一種碳納米管醌正極及以此為正極材料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、含鋁負極和非水電解液。其中正極為碳納米管/醌類化合物的復(fù)合材料，所述醌類化合物為醌及相應(yīng)的衍生物中的任一種。
【專利說明】一種碳納米管醌正極及以此為正極材料的二次鋁電池

【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】，涉及一種新型的二次鋁電池。更具體的說，是涉及一種碳納米管/醌復(fù)合材料的制備方法，以及以此復(fù)合材料為正極活性物質(zhì)的二次鋁電池。

【背景技術(shù)】
[0002]規(guī)?；咝δ芗夹g(shù)是解決太陽能和風(fēng)能等新能源發(fā)電的隨機性和間歇性，改善新能源發(fā)電質(zhì)量，推進新能源普及應(yīng)用的迫切需要但又急待解決的關(guān)鍵核心技術(shù)。新能源產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對儲能電池性能提出了越來越高的指標要求。而現(xiàn)有鋰離子電池雖因其具有優(yōu)良的電化學(xué)性能而得到廣泛應(yīng)用，但在能量密度和功率密度及安全性等方面的提升空間有限，資源有限、價格高，已成為其發(fā)展的瓶頸。為此，迫切需要發(fā)展基于新構(gòu)思、新材料和新技術(shù)的、性能更加優(yōu)良的蓄電技術(shù)。
[0003]相對于單電子體系的鋰，3電子體系的鋁具有提供更高能量密度的潛能。鋁是地殼儲量最多的金屬元素，具有能量高、資源豐富、價格低廉、對環(huán)境友好、使用安全等優(yōu)點。金屬鋁理論能量密度高達2980mAh/g，僅次于金屬鋰(3682m Ah/g)，體積比容量為8050mAh/cm3，約為鋰(2040Ah/cm3)的4倍，是目前所有電池金屬電極材料中最高的，作為負極材料有其他金屬材料無可比擬的優(yōu)勢。鋁二次電池正極材料的研究較少，目前主要集中于導(dǎo)電聚合物正極材料和一些過渡金屬氧化物正極材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明將碳納米管和醌類化合物物質(zhì)進行復(fù)合作為正極活性材料制備了二次鋁電池，在保證了導(dǎo)電性和比容量的前提下，電池的循環(huán)性仍能得到較大提升。
[0005](一)發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種醌類化合物及其衍生物和碳納米管的復(fù)合材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的還在于提供一種以此復(fù)合材料為正極活性物質(zhì)的二次鋁電池。
[0007]這種鋁二次電池制備簡單，環(huán)保無污染。
[0008](二)技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種二次鋁電池，包括正極、負極和電解質(zhì)，其特征在于:
(a)含碳納米管/醌類化合物復(fù)合材料的正極，其中，所述醌類化合物為醌及其衍生物；
(b)含鋁負極；
(c)非水電解液。
[0009]下面是本發(fā)明電化學(xué)電池優(yōu)選的負極、正極、電解液的描述。
[0010]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。
[0011]方案所述的正極活性物質(zhì)為碳納米管/醌類化合物復(fù)合材料。
[0012]方案中所述的醌類化合物為醌及其衍生物，為下列結(jié)構(gòu)式中的任一種:

【權(quán)利要求】
1.一種二次鋁電池，包括正極、負極和電解質(zhì)，其特征在于: (a)含碳納米管/醌類化合物復(fù)合材料的正極，其中，所述醌類化合物為醌及其衍生物； (b)含鋁負極； (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，所述醌及其衍生物為下列結(jié)構(gòu)式中的一種:
其中R=H，含氧基團，氨基，吡啶基。
3.如權(quán)利要求1所述的二次鋁電池，其特征在于，所述含鋁負極包含鋁金屬或鋁合金。
4.如權(quán)利要求1所述的二次鋁電池，其特征在于，所述非水電解液包含鹵鋁酸型離子液體。
5.如權(quán)利要求4所述的二次鋁電池，其特征在于，所述鹵鋁酸型離子液體為離子液體-鹵化鋁體系，其中，所述離子液體-鹵化鋁的摩爾比為1:1.1-3.0。
6.如權(quán)利要求5所述的二次鋁電池，其特征在于，所述離子液體的陽離子包括咪唑鎗離子，吡啶鎗離子，吡咯鎗離子，哌啶鎗離子，嗎啉鎗離子，季銨鹽離子，季鱗鹽離子和叔銃鹽離子；陰離子包括 Cl-，Br-, 1-, PF6-，BF4-，CN-，SCN-，[N(CF3S02) 2]-，[N (CN) 2]-等離子。
7.如權(quán)利要求5所述的二次鋁電池，其特征在于，所述鹵化鋁為氯化鋁、溴化鋁或碘化鋁中的一種。
8.—種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的正極活性材料碳納米管/醌類化合物化合物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，其制備過程為:將碳納米管和醌類化合物有機物以一定的質(zhì)量比混合,加入到球磨機中，以250r/min的轉(zhuǎn)速球磨5小時，再將球磨后的產(chǎn)物收集備用。
9.如權(quán)利要求8所述一種二次鋁電池正極活性材料的碳納米管/醌類化合物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，碳納米管和醌類化合物的優(yōu)選質(zhì)量比為1:4。
【文檔編號】H01M4/62GK104078703SQ201410221479
【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