CN101662020B - 一种二次铝电池及其正极活性材料的制备 - Google Patents
一种二次铝电池及其正极活性材料的制备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101662020B CN101662020B CN2009101769104A CN200910176910A CN101662020B CN 101662020 B CN101662020 B CN 101662020B CN 2009101769104 A CN2009101769104 A CN 2009101769104A CN 200910176910 A CN200910176910 A CN 200910176910A CN 101662020 B CN101662020 B CN 101662020B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyacetylene
- preparation
- sulfuration
- electrode active
- positive electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型、高能的二次铝电池。旨在提供一种具有更高可逆容量和更好循环性能的原料，来源广泛，资源丰富，工艺简单，成本低，产品纯度高，对环境无污染的二次电池，该电池的制备方法及正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，该硫化聚乙炔的制备方法，其特征在于：先由含氢聚卤代烯烃在碱的作用下脱除分子中的卤化氢制得聚乙炔，再将所得聚乙炔在惰性气体保护下与单质硫加热反应制得硫化聚乙炔。本发明首次将多硫化物材料应用于二次铝电池体系，改性组合成的二次铝电池，可适用多种场合，例如：移动电话、笔记本电脑、便携式电子器件等可移动电源的场合，以及电动车、混合动力电动车等领域，具有很好的发展和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型、高能二次铝电池的制备方法及其正极活性材料的制备方法。更具体地说，涉及一种正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，和使用该正极活性材料硫化聚乙炔的新型、高能二次铝电池及该二次铝电池的制备方法。
背景技术
随着人们对高能量密度电源的渴求，迫切需要开发廉价、安全、环保及高性能的二次电池的应用。以铝及其合金为负极材料、硫系材料为正极的二次铝硫电池则是满足上述要求的电池之一。铝、硫材料安全、环保、价格低廉且资源丰富，电池安全性好。金属铝理论能量密度高达2980mAh/g，仅次于金属锂(3862mAh/g)。其体积比容量为8050mAh/cm3，约为锂(2040mAh/cm3)的4倍，铝电极电位在中性及酸性介质中为-1.66V，在碱性介质中为-2.35V，元素硫也具有较大的理论能量密度(1670mAh/g)，它们都是理想的高能电池材料。
李广文等人(CN 1199936A)对中性、碱性体系的铝空气电池进行了研究，作为一次电池，铝/空气电池在便携式设备、固定电源和海洋等方面已有应用。然而，以铝空气电池为代表的一次铝电池，因为电解质体系为水溶液，无法充电，所以不能循环使用。
硫的形态很多，单质硫在室温条件下是离子和电子的绝缘体，硫-硫键断裂时产生的小分子有机硫化物溶于电解液，生成不可逆反应的无序硫，造成自放电及容量迅速衰减等问题，使电池的循环性能很快下降。
为了克服含硫主链在氧化还原时发生解聚从而破坏电池循环性能的现象，人们提出了以碳链为骨架的硫化高分子作为电池的正极材料。Armand等(US Pat.4742127，1998)用聚三氟氯乙烯或聚四氟乙烯与金属锂悬浮于一种溶剂中反应，生成物隔氧过滤，与硫反应得硫化聚碳衍生物，这类产物通常仍残有相当大量的氟；De Jonghe等人[US Pat.4833048，US Pat.4917974，J.Electrochem.Soc.，1991，138(7)：1891-1895；J.Electrochem.Soc.，1992，139(8)：2077-2081]提出了一系列具有多个巯基的有机硫化物，但许多有机硫化物只能在90℃下进行可逆充放电；Oyama等人[Nature，1995，373(16)：598-600；Langmuir，1999，15：857-865]发现，电解制备的导电性聚苯胺对有机硫化物氧化还原反应具有催化功能，由聚苯胺与DMcT在分子水平上混合形成的复合材料，使DMcT的电化学性能得到大大改善。