CN105633327A - 一种TiS2为正极的铝离子二次电池及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新型绿色能源电池技术领域，具体公开了一种TiS2为正极的铝离子二次电池及其制备工艺，该体系采用锂离子电池“摇椅电池”的概念，以TiS2及其复合材料为正极材料，以金属铝或含铝合金为负极，以含有Al3+离子的非水溶液为电解液。采用绝缘的软包包裹或筒状容器装配电池正负极及其电解液等。本发明所提供铝离子二次电池能够反复充放电、具有高容量、稳定性好，而且绿色环保，安全无污染，非常有望成为一种环境友好的电化学储能体系。

Description

一种TiS2为正极的铝离子二次电池及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种TiS2材料为正极的铝离子二次电池及其制备工艺，属于新型绿色能源电池技术领域。
背景技术
随着社会的发展和人口数量的持续增加，全球能源需求不断提高，导致能源危机和环境污染日益加剧。因此，开发出一种可再生能源，从而解决资源和环境问题已成为关乎人类社会可持续发展的两大重要课题。开发和利用太阳能、风能和地热能等可再生能源，逐步摆脱了人类对化石能源的依赖，但是这些可再生能源的开发需要建设配套的储能装置，这既增大了使用投资成本，也无法保障供电的连续性和稳定性。在目前的储能体系中，化学储能由于效率高、灵活性好等优点而受到了众多研究者的青睐。锂离子电池作为高能电池体系，在便携式电子产品、电动工具和电动汽车等领域得到了快速发展。但是由于锂资源的局限导致成本昂贵以及较大的安全隐患限制了锂离子电池的进一步发展。因此，开发出一种自由丰富，成本低廉，安全性能高的储能电池体系，是未来解决储能应用的必然出路。与锂相比，铝是地球上蕴藏量最丰富的金属，其地壳丰度位居第三。铝离子充电电池交换3价的Al3+，因此其比容量有很大的开发潜力。此外，由于其具有更低的反应性，所以铝离子电池可以节约大量成本并大大提高电池安全性能。从而基于铝离子脱嵌的多价离子电池有望用于大规模储能设备。Jayaprakash等于2011年采用过渡金属氧化物V2O5作为铝离子电池的正极材料，（文献：JayaprakashN,DasSK,ArcherLA.Therechargeablealuminum-ionbattery[J].Chem.Commun.,2011,47(47):12610-12612）。研究发现，其首圈放电比容量约为300mAhg-1，20圈后剩余270mAhg-1，但是其放电电位仅为0.55Vvs.Al3+/Al。Liu等在2012年同样采用TiO2金属氧化物作为铝离子电池的正极材料，（文献：LiuS,HuJJ,YanNF,etal.AluminumstoragebehaviorofanataseTiO2nanotubearraysinaqueoussolutionforaluminumionbatteries[J].EnergyEnviron.Sci.,2012,5(12):9743-9746)，研究发现其放电电位也较低，仅为0.67Vvs.Al3+/Al，且循环15圈后，其比容量仅为70mAhg-1。焦树强等于2014年申请了中国发明专利No.CN201410419495.1报道了采用石墨类碳质材料作为铝离子电池的正极材料，高纯铝为负极材料的一种可充电铝离子二次电池。并在2015年申请了中国发明专利No.CN201510188866.4报道了采用石墨结构碳材料作为铝离子二次电池正极材料的铝离子软包电池的制备工艺。该课题组对这一系列材料及工艺进行了大量的相关研究工作，采用碳纸作为铝离子电池正极材料，循环100圈后，其剩余比容量高达67mAhg-1，而且有较高的循环稳定性能（文献：SunH,WangW,YuZ,etal.Anewaluminium-ionbatterywithhighvoltage,highsafetyandlowcost[J].Chem.Commun.,2015,51(59):11892-11895）。