【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种正极活性材料的制备方法和二次铝电池及其制备方法，更具体地 说，涉及一种纳米包覆正极活性材料的制备方法，正、负极纳米双包覆活性材料的二次 铝电池及其制备方法或纳米单包覆正极或负极活性材料中的任一电极的二次铝电池及 其制备方法。
技术介绍
随着人们对高能量密度电源的渴求，迫切需要廉价、安全、环保及高性能的二次电 池的开发与应用。以铝及其合金为负极材料、硫系材料为正极的二次铝硫电池则是满足 上述要求的电池之一。铝、硫材料安全、环保、价格低廉且资源丰富，电池安全性好。 金属铝理论能量密度高达2980 mAh/g，仅次于金属锂(3862mAh/g)。其体积比容量为 8050mAh/cm3，约为锂(2040raAh/cm3)的4倍，铝电极电位在中性及酸性介质中为-l. 66V， 在碱性介质中为-2.35V，元素硫也具有较大的理论能量密度(1670mAh/g)，都是理想的 高能电池材料。李广文等人(CN 1199936A)对中性、碱性体系的铝空气电池进行了研究，作为一次 电池，铝空气电池已经在便携式设备、固定电源和海洋用途等方面应用。然而，以铝空 气电池为代...
【技术保护点】
纳米导电聚合物表面包覆硫的正极活性材料的制备方法：上述导电聚合物选自：聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔以及其衍生物中的一种，其特征在于：该方法有以下步骤：将质量为１－１００ｇ的单质硫，装入２００－３００ｍｌ的三口烧瓶中，再加入体积为１０－１００ｍｌ的盐酸，超声波震荡０．５－１．５ｈ后，按照过硫酸胺（ＮＨ↓［４］）↓［２］Ｓ↓［２］Ｏ↓［８］与苯胺或噻吩或吡咯或乙炔以及其衍生物中的一种，摩尔比为１∶０．５－５，加入溶有苯胺或噻吩或吡咯或乙炔以及其衍生物中的一种单体的盐酸水溶液，磁力搅拌，在氮气保护下用滴液漏斗滴加过硫酸胺（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８溶液作为氧化剂，控制滴加速度，使溶液在...
【技术特征摘要】
1.纳米导电聚合物表面包覆硫的正极活性材料的制备方法上述导电聚合物选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔以及其衍生物中的一种，其特征在于该方法有以下步骤将质量为1-100g的单质硫，装入200-300ml的三口烧瓶中，再加入体积为10-100ml的盐酸，超声波震荡0.5-1.5h后，按照过硫酸胺(NH4)2S2O8与苯胺或噻吩或吡咯或乙炔以及其衍生物中的一种，摩尔比为1∶0.5-5，加入溶有苯胺或噻吩或吡咯或乙炔以及其衍生物中的一种单体的盐酸水溶液，磁力搅拌，在氮气保护下用滴液漏斗滴加过硫酸胺(NH4)2S2O8溶液作为氧化剂，控制滴加速度，使溶液在0.1-5小时内滴加完成，使反应进行5-7h后停止搅拌，在整个过程中，反应在室温下进行，所述室温是指16-35℃，反应结束，将产物进行离心分离，并在超声波作用下用去离子水洗涤产物，直到洗液无色，最终产物在70-90℃下真空干燥20-28h后即得到纳米导电聚合物包覆硫的正极活性材料。2. 如权利要求1所述的纳米导电聚合物表面包覆硫的正极活性材料的制备方法其特征在于上述纳米导电聚合物为纳米聚苯胺，该方法有以下步骤将质量为1-100g的单质硫，装入200-300ml的三口烧瓶中，再加入体积为10-100ml的盐酸，超声波震荡 0.5-1.5h后，按照过硫酸胺(NH4) &08与苯胺摩尔比为1: 0.5-5，加入溶有苯胺单体 的盐酸水溶液，磁力搅拌，在氮气保护下用滴液漏斗滴加过硫酸胺(NH4) &08溶液作为 氧化剂，控制滴加速度，使溶液在O. 1-5小时内滴加完成，使反应进行5-7h后停止搅 拌，在整个过程中，反应在室温下进行，所述室温是指16-35'C，反应结束，将产物进 行离心分离，并在超声波作用下用去离子水洗涤产物，直到洗液无色，最终产物在70-90 'C下真空干燥20-28h后即得到纳米聚苯胺表面包覆硫的正极活性材料。3. 如权利要求2所述的纳米导电聚合物表面包覆硫的正极活性材料的制备方法， 其特征在于上述纳米导电聚合物为纳米聚苯胺，该方法有以下步骤将质量为10-30g 的单质硫,装入200-300ml的三口烧瓶中，再加入体积为20-80ml的盐酸，超声波震荡 lh后，按照过硫酸胺与苯胺摩尔比为1: 1-3，加入溶有苯胺单体的盐酸水溶液，控制 滴加速度，使溶液在0.5-1.5小时内滴加完成，使反应进行6h后停止搅拌，最终产物 在80C下真空干燥24h后即得到纳米聚苯胺表面包覆硫的正极活性材料。4. 如权利要求2所述的纳米导电聚合物表面包覆硫的正极活性材料的制备方法， 其特征在于上述纳米导电聚合物为纳米聚苯胺，该方法有以下步骤将质量为3-5g 的单质硫，装入250ml的三口烧瓶中，再加入体积为30-50ml的盐酸，超声波震荡lh后， 按照过硫酸胺(NH4) 2S20s与苯胺摩尔比为1: 1，加入溶有苯胺单体的盐酸水溶液，控制滴加速度，使溶液在1小时内滴加完成，使反应进行6h后停止搅拌，最终产物在80 'C下真空干燥24h后即得到纳米聚苯胺表面包覆硫的正极活性材料。