但该体系在充放电过程中存在二硫键断裂和聚合反应，断裂形成的小分子化合物易溶解到电解液中，造成容量衰减，并且该溶解物可能扩散到负极，发生自放电；再者该体系未能体现出有机硫化物高容量密度的优势；Skotheim等人(US Pat.5690702，US Pat.5601947，US Pat.5529860)描述了聚碳硫化物，这些有机硫化物的容量都比较低，因为材料中S-S键含量太低，而含硫量可能并不低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种包含正极活性材料且比能量更优的可充电二次铝电池。该二次电池的制备方法以及正极活性材料的制备方法。以该活性材料为正极材料组成的二次铝电池是具有较高的容量、较好的循环性能和市场前景的高能二次铝电池。本发明将多硫链连接在导电碳链上，这样既提高材料的导电性，又能利用碳链起到固定硫的作用，进而提高循环性能。与其它聚硫化物制备过程中存在污染环境、工艺复杂、效率低等问题相比较，硫化聚乙炔材料整个合成过程无污染，制备成本低，工艺简单，以此制备的二次铝电池能量密度高。
本发明的二次铝电池正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，使用该正极活性材料硫化聚乙炔的二次铝电池和该二次铝电池的制备方法通过下述技术方案予以实现：
二次铝电池正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，其特征在于：该方法有以下步骤：(1)聚乙炔的制备：以含氢聚卤代烯烃为原料与碱在有机溶剂中反应，反应温度为15~30℃，时间为1~10h，脱除其中的卤化氢制备聚乙炔；(2)硫化聚乙炔的制备：将聚乙炔与单质硫以1∶1~10质量比均匀混合后，在氩气保护下，50~400℃加热0.5~10h，制得硫化聚乙炔。
如以上所述的正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，上述的含氢聚卤代烯烃为聚偏氟乙烯、聚1，2-二氯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯以及它们的共聚物和共混物中的任一种；上述的有机溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基丙酰胺、二甲基亚砜等及其混合溶剂中的任一种；上述的脱除卤化氢所用碱为KOH、NaOH、NH3中的任一种，其特征在于：该方法有以下步骤：(1)聚乙炔的制备：将5-15g聚氯乙烯(PVC)缓慢加入到200-300ml KOH的乙醇饱和溶液与150-250ml四氢呋喃的混合溶液中，在氩气保护下，在15-30℃温度下，反应1-7h，用2M的盐酸溶液将反应液中和至中性后，将产物过滤水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，室温下真空烘干，产物为黑色粉末聚乙炔；(2)硫化聚乙炔的制备：将聚乙炔与单质硫粉末以质量比为1∶1~5，加酒精球磨混合1.5-2.5小时，取出后放入真空干燥箱内85-95℃烘8-12小时；将材料于氩气流中加热，180-220℃保持1-3h，280-320℃保持2.5-3.5h；随炉冷却后出炉得到硫化聚乙炔。
如以上所述的正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，其特征在于：该方法有以下步骤：(1)聚乙炔的制备：将10g聚氯乙烯(PVC)缓慢加入到250ml KOH的乙醇饱和溶液与200ml四氢呋喃的混合溶液中，在氩气保护下，在15-30℃温度下，反应3h，用2M的盐酸溶液将反应液中和至中性后，将产物过滤，水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，室温下真空烘干，产物为黑色粉末聚乙炔；(2)硫化聚乙炔的制备：将聚乙炔与单质硫粉末以质量比为1∶3，加酒精球磨混合2小时，取出后放入真空干燥箱内90℃烘10小时；将材料于氩气流中加热，200℃保持2h，300℃保持3h；随炉冷却后出炉得到硫化聚乙炔。
