一种以配位聚合物为前驱体制备的氮掺杂多孔碳材料及应用的制作方法

本发明涉及锂离子电池材料的应用领域，特别是涉及一种以配位聚合物为前驱体制备的氮掺杂多孔碳材料及应用。

背景技术：

电池是新能源汽车产业发展的关键，低成本，环保，高能效的电池系统有助于环境的可持续发展及缓解能源紧缺的问题。近年来，基于转换反应的锂-硫族电池开始引起大众注意，被认为是可替代锂离子电池的下一代的电池体系之一。锂-硒电池的理论体积比容量为3253mahcm^-3，理论比能量为2567whkg^-1，远高于目前商业化的锂离子电池正极。另外，硒具有比硫更高的导电性(1×10^-3sm^-1)和电化学活性。但是，和锂-硫电池一样，锂-硒电池在充放电过程中多硒化物的产生和穿梭效应会导致其循环性能变差和容量衰减。

值得注意的是，高孔隙率的多孔配位聚合物(cp)是可作为锂-硒电池正极前驱体的理想材料之一。对比常规的无机材料，配位聚合物具有孔道尺寸及形状可控，比表面积大，化学稳定性高等优点。另外，可以根据实际需要，功能化配体的官能团，以获得具有特定功用的配位聚合物。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于，提供一种以配位聚合物为前驱体制备的氮掺杂多孔碳材料及应用。以有效解决现有技术中的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种以配位聚合物为前驱体制备的氮掺杂多孔碳材料，其制备方法包括以下步骤，

1)配体的合成：合成5-(3-(吡啶-3-基)苯甲酰胺基)间苯二甲酸(3-h2pbi)配体；

2)配位聚合物的合成：取3-h2pbi与cd(no3)2·4h2o于溶剂中进行加热反应，得cd-cp配位聚合物；

3)氮掺杂多孔碳材料的合成：在惰性气体氛围下，将步骤2)制得的cd-cp配位聚合物通过直接热解和酸蚀得氮掺杂多孔碳材料。

进一步地，所述步骤1)中，将3-羧基苯硼酸、3-溴吡啶、na2co3和乙腈混合溶解，通入氮气一段时间后，加入催化剂pd(pph3)4，将混合溶液于80-90℃的条件下隔绝氧气加热20-30小时，得到3-吡啶-3-基苯甲酸；将3-吡啶-3-基苯甲酸加入亚硫酰氯中，80-95℃下搅拌加热8-10小时，得3-吡啶-3-基苯甲酰氯；将3-吡啶-3-基苯甲酰氯溶于二甲基乙酰胺中，获得a溶液，将5-氨基间苯二甲酸加入到二甲基乙酰胺溶液，超声溶解获得b溶液，将a溶液慢慢滴加至b溶液中，冰水浴搅拌18-24小时，再向混合液中加入蒸馏水，离心收集白色固体，洗涤、干燥即可得3-h2pbi。

更进一步地，所述3-羧基苯硼酸和3-溴吡啶的摩尔比为1:1-1.1。

进一步地，所述步骤2)中，将3-h2pbi与cd(no3)2·4h2o以摩尔比为(0.05-0.07):(0.1-0.14)加入15ml或25ml聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，并加入二甲基甲酰胺和去离子水，在100-120℃温度下加热反应三天，降温风干得cd-cp配位聚合物。

进一步地，所述步骤3)中，将制备的cd-cp置于管式炉中，在氮气气氛下，以2-5℃min^-1的加热速率在700-900℃下退火处理1-3小时，待温度降至室温后，用1-2mhcl处理所得的碳材料8-16小时，获得c-n样品即氮掺杂多孔碳材料。

与现有技术相比，本发明采用含氮杂环羧酸类配体来合成cd-cp配位聚合物，以cd-cp为前驱体制备氮掺杂多孔碳材料，可以保证退火处理后制备得到的多孔碳均匀地掺杂了氮元素，能增加材料晶格的缺陷，增加电极的储锂位点从而有效地提高锂-硒电池的比容量。

本发明的再一目的在于提供一种锂-硒电池正极材料，其制备方法为将硒粉与氮掺杂多孔碳材料以任意比例混合并充分研磨，通过熔融法得到c-n/se正极材料；所述氮掺杂多孔碳材料为权利要求1-5中任意一项权利要求所述制备方法制备得到的氮掺杂多孔碳材料。

