用于铝硫电池的正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及铝硫电池领域，公开了用于铝硫电池的正极材料及其制备方法。该正极材料包括正极活性材料、导电剂和粘结剂，其中，正极活性材料包含铝元素、硫元素和可选的过渡金属元素M，其化学式为：AlxM2‑xS3，其中，x为0<x≤2。由本发明专利技术的正极材料制备的铝硫电池，不仅可以实现铝硫电池的正常充放电，而且充放电过程中发生脱嵌反应，放电产物与电解液不互溶，制备的铝硫电池具有较高的放电比容量和较好的循环稳定性能。同时本发明专利技术的正极材料，解决了铝硫电池中负极需要含有铝的局限性缺陷。

Cathode material for aluminum sulfur battery and preparation method thereof

The invention relates to the field of aluminum sulfur battery, and discloses the cathode material for the aluminum sulfur battery and the preparation method thereof. The anode material including anode active material, conductive agent and binder, wherein the cathode active material containing transition metals aluminum elements, sulfur and optionally M chemical formula: AlxM2 xS3, among them, X 0< X = 2. Aluminum sulfur battery consists of the positive material of the present invention is prepared, the normal charge discharge can not only realize the aluminum sulfur battery, and charge discharge occurred during the deintercalation reaction, discharge products and electrolyte immiscible, discharge aluminum sulfur battery preparation has high specific capacity and good cycle stability performance. At the same time, the cathode material of the invention solves the limitation defect that the negative pole of aluminum sulfur battery needs aluminum.

【技术实现步骤摘要】
用于铝硫电池的正极材料及其制备方法
本专利技术涉及铝硫电池领域，具体涉及用于铝硫电池的正极材料及其制备方法。
技术介绍
随着传统化学资源逐渐枯竭，社会经济的高速发展，绿色的高能量密度二次电池的需求也越来越高。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(2040mAh/cm3)的4倍，是理想的负极材料。元素硫也具有较大的理论能量密度1670mAh/g，是已知能量密度最大的正极活性材料。因此，在现有的铝硫电池中，通常将铝作为电池的负极活性材料，硫作为电池的正极活性材料。CN101764255A公开了一种可充电铝硫电池及其制备方法，以金属铝或铝合金为负极，聚有机硫化物为正极活性材料，卤化铝同季铵盐或季磷盐或季硫盐中任一种所形成的卤铝酸离子液体为电解液制备得到。但是制备的铝硫电池容易出现枝晶问题，放电比容量和循环性能有待提高。CN104157878A公开了一种用于二次铝电池的复合正极，由碳纳米管阵列、纳米聚苯胺和含硫活性物质复合而成，具有三维网络导电骨架。但是依然存在枝晶问题，放电比容量有所下降。在铝硫电池中，硫作为正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铝硫电池的正极材料，其特征在于，该正极材料包括正极活性材料、导电剂和粘结剂，其中，正极活性材料包含铝元素、硫元素和可选的过渡金属元素M，其化学式为：AlxM2‑xS3，其中，x为0<x≤2。

【技术特征摘要】
1.一种用于铝硫电池的正极材料，其特征在于，该正极材料包括正极活性材料、导电剂和粘结剂，其中，正极活性材料包含铝元素、硫元素和可选的过渡金属元素M，其化学式为：AlxM2-xS3，其中，x为0<x≤2。2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述过渡金属元素M选自Fe，Cu，Zn，Zr，Mo，V，Cr，Co，Ni和Mg中的至少一种。3.根据权利要求1所述的正极材料，其中，以正极材料总重量为基准，所述正极材料含有20-79重量％的正极活性材料，20-70重量％的导电剂和1-20重量％的以干基计的粘结剂；优选地，以正极材料总重量为基准，所述正极材料含有20-50重量％的活性材料，40-70重量％的导电剂和10重量％的以干基计的粘结剂。4.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮和水的混合物或聚四氟乙烯和水的混合物；优选地，在所述聚乙烯吡咯烷酮和水的混合物中，聚乙烯吡咯烷酮在水中的含量为10-150mg/ml，优选为20-50mg/ml；优选地，在所述聚四氟乙烯与水的混合物中，聚四氟乙烯在水中的含量为10-150mg/ml，优选为20-50mg/ml。5.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述正极活性材料的粒径为2nm-50μm，优选为1μm-5μm。6.权利要求1-5中任意一项所述的正极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)在惰性气氛中，将铝粉、硫粉和可选的过渡金属粉末进行球磨，得到混合粉末，并进行压制和烧结，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴川，吴锋，朱娜，白莹，王华丽，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11