本发明涉及锂离子电池电极材料领域，具体涉及一种新型的具有良好稳定性的铁基金属有机组装体的合成，锂离子电池负极片及锂离子电池制备方法。
背景技术：
1、锂离子电池，作为一种可循环利用的能源储存设备，其核心运作机制依赖于锂离子在正负极间的动态迁移。在充电与放电的循环往复中，锂离子如同信使般穿梭于电极之间，利用负极材料的嵌入与脱嵌机制，实现了电能的储存与供给。负极材料的选择，无疑是决定电池整体效能的关键要素，是推动电池技术革新的重要驱动力。长久以来，石墨因其卓越的稳定性而被广泛用作负极材料。然而，随着科技的飞速发展和市场需求的日益增长，对于更高能量密度、更长使用寿命电池的追求，促使科研界不断探索并尝试新型负极材料。硅基材料、金属氧化物乃至锂金属等新材料，凭借其潜在的高能量密度和可能带来的安全性提升，正逐步成为研究的焦点。尽管这些新兴材料展现出诱人的前景，但它们也面临着不容忽视的挑战，如循环过程中的稳定性问题、充放电效率的提升瓶颈，以及与电解液之间的相容性需进一步优化等。因此，负极材料的研发与优化工作，已跃升为电池科学领域的核心议题，对于促进能源储存技术的飞跃式发展具有不可估量的价值。铁基负极材料因储量丰富、高理论比容量及稳定结构特性，成为负极材料的有力候选。然而，其在充放电中面临的体积变化及锂枝晶生长问题，威胁着电池稳定性和寿命。科研人员通过形貌调控、元素掺杂、异质结构建、缺陷工程及复合材料等手段缓解这些问题，但新挑战如活性位点减少、界面不兼容及成本上升仍存。完全消除体积变化尚待突破，创新合成方法及开发经济高效的新型铁基负极材料成为科研热点与挑战。金属有机组装体是一类由金属离子和有机配体通过配位键组装形成的规整有序结构。近年来，金属有机组装体由于其丰富多变的化学结构、合成简易、成本低等优点受到了科学家们的热点关注，并广泛应用于气体存储和分离，非均相催化，磁性材料，荧光探针，催化与储能等方面。在储能领域，金属有机组装体因其丰富的储锂活性位点和结构稳定性已被用作锂离子电池电极材料。因此，从降低成本和缓解铁元素的体积膨胀效应两方面考虑，以金属铁为节点结合活性有机配体构筑金属有机组装体是可行的。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决现有技术存在的上述问题，提供一种合成简单，成本低的铁基金属有机组装体，并将其作为活性物质应用于锂离子电池负极。该策略有效的抑制了铁的体积膨胀效，使得铁基金属有机组装体材料在锂离子电池负极中表现了较高的容量性质和较好的循环稳定性。
2、一种铁基金属有机组装体，其特征在于，化学式为{[fe(hpyzdc)2]·2h2o}n，式中：hpyzdc-为吡嗪-2,3-二羧酸离子；该铁基金属有机组装体由fe2+离子与有机配体通过配位键形成一维链状结构，其中有机配体为吡嗪-2,3-二羧酸；一维链结构通过配体间的氢键作用构建成三维超分子结构。
3、一种铁基金属有机组装体的制备方法，其特征在于：以硫酸亚铁（feso4）为金属盐，以吡嗪-2,3-二羧酸（h2pyzdc）为配体，以水为溶剂，合成步骤如下：
4、1）将硫酸亚铁（feso4）和吡嗪-2,3-二羧酸（h2pyzdc）混合物放入容器中，加入去离子水，搅拌均匀得到混合液；
5、2）将上述混合液放置在80℃下反应12-24小时，即得到紫黑色晶体；
6、3）用去离子水和无水乙醇洗涤所得晶体，自然晾干。
7、 其中，所述铁基金属有机组装体的制备方法，其特征在于：所述混合液中硫酸亚铁（feso4）和吡嗪-2,3-二羧酸（h2pyzdc）的摩尔比为1:1；硫酸亚铁（feso4）和去离子水的用量比为0.1 mmol：6-10 ml。
8、1）按照7:2:1的质量比分别称取干燥的铁基金属有机组装体，科琴黑，聚偏氟乙烯，加入n-甲基吡咯烷酮后研磨混合均匀成浆状，涂布在铜箔上，真空干燥，裁剪成圆形电极片；
9、2）用锂片作为对电极，celgard 2400膜为隔膜，1 mol/l体积比为1:1的六氟合磷酸锂（lipf6）的碳酸乙烯酯（ec）/碳酸二乙酯（dec）溶液为电解液，以上步得到的电极片为负极组装成cr2032锂离子纽扣电池。
10、测试时温度为室温，恒电流充放电测试中的电压范围为0.01-3 v；
11、测试电流密度为100 ma g-1下的恒电流充放电性能和循环性能以及在大电流密度为500 ma g-1下的循环性能；
12、在电流密度分别为100，200，300，500，1000，2000 ma g-1时的倍率性能。
13、利用简单的化学合成方法成功制备了一种具有新颖结构的铁基金属有机组装体，并成功应用于锂离子电池负极材料。该材料能够有效地缓解充放电过程中的体积膨胀效应，在充放电电流密度为100 ma g-1时，循环150次以后该金属有机组装体的比容量维持在1109 mah g-1。在倍率测试时也体现出良好的稳定性和优良的电化学性能，有助于铁基电极材料性能的增强和改善，有望推进铁基金属有机组装体的研究进展。
1.一种铁基金属有机组装体，其特征在于，化学式为{[fe(hpyzdc)2]·2h2o}n，式中：hpyzdc-为吡嗪-2,3-二羧酸离子；该铁基金属有机组装体由fe2+离子与有机配体通过配位键形成一维链状结构，其中有机配体为吡嗪-2,3-二羧酸；一维链结构通过配体间的氢键作用构建成三维超分子结构。
2.根据权利要求1所述铁基金属有机组装体，其特征在于：该金属有机组装体属于单斜晶系，空间群i 1 2/a 1，晶胞参数为a=14.9219(19) å，b=8.4923(7) å，c=13.0852(17) å，α=γ=90°，β=118.145(17) °，晶胞体积为1462.1(4) å3，z=4，dc=1.936 g/cm3。
3.一种权利要求1所述铁基金属有机组装体的制备方法，其特征在于：以硫酸亚铁（feso4）为金属盐，以吡嗪-2,3-二羧酸（h2pyzdc）为配体，以水为溶剂，合成步骤如下：
4.根据权利要求3所述铁基金属有机组装体的制备方法，其特征在于：所述混合液中硫酸亚铁（feso4）和吡嗪-2,3-二羧酸（h2pyzdc）的摩尔比为1:1；硫酸亚铁（feso4）和去离子水的用量比为0.1 mmol：6-10 ml。
5.一种权利要求1所述铁基金属有机组装体作为锂离子电池负极材料的应用，其特征在于：将铁基金属有机组装体直接用作锂离子电池负极材料，具体方法是：
6.根据权利要求4所述铁基金属有机组装体作为锂离子电池负极材料的应用，其特征在于：将组装好的锂离子纽扣电池在蓝电电池测试系统上进行测试；
