一种碳纳米管醌正极及以此为正极材料的二次铝电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种二次铝电池，包括正极、含铝负极和非水电解液。其中正极为碳纳米管/醌类化合物的复合材料，所述醌类化合物为醌及相应的衍生物中的任一种。
【专利说明】一种碳纳米管醌正极及以此为正极材料的二次铝电池
【技术领域】
[0001]本发明属于电化学和新能源产品的【技术领域】，涉及一种新型的二次铝电池。更具体的说，是涉及一种碳纳米管/醌复合材料的制备方法，以及以此复合材料为正极活性物质的二次铝电池。
【背景技术】
[0002]规模化高效储能技术是解决太阳能和风能等新能源发电的随机性和间歇性，改善新能源发电质量，推进新能源普及应用的迫切需要但又急待解决的关键核心技术。新能源产业的飞速发展，对储能电池性能提出了越来越高的指标要求。而现有锂离子电池虽因其具有优良的电化学性能而得到广泛应用，但在能量密度和功率密度及安全性等方面的提升空间有限，资源有限、价格高，已成为其发展的瓶颈。为此，迫切需要发展基于新构思、新材料和新技术的、性能更加优良的蓄电技术。
[0003]相对于单电子体系的锂，3电子体系的铝具有提供更高能量密度的潜能。铝是地壳储量最多的金属元素，具有能量高、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(3682m Ah/g)，体积比容量为8050mAh/cm3，约为锂(2040Ah/cm3)的4倍，是目前所有电池金属电极材料中最高的，作为负极材料有其他金属材料无可比拟的优势。铝二次电池正极材料的研究较少，目前主要集中于导电聚合物正极材料和一些过渡金属氧化物正极材料。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明将碳纳米管和醌类化合物物质进行复合作为正极活性材料制备了二次铝电池，在保证了导电性和比容量的前提下，电池的循环性仍能得到较大提升。
[0005](一)发明目的本发明的目的在于提供一种醌类化合物及其衍生物和碳纳米管的复合材料的制备方法。
[0006]本发明的目的还在于提供一种以此复合材料为正极活性物质的二次铝电池。
[0007]这种铝二次电池制备简单，环保无污染。
[0008](二)技术方案为实现上述目的，本发明提供一种二次铝电池，包括正极、负极和电解质，其特征在于:
(a)含碳纳米管/醌类化合物复合材料的正极，其中，所述醌类化合物为醌及其衍生物；
(b)含铝负极；
(c)非水电解液。
[0009]下面是本发明电化学电池优选的负极、正极、电解液的描述。
[0010]正极
本发明的电池的正极包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体。
[0011]方案所述的正极活性物质为碳纳米管/醌类化合物复合材料。
[0012]方案中所述的醌类化合物为醌及其衍生物，为下列结构式中的任一种:
【权利要求】
1.一种二次铝电池，包括正极、负极和电解质，其特征在于: (a)含碳纳米管/醌类化合物复合材料的正极，其中，所述醌类化合物为醌及其衍生物； (b)含铝负极； (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，所述醌及其衍生物为下列结构式中的一种:
其中R=H，含氧基团，氨基，吡啶基。
3.如权利要求1所述的二次铝电池，其特征在于，所述含铝负极包含铝金属或铝合金。
4.如权利要求1所述的二次铝电池，其特征在于，所述非水电解液包含卤铝酸型离子液体。
5.如权利要求4所述的二次铝电池，其特征在于，所述卤铝酸型离子液体为离子液体-卤化铝体系，其中，所述离子液体-卤化铝的摩尔比为1:1.1-3.0。
6.如权利要求5所述的二次铝电池，其特征在于，所述离子液体的阳离子包括咪唑鎗离子，吡啶鎗离子，吡咯鎗离子，哌啶鎗离子，吗啉鎗离子，季铵盐离子，季鱗盐离子和叔銃盐离子；阴离子包括 Cl-，Br-, 1-, PF6-，BF4-，CN-，SCN-，[N(CF3S02) 2]-，[N (CN) 2]-等离子。
7.如权利要求5所述的二次铝电池，其特征在于，所述卤化铝为氯化铝、溴化铝或碘化铝中的一种。
8.—种应用于权利要求1所述的正极活性材料碳纳米管/醌类化合物化合物复合材料的制备方法，其特征在于，其制备过程为:将碳纳米管和醌类化合物有机物以一定的质量比混合,加入到球磨机中，以250r/min的转速球磨5小时，再将球磨后的产物收集备用。
9.如权利要求8所述一种二次铝电池正极活性材料的碳纳米管/醌类化合物复合材料的制备方法，其特征在于，碳纳米管和醌类化合物的优选质量比为1:4。
【文档编号】H01M4/62GK104078703SQ201410221479
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】赵宇光, 陈安良 申请人:南京中储新能源有限公司