最近，斯坦福大学的Dai等人发表在《Nature》杂志上的一篇名为“一种超快可充电铝离子电池”的文章再次引起了广泛的关注（文献：LinMC,GongM,LuB,etal.Anultrafastrechargeablealuminium-ionbattery[J].Nature,2015），研究采用热解石墨和3维石墨泡沫作为铝离子电池正极材料，其比容量稳定在60mAhg-1以上。但是迄今为止的专利及文献尚未报道关于TiS2及其复合材料作为正极及用这种正极的铝离子二次电池。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可取代锂离子电池的新型铝离子二次电池，即采用一种TiS2为正极的铝离子二次电池及其制备工艺。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种TiS2为正极的铝离子二次电池，由正极、负极、隔膜、电解液、惰性金属集流体和电池包装外壳组成，所述正极的材料为微米级或纳米级TiS2、导电材料和粘结剂组成的复合材料，负极为金属铝及其铝合金，电解液为含有Al3+离子的非水溶液。
进一步，所述正极的材料的各组分的质量百分比为：TiS2的质量分数为60-90%，导电材料的质量分数为10-40%，粘结剂的质量分数为0-10%。
进一步，所述导电材料为碳质材料或金属浆料，所述碳质材料包括乙炔黑、石墨烯、无定形碳、导电碳黑或超级碳；所述金属浆料包括铂浆或银浆。
进一步，所述导电材料为石墨烯时，导电材料的质量分数为10-20%，TiS2的质量分数为70-85%，粘结剂的质量分数为5-10%；所述导电材料为乙炔黑、无定型碳、导电碳黑或超级碳时，导电材料的质量分数为20-40%，TiS2的质量分数为40-75%，粘结剂的质量分数为5-10%；所述导电材料为金属浆料时，导电材料的质量分数为10-40%，TiS2的质量分数为60-90%。
进一步，所述粘结剂为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或两种的混合物。
进一步，所述负极材料为纯度大于90%的金属铝或金属铝与铜、铁、镍、铅、铋、锡、银形成的合金。
进一步，所述含Al3+离子的非水溶液中包括卤化铝和离子液体，所述卤化铝和离子液体的摩尔比为0.4-2.4:1。
进一步，所述离子液体的阴离子包括F-，Cl-，Br-，I-，PF6-，CN-，SCN-，[N(CF3SO2)]-或[N(CN)2]-离子；阳离子包括咪唑嗡离子、吡啶嗡离子、吡咯嗡离子、哌啶嗡离子、吗啉嗡离子、季铵盐离子、季磷盐离子或叔硫盐离子。
本发明的另一目的是提供制备上TiS2为正极的铝离子二次电池的方法，具体包括以下的制备步骤：
步骤1：将原料包括TiS2、导电材料和粘结剂按照设计分别称取均匀混合，置于烘箱里，在温度为60-100℃下烘至凝胶状物，然后将凝胶状物均匀的涂抹在的惰性金属集流体上，制成厚度为0.1-1mm片状复合正极材料，将复合正极材料用隔膜包裹，即得到正极材料；
步骤2：将厚度为0.1-1mm的金属铝或铝合金，用细砂纸打磨清洗后，干燥，即得到负极材料；
步骤3：将卤化铝和离子液体以摩尔比为0.4-2.4:1在分别称取，在氩气环境的手套箱内混合，静置24小时以上，即配制成含有可自由移动的含铝离子非水溶液电解液；
步骤4：最后将步骤1得到的正极材料和步骤2得到负极材料与步骤3得到的含铝离子非水溶液电解液在手套箱内组装成，得到软包铝离子电池软包或者筒状电池，即TiS2为正极的铝离子二次电池；
步骤5：电池组装好后，待电解液全部润湿电极片后再进行充放电测试。
进一步，步骤1中，所述隔膜为聚烯烃微孔膜隔膜材料、聚乙烯微孔隔膜材料以及玻璃纤维材料中的一种；所述惰性金属集流体包括钽片、铌片、钼片、钛片、泡沫镍或金及铂族金属。
