤三中所述液氮冷冻、真空脱气处理的次数至少为3次。
5.根据权利要求2所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料，其特征在于：步骤二中所述催化剂的浓度为6mol/l乙酸。
6.根据权利要求2所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料，其特征在于：所述5,12-二(4-(5,5-二甲基-1,3-二恶烷-2-基)苯基)-5,12-二氢喹啉[2,3-b]吖啶-7,14-二酮的结构式如下：
7.根据权利要求2所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料，其特征在于：所述n,n,n',n'-四(对氨基苯基)对苯二胺的结构式如下：
8.根据权利要求1所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料，其特征在于：所述共价有机框架材料的制备方法的反应式如下：
9.一种电极材料，其特征在于：包含根据权利要求1-8中任意一项所述的亚胺键连接二维共价有机框架材料。
10.根据权利要求9所述的电极材料在锂离子电池中的应用。