如以上所述的正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，其特征在于：上述硫化聚乙炔有正式和反式两种结构，硫化聚乙炔中的反式结构稳定性好、导电性能强，硫化聚乙炔中的n(S)∶n(C)大于1时，导电性能好。
二次铝电池，其特征在于：该二次电池由以铝片、铝粉及其合金中的任一种为负极活性物质的负极，以硫化聚乙炔为正极活性物质的正极，有机或无机电解质溶液或聚合物电解质或固体电解质中任一种为电解质，隔膜，集流体，电池壳及引线组成。
如以上所述二次铝电池，其特征在于：所述的二次铝电池是单层扣式、多层卷绕的圆柱形、多层折叠的方形，多种形式与规格中的任一种。
二次铝电池的制备方法，其特征在于：(1)正极的制备过程：在以聚乙炔∶S质量比为1∶1-10制备的硫化聚乙炔为正极活性材料中，加入导电剂和粘结剂，比例为6-8∶1-3∶0.5-1.5，混合后加入与正极活性材料质量比为1∶1的溶剂反复搅拌使混合料均匀呈膏状或浆状，制成正极活性材料浆料，涂布于集流片上，待溶剂挥发后，真空干燥后碾压至0.2-0.4mm裁成35-45mm宽×140-160mm长的极片；(2)负极的制备过程：纯度为99.5％的铝片裁成35-45mm宽×150-170mm长×0.1mm厚的尺寸，作为负极片；或者将铝粉及其合金作为负极活性物质，3-5g的活性物质干粉涂抹于集流体上，碾压至0.2-0.4mm裁成35-45mm宽×150-170mm长的极片作为负极片；(3)制备二次铝电池：将上述制得的正极的极片和0.10-0.20mm厚的玻璃纤维非织隔膜以及用铝片、铝粉及其合金中的任一种作为负极活性材料制成的负极一起卷绕成电蕊装入镀镍钢壳，再加入有机电解质，封口制成圆柱二次铝电池或AA型圆柱二次铝电池；所述的导电剂选自SUPER-P、导电炭黑、乙炔黑和石墨粉中的任一种，所述的粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚环氧乙烯(PEO)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)、乙丙橡胶中的任一种，所述的溶剂选自水、乙醇、乙腈、N-甲基吡咯烷酮中的任一种，所述的集流体或集流片选自泡沫镍、不锈钢网、碳纤维布、铜网、铜箔、铝箔中的任一种，所述的有机电解质或电解液选自含铝盐的有机电解液和含铝离子的离子液体中的任一种。
如以上所述的二次铝电池的制备方法，其特征在于：(1)正极的制备过程：在以聚乙炔∶S质量比为1∶1-5制备的硫化聚乙炔为正极活性材料中，加入导电剂SUPER-P和粘合剂PVDF，比例为6-8∶1-3∶0.5-1.5，制成正极活性材料浆料涂在0.5-0.7mm厚的泡沫镍基体上，烘干碾压至0.2-0.4mm裁成35-45mm宽×140-160mm长的正极片，(2)和0.10-0.20mm厚的玻璃纤维非织隔膜以及纯度为99.5％的铝片裁成35-45mm宽×150-170mm长×0.1mm厚的尺寸，作为负极片制成的负极一起卷绕成电蕊装入镀镍钢壳，再加入含铝盐的有机电解液，封口制成圆柱二次铝电池或AA型圆柱二次铝电池。
如以上所述的二次铝电池的制备方法，其特征在于：(1)正极的制备过程：在以聚乙炔∶S质量比为1∶3制备的硫化聚乙炔为正极活性材料中，加入导电剂SUPER-P和粘合剂PVDF，比例为7∶2∶1，制成正极活性材料浆料涂在0.6mm厚的泡沫镍基体上，烘干碾压至0.3mm裁成40mm宽×150mm长的极片，(2)和0.16mm厚的玻璃纤维非织隔膜以及将铝粉及其合金作为负极活性物质，3-5g的活性物质干粉涂抹于集流体上，碾压至0.2-0.4mm裁成35-45mm宽×150-170mm长的极片作为负极片制成的负极一起卷绕成电蕊装入镀镍钢壳，再加入含铝离子的离子液体，封口制成AA型圆柱二次铝电池。
本发明的二次铝电池正极活性材料硫化聚乙炔，是用硫粉处理PVC脱HCl的产物，得到了在空气中非常稳定的硫化聚乙炔材料。量子化学计算结果表明：硫化对聚乙炔顺、反异构体的相对稳定性和导电性等均有较大影响。硫与聚乙炔骨架碳链以共价性质为主的弱相互作用结合。硫化聚乙炔中的反式结构稳定性好、导电性能强。硫化聚乙炔中的n(S)∶n(C)大于1时，比聚乙炔更利于导电。
本发明的一种制备正极活性材料硫化聚乙炔的方法，使用该正极活性材料硫化聚乙炔的二次铝电池及二次铝电池的制备方法与现有技术相比较有如下有益效果：
