一種鋁離子電池用正極材料及鋁離子電池的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁離子電池用正極材料及鋁離子電池，該正極材料是由以下方法制備的：取介孔炭、單質(zhì)硫和氟化鈉按照質(zhì)量比為10:(10～50):(0.5～2)的比例混合后，加熱至240～260℃并保溫2.5～3.5h，后升溫至280～320℃并保溫2.5～3.5h，冷卻即得。該正極材料依靠介孔炭高度有序的六方型結(jié)構(gòu)包覆硫材料，提高了單質(zhì)硫的導(dǎo)電率，降低了膨脹率，同時(shí)提高了其與電解液的相容性并提高了比容量；利用氟化鈉與電解液的相容性特點(diǎn)，提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；介孔炭、單質(zhì)硫和氟化鈉相互配合、協(xié)調(diào)作用，使正極材料具有克容量高、循環(huán)性能佳的特點(diǎn)，適用于制備高比能量密度的鋁離子電池。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種錯(cuò)離子電池用正極材料及錯(cuò)離子電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于侶離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種侶離子電池用正極材料，同時(shí)還 設(shè)及一種采用該正極材料的侶離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 侶二次電池，是繼鉛酸電池、儀儒電池、儀氨電池和裡二次電池之后的新一代化學(xué) 電源。侶二次電池體系與其他二次電池相比，具有能量更大、成本更低、重量更輕、體積更 小、更環(huán)保、更安全穩(wěn)定、性?xún)r(jià)比更高等特點(diǎn)，是可W循環(huán)利用持續(xù)發(fā)展的可再生新能源。侶 電極電位很負(fù)，在中性及酸性介質(zhì)中為-1.66V，在堿性介質(zhì)中為-2.35V，金屬侶廉價(jià)、易得、 易回收，而且侶是地球上含量最豐的金屬元素，成本低；侶的比能量很高，理論電化學(xué)比容 量達(dá)2980mAh/g，在金屬元素中僅次于裡;侶的體積比容量為8050Ah/cm3,高于現(xiàn)在所有電 池負(fù)極材料。由于侶離子電池負(fù)極材料具有較高的容量，相應(yīng)負(fù)極也應(yīng)具有較高的容量，方 能與正極匹配，并制備出高能量密度的侶離子電池。
[0003] 單質(zhì)硫的比容量可達(dá)1672mAh/g，是人們目前所了解的正極材料中比容量最高的。 而目前硫的應(yīng)用主要應(yīng)用在Na/S、Li/S電池方面，但是化/S電池在300°C下僅僅可W循環(huán)充 放電800次，但用100%單質(zhì)硫電極組成的Li/S電池在室溫下不可能進(jìn)行充放電，同時(shí)活性 物質(zhì)利用率低、循環(huán)性能極差，造成其難W推廣應(yīng)用。其原因?yàn)?，室溫下單質(zhì)硫?yàn)殡娮雍碗x 子的絕緣體，制備出的電極中存在許多單質(zhì)硫的"孤島"，表明很多活性物質(zhì)未參加電化學(xué) 反應(yīng)，并且充放電過(guò)程中體積變化也有很大的影響。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，CN101728538A公開(kāi)了一種用于裡離子電池正極的有序納米結(jié)構(gòu)/介 孔碳復(fù)合材料，W有序碳基介孔材料為載體，在其孔道內(nèi)負(fù)載有納米硫而形成的。其制備方 法為:在惰性氣氛下，在150~160°C溫度下加熱硫和有序碳基介孔材料的混合物，硫碳的質(zhì) 量比控制在1/9~4/1，并保溫3~化即得。該復(fù)合材料為裡-硫電池找到了一種很好的載體 材料。但是其電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)20次循環(huán)后容量?jī)H有首次放電容量的一半左 右，容量保持率及循環(huán)穩(wěn)定性差，不適用于高比能量密度的侶離子電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種侶離子電池用正極材料，克容量高，循環(huán)性能優(yōu)異，可用 于高比能量密度的侶離子電池。
