一种铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料及其制备方法,铝离子电池与流程

文档序号:11956618阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料,其特征在于:该复合正极材料为核壳结构,所述核壳结构的内核为单质硫,外壳为主要由纳米二氧化钛、碳纳米管、多孔沥青热解碳复合形成的包覆层;其中,单质硫与纳米二氧化钛、碳纳米管的质量比为(0.5~5):(1~5):(0.1~1),纳米二氧化钛与形成热解碳的多孔沥青的质量比为(1~5):(1~10)。

2.一种如权利要求1所述的铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料的制备方法,其特征在于:包括下列步骤:

1)取多孔沥青加热熔化后,加入纳米二氧化钛、碳纳米管和分散剂,混合得包覆前驱液;

2)将单质硫加入步骤1)所得包覆前驱液,分散均匀得胶状液;将所得胶状液以1.5~5℃/min的升温速率升温至350~500℃并保温2~12h,后洗涤、过滤、干燥得复合材料;

3)将步骤2)所得复合材料以1~4℃/min的升温速率升温至450~600℃,进行一次碳化2~6h,之后以1~4℃/min的升温速率升温到600~1200℃进行二次碳化2~12h,即得所述复合正极材料。

3.根据权利要求2所述的铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料的制备方法,其特征在于:所述多孔沥青是由以下方法制备的:

将沥青加入无水四氯化碳中,溶解得到沥青基四氯化碳溶液;将无水三氯化铝加入无水四氯化碳中,溶解后加入沥青基四氯化碳溶液,搅拌条件下在30~70℃进行回流反应2~72h,后加入乙醇终止反应,过滤、洗涤、干燥即得多孔沥青。

4.根据权利要求3所述的铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料的制备方法,其特征在于:沥青与无水三氯化铝的质量比为(1~10):(5~50)。

5.根据权利要求2所述的铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述多孔沥青加热熔化的温度为80~200℃。

6.根据权利要求2所述的铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠;分散剂的加入量为:分散剂与多孔沥青的质量比为(0.1~1):(1~10)。

7.根据权利要求2所述的铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述洗涤是采用甲苯、四氢呋喃中的任意一种或混合物进行洗涤。

8.根据权利要求2所述的铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料的制备方法,其特征在于:步骤3)中,一次碳化的气氛为空气或O2气氛;二次碳化的气氛为空气或N2气氛。

9.一种铝离子电池,包括正极、负极、隔膜和电解液,其特征在于:所述正极所用的正极活性物质为权利要求1所述的铝离子电池用硫/二氧化钛/热解碳复合正极材料。

10.根据权利要求9所述的铝离子电池,其特征在于:所述电解液的电解质为AlCl3/三乙胺盐酸盐离子液体,溶剂为1,2-二氯乙烷与碳酸乙烯酯的混合溶剂。

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