进一步地，所述熔融法的具体操作为在氮气氛围下，以260℃煅烧6-12小时。

本发明还一目的在于提供一种锂-硒电池，其制备方法为：将c-n/se正极材料、导电炭黑、粘结剂按比例混合研磨并超声处理制成浆料，将浆料涂覆在铝箔上，50-60℃真空干燥8-12小时，辊压后切片，得到电极片；再将电极片、隔膜材料、电解质溶液组装成锂-硒电池；所述c-n/se正极材料为权利要求6或7中所述制备方法制备得到的c-n/se正极材料。

进一步地，所述电解质溶液中电解质为1m的litfsi，溶剂为1,3二氧戊环、乙二醇二甲醚，所述1,3二氧戊环、乙二醇二甲醚以体积比1:1混合。

进一步地，所述c-n/se正极材料、导电炭黑、粘结剂的质量比为8:1:1。

与现有技术相比，本发明以cd-cp为前驱体制备锂硒电池正极c-n/se材料，受益于cd-cp的多孔性，活性物质硒可以有效地储存在配位聚合物的孔道内，提高了活性物质的利用率。同时，配位聚合物大小可调形状可控的孔道能缓解充放电过程带来的体积变化，并有效地抑制中间产物多硒化锂的溶出，提高电池的寿命与循环稳定性。本发明所述的c-n/se材料作为正极材料应用于锂-硒电池中，首次放电比容量为590mahg^-1(理论比容量675mahg^-1)，在1c的充放电电流密度下，循环200次以后比容量稳定在405mahg^-1，具有良好的循环性能。较好电化学性能说明c-n/se是一种具有应用前景的锂-硒电池正极材料。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明配体的合成反应步骤示意图；

图2为本发明3-h2pbi配体的结构示意图；

图3为本发明的配位聚合物cd-cp中cd(ii)的配位结构示意图；

图4为本发明的配位聚合物cd-cp中的一维链的结构示意图；

图5为本发明的配位聚合物cd-cp中的一维四边形通道结构示意图；

图6为本发明的配位聚合物cd-cp的拓扑简图；

图7为本发明的配位聚合物cd-cp交织的金红石结构；

图8为本发明的配位聚合物cd-cp的tga图像；

图9为本发明c-n和c-n/se的xrd图；

图10为本发明c-n/se的tga图；

图11为本发明c-n/se的eds元素mapping图；

图12为本发明c-n/se初始三个循环的cv曲线示意图；

图13为本发明c-n/se在1c电流密度下的充放电电压曲线示意图；

图14为本发明c-n/se在不同电流密度下的放电比容量及库伦效率图；

图15为本发明c-n/se的倍率性能示意图；

图16为本发明c-n/se充放电前后的eis图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述

本发明提供一种以配位聚合物为前驱体制备的氮掺杂多孔碳材料及其在锂-硒电池中的应用。其制备方法包括如下步骤：

1)配体的合成：如图1所示，图1为本发明配体的合成反应步骤示意图。

步骤一：将17-18mmol3-羧基苯硼酸、17-18mmol3-溴吡啶、0.4-0.5m、75-100mlna2co3和75-100ml乙腈混合溶解。通入氮气20-30分钟后，加入催化剂0.25-0.30mmolpd(pph3)4。。所述3-羧基苯硼酸和3-溴吡啶的摩尔比为1:1-1.1。将混合溶液80-90℃的条件下隔绝氧气加热20-30小时。离心除去不发生反应的催化剂，收集滤液。用1-2mhcl酸化滤液，离心收集白色固体即3-吡啶-3-基苯甲酸。

步骤二：将步骤一收集的白色固体16-17mmol和10-25ml亚硫酰氯加入干燥的平底烧瓶中，80-95℃下搅拌加热8-10小时。在通风橱中蒸发除去过量的socl2，然后依次用乙醇和水离心清洗产物，除去过量的残留反应物，收集黄色固体即3-吡啶-3-基苯甲酰氯。

步骤三：将步骤二收集的固体3-吡啶-3-基苯甲酰氯15-20mmol溶于25-40ml无水二甲基乙酰胺(dma)中，获得a溶液。将32.5-45mmol5-氨基间苯二甲酸加入到25-40ml二甲基乙酰胺溶液，超声溶解获得b溶液。将a溶液慢慢滴加至b溶液中，冰水浴搅拌18-24小时。然后向混合液中加入300-500ml蒸馏水。离心收集白色固体，用蒸馏水洗涤白色固体3遍，65-75℃过夜烘干，即可得配体5-(3-(吡啶-3-基)苯甲酰胺基)间苯二甲酸(3-h2pbi)。如图2所示，图2为本发明3-h2pbi配体的结构示意图。