本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明使用TiS2材料作为正极材料，金属铝或含铝合金作为负极材料，构成了一种可充电的铝离子二次电池。由于本发明对正负极材料、隔膜、集流体及其电解液等通过实验研究进行了精细的选择，并结合严密的制备方法，所以本发明具有以下特点：提出了一种新型多价离子电池，即铝离子电池体系；由于铝元素在地壳的储量丰富，价格便宜，大大降低了电池的制备成本，同时也提高了离子电池的安全性能；TiS2易于合成，成本低，无毒无害，所以在电化学储能方面有着广泛的应用前景；隔膜具有良好的绝缘性能，对电解液离子具有很好的通透性能，具有较好的化学稳定性和电化学稳定性；铝离子电解液，导电率高，热稳定性好，与电池中正负极材料、隔膜和粘结剂等不发生化学反应；采用TiS2材料其首圈放电比容量高达160mAhg-1，且有较高的循环可逆性，循环60圈后，放电比容量高达80mAhg-1，见图二。本发明的铝离子电池可应用于众多领域，如电子工业、通讯产业、电动汽车等。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的铝离子二次电池第一圈充放电测试曲线。
图2为本发明实施例1制备的铝离子二次电池前60圈循环性能曲线。
具体实施方式
本发明下面将通过具体实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
【实施例1】
正极活性物质为TiS2，导电材料为石墨烯，粘结剂为聚四氟乙烯（PTFE）。三者按照质量比为80:10:10的比例在无水乙醇中混合均匀后在80摄氏度的烘箱里烘至凝胶状物，然后将凝胶状物均匀的涂抹在大小合适的集流体铌片（厚度0.01mm）上，最后在60摄氏度烘箱静置12小时以上烘干后用GF/D隔膜材料包裹作为电池正极。负极采用厚度为0.2mm厚的高纯铝片，将其裁剪成大小合适的片，然后用细砂纸打磨并在无水乙醇中清洗，并超声震荡干燥后作为负极材料。将无水氯化铝和1-乙基-3-甲基咪唑氯化物按摩尔比为1.3:1在氩气环境的手套箱内配制成离子液体，作为本发明的铝离子二次电池电解液。最后将准备好的正极片、负极片及电解液在手套箱内组装成软包铝离子电池。电池装好24小时后，在0.1-2.0V之间进行充放电测试。
【实施例2】
正极活性物质为TiS2，导电材料为铂浆，二者按照质量比为80:20的比例在无水乙醇中混合均匀后在80摄氏度的烘箱里烘至凝胶状物，然后将凝胶状物均匀的涂抹在大小合适的集流体铌片（厚度0.01mm）上，最后在80摄氏度烘箱静置12小时以上烘干后用GF/D隔膜材料包裹作为电池正极。负极采用厚度为0.2mm厚的高纯铝片，将其裁剪成大小合适的片，然后用细砂纸打磨并在无水乙醇中清洗，并超声震荡干燥后作为负极材料。将无水氯化铝和1-乙基-3-甲基咪唑氯化物按摩尔比为1.3:1在氩气环境的手套箱内配制成离子液体，作为本发明的铝离子二次电池电解液。最后将准备好的正极片、负极片及电解液在手套箱内组装成软包铝离子电池。电池装好24小时后，在0.1-2.0V之间进行充放电测试。
【实施例3】
正极活性物质为TiS2，导电材料为乙炔黑，粘结剂为聚四氟乙烯（PTFE）。三者按照质量比为60:30:10的比例在无水乙醇中混合均匀后在80摄氏度的烘箱里烘至凝胶状物，然后将凝胶状物均匀的涂抹在大小合适的集流体铌片（厚度0.01mm）上，最后在60摄氏度烘箱静置12小时以上烘干后用GF/D隔膜材料包裹作为电池正极。负极采用厚度为0.2mm厚的高纯铝片，将其裁剪成大小合适的片，然后用细砂纸打磨并在无水乙醇中清洗，并超声震荡干燥后作为负极材料。将无水氯化铝和1-乙基-3-甲基咪唑氯化物按摩尔比为1.3:1在氩气环境的手套箱内配制成离子液体，作为本发明的铝离子二次电池电解液。最后将准备好的正极片、负极片及电解液在手套箱内组装成软包铝离子电池。电池装好24小时后，在0.1-2.0V之间进行充放电测试。
【实施例4】
正极活性物质为TiS2，导电材料为石墨烯，粘结剂为聚四氟乙烯（PTFE）。三者按照质量比为80:10:10的比例在无水乙醇中混合均匀后在80摄氏度的烘箱里烘至凝胶状物，然后将凝胶状物均匀的涂抹在大小合适的集流体铌片（厚度0.01mm）上，最后在60摄氏度烘箱静置12小时以上烘干后用GF/D隔膜材料包裹作为电池正极。负极采用厚度为0.2mm厚的高纯铝片，将其裁剪成大小合适的片，然后用细砂纸打磨并在无水乙醇中清洗，并超声震荡干燥后作为负极材料。将无水氟化铝和1-乙基-3-甲基咪唑氟化物按摩尔比为1.3:1在氩气环境的手套箱内配制成离子液体，作为本发明的铝离子二次电池电解液。最后将准备好的正极片、负极片及电解液在手套箱内组装成软包铝离子电池。电池装好24小时后，在0.1-2.0V之间进行充放电测试。
