[發明專利]一種基于碳納米管海綿的碳硫復合正極的制備及應用

無效

• 申請號: 201410435935.2
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104201352A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 趙宇光;汪清
• 申請（專利權）人: 南京中儲新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種基于碳納米管海綿的碳硫復合正極，包括：

a)?碳基材料，其特征在于，所述碳基材料為具有多孔三維網絡結構的碳納米管海綿；和

b)?含硫活性物質。

2.如權利1所述的基于碳納米管海綿的碳硫復合正極，其特征在于，所述硫活性物質為單質硫(包括但不限于高純硫或升華硫)或通過化學反應得到的硫溶膠。

3.如權利1所述的基于碳納米管海綿的碳硫復合正極，其特征在于，所述含硫活性物質通過熱熔化滲入碳納米管海綿中或通過浸漬法把化學反應所得的硫溶膠滲入碳納米管海綿中。

4.一種權利1所述的基于碳納米管海綿的碳硫復合正極的制備方法，其特征在于：

步驟1?在容器中加入碳納米管和十二烷基磺酸鈉表面活性劑，通過溶膠凝膠法制得膠狀碳納米管，然后通過與液態二氧化碳溶劑交換制得碳納米管海綿；

步驟2?基于碳納米管海綿的碳硫復合正極的制備：將制備好的碳納米管海綿和含硫活性物質按質量比1:5~1:10放入含有氮氣的密閉聚四氟乙烯的反應釜中，放置于烘箱中加熱到120~300℃使硫充分熔化并擴散到碳納米管海綿孔隙中，冷卻至室溫得到碳硫復合正極；或把制備好的碳納米管海綿放入利用化學反應得到的硫溶膠中，通過浸漬得到碳硫復合正極。

5.一種二次鋁電池，包括：

(a)?正極，其特征在于，所述正極為權利1所述的碳硫復合正極；

(b)?含鋁負極活性材料；

(c)?非水含鋁電解液。

6.如權利要求5所述的二次鋁電池，其特征在于，所述含鋁負極活性材料，包括但不限于：金屬鋁和鋁合金，鋁合金包括含有選自Li、Na、K、Ca、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mn、Sn、Pb、Ma、Ga、In、Cr、Ge中的至少一種元素與Al的合金。

7.如權利要求5所述的二次鋁電池，其特征在于，所述非水含鋁電解液為有機鹽-鹵化鋁體系，其中有機鹽與鹵化鋁的摩爾比為1:1.1~3.0。

8.如權利要求7所述的二次鋁電池，其特征在于，所述有機鹽的陽離子包括咪唑鎓離子，吡啶鎓離子，吡咯鎓離子，哌啶鎓離子，嗎啉鎓離子，季銨鹽離子，季鏻鹽離子和叔鋶鹽離子；有機鹽的陰離子包括Cl^-，Br^-，I^-，PF₆^-，BF₄^-，CN^-，SCN^-，[N(CF₃SO₂)₂]^-，[N(CN)₂]^-等離子。

9.如權利要求7所述的二次鋁電池，其特征在于，所述鹵化鋁為氯化鋁、溴化鋁或碘化鋁中的一種。