2)配位聚合物的合成：将0.05-0.07:0.1-0.14摩尔比的3-h2pbi配体和cd盐加入15ml或25ml聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，溶剂为n,n'-二甲基甲酰胺(dmf)和去离子水。在100-120℃的烘箱中加热反应三天，待烘箱程序降温至室温后，过滤并在室温下自然风干1-2天得产物cd-cp。

3)氮掺杂多孔碳材料的合成：将制备cd-cp置于管式炉中，在氮气气氛下，以2-5℃min^-1的加热速率在700-900℃下退火处理1-3小时。待温度降至室温后，用1-2mhcl处理所得的碳材料8-16小时，以除去残余金属，获得c-n样品即氮掺杂多孔碳材料。

应用于上述氮掺杂多孔碳材料，本发明还提供一种锂-硒电池正极材料及其制备方法，将硒粉与氮掺杂多孔碳材料以任意比例混合并充分研磨，在氮气氛围下260℃煅烧6-12小时以制备质量c-n/se正极材料。改变硒粉与c-n样品的比例，可以得到不同质量分数正极材料。

本发明还提供一种锂-硒电池，其制备方法包括如下步骤：将c-n/se材料、导电炭黑(superp)、la132粘结剂以质量比为8:1:1按比例混合研磨并超声处理制成浆料，将浆料涂覆在铝箔上，50-60℃真空干燥8-12小时。辊压后切片，得到圆形电极片。将圆形电极片，隔膜材料，电解质为1m的litfsi、溶剂为体积比为1:1的1,3二氧戊环(dol)、乙二醇二甲醚(dme)的混合溶液的电解液组装成锂-硒电池。

实施例1

本实施例对以配位聚合物为前驱体制备氮掺杂多孔碳材料的方法进行详细的描述。

本发明提供一种以配位聚合物为前驱体制备的氮掺杂多孔碳材料及其在锂-硒电池中的应用。其制备方法包括如下步骤：

1)配体的合成：

步骤一：将17.572mmol3-羧基苯硼酸、17.571mmol3-溴吡啶、0.4m、75mlna2co3和100ml乙腈混合溶解。通入氮气20分钟后，加入催化剂0.28mmolpd(pph3)4。将混合溶液在80℃氮气保护下加热26小时。离心除去溶液内的催化剂，收集滤液。用1mhcl滤液酸化，离心收集白色固体3-吡啶-3-基苯甲酸。

步骤二：将步骤一收集的16.29mmol白色固体和20.0ml亚硫酰氯加入干燥的平底烧瓶中，80℃下搅拌加热9小时。在通风橱中蒸发除去过量的socl2，然后依次用乙醇和水离心清洗产物，除去过量的残留反应物，收集黄色固体即3-吡啶-3-基苯甲酰氯。

步骤三：将步骤二收集的15mmol固体溶于30ml无水二甲基乙酰胺(dma)中，获得a溶液。将32.5mmol5-氨基间苯二甲酸加入到30ml二甲基乙酰胺溶液，超声溶解获得b溶液。将a溶液慢慢滴加至b溶液中，冰水浴搅拌24小时。然后向混合液中加入300ml蒸馏水。离心收集白色固体，用蒸馏水洗涤白色固体3遍，70℃过夜烘干，即可得配体5-(3-(吡啶-3-基)苯甲酰胺基)间苯二甲酸(3-h2pbi)，如图2所示。

2)配位聚合物的合成：将0.05mmol3-h2pbi、3mldmf、3ml水、和0.1mmolcd(no3)2·4h2o混合溶解后置于15ml的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中。110℃下加热反应三天，待反应釜冷却至室温后，过滤并在室温下自然风干产物。

3)氮掺杂多孔碳材料的合成：将制备cd-cp置于管式炉中，在氮气气氛下，以5℃min^-1的加热速率在800℃下退火处理2小时。待温度降至室温后，用1mhcl处理所得的碳材料12小时，以除去残余金属，获得c-n样品即氮掺杂多孔碳材料。

应用于上述氮掺杂多孔碳材料，本发明还提供一种锂-硒电池正极材料，其制备方法为将硒粉与氮掺杂多孔碳材料以质量比为4:1混合并充分研磨。在氮气氛围下260℃煅烧6小时以制备c-n/se正极材料。