[0006] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種采用上述的正極材料的侶離子電池。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)W上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[000引一種侶離子電池用正極材料，是由W下方法制備的：
[0009] 取介孔炭、單質(zhì)硫和氣化鋼按照質(zhì)量比為10: (10~50) :(0.5~2)的比例混合后， 加熱至240~260°C并保溫2.5~3.5h，后升溫至280~320°C并保溫2.5~3.5h，冷卻即得。
[0010] 本發(fā)明的侶離子電池用正極材料，依靠單質(zhì)硫高比容量的特性，在其表面包覆導(dǎo) 電率高、比表面積大、膨脹系數(shù)高的介孔炭，降低了復(fù)合材料的膨脹率，提高了其與電解液 的相容性。同時(shí)，氣化鋼中所含的氣離子與電解液中的氯離子屬于同種主族類(lèi)，可使電解液 在負(fù)極表面形成的固體電解質(zhì)界面膜SEI更牢固、結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定;而鋼離子與裡離子也屬同族 元素，結(jié)構(gòu)相似，同樣可W提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0011] 本發(fā)明的侶離子電池用正極材料，是將介孔炭、單質(zhì)硫和氣化鋼按照特定比例混 合后，經(jīng)高溫保溫處理制成的，單質(zhì)硫進(jìn)入介孔炭的孔桐中，形成介孔炭包覆硫材料;該正 極材料依靠介孔炭高度有序的六方型結(jié)構(gòu)包覆硫材料，提高了單質(zhì)硫的導(dǎo)電率，降低了單 質(zhì)硫的膨脹率，同時(shí)提高了其與電解液的相容性，并提高了其比容量;少量的氣化鋼滲雜在 介孔炭/單質(zhì)硫之間，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；同時(shí)利用氣化鋼與電解液的相容性特點(diǎn)，提高材料 的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;所得正極材料中，介孔炭、單質(zhì)硫和氣化鋼相互配合、協(xié)調(diào)作用，使正極材料 具有克容量高、循環(huán)性能佳的特點(diǎn)，適用于制備能量密度>300Wh/kg的高比能量密度侶離 子電池。
[0012] 所述的侶離子電池用正極材料中，所述介孔炭是由包括下列步驟的方法制備的：
[0013] 1)取水和乙醇混合作為共溶劑，加入十六烷基=甲基氯化錠和=乙醇胺后，將體 系升溫至55~65°C，加入正娃酸乙醋和Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷后，在105~115°C、高壓 條件下反應(yīng)40~50h，得中空二氧化娃模板混合液;其中，正娃酸乙醋、Y-氨丙基甲基二乙氧 基硅烷與S乙醇胺的體積比為10:1: (1~5);
[0014] 2)將葡萄糖溶液、表面活性劑溶液與步驟1)所得中空二氧化娃模板混合液混合， 得中空二氧化娃/葡萄糖混合液；其中，葡萄糖與表面活性劑的質(zhì)量比為24: (3~10)，每 1 Oml的正娃酸乙醋對(duì)應(yīng)使用葡萄糖24g;
[0015] 3)將步驟2)所得中空二氧化娃/葡萄糖混合液在45~55°C條件下攬拌晶化，得二 氧化娃/葡萄糖復(fù)合物;將所得復(fù)合物進(jìn)行碳化后冷卻，得二氧化娃/碳復(fù)合材料；
[0016] 4)將步驟3)所得二氧化娃/碳復(fù)合材料置于氨氣酸中酸洗，后過(guò)濾、干燥，即得所 述介孔炭。
[0017] 步驟1)所述共溶劑中，水與乙醇的體積比為20:80~120;所述共溶劑的用量為:每 1 Oml的正娃酸乙醋對(duì)應(yīng)使用共溶劑100~140ml。
[0018] 步驟1)中，所述十六烷基=甲基氯化錠的用量為：每IOml的正娃酸乙醋對(duì)應(yīng)使用 十六烷基=甲基氯化錠0.1~0.5g。
[0019] 步驟1)中，所述高壓是指5~25MPa。
[0020] 步驟2)中，所述表面活性劑溶液為表面活性劑P123(聚環(huán)氧乙燒-聚環(huán)氧丙烷-聚 環(huán)氧乙燒S嵌段共聚物）的乙醇溶液。每3~IOg的P123對(duì)應(yīng)溶解在20ml乙醇中。