【实施例5】
正极活性物质为TiS2，导电材料为银浆，二者按照质量比为80:20的比例在无水乙醇中混合均匀后在80摄氏度的烘箱里烘至凝胶状物，然后将凝胶状物均匀的涂抹在大小合适的集流体铌片（厚度0.01mm）上，最后在80摄氏度烘箱静置12小时以上烘干后用GF/D隔膜材料包裹作为电池正极。负极采用厚度为0.2mm厚的高纯铝片，将其裁剪成大小合适的片，然后用细砂纸打磨并在无水乙醇中清洗，并超声震荡干燥后作为负极材料。将无水氟化铝和1-乙基-3-甲基咪唑氟化物按摩尔比为1.3:1在氩气环境的手套箱内配制成离子液体，作为本发明的铝离子二次电池电解液。最后将准备好的正极片、负极片及电解液在手套箱内组装成软包铝离子电池。电池装好24小时后，在0.1-2.0V之间进行充放电测试。

Claims (10)

1.一种TiS2为正极的铝离子二次电池，由正极、负极、隔膜、电解液、惰性金属集流体和电池包装外壳组成，其特征在于，所述正极的材料为微米级或纳米级TiS2、导电材料和粘结剂组成的复合材料，负极为金属铝及其铝合金，电解液为含有Al3+离子的非水溶液。
2.如权利要求1所述的TiS2为正极的铝离子二次电池，其特征在于，所述正极的材料的各组分的质量百分比为：TiS2的质量分数为60-90%，导电材料的质量分数为10-40%，粘结剂的质量分数为0-10%。
3.如权利要求2所述的TiS2为正极的铝离子二次电池，其特征在于，所述导电材料为碳质材料或金属浆料，所述碳质材料包括乙炔黑、石墨烯、无定形碳、导电碳黑或超级碳；所述金属浆料包括铂浆或银浆。
4.如权利要求3所述的TiS2为正极的铝离子二次电池，其特征在于，所述导电材料为石墨烯时，导电材料的质量分数为10-20%，TiS2的质量分数为70-85%，粘结剂的质量分数为5-10%；所述导电材料为乙炔黑、无定型碳、导电碳黑或超级碳时，导电材料的质量分数为20-40%，TiS2的质量分数为40-75%，粘结剂的质量分数为5-10%；所述导电材料为金属浆料时，导电材料的质量分数为10-40%，TiS2的质量分数为60-90%。
5.如权利要求1所述的TiS2为正极的铝离子二次电池，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或两种的混合物。
6.如权利要求1所述的TiS2为正极的铝离子二次电池，其特征在于，所述负极材料为纯度大于90%的金属铝或金属铝与铜、铁、镍、铅、铋、锡、银形成的合金。
7.如权利要求1所述的TiS2为正极的铝离子二次电池，其特征在于，所述含Al3+离子的非水溶液中包括卤化铝和离子液体，所述卤化铝和离子液体的摩尔比为0.4-2.4:1。
8.如权利要求7所述的TiS2为正极的铝离子二次电池，其特征在于，所述离子液体的阴离子包括F-，Cl-，Br-，I-，PF6-，CN-，SCN-，[N(CF3SO2)]-或[N(CN)2]-离子；阳离子包括咪唑嗡离子、吡啶嗡离子、吡咯嗡离子、哌啶嗡离子、吗啉嗡离子、季铵盐离子、季磷盐离子或叔硫盐离子。
9.一种制备如权利要求1-8任意一项所述的TiS2为正极的铝离子二次电池的方法，其特征在于，具体包括以下的制备步骤：
步骤1：将原料包括TiS2、导电材料和粘结剂按照设计分别称取均匀混合，置于烘箱里，在温度为60-100℃下烘至凝胶状物，然后将凝胶状物均匀的涂抹在的惰性金属集流体上，制成厚度为0.1-1mm片状复合正极材料，将复合正极材料用隔膜包裹，即得到正极材料；
步骤2：将厚度为0.1-1mm的金属铝或铝合金，用细砂纸打磨清洗后，干燥，即得到负极材料；
步骤3：将卤化铝和离子液体以摩尔比为0.4-2.4:1在分别称取，在氩气环境的手套箱内混合，静置24小时以上，即配制成含有可自由移动的含铝离子非水溶液电解液；
