一種硫化聚合物正極及應用該正極的二次鋁電池的製作方法

2023-06-28 06:14:56

一種硫化聚合物正極及應用該正極的二次鋁電池的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種二次鋁電池，包括正極、含鋁負極和非水電解液。所述正極為含硫聚合物，其中，含硫聚合物為包含硫硫單鍵和碳碳雙鍵的硫化聚烷基矽氧烷。
【專利說明】一種硫化聚合物正極及應用該正極的二次鋁電池

【技術領域】
[0001]本發明屬於電化學和新能源產品的【技術領域】，涉及一種硫化聚合物的製備及以此硫化聚合物為正極活性物質的二次鋁電池，尤其是涉及一種以硫化聚烷基矽氧烷為正極活性物質的二次鋁電池及該硫化聚烷基矽氧烷的製備。

【背景技術】
[0002]現代科技的發展對能源的需求越來越高，而能源的緊缺又進一步加劇了能源危機，因此資源豐富、價格低廉且環境友好型的可充蓄電池就成為亟待開發的產品。
[0003]新型的鋁二次電池是一種安全、高性能、低成本的綠色電池，其以鋁或鋁合金為負極材料、硫及硫基化合物為正極活性材料。鋁、硫材料安全、環保、價格低廉且資源豐富，電池安全性非常好。金屬鋁理論能量密度高達2980mAh/g，僅次於金屬鋰(3862mAh/g)，然而其體積比容量為8050mAh/cm3，約為鋰(2040mAh/g)的4倍。
[0004]作為鋁二次電池的正極材料，主鏈共軛並具有氧化還原活性的聚合物如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚苯等導電聚合物已經引起關注，但是這類材料有其致命的缺點:比容量低、開路電位小。


【發明內容】

[0005](一)發明目的
為了解決現有技術的缺陷，本發明採用硫化聚烷基矽氧烷為正極活性材料，製備了一種新型的聚合物鋁二次電池。硫化聚烷基矽氧烷聚合物分子中含有大量的S-S鍵和碳碳共軛雙鍵，具有高比容量，並可減少了充放電過程中硫的流失。
[0006]本發明的目的在於，提供一種新型的硫化聚合物的製備方法，可以高效經濟地得到硫化聚烷基矽氧烷，為二次鋁電池提供高比容量的正極活性材料。
[0007]本發明的目的還在於，提供該硫化聚合物用於二次電池的應用。
[0008]本發明的目的還在於，提供一種新型的二次鋁電池，這種電池的正極活性材料為硫化聚燒基娃氧燒。
[0009]本發明製備方法簡單，生產成本低，工藝簡單，路徑綠色環保，具有較高的充放電容量和較好的循環性能及市場前景。
[0010](二)技術方案
為實現上述發明目的，本發明提供一種二次鋁電池，包括正極、負極和電解質，其特徵在於:
(a)含硫聚合物的正極，其中，所述含硫聚合物為硫化聚烷基矽氧烷；
(b)含鋁負極；
(C) 非水電解液。
[0011]下面是本發明電化學電池優選的負極、正極、電解液的描述。
[0012]正極本發明的電池的正極包括正極活性物質、導電劑、粘結劑和集流體。
[0013]方案採用的正極活性物質為硫化聚烷基矽氧烷，其分子結構包含硫硫單鍵和碳碳雙鍵的側鏈結構和矽氧基團主鏈結構:

【權利要求】
1.一種二次鋁電池，包括正極、負極和電解質，其特徵在於，包括: (a)含硫聚合物的正極，其中，所述含硫聚合物為硫化聚烷基矽氧烷； (b)含鋁負極； (c)非水電解液。
2.如權利要求1所述的二次鋁電池，其特徵在於，所述硫化聚烷基矽氧烷包含硫硫單鍵和碳碳雙鍵的側鏈結構和矽氧基團主鏈結構，其硫化聚合物分子結構簡式如下式所示:
硫化聚合物分子結構簡式
3.—種硫化聚烷基矽氧烷的製備方法，包括以下步驟: 將過量的升華硫加入到有機溶劑中，在室溫下攪拌5小時，然後緩慢升溫至10(T40(TC，再向溶液中加入聚烷基矽氧烷和催化劑，繼續攪拌反應2~14小時，所得黑色產物即為所述硫化聚烷基矽氧烷。
4.如權利要求3所述的硫化聚烷基矽氧烷的製備方法，其特徵在於: 所述催化劑為氯化鋅、氯化硒、氯化碲、有機過氧化物、氨基甲酸乙酯中的任一種。
5.如權利要求3所述的硫化聚烷基矽氧烷的製備方法，其特徵是: 有機溶劑為N，N- 二甲基甲醯胺、二硫化碳、四氯化碳和苯中的任一種。
【文檔編號】H01M4/60GK104078677SQ201410221478
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】趙宇光, 陳安良 申請人:南京中儲新能源有限公司