1.本发明的二次铝电池的原料：铝、硫材料安全、环保、价格低廉且资源丰富，电池安全性好，使用时安全可靠，不污染环境，可以广泛地用于各个领域，具有很好的经济效益，很好的环保效益和很好的社会效益，是一种很有发展前途的能源和产品；
2.硫化聚乙炔材料整个合成过程无污染，制备成本低，工艺简单，以此制备的二次铝电池能量密度高；
3.由于储能的S-S键牢固地与聚碳骨架相连接，以硫化聚乙炔材料为正极活性材料所制备的二次铝电池可逆容量高、循环性能好、工艺简单、环保无污染、安全可靠，可适用多种场合，例如：移动电话、笔记本电脑、便携式电子器件等可移动电源的场合，以及电动车、混合动力电动车等领域。
具体实施方式
正极活性材料硫化聚乙炔的制备：(1)聚乙炔的制备：将10g聚氯乙烯(PVC)缓慢加入到250ml KOH的乙醇饱和溶液与200ml四氢呋喃的混合溶液中，氩气保护下室温反应1h，用2M的盐酸溶液将反应液中和至中性后，将产物过滤水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，室温下真空烘干，产物为黑色粉末聚乙炔；(2)硫化聚乙炔的制备：将聚乙炔与单质硫粉末质量比为1∶1-5加酒精球磨混合2小时，取出后放入真空干燥箱内90℃烘10小时；将材料于氩气流中加热，200℃保持2h，300℃保持3h；随炉冷却后出炉，得到硫化聚乙炔。
实施例1
以碳硫复合材料(质量比1∶3)为正极材料，加入导电剂SUPER-P和粘合剂PVDF，比例为7∶2∶1，制成正极活性材料浆料涂在0.6mm厚的泡沫镍基体上，烘干碾压至0.3mm裁成40mm宽×150mm长的极片，和0.16mm厚的玻璃纤维非织隔膜以及用铝片作为负极活性材料制成的负极卷绕成电蕊装入镀镍钢壳，再加入有机电解质，封口制成AA型圆柱二次铝电池。电池充放电循环测试时，以0.5C进行充电，1C放电，放电截止电压为1.2V，充放电数据列于表1中。
实施例2
以聚乙炔∶S质量比＝1∶1制备的硫化聚乙炔材料为正极，正极的其余制备步骤同实施例1。
负极制备的方法同实施例1，电池的装配同实施例1。电池充放电循环测试时，以0.5C进行充电，1C放电，放电截止电压为1.2V，充放电数据列于表1中。
实施例3
以聚乙炔∶S质量比＝1∶2制备的硫化聚乙炔材料为正极，电池其余的制备步骤同实施例1。电池充放电循环测试时，以0.5C进行充电，1C放电，放电截止电压为1.2V，充放电数据列于表1中。
实施例4
以聚乙炔∶S质量比＝1∶3制备的硫化聚乙炔材料为正极，电池其余的制备步骤同实施例1。电池充放电循环测试时，以0.5C进行充电，1C放电，放电截止电压为1.2V，充放电数据列于表1中。
实施例5
以聚乙炔∶S质量比＝1∶4制备的硫化聚乙炔材料为正极，电池其余的制备步骤同实施例1。电池充放电循环测试时，以0.5C进行充电，1C放电，放电截止电压为1.2V，充放电数据列于表1中。
实施例6
以聚乙炔∶S质量比＝1∶5制备的硫化聚乙炔材料为正极，电池其余的制备步骤同实施例1。电池充放电循环测试时，以0.5C进行充电，1C放电，放电截止电压为1.2V，充放电数据列于表1中。
表1.电池充放电数据表
| 正极活性材料 | 负极活性材料 | 开路电压/V | 初次放电容量/mAh | 循环50次后容量/mAh | |
| 实施例1 | 碳硫复合材料中C∶S质量比为1∶3制备的正极材料 | Al | 1.57 | 883 | 721 |
| 实施例2 | 聚乙炔∶S质量比＝1∶1制备的硫化聚乙炔 | Al | 1.65 | 991 | 864 |
| 实施例3 | 聚乙炔∶S质量比＝1∶2制备的硫化聚乙炔 | Al | 1.68 | 1032 | 930 |
| 实施例4 | 聚乙炔∶S质量比＝1∶3制备的硫化聚乙炔 | Al | 1.70 | 1086 | 1031 |
| 实施例5 | 聚乙炔∶S质量比＝1∶4制备的硫化聚乙炔 | Al | 1.68 | 1047 | 941 |
| 实施例6 | 聚乙炔∶S质量比＝1∶5制备的硫化聚乙炔 | Al | 1.67 | 1025 | 888 |
从表中可以看出：
1，当将实施例1与实施例4比较时可以看出：实施例4中：本发明采用了聚乙炔∶S质量比＝1∶3制备了硫化聚乙炔，该硫化聚乙炔作为正极活性材料制备的正极使二次铝电池的初始放电容量比现有技术的碳硫复合材料C∶S质量比为1∶3制备的正极活性材料制备的正极使二次铝电池的初始放电容量较高；