[0021] 步驟2)中，所述混合是指先將表面活性劑溶液與1/3配方量的中空二氧化娃模板 混合液混合后，再與葡萄糖溶液混合后，加入剩余配方量的中空二氧化娃模板混合液混合。 所述葡萄糖溶液是葡萄糖水溶液，每Mg葡萄糖對(duì)應(yīng)溶解在20~40ml水中。
[0022] 步驟3)中，所述攬拌晶化的時(shí)間為20~30h，攬拌的轉(zhuǎn)速為40~80r/min。
[0023] 步驟3)中，所述碳化是將復(fù)合物Wl~5°C/min的速率升溫至180~220°C并保溫 1.5~2.化后，再Wl~5°C/min的速率升溫至750~850°C并保溫1.5~2.化。
[0024] 步驟4)中，所述氨氣酸的質(zhì)量濃度為40%。
[0025] 本發(fā)明的侶離子電池用正極材料中，所用的介孔炭是利用中空二氧化娃為模板材 料制備的，與實(shí)屯、二氧化娃模板相比，具有碳包覆量大、均一的特點(diǎn)；同時(shí)在之后的氨氣酸 去除模板過(guò)程中，由于孔隙較多，HF更容易腐蝕二氧化娃，提高了介孔炭的純度和保持其形 貌的規(guī)整性，為之后的正極材料的克容量發(fā)揮提供了基礎(chǔ)。
[0026] 本發(fā)明的侶離子電池用正極材料，將采用中空二氧化娃模板法制備出的介孔炭包 覆在單質(zhì)硫表面，包覆均勻、一致性高，單質(zhì)硫與介孔炭的結(jié)合更好;可W發(fā)揮介孔炭與單 質(zhì)硫之間的協(xié)同效應(yīng)，即介孔炭包覆在高容量硫表面提供高的導(dǎo)電率和與離子液體電解液 的相容性，而單質(zhì)硫?yàn)閺?fù)合材料提供更高的比容量，從而進(jìn)一步提高正極材料的比容量和 能量密度。
[0027] 一種侶離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液，所述正極所用正極活性物質(zhì)為 上述的正極材料。
[0028] 所述的侶離子電池，所述負(fù)極為侶;所述隔膜為陶瓷隔膜;所述電解液中的電解質(zhì) 為A1C13/S乙胺鹽酸鹽離子液體，溶劑為1,2-二氯乙燒(DCE)與碳酸乙締醋化C)的混合溶 劑。
[0029] 優(yōu)選的，所述混合溶劑中，1,2-二氯乙燒(DCE)與碳酸乙締醋化C)的質(zhì)量比為7:3。 進(jìn)一步的，所述1,2-二氯乙燒(DCE)在電解液中的質(zhì)量百分比為7%，所述碳酸乙締醋化C) 在電解液中的質(zhì)量百分比為3%。
[0030] 本發(fā)明的侶離子電池，采用上述的正極材料為正極活性物質(zhì)，具有克容量高、循環(huán) 性能好、使用壽命長(zhǎng)等特性。
[0031] 進(jìn)一步的，依靠電解液中的1,2-二氯乙燒化CE)與碳酸乙締醋巧C)的混合溶劑，改 善了侶的溶解沉積性能，氧化還原峰值高，可逆性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為實(shí)施例1所得正極材料的沈M圖；
[0033] 圖2為實(shí)施例與對(duì)比例的侶離子電池的循環(huán)曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 本實(shí)施例的侶離子電池用正極材料，是由W下方法制備的：
[0037] 1)中空二氧化鐵模板混合液的制備：
[0038] 取20ml去離子水和100mL乙醇混合作為共溶劑，滴入0.3g的十六烷基S甲基氯化 錠，攬拌均勻后，再滴加3ml的S乙醇胺，攬拌20min后，將體系加熱到60°C，在此溫度下緩慢 加入IOml的正娃酸乙醋（TEOS)和Iml的Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，之后在110°C、5M化高 壓反應(yīng)蓋中反應(yīng)4她，得中空二氧化鐵模板混合液；
[0039] 2)中空二氧化娃/葡萄糖混合液的制備：
[0040] 將Mg葡萄糖加入20ml水中攬拌30min使其充分溶解，得到葡萄糖溶液；
[0041] 將3g的P123(聚環(huán)氧乙燒-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙燒=嵌段共聚物)表面活性劑溶 解到20ml的乙醇中，攬拌均勻后得表面活性劑溶液；
[0042] 將所得表面活性劑溶液緩慢倒入1/3體積步驟1)所得中空二氧化鐵模板混合液 中，混合均勻，再與葡萄糖溶液混合后，緩慢加入到剩余的中空二氧化鐵模板混合液中，W 6化/min的轉(zhuǎn)速攬拌化，使其充分分散均勻，得到中空二氧化娃/葡萄糖混合液；