本发明还提供一种锂-硒电池，其制备方法包括如下步骤：将c-n/se、导电炭黑(superp)、la132粘结剂以质量比为8:1:1按比例混合研磨并超声处理制成浆料，将浆料涂覆在铝箔上，55℃真空干燥12小时。辊压后切片，得到圆形电极片。将电极片，隔膜材料，电解质为1m的litfsi、溶剂为体积比为1:1的1,3二氧戊环(dol)、乙二醇二甲醚(dme)的混合溶液的电解液组装成锂-硒电池。电池型号为2032的纽扣电池。但是不局限于此。

实施例2

在本实施例中，一种以配位聚合物为前驱体制备的氮掺杂多孔碳材料及其在锂-硒电池中的应用。其制备方法包括如下步骤：

1)配体的合成：

步骤一：将17.672mmol3-羧基苯硼酸、17.625mmol3-溴吡啶、0.4m、80mlna2co3和100ml乙腈混合溶解。通入氮气20分钟后，加入催化剂0.29mmolpd(pph3)4。将混合溶液在80℃氮气保护下加热26小时。离心除去溶液内的催化剂，收集滤液。用1mhcl滤液酸化，离心收集白色固体3-吡啶-3-基苯甲酸。

步骤二：将步骤一收集的17.21mmol白色固体和25.0ml亚硫酰氯加入干燥的平底烧瓶中，80℃下搅拌加热8小时。在通风橱中蒸发除去过量的socl2，然后依次用乙醇和水离心清洗产物，除去过量的残留反应物，收集黄色固体即3-吡啶-3-基苯甲酰氯。

步骤三：将步骤二收集的16mmol固体溶于35ml无水二甲基乙酰胺(dma)中，获得a溶液。将34.5mmol5-氨基间苯二甲酸加入到35ml二甲基乙酰胺溶液，超声溶解获得b溶液。将a溶液慢慢滴加至b溶液中，冰水浴搅拌24小时。然后向混合液中加入350ml蒸馏水。离心收集白色固体，用蒸馏水洗涤白色固体3遍，75℃过夜烘干，即可得配体5-(3-(吡啶-3-基)苯甲酰胺基)间苯二甲酸(3-h2pbi)。

2)配位聚合物的合成：将0.05mmol3-h2pbi、2mldmf、2ml水、和0.1mmolcd(no3)2·4h2o混合溶解后置于25ml的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中。110℃下加热反应78小时，待反应釜冷却至室温后，过滤，并在室温下自然风干2天得产物。

3)氮掺杂多孔碳材料的合成：将制备cd-cp置于管式炉中，在氮气气氛下，以2℃min^-1的加热速率在800℃下退火处理3小时。待温度降至室温后，用1mhcl处理所得的碳材料14小时，以除去残余金属，获得c-n样品即氮掺杂多孔碳材料。

应用于上述氮掺杂多孔碳材料，本发明还提供一种锂-硒电池正极材料，其制备方法为将硒粉与氮掺杂多孔碳材料以质量比为3:1混合并充分研磨。在氮气氛围下260℃煅烧8小时以制备c-n/se正极材料。

本发明还提供一种锂-硒电池，其制备方法包括如下步骤：将c-n/se、导电炭黑(superp)、la132粘结剂以质量比为8:1:1按比例混合研磨并超声处理制成浆料，将浆料涂覆在铝箔上，60℃真空干燥12小时。辊压后切片，得到圆形电极片。将电极片，隔膜材料，电解质为1m的litfsi、溶剂为体积比为1:1的1,3二氧戊环(dol)、乙二醇二甲醚(dme)的混合溶液的电解液组装成锂-硒电池。电池型号为2032的纽扣电池。但是不局限于此。

实施例3

在本实施例中，一种以配位聚合物为前驱体制备的氮掺杂多孔碳材料及其在锂-硒电池中的应用。其制备方法包括如下步骤：

1)配体的合成：

步骤一：将17.562mmol3-羧基苯硼酸、17.561mmol3-溴吡啶、0.5m、70mlna2co3和105ml乙腈混合溶解。通入氮气30分钟后，加入催化剂0.30mmolpd(pph3)4。将混合溶液在80℃氮气保护下加热24小时。离心除去溶液内的催化剂，收集滤液。用1mhcl滤液酸化，离心收集白色固体3-吡啶-3-基苯甲酸。

步骤二：将步骤一收集的16.21mmol白色固体和20.0ml亚硫酰氯加入干燥的平底烧瓶中，80℃下搅拌加热8小时。在通风橱中蒸发除去过量的socl2，然后依次用乙醇和水离心清洗产物，除去过量的残留反应物，收集黄色固体即3-吡啶-3-基苯甲酰氯。