2，初始放电容量，随着聚乙炔∶S质量比的调整而变化，当聚乙炔∶S质量比＝1∶1到＝1∶3时，制备的硫化聚乙炔使二次铝电池的初始放电容量逐渐升高，当聚乙炔∶S质量比＝1∶3时最高，然后，当聚乙炔∶S质量比＝1∶4-5时，制备的硫化聚乙炔使二次铝电池的初始放电容量略有下降；
3，循环50次后容量的变化情况与初始放电容量的变化情况相类似，因此，可以通过控制聚乙炔∶S质量比的变化，使得制备的硫化聚乙炔制备的正极用于二次铝电池时，初始放电容量和循环50次后容量达到最高值或较高值。
应当说明的是，以上实施例只是为了对本发明作进一步的详细的描述，不是用来对所述的权利要求进行限定的，在不脱离本发明的构思和精神的范围内，本领域普通技术人员可以进行各种改进或改变，仍然属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.二次铝电池正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，其特征在于：该方法有以下步骤：(1)聚乙炔的制备：以含氢聚卤代烯烃为原料与碱在有机溶剂中反应，反应温度为15-30℃，时间为1-10h，脱除其中的卤化氢制备聚乙炔；上述的有机溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基丙酰胺、二甲基亚砜等及其混合溶剂中的任一种；上述的脱除卤化氢所用碱为KOH、NaOH、NH3中的任一种，(2)硫化聚乙炔的制备：将聚乙炔与单质硫以1∶1-10质量比均匀混合后，在氩气保护下，50-400℃加热0.5-10h，制得硫化聚乙炔。
2.如权利要求1所述的正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，上述的含氢聚卤代烯烃为聚偏氟乙烯、聚1，2-二氯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯以及它们的共聚物和共混物中的任一种；其特征在于：该方法有以下步骤：(1)聚乙炔的制备：将5-15g聚氯乙烯(PVC)缓慢加入到200-300ml KOH的乙醇饱和溶液与150-250ml四氢呋喃的混合溶液中，在氩气保护下，在15-30℃温度下，反应1-7h，用2M的盐酸溶液将反应液中和至中性后，将产物过滤水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，室温下真空烘干，产物为黑色粉末聚乙炔；(2)硫化聚乙炔的制备：将聚乙炔与单质硫粉末以质量比为1∶1-5，加酒精球磨混合1.5-2.5小时，取出后放入真空干燥箱内85-95℃烘8-12小时；将材料于氩气流中加热，180-220℃保持1-3h，280-320℃保持2.5-3.5h；随炉冷却后出炉得到硫化聚乙炔。
3.如权利要求2所述的正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，其特征在于：该方法有以下步骤：(1)聚乙炔的制备：将10g聚氯乙烯(PVC)缓慢加入到250ml KOH的乙醇饱和溶液与200ml四氢呋喃的混合溶液中，在氩气保护下，在15-30℃温度下，反应3h，用2M的盐酸溶液将反应液中和至中性后，将产物过滤，水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，室温下真空烘干，产物为黑色粉末聚乙炔；(2)硫化聚乙炔的制备：将聚乙炔与单质硫粉末以质量比为1∶3，加酒精球磨混合2小时，取出后放入真空干燥箱内90℃烘10小时；将材料于氩气流中加热，200℃保持2h，300℃保持3h；随炉冷却后出炉得到硫化聚乙炔。
4.如权利要求2所述的正极活性材料硫化聚乙炔的制备方法，其特征在于：上述硫化聚乙炔有正式和反式两种结构，硫化聚乙炔中的n(S)∶n(C)大于1，其中n为包括1在内的自然数.
5.二次铝电池，其特征在于：该二次电池由以铝片、铝粉及其合金中的任一种为负极活性物质的负极，以硫化聚乙炔为正极活性物质的正极，有机或无机电解质溶液或聚合物电解质或固体电解质中任一种为电解质，隔膜，集流体，电池壳及引线组成。
6.如权利要求5所述二次铝电池，其特征在于：所述的二次铝电池是单层扣式、多层卷绕的圆柱形、多层折叠的方形以上这3种形式与规格中的任一种。