[0043] 3)二氧化娃/碳復(fù)合材料的制備：
[0044] 將步驟2)所得中空二氧化娃/葡萄糖混合液轉(zhuǎn)移到磁力油浴鍋中，在50°C、轉(zhuǎn)速 6化/min條件下攬拌晶化2地，得到二氧化娃/葡萄糖復(fù)合物;之后將該復(fù)合物轉(zhuǎn)移到管式爐 中，W3°C/min的升溫速率升溫至200°C并保溫化，之后再W3°C/min的升溫速率升溫至800 °C并保溫化，后自然降至室溫，得到二氧化娃/碳復(fù)合材料；
[0045] 4)介孔炭制備：
[0046] 將步驟3)所得二氧化娃/碳復(fù)合材料置于IOOmU質(zhì)量濃度為40%的氨氣酸中酸洗 4她，后過(guò)濾、干燥、粉碎，得到介孔炭；
[0047] 5)正極材料的制備：
[004引將IOg上述所得的介孔炭、30g單質(zhì)硫和Ig氣化鋼混合后，加熱至250°C，在此溫度 下保持化，然后將溫度升高到300°C，保溫化，自然降溫至室溫，即得所述正極材料。
[0049] 本實(shí)施例所得正極材料的沈M圖如圖1所示。從圖1可W看出，復(fù)合材料呈現(xiàn)片狀結(jié) 構(gòu)，材料之間的孔桐分布合理，表面包覆均勻，同時(shí)材料之間均勻滲雜有氣化鋼材料，提高 其材料的一致性。
[0050] 本實(shí)施例的侶離子電池，是W上述所得正極材料為正極活性物質(zhì)制備正極，高純 侶片為負(fù)極，隔膜為陶瓷隔膜，A1C13/ =乙胺鹽酸鹽離子液體為電解質(zhì)，電解液的溶劑為1， 2-二氯乙燒（DCE)與碳酸乙締醋化C)的混合溶劑組裝成扣式電池。其中，1,2-二氯乙燒 (DCE)在電解液中的質(zhì)量百分含量為7 %，碳酸乙締醋化C)在電解液中的質(zhì)量百分含量為 3%。
[0化1]實(shí)施例2
[0052] 本實(shí)施例的侶離子電池用正極材料，是由W下方法制備的：
[0053] 1)中空二氧化鐵模板混合液的制備：
[0054] 取20ml去離子水和100mL乙醇混合作為共溶劑，滴入0.1 g的十六烷基S甲基氯化 錠，攬拌均勻后，再滴加Iml的=乙醇胺，攬拌20min后，將體系加熱到60°C，在此溫度下緩慢 加入IOml的正娃酸乙醋(TEOS)和Iml的Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，之后在110°C、15MPa高 壓反應(yīng)蓋中反應(yīng)4她，得中空二氧化鐵模板混合液；
[0055] 2)中空二氧化娃/葡萄糖混合液的制備：
[0056] 將Mg葡萄糖加入20ml水中攬拌30min使其充分溶解，得到葡萄糖溶液；
[0057] 將3g的P123(聚環(huán)氧乙燒-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙燒=嵌段共聚物)表面活性劑溶 解到20ml的乙醇中，攬拌均勻后得表面活性劑溶液；
[005引將所得表面活性劑溶液緩慢倒入1/3體積步驟1)所得中空二氧化鐵模板混合液 中，混合均勻，再與葡萄糖溶液混合后，緩慢加入到剩余的中空二氧化鐵模板混合液中，W 6化/min的轉(zhuǎn)速攬拌化，使其充分分散均勻，得到中空二氧化娃/葡萄糖混合液；
[0059] 3)二氧化娃/碳復(fù)合材料的制備：
[0060] 將步驟2)所得中空二氧化娃/葡萄糖混合液轉(zhuǎn)移到磁力油浴鍋中，在50°C、轉(zhuǎn)速 6化/min條件下攬拌晶化2地，得到二氧化娃/葡萄糖復(fù)合物;之后將該復(fù)合物轉(zhuǎn)移到管式爐 中，WrC/min的升溫速率升溫至200°C并保溫化，之后再WrC/min的升溫速率升溫至800 °C并保溫化，后自然降至室溫，得到二氧化娃/碳復(fù)合材料；
[0061 ] 4)介孔炭制備：
[0062] 將步驟3)所得二氧化娃/碳復(fù)合材料置于100ml、質(zhì)量濃度為40%的氨氣酸中酸洗 4她，后過(guò)濾、干燥、粉碎，得到介孔炭；
[0063] 5)正極材料的制備：
[0064] 將IOg上述所得的介孔炭、IOg單質(zhì)硫和0.1 g氣化鋼混合后，加熱至250°C，在此溫 度下保持化，然后將溫度升高到300°C，保溫化，自然降溫至室溫，即得所述正極材料。
[0065] 本實(shí)施例的侶離子電池，是W上述所得正極材料為正極活性物質(zhì)制備正極，其余 同實(shí)施例1。
[0066] 實(shí)施例3
[0067] 本實(shí)施例的侶離子電池用正極材料，是由W下方法制備的：
