一種硫化聚合物正極及應(yīng)用該正極的二次鋁電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二次鋁電池，包括正極、含鋁負(fù)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硅氧烷。
【專利說明】一種硫化聚合物正極及應(yīng)用該正極的二次鋁電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學(xué)和新能源產(chǎn)品的【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種硫化聚合物的制備及以此硫化聚合物為正極活性物質(zhì)的二次鋁電池，尤其是涉及一種以硫化聚烷基硅氧烷為正極活性物質(zhì)的二次鋁電池及該硫化聚烷基硅氧烷的制備。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代科技的發(fā)展對能源的需求越來越高，而能源的緊缺又進(jìn)一步加劇了能源危機(jī)，因此資源豐富、價格低廉且環(huán)境友好型的可充蓄電池就成為亟待開發(fā)的產(chǎn)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(fù)極材料、硫及硫基化合物為正極活性材料。鋁、硫材料安全、環(huán)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(dá)2980mAh/g，僅次于金屬鋰(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，主鏈共軛并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(dǎo)電聚合物已經(jīng)引起關(guān)注，但是這類材料有其致命的缺點(diǎn):比容量低、開路電位小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)發(fā)明目的
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明采用硫化聚烷基硅氧烷為正極活性材料，制備了一種新型的聚合物鋁二次電池。硫化聚烷基硅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，并可減少了充放電過程中硫的流失。
[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種新型的硫化聚合物的制備方法，可以高效經(jīng)濟(jì)地得到硫化聚烷基硅氧烷，為二次鋁電池提供高比容量的正極活性材料。
[0007]本發(fā)明的目的還在于，提供該硫化聚合物用于二次電池的應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明的目的還在于，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(fā)明制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，工藝簡單，路徑綠色環(huán)保，具有較高的充放電容量和較好的循環(huán)性能及市場前景。
[0010](二)技術(shù)方案
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種二次鋁電池，包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)，其特征在于:
(a)含硫聚合物的正極，其中，所述含硫聚合物為硫化聚烷基硅氧烷；
(b)含鋁負(fù)極；
(C) 非水電解液。
[0011]下面是本發(fā)明電化學(xué)電池優(yōu)選的負(fù)極、正極、電解液的描述。
[0012]正極本發(fā)明的電池的正極包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和集流體。
[0013]方案采用的正極活性物質(zhì)為硫化聚烷基硅氧烷，其分子結(jié)構(gòu)包含硫硫單鍵和碳碳雙鍵的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)和硅氧基團(tuán)主鏈結(jié)構(gòu):

【權(quán)利要求】
1.一種二次鋁電池，包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)，其特征在于，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硅氧烷； (b)含鋁負(fù)極； (c)非水電解液。
2.如權(quán)利要求1所述的二次鋁電池，其特征在于，所述硫化聚烷基硅氧烷包含硫硫單鍵和碳碳雙鍵的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)和硅氧基團(tuán)主鏈結(jié)構(gòu)，其硫化聚合物分子結(jié)構(gòu)簡式如下式所示:
硫化聚合物分子結(jié)構(gòu)簡式
3.—種硫化聚烷基硅氧烷的制備方法，包括以下步驟: 將過量的升華硫加入到有機(jī)溶劑中，在室溫下攪拌5小時，然后緩慢升溫至10(T40(TC，再向溶液中加入聚烷基硅氧烷和催化劑，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2~14小時，所得黑色產(chǎn)物即為所述硫化聚烷基硅氧烷。
4.如權(quán)利要求3所述的硫化聚烷基硅氧烷的制備方法，其特征在于: 所述催化劑為氯化鋅、氯化硒、氯化碲、有機(jī)過氧化物、氨基甲酸乙酯中的任一種。
5.如權(quán)利要求3所述的硫化聚烷基硅氧烷的制備方法，其特征是: 有機(jī)溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺、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(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】趙宇光, 陳安良 申請人:南京中儲新能源有限公司