一種碳納米管導電硫化聚合物正極及二次鋁電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二次鋁電池，包括正極、含鋁負極和非水電解液。所述正極為碳納米管/導電硫化聚合物復合材料。
【專利說明】—種碳納米管導電硫化聚合物正極及二次鋁電池

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學和新能源產(chǎn)品的【技術領域】，涉及一種碳硫復合材料的制備及以其為正極活性材料的二次鋁電池。更具體的說，是涉及一種碳納米管和導電硫化聚合物的復合材料的制備方法，以及以此為正極活性材料的二次鋁電池的制備。

【背景技術】
[0002]與現(xiàn)有電極材料相比，地殼儲量最多的金屬元素鋁具有理論密度大、資源豐富、價格低廉、對環(huán)境友好、使用安全等優(yōu)點。金屬鋁理論能量密度高達2980mAh/g，僅次于金屬鋰(3682mAh/g)，體積比容量為8050mAh/cm3，約為鋰(2040Ah/cm3)的4倍，且化學活潑性相對穩(wěn)定，是理想的負極材料；元素硫也具有較大的理論能量密度(1670mAh/g)，是已知能量密度最大的正極材料。因此，二次鋁硫電池從各方面來說都是一種價格低廉、能量密度高、使用安全的理想電池。
[0003]二次鋁硫電池基于鋁和硫之間的電化學反應，放電過程中，硫-硫鍵斷裂，產(chǎn)生的小分子硫化物溶于電解液，遷移到鋁負極，它們可在那形成不溶解的產(chǎn)物，使負極鈍化。這種高溶解度還導致有效電極質(zhì)量損失，造成電池的自放電，增加電解液粘度，影響活性物質(zhì)的的分布狀態(tài)。多次循環(huán)后造成容量迅速衰減，使電池循環(huán)性能很快下降。同時多硫化陰離子可影響到電池的效率。因此，對于鋁硫電池正極材料的研究，一方面要提高其電導率，來提高正極活性物質(zhì)的利用率；另一方面要保持正極材料結構的穩(wěn)定性，抑制容量的不可逆損失，以提高電池的循環(huán)性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)發(fā)明目的
鑒于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明結合碳納米管、導電聚合物和納米硫溶膠的優(yōu)點，目的在于提供一種碳納米管/導電硫化聚合物復合材料的制備方法。
[0005]以此復合材料為正極活性材料，本發(fā)明的目的還在于提供的一種正極活性材料導電性高、電池循環(huán)性能好的二次鋁電池。
[0006](二)技術方案
本發(fā)明結合碳納米管、導電聚合物和納米硫溶膠的優(yōu)點，制備一種碳納米管/導電硫化聚合物復合材料。
[0007]本發(fā)明所述硫化導電聚合物含有下列結構中的任一種:

【權利要求】
1.一種二次鋁電池，包括正極、負極和電解質(zhì)，其特征在于: (a)含碳納米管/硫化導電聚合物復合材料的正極； (b)含鋁負極； (c)非水電解液。
2.如權利要求1所述的二次鋁電池，其特征在于，所述硫化導電聚合物含有下列結構中的任一種:
其中 m = 1，1.5，2。
3.如權利要求1所述的二次鋁電池，其特征在于，所述硫化導電聚合物復合材料制備原料之一為納米硫溶膠。
4.如權利要求1所述的二次鋁電池，其特征在于，所述含鋁負極包含鋁金屬或鋁合金。
5.如權利要求1所述的二次鋁電池，其特征在于，所述非水電解液包含鹵鋁酸型離子液體。
6.一種應用于權利要求1可充鋁硫電池中正極活性材料的碳納米管/硫化導電聚合物復合材料的制備方法，包括以下步驟: (a)納米硫溶膠的制備； (b)硫化導電聚合物的制備； (C)碳納米管/硫化導電聚合物的制備。
7.如權利要求6所述的碳納米管/硫化導電聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，所述納米硫溶膠的制備具體為:在Na2S203溶液中逐滴加入稀鹽酸溶液，并在加入過程中持續(xù)攪拌。
8.如權利要求6所述的碳納米管-硫化導電聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，所述硫化導電聚合物的制備具體為:將導電聚合物緩慢加入納米硫溶膠中，并持續(xù)攪拌；加料完畢再繼續(xù)攪拌，過濾；真空條件下干燥；高溫脫氫硫化。
9.如權利要求6所述的碳納米管/硫化導電聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳納米管/硫化導電聚合物的復合步驟具體為:將硫化導電聚合物和碳納米管充分混合；放入球磨罐中球磨。
10.如權利要求6所述的碳納米管/硫化導電聚合物復合材料的制備方法，其特征在于:所述導電聚合物和納米硫溶膠的質(zhì)量比優(yōu)選為1:5。
11.如權利要求6所述的碳納米管/硫化導電聚合物復合材料的制備方法，其特征在于:所述硫化導電聚合物和碳納米管的質(zhì)量比為3:1。
【文檔編號】H01M4/60GK104078679SQ201410221623
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權日:2014年5月23日
【發(fā)明者】趙宇光, 陳安良 申請人:南京中儲新能源有限公司