[發明專利]一種鋰硫電池的復合正極及其制備方法

有效

• 申請號: 201710530311.2
• 申請日: 2017-07-01
• 公開（公告）號: CN107331830B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王輝;廖云龍;樊少娟
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/131;H01M4/66;H01M4/70;H01M4/04;H01M10/052
• 代理公司: 34115 合肥天明專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 汪貴艷

1.一種鋰硫電池的復合正極，包括鋁箔，其特征在于：所述鋁箔表面化學氧化刻蝕有垂直于其表面的氧化鋁納米管，所述氧化鋁納米管內壁附著有硫層，位于氧化鋁納米管的外端部涂覆有碳層。

2.根據權利要求書1所述的復合正極，其特征在于：所述氧化鋁納米管的直徑為100～800nm、長度為100nm～1μm。

3.根據權利要求書1所述的復合正極，其特征在于：所述碳層的厚度為10～2000nm；所述碳層為導電炭黑、多孔碳、石墨、石墨烯、碳納米管、納米碳纖維、多孔碳微球、聚吡咯、聚吡啶、聚苯胺中一種或幾種。

4.如權利要求1所述的一種鋰硫電池的復合正極的制備方法，其特征在于：包括以下制備步驟：

（1）清洗：將鋁箔分別在丙酮、去離子水中進行超聲清洗，然后置于堿性溶液中浸泡，最后經去離子水洗滌、干燥；

（2）拋光：將經步驟（1）清洗后的鋁箔置于高氯酸和乙醇的混合溶液中，以10～15V恒壓電化學拋光1-10min，然后去離子水洗滌、干燥；

（3）化學氧化刻蝕：將經步驟（2）處理后鋁箔置于電解液中進行鋁陽極氧化處理1～5h，然后用質量濃度為5%～10%的磷酸浸泡2～10h，洗滌干燥后，再置于電解液中進行二次鋁陽極氧化處理1～6h，洗滌干燥后，在鋁箔的表面形成氧化鋁納米管；

（4）附硫：在氧化鋁納米管的內壁進行附硫處理；

（5）涂層：在經步驟（4）處理后的材料表面通過磁控濺射法或刮刀涂覆一層碳層，形成復合正極。

5.根據權利要求書4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中的堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鈣溶液、氫氧化鋇溶液中的至少一種，堿性溶液的濃度為0.5 mol/L～3mol/L；所述超聲清洗的時間為0.5～4h，堿性溶液中浸泡時間為1～10min。

6.根據權利要求書4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中的高氯酸與乙醇的體積比為1：1～1：8。

7.根據權利要求書4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中的電解液是指濃度為30g/L～100g/L的磷酸溶液。

8.根據權利要求書4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中的附硫處理是指采用電化學沉積、熱熔或原位生成和氧化還原結合法將硫附著在氧化鋁納米管的內壁。