7.二次铝电池的制备方法，其特征在于：(1)正极的制备过程：在以聚乙炔∶S质量比为1∶1-10制备的硫化聚乙炔为正极活性材料中，加入导电剂和粘结剂，比例为6-8∶1-3∶0.5-1.5，混合后加入与正极活性材料质量比为1∶1的溶剂反复搅拌使混合料均匀呈膏状或浆状，制成正极活性材料浆料，涂布于集流片上，待溶剂挥发后，真空干燥后碾压至0.2-0.4mm裁成35-45mm宽×140-160mm长的极片；(2)负极的制备过程：纯度为99.5％的铝片裁成35-45mm宽×150-170mm长×0.1mm厚的尺寸，作为负极片；或者将铝粉及其合金作为负极活性物质，3-5g的活性物质干粉涂抹于集流体上，碾压至0.2-0.4mm裁成35-45mm宽×150-170mm长的极片作为负极片；(3)制备二次铝电池：将上述制得的正极的极片和0.10-0.20mm厚的玻璃纤维非织隔膜以及用铝片、铝粉及其合金中的任一种作为负极活性材料制成的负极片一起卷绕成电蕊装入镀镍钢壳，再加入有机电解质，封口制成圆柱二次铝电池或AA型圆柱二次铝电池；所述的导电剂选自超级导电碳黑：SUPER-P、导电炭黑、乙炔黑和石墨粉中的任一种，所述的粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚环氧乙烯(PEO)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)、乙丙橡胶中的任一种，所述的溶剂选自水、乙醇、乙腈、N-甲基吡咯烷酮中的任一种，所述的集流体或集流片选自泡沫镍、不锈钢网、碳纤维布、铜网、铜箔、铝箔中的任一种，所述的有机电解质或电解液为含铝盐的有机电解液和含铝离子的离子液体中的任一种。
8.如权利要求7所述的二次铝电池的制备方法，其特征在于：(1)正极的制备过程：在以聚乙炔∶S质量比为1∶1-5制备的硫化聚乙炔为正极活性材料中，加入导电剂SUPER-P和粘合剂PVDF，比例为6-8∶1-3∶0.5-1.5，制成正极活性材料浆料涂在0.5-0.7mm厚的泡沫镍基体上，烘干碾压至0.2-0.4mm裁成35-45mm宽×140-160mm长的正极片，(2)和0.10-0.20mm厚的玻璃纤维非织隔膜以及纯度为99.5％的铝片裁成35-45mm宽×150-170mm长×0.1mm厚的尺寸，作为负极片制成的负极一起卷绕成电蕊装入镀镍钢壳，再加入含铝盐的有机电解液，封口制成圆柱二次铝电池或AA型圆柱二次铝电池。
9.如权利要求7所述的二次铝电池的制备方法，其特征在于：(1)正极的制备过程：在以聚乙炔∶S质量比为1∶3制备的硫化聚乙炔为正极活性材料中，加入导电剂SUPER-P和粘合剂PVDF，比例为7∶2∶1，制成正极活性材料浆料涂在0.6mm厚的泡沫镍基体上，烘干碾压至0.3mm裁成40mm宽×150mm长的正极片，(2)和0.16mm厚的玻璃纤维非织隔膜以及将铝粉及其合金作为负极活性物质，3-5g的活性物质干粉涂抹于集流体上，碾压至0.2-0.4mm裁成35-45mm宽×150-170mm长的极片作为负极片制成的负极一起卷绕成电蕊装入镀镍钢壳，再加入含铝离子的离子液体，封口制成AA型圆柱二次铝电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101769104A CN101662020B (zh) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | 一种二次铝电池及其正极活性材料的制备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101769104A CN101662020B (zh) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | 一种二次铝电池及其正极活性材料的制备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101662020A CN101662020A (zh) | 2010-03-03 |
| CN101662020B true CN101662020B (zh) | 2011-03-23 |
Family