步骤三：将步骤二收集的15mmol固体溶于30ml无水二甲基乙酰胺(dma)中，获得a溶液。将33mmol5-氨基间苯二甲酸加入到30ml二甲基乙酰胺溶液，超声溶解获得b溶液。将a溶液慢慢滴加至b溶液中，冰水浴搅拌24小时。然后向混合液中加入400ml蒸馏水。离心收集白色固体，用蒸馏水洗涤白色固体3遍，65℃过夜烘干，即可得配体5-(3-(吡啶-3-基)苯甲酰胺基)间苯二甲酸(3-h2pbi)。

2)配位聚合物的合成：将0.06mmol3-h2pbi、4mldmf、2ml水、和0.12mmolcd(no3)2·4h2o混合溶解后置于25ml的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中。115℃下加热反应75小时，待反应釜冷却至室温后，过滤，并在室温下自然风干1天得产物。

3)氮掺杂多孔碳材料的合成：将制备cd-cp置于管式炉中，在氮气气氛下，以2℃min^-1的加热速率在900℃下退火处理1.5小时。待温度降至室温后，用2mhcl处理所得的碳材料8小时，以除去残余金属，获得c-n样品即氮掺杂多孔碳材料。

应用于上述氮掺杂多孔碳材料，本发明还提供一种锂-硒电池正极材料，其制备方法为将硒粉与氮掺杂多孔碳材料以质量比为2:1混合并充分研磨。在氮气氛围下260℃煅烧8小时以制备c-n/se正极材料。

本发明还提供一种锂-硒电池，其制备方法包括如下步骤：将c-n/se、导电炭黑(superp)、la132粘结剂以质量比为8:1:1按比例混合研磨并超声处理制成浆料，将浆料涂覆在铝箔上，55℃真空干燥10小时。辊压后切片，得到圆形电极片。将圆形电极片，隔膜材料，电解质为1m的litfsi、溶剂为体积比为1:1的1,3二氧戊环(dol)、乙二醇二甲醚(dme)的混合溶液的电解液组装成锂-硒电池。电池型号为2032的纽扣电池。但是不局限于此。

效果实施例1：关于配位聚合物cd-cp的结构表征：

x射线衍射测试通过brukerapexii衍射仪使用石墨单色mo-kα射线在296k下进行。经验吸收校正值被用于校正衍射。采用shelxl程序(shelxtl-2014)，通过直接法求解结构，并用f²全矩阵最小二乘法对结构进行精化。最后用各向异性位移参数对非氢原子进行精修。使用各向同性位移参数将有机氢原子置于计算位置。

所得结果：cd-cp，即[cd(3-pbi)(dmf)]n，化学式为c23h19cdn3o6，分子量545.81，属于单斜晶系，空间群为p21/c，晶胞参数为α＝90°，β＝104.201(5)°，γ＝90°，晶胞体积z＝4，ρcald＝1.698g/cm³，μ＝1.070mm^-1，r1＝0.0444。cd-cp的ccdc号是1855128。晶体学参数见表1，选择性键长、键角见表2。

表1.cd-cp的晶体数据和精细化结构数据。

表2.cd-cp的键长和键角(°)。

图3-图8为cd-cp的晶体结构图解。如图3所示，cd(ii)与五个氧原子和一个氮原子配位，因此是六配位的扭曲八面体几何构型。其中，有四个氧原子(o1，o2,03a，o4b)和一个氮原子(n2c)来自3-pbi^2-配体，余下的一个氧原子(o6)则来自于配位的dmf分子。

如图4所示，两个相邻的cd(ii)离子间通过3-pbi^2-配体的间苯二甲酸基团连接，构成经典的双核[cd2(coo)4]次级结构单元(sbu)，并在a轴方向形成无限延展的1维直链。另外，相邻的[cd2(coo)4]次级结构单元还与配体内的吡啶基沿纵向结合，构成了具有四边形通道的独特3d框架，如图5所示。

如图6所示，从拓扑学上说，每个3-pbi^2-配体充当3连接点，每个cd(ii)单元充当6连接节点，形成(3,6)连接的金红石(rtl)网状结构，其符号为(4²·6¹⁰·8³)(4·6²)2。特别地，cd-cp中两个彼此独立的金红石结构交织结合在一起，形成了互穿的金红石阵列，如图7所示。

