[發明專利]一種納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極及其制備方法

有效

• 申請號: 201410502622.4
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104201358A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 趙宇光;鐘毓娟
• 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;H01M4/52
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極，其特征在于，包括：

(a)垂直取向石墨烯；

(b)導電基底；

(c)納米聚苯胺；和

(d)含硫活性物質。

2.如權利要求1所述的納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極，其特征在于，石墨烯豎直生長在導電基底表面。

3.如權利要求1所述的納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極，其特征在于，所述導電基底包括但不限于碳纖維、玻態碳、鈦、鎳、不銹鋼、鐵、銅、鋅、鉛、錳、鎘、金、銀、鉑、鉭、鎢、導電塑料、導電橡膠或高摻雜硅等金屬或非金屬。

4.如權利要求1所述的納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極，其特征在于，所述聚苯胺是以納米尺度包覆在垂直取向石墨烯表面。

5.如權利要求1所述的納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極，其特征在于，所述含硫活性物質包括單質硫或含有S-S鍵的有機化合物。

6.如權利要求1所述的納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極，其特征在于，所述含硫活性物質以納米尺度分布于垂直取向石墨烯中。

7.如權利要求1所述的納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極，其特征在于，包含60~80%的硫，15~30%的聚苯胺和5~10%的垂直取向石墨烯，所述為質量百分比含量。

8.權利要求1所述的納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，制備垂直取向石墨烯：通過等離子體增強化學氣相沉積在導電基底表面生長垂直取向石墨烯；

步驟2，復合聚苯胺：配置0.5mol/L硫酸溶液，向該溶液中加入0.2mol/L的苯胺單體，通入氮氣并攪拌均勻待用；然后以制備好的取向石墨烯為工作電極、飽和甘汞電極為參比電極、鉑電極為對電極，采用循環伏安法制備聚苯胺，其電位范圍為0.6V~0.8V，反應時間1h；最后取出產物，經蒸餾水沖洗、干燥，即得垂直取向石墨烯-納米聚苯胺復合材料；

步驟3，復合硫：采用熱處理的方式將硫負載于步驟2所制備的垂直取向石墨烯-納米聚苯胺復合材料中；具體地，將制備好的垂直取向石墨烯-聚苯胺復合材料與含硫活性物質按質量比1:5~1:20混合，在惰性氣體保護下加熱至155~300℃形成納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極；或者將含硫活性物質加熱至熔融態，在惰性氣體保護下將制備好的垂直取向石墨烯-聚苯胺復合材料放入其中，保持5~10h后取出放入烘箱中干燥，形成納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極。

9.一種二次鋁電池，包括正極、負極和電解液，其特征在于：

(a)權利要求1所述的納米聚苯胺包覆的碳硫復合正極；

(b)含鋁負極；

(c)非水含鋁電解液。