[实用新型]金属氧化物复合电极

说明书

技术领域

本实用新型属于电池和新能源领域，涉及一种二次铝电池用的复合正极极片。

背景技术

为了适应可移动终端设备、电动汽车对高能量、易携带的储能设备的要求，开发高能量密度的二次电池储能体系的研究越来越受到人们的关注。金属铝是地壳中储量最多的金属，其理论能量密度高达2980mAh/g，仅次于锂（3682mAh/g），是理想的负极材料；硫具有1675mAh/g的理论能量密度，是已知能量密度最高的正极材料，二者构成的铝硫电池体系可符合上述需求。但是，单质硫具有不导电的自然属性，放电时产生的小分子硫化物溶解于电解液中并在负极沉积，影响电池的循环性能。因此，人们通常把导电聚合物和硫复合，提高正极的导电性；外层包覆金属氧化物可起到“限域”作用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种含金属氧化物/聚吡咯-聚乳酸/硫复合活性材料、导电剂、粘结剂及集流体的复合正极片，所述正极片的能量密度高、制备简单且价廉环保。

（二）技术方案

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种方案所述的金属氧化物复合电极，其特征在于，包括金属氧化物/聚吡咯-聚乳酸/硫复合材料、导电剂、粘结剂组成的混合浆料涂敷层及集流体，其中涂覆层的厚度为0.01-0.05mm。

方案所述的金属氧化物复合电极，其特征在于，聚吡咯-聚乳酸材料为具有网状孔结构的导电材料。

方案所述的金属氧化物复合电极，其特征在于，硫附着于聚吡咯-聚乳酸的网状结构的孔结构内壁或材料的外壁上。

方案所述的导电剂包括石墨基材料、碳基材料和导电聚合物。

方案所述的金属氧化物为Al₂O₃、TiO₂、MnO₂、SnO₂、ZrO、CeO₂、ZnO、SnO₂及V₂O₅中的一种。

方案所述的粘合剂为水性粘合剂LA132（成都茵地乐）、聚乙烯醇 (PVA)、聚四氟乙烯（PTFE）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚苯乙烯丁二烯共聚物（SBR）、氟化橡胶和聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸乙酯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚己内酰胺、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚丙烯酸，及其衍生物、混合物或共聚物。

方案所述的集流体包括不锈钢、铜、镍、钛、铝。

（三）有益效果

本实用新型提供的一种以金属氧化物/聚吡咯-聚乳酸/硫为活性材料的复合正极片，与现有技术相比具有以下优势：该金属氧化物复合电极通过导电性能和网状多孔结构的聚吡咯-聚乳酸材料和硫复合后外加金属氧化物包覆得到。聚吡咯具有导电性，可以提高正极极片的导电性能和单质硫的转化率，聚吡咯和聚乳酸复合形成的网状多孔结构能够减少多硫化物的溶解；金属氧化物的包覆进一步起到限域作用，提高正极的循环性能。

（四）附图说明

图1是本实用新型所述的金属氧化物复合电极层状结构切面示意图。

其中，1—活性浆料涂覆层，2—集流体。

（五）具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

参见附图1，本实施例复合正极片中的活性浆料层1涂覆在集流体2上碾压成一定大小及形状形成循环性能优良的正极极片。

实施例1：

（1）聚吡咯-聚乳酸的制备：取一定量的聚乳酸加三氯甲烷溶解配成一定浓度的三氯甲烷溶液，另取不同量的吡咯在N₂保护下加入三氯甲烷聚乳酸溶液，其中聚乳酸和吡咯的物质的量为1:20，加入一定量的十二烷基磺酸钠和FeCl3水溶液，搅拌乳化聚合4h，干燥得聚吡咯-聚乳酸复合材料。

（2）复合硫：将单质硫和聚吡咯-聚乳酸质量比1:8放入聚四氟乙烯反应釜中接着持续通入氮气30min排出反应器中的空气；在流动氩气气氛下把硅镁化合物和单质硫混合物加热到250℃左右，保温12h，使硫充分熔化并扩散到聚吡咯-聚乳酸的孔隙中，自然冷却，得到聚吡咯-聚乳酸/硫复合材料。