[0068] 1)中空二氧化鐵模板混合液的制備：
[0069] 取20ml去離子水和100mL乙醇混合作為共溶劑，滴入0.5g的十六烷基S甲基氯化 錠，攬拌均勻后，再滴加5ml的S乙醇胺，攬拌20min后，將體系加熱到60°C，在此溫度下緩慢 加入IOml的正娃酸乙醋(TEOS)和Iml的Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，之后在110°C、25Mpa高 壓反應(yīng)蓋中反應(yīng)4她，得中空二氧化鐵模板混合液；
[0070] 2)中空二氧化娃/葡萄糖混合液的制備：
[0071] 將Mg葡萄糖加入40ml水中攬拌30min使其充分溶解，得到葡萄糖溶液；
[0072] 將IOg的P123(聚環(huán)氧乙燒-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙燒=嵌段共聚物)表面活性劑溶 解到20ml的乙醇中，攬拌均勻后得表面活性劑溶液；
[0073] 將所得表面活性劑溶液緩慢倒入1/3體積步驟1)所得中空二氧化鐵模板混合液 中，混合均勻，再與葡萄糖溶液混合后，緩慢加入到剩余的中空二氧化鐵模板混合液中，W 6化/min的轉(zhuǎn)速攬拌化，使其充分分散均勻，得到中空二氧化娃/葡萄糖混合液；
[0074] 3)二氧化娃/碳復(fù)合材料的制備：
[0075] 將步驟2)所得中空二氧化娃/葡萄糖混合液轉(zhuǎn)移到磁力油浴鍋中，在50°C、轉(zhuǎn)速 6化/min條件下攬拌晶化2地，得到二氧化娃/葡萄糖復(fù)合物;之后將該復(fù)合物轉(zhuǎn)移到管式爐 中，W5°C/min的升溫速率升溫至200°C并保溫化，之后再W5°C/min的升溫速率升溫至800 °C并保溫化，后自然降至室溫，得到二氧化娃/碳復(fù)合材料；
[0076] 4)介孔炭制備：
[0077] 將步驟3)所得二氧化娃/碳復(fù)合材料置于IOOmU質(zhì)量濃度為40%的氨氣酸中酸洗 4她，后過(guò)濾、干燥、粉碎，得到介孔炭；
[0078] 5)正極材料的制備：
[0079] 將IOg上述所得的介孔炭、50g單質(zhì)硫和2g氣化鋼混合后，加熱至250°C，在此溫度 下保持化，然后將溫度升高到300°C，保溫化，自然降溫至室溫，即得所述正極材料。
[0080] 本實(shí)施例的侶離子電池，是W上述所得正極材料為正極活性物質(zhì)制備正極，其余 同實(shí)施例1。
[0081 ] 實(shí)驗(yàn)例
[0082] 本實(shí)驗(yàn)例對(duì)實(shí)施例1-3所得侶離子電池的循環(huán)性能進(jìn)行測(cè)試。
[0083] 電池充放電循環(huán)測(cè)試，WlC充電至2.5V，0.5C放電，放電截止電壓為1.2V。
[0084] 其中，對(duì)比例的正極材料是將IOg無(wú)序介孔碳與30g單質(zhì)硫混合后加熱到250°C，此 溫度下保持3小時(shí)，然后將溫度升高到300°C，保溫3小時(shí)，之后自然降溫到室溫即得介孔碳/ 硫復(fù)合材料。所用的無(wú)序介孔碳為市場(chǎng)上購(gòu)置(廠家：南京先豐納米科技有限公司，型號(hào)： XFP05)。對(duì)比例的侶離子電池是采用上述的正極材料為正極活性物質(zhì)制備正極，其余同實(shí) 施例1。
[0085] 測(cè)試結(jié)果如表1和圖2所示。
[0086] 表1實(shí)施例與對(duì)比例的放電電化學(xué)性能比較
[0087]
[008引從表1和圖2可W看出，實(shí)施例1-3制備出的侶離子電池的初始放電容量及能量密 度明顯優(yōu)于對(duì)比例。其原因?yàn)?本發(fā)明的正極材料具有較高的容量為侶離子電池提供高的 克容量，同時(shí)本發(fā)明采用中空二氧化娃模板法所得的介孔炭具有較大的比表面積可W容納 更多的侶離子，從而提高正極材料的放電容量和能量密度;介孔炭包覆在硫表面，降低了硫 的結(jié)構(gòu)變化并提高其導(dǎo)電率;并利用氣化鋼與電解液具有較高的相容性，從而提高了侶離 子電池的循環(huán)性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁離子電池用正極材料，其特征在于:是由以下方法制備的： 取介孔炭、單質(zhì)硫和氟化鈉按照質(zhì)量比為10: (10~50): (0.5~2)的比例混合后，加熱 