步骤4：最后将步骤1得到的正极材料和步骤2得到负极材料与步骤3得到的含铝离子非水溶液电解液在手套箱内组装成，得到软包铝离子电池软包或者筒状电池，即TiS2为正极的铝离子二次电池；
步骤5：电池组装好后，待电解液全部润湿电极片后再进行充放电测试。
10.根据权利要求9所述的铝离子二次电池的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述隔膜为聚烯烃微孔膜隔膜材料、聚乙烯微孔隔膜材料以及玻璃纤维材料中的一种；所述惰性金属集流体包括钽片、铌片、钼片、钛片、泡沫镍或金及铂族金属。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105977526A (zh) * 2016-06-15 2016-09-28 昆明理工大学 一种可充电铝碳电池及其制备方法
CN107275615A (zh) * 2017-06-29 2017-10-20 厦门大学 一种硫铜化合物碳基复合材料为正极的铝离子电池
CN109037789A (zh) * 2018-07-27 2018-12-18 江西迪比科股份有限公司 一种锂铝双离子可充电电池
CN109643824A (zh) * 2016-06-28 2019-04-16 加利福尼亚大学董事会 具有钼硫化物电极的蓄电池和方法
CN110911634A (zh) * 2018-09-14 2020-03-24 比亚迪股份有限公司 正极材料及其制备方法以及锂电池正极片和固态锂电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103311574A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 株式会社东芝 非水电解质二次电池
CN104393290A (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 北京科技大学 一种采用MoS2为正极材料的铝离子电池及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103311574A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 株式会社东芝 非水电解质二次电池
CN104393290A (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 北京科技大学 一种采用MoS2为正极材料的铝离子电池及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHAN-LIANG TAO等: "TiS2 nanotubes as the cathode materials of Mg-ion batteries", 《THE ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105977526A (zh) * 2016-06-15 2016-09-28 昆明理工大学 一种可充电铝碳电池及其制备方法
CN109643824A (zh) * 2016-06-28 2019-04-16 加利福尼亚大学董事会 具有钼硫化物电极的蓄电池和方法
CN107275615A (zh) * 2017-06-29 2017-10-20 厦门大学 一种硫铜化合物碳基复合材料为正极的铝离子电池
CN109037789A (zh) * 2018-07-27 2018-12-18 江西迪比科股份有限公司 一种锂铝双离子可充电电池
CN109037789B (zh) * 2018-07-27 2021-04-13 江西迪比科股份有限公司 一种锂铝双离子可充电电池
CN110911634A (zh) * 2018-09-14 2020-03-24 比亚迪股份有限公司 正极材料及其制备方法以及锂电池正极片和固态锂电池

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