本实用新型专利技术公开了一种二次铝电池硫基复合电极，由导电基底4、五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线5和硫2组成，其中，五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线5垂直于导电基底4，以五氧化二钒纳米线1为轴，导电聚合物3在其表面生长，硫2采用热处理的方式负载于同轴纳米线5表面。所述电极比容量高，倍率性好，循环稳定性良好，可广泛应用于二次电池体系。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种二次铝电池硫基复合电极，由导电基底4、五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线5和硫2组成，其中，五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线5垂直于导电基底4，以五氧化二钒纳米线1为轴，导电聚合物3在其表面生长，硫2采用热处理的方式负载于同轴纳米线5表面。所述电极比容量高，倍率性好，循环稳定性良好，可广泛应用于二次电池体系。【专利说明】二次铝电池硫基复合电极
本技术属于电化学和新能源产品领域，涉及一种二次铝电池用纳米线阵列硫 基复合电极。
技术介绍
随着可移动电子和通讯设备的迅速发展，二次电池的需求更为迫切，且越来越 倾向于密集型、薄型、小型、轻型和高能量密度的电池的开发。铝的能量密度为2980mAh/ g，且其质量轻、价格低廉、资源丰富、使用安全，是理想的电池负极材料；硫的能量密度为 1675mAh/g，自然界储量丰富，安全环保，价格低廉，在二次电池中的应用已较为广泛。因此 以铝金属或铝合金为负极和硫基材料为正极的二次铝硫电池是符合需求的最具吸引力的 电池体系。 二次铝硫电池的工作原理是硫与铝之间的可逆氧化还原反应。目前，铝硫电池的 技术瓶颈在于硫基正极材料存在着活性材料损失、导电性差、还原过程产生的中间体多聚 硫化物易溶于电解液、部分溶解的多聚硫化物扩散到达金属铝负极表面产生自放电反应及 沉积在负极上使其钝化等问题，最终导致硫活性物质利用率低、容量衰减迅速、电池循环性 能差。 为了克服单质硫存在的缺陷，将单质硫负载到具有高比表面积、良好导电性和稳 定性的导电聚合物材料中是常用的解决方法之一，常用的导电聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、 聚噻吩、聚丙烯腈等，通常和碳材料、硫复合形成正极材料，采用原位聚合的方式制备，起到 提高正极材料稳定性、导电性、比容量的作用，同时还可抑制硫的熔失，提高循环性能。
技术实现思路
(-）专利技术目的 本技术的目的在于改进现有电极存在的硫负载量偏低，导电性差，能量密度 低，循环性能差等问题，提供一种二次铝电池硫基复合电极，该电极由导电基底（4)、五氧化 二钒/导电聚合物同轴纳米线（5)和硫（2)组成，由于金属氧化物纳米线和导电聚合物的协 同作用，使得复合电极的导电性、比容量、能量密度和稳定性均得到提高，将其应用于二次 铝电池体系，可得到比容量高，倍率性好，循环稳定性良好的二次电池。 (二）技术方案 为实现上述技术目的，本技术提供了如下技术方案： 一种二次铝电池硫基复合电极，其特征在于，由导电基底4、五氧化二钒/导电聚 合物同轴纳米线5和硫2组成，其特征在于，五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线5垂直于 生长于导电基底4上，以五氧化二钒纳米线1为轴，导电聚合物3在其表面生长，硫2采用 热处理的方式负载于同轴纳米线5表面。 方案所述的二次铝电池硫基复合电极，其特征在于，所述导电基底4材料包括但 不限于碳纤维、石墨、玻态碳、钛、镍、不锈钢、铁、铜、锌、铅、锰、镉、金、银、铂、钽、钨、导电塑 料、导电橡胶或高掺杂硅等金属或非金属。 方案所述的二次铝电池硫基复合电极，其特征在于，所述导电聚合物3包括聚苯 胺、聚吡咯、聚噻吩、聚丙烯腈中的任意一种。 方案所述的二次铝电池硫基复合电极，其特征在于，所述五氧化二钒/导电聚 合物同轴纳米线5中，五氧化二钒纳米线1为直径为100-150nm，导电聚合物3厚度为 15_20nm〇 方案所述的二次铝电池用聚丙烯腈纤维/硫复合电极，其特征在于，所述复合正 极省却了导电剂、粘结剂和集流体。 方案所述的二次铝电池用聚丙烯腈纤维/硫复合电极的具体制备如下：在导电基 底表面垂直生长直径为100-150nm的五氧化二钒纳米线，在其表面电化学沉积导电聚合物 15-20nm，再同单质硫以质量比1:10-1:20于300-450°C温度下惰性气体保护下进行热处 理，l〇h后取出烘干，裁成适合尺寸的电极片即可。 (三）有益效果 本技术所述二次铝电池用硫基复合电极，由导电基底（4)、五氧化二钒/导电 聚合物同轴纳米线（5)和硫（2)组成。所述电极比表面积大，可有效提高硫的负载量；导电 聚合物疏松多孔结构有利于吸附硫及还原产物，并抑制多硫化物的溶解，可提高电池的循 环性能；五氧化二钒纳米线可增强电极导电性；所述电极省却了导电剂、粘结剂和集流体， 大大提高了电极的能量密度。所述电极比容量高，倍率性好，循环稳定性良好。 (四）【专利附图】【附图说明】 图1是本技术所述二次铝电池硫基复合电极结构示意图。 其中，1 一五氧化二f凡纳米线，2-硫，3-导电聚合物，4一导电基底，5-五氧化二 钒/导电聚合物同轴纳米线。 (五）【具体实施方式】 以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进 一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。下面的实施例描述了本技术 的几种实施方式，它们仅是说明性的，而非限制性的。 如图1所示，本【具体实施方式】所述的二次铝电池用硫基复合电极，由导电基底 (4)、五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线（5)和硫（2)组成，其特征在于，五氧化二钒/导 电聚合物同轴纳米线（5)垂直于生长于导电基底（4)上，以五氧化二钒纳米线（1)为轴，导 电聚合物（3)在其表面生长，硫（2)采用热处理的方式负载于同轴纳米线（5)表面。 本技术所述的二次铝电池用硫基复合电极，为保证活性物质硫的负载量和电 极导电性、能量密度，所述五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线（5)中，五氧化二钒纳米线 (1)的直径为100_150nm，导电聚合物（3)厚度为15-20nm〇 本技术所述的二次铝电池用硫基复合电极，其中单质硫（2)和五氧化二钒/ 导电聚合物同轴纳米线（5)的质量比优选为1:10-1:20,热处理温度优选为300-450°C。 实施例1 一种二次铝电池用硫基复合电极，由导电基底（4)、五氧化二钒/导电聚合物同轴 纳米线（5 )和硫（2 )组成，其特征在于，五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线（5 )垂直于生长 于导电基底（4)上，以五氧化二钒纳米线（1)为轴，导电聚合物（3)在其表面生长，硫（2)采 用热处理的方式负载于同轴纳米线（5)表面。其中，五氧化二钒纳米线（1)的直径为lOOnm， 导电聚合物（3)厚度为15nm，单质硫（2)和五氧化二|凡/导电聚合物同轴纳米线（5)的质 量比优选为1:10,热处理温度优选为300°C。将所述正极与隔膜、电解液、铝负极、外壳一起 组装成二次铝电池。 实施例2 一种二次铝电池用硫基复合电极，由导电基底（4)、五氧化二钒/导电聚合物同轴 纳米线（5)和硫（2)组成，其中，五氧化二钒纳米线（1)的直径为150nm，导电聚合物（3)厚 度为20nm，单质硫（2)和五氧化二|凡/导电聚合物同轴纳米线（5)的质量比优选为1:20,热 处理温度优选为450°C。将所述正极与隔膜、电解液、铝负极、外壳一起组装成二次铝电池。 实施例3 一种二次铝电池用硫基复合电极，由导电基底（4)、五氧化二钒/导电聚合物同轴 纳米线（5)和硫（2)组成，其中，五本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二次铝电池硫基复合电极，其特征在于，由导电基底（4）、五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线（5）和硫（2）组成，其特征在于，五氧化二钒/导电聚合物同轴纳米线（5）垂直于生长于导电基底（4）上，以五氧化二钒纳米线（1）为轴，导电聚合物（3）在其表面生长，硫（2）采用热处理的方式负载于同轴纳米线（5）表面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇光，钟毓娟，
申请(专利权)人：南京中储新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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