一种碳硫复合正极及二次铝硫电池制造技术

技术编号:10493543 阅读:168 留言:0更新日期:2014-10-03 20:35
本发明专利技术公开了一种新型二次铝硫电池,包括电化学活性含硫正极、含铝活性材料的负极和非水电解质。该正极活性材料使用碳/硫化苯并杂环化合物复合材料,其中所述硫化苯并杂环化合物满足通式1,其中,X为氨基、羟基、烷氧基、酯基、氨酰基、胺醛基、烷基等供电子基团。通式1

【技术实现步骤摘要】
—种碳硫复合正极及二次铝硫电池
本专利技术涉及以一种以“碳/硫化苯并杂环化合物复合材料”为正极活性材料的二次铝硫电池,属电化学与新能源产品领域。
技术介绍
与现有电极材料相比,地壳储量最多的金属元素铝具有理论密度大、资源丰富、价格低廉、对环境友好、使用安全等优点。金属铝理论能量密度高达2980mAh/g,仅次于金属锂(3682mAh/g),体积比容量为8050mAh/cm3,约为锂(2040Ah/cm3)的4倍,且化学活泼性相对稳定,是理想的负极材料;元素硫也具有较大的理论能量密度(1670 mAh/g),是已知能量密度最大的正极材料。因此,二次铝硫电池从各方面来说都是一种价格低廉、能量密度高、使用安全的理想电池。 二次铝硫电池基于铝和硫之间的电化学反应,放电过程中,硫-硫键断裂,产生的小分子硫化物溶于电解液,迁移到铝负极,它们可在那形成不溶解的产物,使负极钝化。这种高溶解度还导致有效电极质量损失,造成电池的自放电,增加电解液粘度,影响活性物质的的分布状态。多次循环后造成容量迅速衰减,使电池循环性能很快下降。同时多硫化阴离子可影响到电池的效率。因此,对于铝硫电池正极材料的研究,一方面要提高其电导率,来提高正极活性物质的利用率;另一方面要保持正极材料结构的稳定性,抑制容量的不可逆损失,以提高电池的循环性能。
技术实现思路
(一)专利技术目的鉴于现有技术存在的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种新型的价格低廉、能量密度高、使用安全的二次铝电池。 本专利技术的目的还在于提供一种以“碳/硫化苯并杂环化合物复合材料”为正极活性材料的二次铝硫电池,该二次铝硫电池可有效降低硫溶解,改善电池循环性能。 本专利技术中的术语“二次铝电池”包括例如“铝二次电池”、“可充电铝电池”、“铝蓄电池”、“铝储能电池”以及类似的概念。 (二)技术方案为了实现上述目的,本专利技术的提供了一种二次铝电池,包括:(a)包含电化学活性含硫物质的正极;(b)含铝活性材料的负极;和(C)非水电解液。 下面是本专利技术电化学电池优选的负极、正极、电解液的描述。 正极本专利技术的电池的正极包括含有电化学活性含硫物质的正极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体。其中,术语“电化学活性含硫物质”在这里指包含含硫元素的正极活性物质,其中,电化学活性涉及硫-硫共价键的断裂或形成。 方案所述的电化学活性含硫物质为碳/硫化苯并杂环化合物复合材料,硫化苯并杂环化合物的通式为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次铝电池,它包括:(a) 包含电化学活性含硫物质的正极;其中,所述电化学活性含硫物质为碳/硫化苯并杂环化合物复合材料; (b) 含铝活性材料的负极;和(c) 非水电解液。

【技术特征摘要】
1.一种二次铝电池,它包括: (a)包含电化学活性含硫物质的正极;其中,所述电化学活性含硫物质为碳/硫化苯并杂环化合物复合材料; (b)含铝活性材料的负极;和 (C)非水电解液。2.如权利要求1所述的二次铝电池,其特征在于,所述硫化苯并杂环化合物的通式为:其中,X官能团为氨基、羟基、烷氧基、酯基、氨酰基、胺醛基、烷基等供电子基团。3.如权利要求1所述的二次铝电池,其特征在于,所述碳/硫化苯并杂环化合物复合材料中使用的碳材料,可选用介孔碳、石墨烯、碳纳米管、石墨、活性炭。4.如权利要求1所述的二次铝电池,其特征在于,所述碳/硫化苯并杂环化合物复合材料中,碳与硫化苯并杂环化合物的质量比为1:1~10。5.如权利要求1所述的二次铝电池,其特征在于,所述含铝负极包括:铝金属或铝合金。6.如权利要求1所述的二次铝电池,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵宇光骆建洲
申请(专利权)人:南京中储新能源有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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