ID=41789898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009101769104A Expired - Fee Related CN101662020B (zh) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | 一种二次铝电池及其正极活性材料的制备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101662020B (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102142554A (zh) * | 2011-02-16 | 2011-08-03 | 中国人民解放军63971部队 | 一种具有网络结构的纳米碳硫复合材料及其制备方法 |
| CA2872639A1 (en) | 2012-04-13 | 2013-10-17 | PolyJoule, Inc. | Devices and methods including polyacetylenes |
| US10418663B2 (en) | 2016-05-17 | 2019-09-17 | Industrial Technology Research Institute | Metal-ion battery |
| CN106159230B (zh) * | 2016-08-12 | 2019-10-11 | 深圳博磊达新能源科技有限公司 | 一种有机硫复合正极材料、铝离子电池用正极极片及铝离子电池 |
| CN106207123B (zh) * | 2016-08-12 | 2018-09-14 | 深圳博磊达新能源科技有限公司 | 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 |
| TWI611618B (zh) | 2016-12-16 | 2018-01-11 | 財團法人工業技術研究院 | 金屬離子電池 |
| CN108376795B (zh) * | 2018-04-04 | 2020-08-18 | 天津大学 | 一种无枝晶、高倍率的铝离子电池 |
| US11349115B2 (en) * | 2018-04-27 | 2022-05-31 | Dow Global Technologies Llc | Solvent systems for use in lithium ion battery production |
| CN111384360B (zh) * | 2018-12-27 | 2022-02-22 | 财团法人工业技术研究院 | 金属离子电池 |
| CN111600068B (zh) * | 2020-04-14 | 2021-07-02 | 苏州宇量电池有限公司 | 一种基于聚偏氟乙烯和强碱的固态电解质薄膜及其制备方法 |
| CN111668481B (zh) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 北京科技大学 | 多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311538A (zh) * | 2000-03-01 | 2001-09-05 | 东芝株式会社 | 铝电池 |
| JP2004303459A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Toshiba Corp | アルミニウム電池用負極材料及びアルミニウム一次電池 |
| JP2005353315A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Toshiba Corp | アルミニウム電池 |
-
2009
- 2009-09-24 CN CN2009101769104A patent/CN101662020B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311538A (zh) * | 2000-03-01 | 2001-09-05 | 东芝株式会社 | 铝电池 |
| JP2004303459A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Toshiba Corp | アルミニウム電池用負極材料及びアルミニウム一次電池 |
| JP2005353315A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Toshiba Corp | アルミニウム電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101662020A (zh) | 2010-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101662020B (zh) | 一种二次铝电池及其正极活性材料的制备 | |
