[发明专利]一种基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极及应用

权利要求书

1. 一种基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极，其特征在于，所述复合正极包括：

(a) 导电基底；

(b) 碳纳米纤维阵列；

(c) 硫。

2.如权利要求1所述的基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极，其特征在于，所述复合正极通过化学气相沉积在导电基体上定向生长碳纳米纤维阵列，然后与硫复合而得。

3.如权利要求1所述的基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极，其特征在于，所述碳纳米纤维阵列的直径为50~400nm，长度为2~50μm。

4.如权利要求1所述的基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极，其特征在于，所述硫通过热熔扩散的方式和碳纳米纤维阵列复合。

5.一种权利要求1所述的基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，碳纳米纤维阵列的制备：采用化学气相沉积法，以乙炔为反应气体，加催化剂前驱体在导电基底表面制备定向生长的碳纳米纤维阵列；

步骤2，基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极的制备：将制备好的碳纳米纤维阵列和单质硫按质量比1:5~1:10放入含有氮气的密闭聚四氟乙烯的反应釜中，置于烘箱中加热到120~300℃使硫充分熔化并扩散，冷却至室温得到基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极。

6.如权利要求5所述的基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的催化剂前驱体为铜溶胶或酒石酸铜。

7.一种二次铝电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：

(a) 正极为如权利要求1所述的基于碳纳米纤维阵列的碳硫复合正极；

(b) 含铝负极；

(c) 非水含铝电解液。

8.如权利要求7所述的二次铝电池，其特征在于，所述含铝负极材料，包括但不限于：金属铝和铝合金，铝合金包括含有选自Li、Na、K、Ca、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mn、Sn、Pb、Ma、Ga、In、Cr、Ge中的至少一种元素与Al的合金。

9.如权利要求7所述的二次铝电池，其特征在于，所述非水含铝电解液包括有机盐-卤化铝体系离子液体，其中，有机盐与卤化铝的摩尔比为1:1.1~3.0。