至240~260°C并保溫2.5~3.5h，后升溫至280~320°C并保溫2.5~3.5h，冷卻即得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁離子電池用正極材料，其特征在于:所述介孔炭是由包括下 列步驟的方法制備的： 1) 取水和乙醇混合作為共溶劑，加入十六烷基三甲基氯化銨和三乙醇胺后，將體系升 溫至55~65°C，加入正硅酸乙酯和Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷后，在105~115°C、高壓條件 下反應(yīng)40~50h，得中空二氧化硅模板混合液;其中，正硅酸乙酯、Y-氨丙基甲基二乙氧基硅 烷與三乙醇胺的體積比為10:1: (1~5); 2) 將葡萄糖溶液、表面活性劑溶液與步驟1)所得中空二氧化硅模板混合液混合，得中 空二氧化硅/葡萄糖混合液;其中，葡萄糖與表面活性劑的質(zhì)量比為24: (3~10)，每10ml的 正硅酸乙酯對(duì)應(yīng)使用葡萄糖24g; 3) 將步驟2)所得中空二氧化硅/葡萄糖混合液在45~55°C條件下攪拌晶化，得中空二 氧化硅/葡萄糖復(fù)合物;將所得復(fù)合物進(jìn)行碳化后冷卻，得二氧化硅/碳復(fù)合材料； 4) 將步驟3)所得二氧化硅/碳復(fù)合材料置于氫氟酸中酸洗，后過(guò)濾、干燥，即得所述介 孔炭。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁離子電池用正極材料，其特征在于:步驟1)所述共溶劑中， 水與乙醇的體積比為20:80~120;所述共溶劑的用量為:每10ml的正硅酸乙酯對(duì)應(yīng)使用共 溶劑100~140ml。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁離子電池用正極材料，其特征在于:步驟1)中，所述十六烷 基三甲基氯化銨的用量為：每l〇ml的正硅酸乙酯對(duì)應(yīng)使用十六烷基三甲基氯化銨0.1~ 0.5g〇5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁離子電池用正極材料，其特征在于:步驟2)中，所述表面活 性劑溶液為表面活性劑P123的乙醇溶液。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁離子電池用正極材料，其特征在于:步驟2)中，所述混合是 指先將表面活性劑溶液與1/3配方量的中空二氧化硅模板混合液混合后，再與葡萄糖溶液 混合后，加入剩余配方量的中空二氧化硅模板混合液混合。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁離子電池用正極材料，其特征在于:步驟3)中，所述攪拌晶 化的時(shí)間為20~30h，攪拌的轉(zhuǎn)速為40~80r/min。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁離子電池用正極材料，其特征在于:步驟3)中，所述碳化是 將復(fù)合物以1~5°C/min的速率升溫至180~220°C并保溫1.5~2.5h后，再以1~5°C/min的 速率升溫至750~850°C并保溫1.5~2.5h。9. 一種鋁離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液，其特征在于:所述正極所用正極活 性物質(zhì)為權(quán)利要求1 -8中任一項(xiàng)所述的正極材料。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋁離子電池，其特征在于:所述負(fù)極為鋁;所述隔膜為陶瓷隔 膜;所述電解液中的電解質(zhì)為A1C13/三乙胺鹽酸鹽離子液體，溶劑為1，2_二氯乙烷與碳酸 乙烯酯的混合溶劑。
【文檔編號(hào)】H01M10/05GK106099067SQ201610662692
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月12日 公開(kāi)號(hào)201610662692.5, CN 106099067 A, CN 106099067A, CN 201610662692, CN-A-106099067, CN106099067 A, CN106099067A, CN201610662692, CN201610662692.5
【發(fā)明人】王燕, 李志 , 原東甲, 劉睿
【申請(qǐng)人】深圳博磊達(dá)新能源科技有限公司