5. 二次铝电池，由正极、负极及电解质、隔膜构成，其特征在于它是由以纳米 表面包覆改性单质硫或C-S复合材料中的任一种为正极活性材料的正极，以纳米表面包 覆改性铝及铝合金或Al或A1-Zn中的任一种为负极活性材料的负极，有机或无机电解 质溶液或聚合物电解质或固体电解质中的任一种为电解质，隔膜，集流体，电池壳及引 线组成；应当指出的是上述正极包覆材料选自以下各类材料中的1种或多种的混合物: 1)半金属碳材料选自各种硬碳材料、软碳材料、石墨、石墨化材料及改性石墨类材料中的任一种或多种；2)氧化物或复合氧化物选自MgO、 A1203、 Si02、 SnO、 Ti02、 Sn02、 VA、 V02、 Mn02、 Fe203、 Fe304中的任一种或多种;3)盐类材料选自A1P04、 Mg3(P04)2 中的任一种；4)导电聚合物选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯聚乙炔以及其衍生物中的 任一种或多种；上述负极包覆材料选自以下各类材料中的l种或多种的混合物1)半 金属碳材料，选自各种硬碳材料、软碳材料、石墨、石墨化材料及改性石墨类材料中 的任一种或多种；2)导电聚合物选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯聚乙炔以及其衍生物 中的任一种或多种，该二次铝电池被做成单层扣式、多层巻绕圆柱形、多层折叠方形 多种形式与规格中的任一种。6. 如权利要求5所述的二次铝电池，由正极、负极及电解质、隔膜构成，其特征 在于上述纳米表面包覆改性单质硫的正极活性材料为纳米聚苯胺表面包覆硫的正极活 性材料，上述纳米表面包覆改性铝及铝合金的负极活性材料为纳米碳表面包覆铝粉及铝 合金粉的负极活性材料，该二次铝电池是由以纳米聚苯胺表面包覆硫的正极活性材料的 正极，以纳米碳表面包覆铝粉及铝合金粉的负极活性材料的负极，有机或无机电解质溶 液或聚合物电解质或固体电解质中的任一种为电解质，隔膜，集流体，电池壳及引线组 成。7. 二次铝电池的制备方法，其特征在于该方法有以下步骤1)纳米导电聚合物表面包覆硫的正极活性材料浆料的制备或碳硫复合材料为正极活性材料浆料的制备将质量为1-100g的单质硫，装入200-300ml的三口烧瓶中，再加 入体积为10-100ml的盐酸，超声波震荡0.5-1.5h后，按照过硫酸胺(NH4) 25208与苯胺 或噻吩或吡咯或乙炔以及其衍生物中的一种摩尔比为1: 0.5-5，加入溶有苯胺或噻吩或 吡咯或乙炔以及其衍生物中的一种单体的盐酸水溶液，磁力搅拌，在氮气保护下用滴液 漏斗滴加过硫酸胺(NH4) 2S20s溶液作为氧化剂，控制滴加速度，使溶液在O. 1-5小时内 滴加完成，使反应进行5-7h后停止搅拌，在整个过程中，反应在室温下进行，所述室 温是指16-35°C，反应结束，将产物进行离心分离，并在超声波作用下用去离子水洗涤产物，直到洗液无色，最终产物在70-90'C下真空干燥20-28h后即得到纳米导电聚合物 包覆硫的正极材料，或以质量比为1: 3的碳硫复合材料为正极材料，分别均加入导电剂超级导电碳黑(SUPER-P)、导电炭黑、乙炔黑和石墨粉中的l种或多种和粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、聚环氧乙烯(PEO)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)、乙丙橡胶中的一种或多种，比例为6-8: 1-3: 0.5-1.5，制成正极活性材料浆料；2)将上述制成的纳米导电聚合物表面包覆硫的正极活性材料浆料或碳硫复合材料 的正极活性材料浆料中的任一种涂在0.5-0.7mm厚的集流体泡沫镍、不锈钢网、碳纤 维布、铜网、铜箔、铝箔中的任l种基体上，烘干碾压至0.2-0.4mm裁成30-50mm宽X 140-160mm长的正极片，和0. 1_0. 2mm厚的玻璃纤维非织隔膜以及用纳米C表面包覆的 铝粉及铝合金粉或Al或Al-Zn中的任一种作为负极活性材料制备的负极片巻绕成电蕊 装入镀镍钢壳，再加入有机电解质，封口制成圆柱二次铝电池或AA型圆柱二次铝电池； 上述纳米C表面包覆改性铝及铝合金材料的负极材料的制备方法为将铝或铝合金与 研磨过筛后的聚环氧乙烯(PEO)粉末按质量比l: 1-10，放入球磨...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇光，黄兆丰，
申请(专利权)人：无锡欧力达新能源电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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