[发明专利]铝离子电池柔性电极材料及其制备方法和铝离子电池

权利要求书

1.一种铝离子电池，所述铝离子电池包括柔性电极材料，该电极材料包括：多根碳纳米纤维组成的碳纳米纤维网络骨架，和分布在多根碳纳米纤维之间的主体材料颗粒；柔性电极材料不需要集流体和粘结剂，不需要导电添加剂，直接用于组装锂离子电池；所述主体材料颗粒含有过渡金属氧化物和过渡金属硫化物中的至少一种；

所述过渡金属氧化物选自V₂O₅、VO₂和Mn₃O₄中的至少一种；

所述过渡金属硫化物选自Mo₆S₈、FeS₂、CuS、Ni₃S₂、TiS₂中的至少一种；

所述主体材料颗粒的含量为40-80重量%，所述碳纳米纤维的含量为20-60重量%；

所述主体材料颗粒的平均粒径为1μm-4μm；

所述碳纳米纤维的直径为50nm-500nm；

所述铝离子电池柔性电极材料的厚度为0.01-5mm；

柔性电极材料的制备方法包括：

（1）将含碳聚合物溶解于溶剂中，得到溶液；

（2）将主体材料和/或主体材料的前驱体与所述溶液进行混合，得到纺丝液，然后进行静电纺丝，得到纺丝物；

（3）对所述纺丝物进行任选地预处理，然后进行热处理，得到铝离子电池柔性电极材料；

所述主体材料的前驱体不是指合成主体材料的原料，而是各原料已经产生一定的相互作用，在步骤（3）所述热处理条件下即能够转化为主体材料的物质。

2.根据权利要求1所述的铝离子电池，其中，所述碳纳米纤维的直径为100nm-250nm。

3.根据权利要求1所述的铝离子电池，其中，

所述主体材料颗粒含有V₂O₅、Mn₃O₄、FeS₂、CuS和Ni₃S₂中的至少一种。

4.一种如权利要求1所述的铝离子电池的制备方法，所述的铝离子电池包括柔性电极材料，柔性电极材料的制备方法包括：

（1）将含碳聚合物溶解于溶剂中，得到溶液；

（2）将主体材料和/或主体材料的前驱体与所述溶液进行混合，得到纺丝液，然后进行静电纺丝，得到纺丝物，主体材料的粒径为0.15-5μm，主体材料的前驱体的粒径为0.15-5μm；

（3）对所述纺丝物进行任选地预处理，然后进行热处理，得到铝离子电池柔性电极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，以所述溶液的总重量为基准，所述含碳聚合物的含量为5-20重量%。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，以所述溶液的总重量为基准，所述含碳聚合物的含量为5-15重量%。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其中，以所述溶液的总重量为基准，所述含碳聚合物的含量为7.1-11.5重量%。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其中，

所述含碳聚合物选自聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基咔唑、聚苯并咪唑、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚丙烯腈和聚氯乙烯中的至少一种。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述含碳聚合物为聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的至少一种。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、碳酸乙烯酯和水中的至少一种。