在氮气氛下进行热重分析测试(tga)以研究cd-cp的热稳定性。根据图8可知，在温度区间为120-260℃时，cd-cp发生第一次的失重，此归因于客体dmf分子的逃逸(测试值13.26％，理论值13.34％)。350℃后，配体开始分解，配合物结构发生坍塌，对应地，cd-cp有较大的重量损失。

效果实施例2：c-n材料和c-n/se材料的表征

为确定物质的成功制备及相纯度，于室温下对所制备的c-n和c-n/se材料样品进行x射线粉末衍射(pxrd)测试。由图9的测试结果可知，c-n只有碳材料的两个特征峰，证明所述材料是碳材料。此外，se尖锐的衍射峰存在于c-n/se的xrd图中，表明硒负载成功。

如图10所示，tga分析显示，在260℃时，材料发生失重，此对应的是硒的失重，说明c-n/se中的se含量约为72wt％。

如图11所示，eds元素mapping图像进一步证实了最终产品中c，n和se元素的存在。

效果实施例3：c-n/se材料的电化学性能

为了研究电极中活性物质硒发生的氧化还原反应，如图12所示，在1.7至2.7v的电压区间内以0.1mvs^-1的扫描速率记录c-n/se电极的循环伏安曲线。在cv曲线中观察可以到两对氧化还原峰，表明在充电/放电过程中发生了两步相变。在～2.15v和～1.98v出现的还原峰证实了在放电过程中se首先还原为多硒化物li2sen(n≥4)，然后在锂化过程中进一步还原为li2se。对应地，位于～2.23v和～2.28v的阴极峰分别表示li2se在脱锂过程中通过两步转化为li2se2和se。cv曲线在随后的循环中，峰的位置与峰面积几乎保持不变，表明可逆反应在c-n/se电极中稳定发生，即以cd-cp为前驱体的多孔结构可以在循环期间提供良好的循环稳定性。

如图13所示，图13是在不同的电流密度下进行的恒电流充放电测试，其电压范围在1.7v和2.7v之间，温度为25℃。在第1，第5，第10，第20，第50，第100和第200个循环充放电曲线中，均可以观察到两个平台，分别位于～2.14v和～1.97v，这与cv测试的峰位置结果是完全一致的。

如图14所示，c-n/se正极在1c的电流密度下(1c＝675mag^-1)可提供590mahg^-1的初始放电容量，表明活性材料的利用率相对较高。随着循环次数的增加，比容量缓慢衰减，在200次循环后容量为405mahg^-1，库仑效率为～95％。在200次循环后，0.5c和2c的比容量则分别位421mahg^-1和358mahg^-1。在不同电流密度下，该电池均具有接近95％的库仑效率。

如图15所示，我们测定了c-n/se正极的倍率性能以进一步了解其电化学性能。组装的扣式电池在0.1,0.5,1,2和4c电流密度下充电和放电，每次10个循环。相应地，电池分别提供了610,576,512,439,364mahg^-1的可逆容量。当电流密度再次降至0.1c时，可恢复590mahg^-1的可逆容量，这表明c-n/se在高电流密度下充放电，其多孔结构没有被破坏。

c-n/se正极的动力学研究，可以通过测定电极电化学阻抗谱(eis)来实现。如图16所示，光谱在中频区域中具有重叠的半圆，在低频区域中呈现出直线。eis图的半圆通常用于定义电极电荷转移电阻(rct)。值得注意的是，50次循环后的c-n/se电极显示出比循环前更低的rct值，表明c-n/se电极的电荷转移能力和电极动力学增强。

综上，相对于现有技术，本发明采用含氮杂环羧酸类配体来合成cd-cp配位聚合物，可以保证了退火处理后制备得到的多孔碳均匀地掺杂了氮元素，能增加材料晶格的缺陷，增加电极的储锂位点从而有效地提高锂-硒电池的比容量。同时受益于cd-cp的多孔性，活性物质硒可以有效地储存在配位聚合物的孔道内，提高了活性物质的利用率。再者，配位聚合物大小可调、形状可控的孔道能缓解充放电过程带来的体积变化，并有效地抑制中间产物多硒化锂的溶出，提高电池的寿命与循环稳定性。本发明以cd-cp为前驱体制备锂硒电池正极c-n/se材料，在1c(1c＝675mahg^-1)的电流密度下，首圈放电容量为592mahg^-1，循环200圈后，可逆容量为405mahg^-1。较好电化学性能说明c-n/se是一种具有应用前景的锂-硒电池正极材料。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。