[發明專利]一種基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極及應用

無效

• 申請號: 201410525861.1
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104332592A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 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: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/05
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1.?一種基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極，其特征在于，所述復合正極包括：

(a)?導電基底；

(b)?碳納米纖維陣列；

(c)?硫。

2.如權利要求1所述的基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極，其特征在于，所述復合正極通過化學氣相沉積在導電基體上定向生長碳納米纖維陣列，然后與硫復合而得。

3.如權利要求1所述的基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極，其特征在于，所述碳納米纖維陣列的直徑為50~400nm，長度為2~50μm。

4.如權利要求1所述的基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極，其特征在于，所述硫通過熱熔擴散的方式和碳納米纖維陣列復合。

5.一種權利要求1所述的基于碳納米纖維陣列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，碳納米纖維陣列的制備：采用化學氣相沉積法，以乙炔為反應氣體，加催化劑前驅體在導電基底表面制備定向生長的碳納米纖維陣列；

步驟2，基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極的制備：將制備好的碳納米纖維陣列和單質硫按質量比1:5~1:10放入含有氮氣的密閉聚四氟乙烯的反應釜中，置于烘箱中加熱到120~300℃使硫充分熔化并擴散，冷卻至室溫得到基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極。

6.如權利要求5所述的基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極的制備方法，其特征在于，步驟1中所述的催化劑前驅體為銅溶膠或酒石酸銅。

7.一種二次鋁電池，包括正極、負極和電解液，其特征在于：

(a)?正極為如權利要求1所述的基于碳納米纖維陣列的碳硫復合正極；

(b)?含鋁負極；

(c)?非水含鋁電解液。

8.如權利要求7所述的二次鋁電池，其特征在于，所述含鋁負極材料，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。

9.如權利要求7所述的二次鋁電池，其特征在于，所述非水含鋁電解液包括有機鹽-鹵化鋁體系離子液體，其中，有機鹽與鹵化鋁的摩爾比為1:1.1~3.0。