| CN101662021B (zh) | 一种纳米包覆的正极材料及其二次铝电池的制备方法 | |
| CN101764253B (zh) | 二次铝电池及其制备方法 | |
| CN101630729B (zh) | 用于大功率锂二次电池的复合电极材料及其制备方法 | |
| CN101662022B (zh) | 一种负极材料的纳米包覆及其二次铝电池制备方法 | |
| CN101740758B (zh) | 锂离子电池用硫化导电聚合物复合正极的制备方法 | |
| CN103050667A (zh) | 一种用于锂硫二次电池的多层次结构复合正极及制备方法 | |
| KR20140004773A (ko) | 폴리이미드 충전 전지 및 그 제조방법 | |
| US8377546B2 (en) | Plastics electrode material and secondary cell using the material | |
| CN102332607A (zh) | 一种非水性二次锂电池用电解液 | |
| CA2561915A1 (en) | Redox active reversible electrode and secondary battery including the same | |
| CN107342421A (zh) | 一种高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料、制备方法及其应用 | |
| CN114551900B (zh) | 一种多功能集流体及其制备方法和应用 | |
| CN107256969A (zh) | 钠离子电池负极浆料及其制备方法 | |
| EP2309572A1 (en) | Plastics electrode material and secondary cell using the material | |
| CN108461729A (zh) | 一种碲硫复合碳材料及其制备方法与应用 | |
| CN107068998A (zh) | 含导电聚合物/石墨烯的电池电极及其制备方法和应用 | |
| CN104078704B (zh) | 一种二次铝电池及其非水电解质 | |
| CN102569724B (zh) | 一种用于锂离子电池正极的复合材料的制备方法 | |
| CN104078678A (zh) | 一种硫碳导电聚合物正极及使用这种正极的二次铝电池 | |
| CN109786751A (zh) | 一种负极集流体及其制备方法以及固态电池 | |
| CN105428634B (zh) | 一种锂离子电池负极材料及其硫化锂电池的制备方法 | |
| CN105161689A (zh) | 一种聚吡咯/多壁纳米碳管/硫复合材料的制备方法及应用 | |
| CN110556537A (zh) | 一种改善阴离子嵌入型电极材料电化学性能的方法 | |
| CN109004191A (zh) | 一种聚噻吩衍生物复合导电负极活性材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20100303 Assignee: NANJING ZHONGCHU NEW ENERGY CO., LTD. Assignor: Wuxi All Power Technology Co., Ltd. Contract record no.: 2014320000030 Denomination of invention: Secondary aluminum battery and preparation of anode active material thereof Granted publication date: 20110323 License type: Common License Record date: 20140126 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110323 Termination date: 20190924 |