[发明专利]一种碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合正极、制备方法及应用

权利要求书

1.一种碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合正极，包括：

a)  碳纳米管阵列；

b)  导电基底；

c)  纳米聚苯胺；和

d)  含硫活性材料。

2.如权利要求1所述的碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料，其特征在于，碳纳米管阵列与导电基底垂直相接形成三维导电网络骨架。

3.如权利要求1所述的碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料，其特征在于，所述导电基底包括但不限于碳纤维、石墨、玻态碳、钛、镍、不锈钢、铁、铜、锌、铅、锰、镉、金、银、铂、钽、钨、导电塑料、导电橡胶或高掺杂硅等金属或非金属。

4.如权利要求1所述的碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料，其特征在于，所述聚苯胺是以纳米尺度包覆碳纳米管阵列形成碳纳米管阵列-纳米聚苯胺复合结构。

5.如权利要求1所述的碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料，其特征在于，所述含硫活性材料是以纳米尺度分布在聚苯胺-碳纳米管阵列复合结构中。

6.如权利要求1所述的碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料，其特征在于，所述含硫活性物质为单质硫或含有S-S键的有机化合物。

7.如权利要求1所述的碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料，其特征在于，包含60~80%的硫，10~30%的聚苯胺和10~15%的碳纳米管阵列，所述为质量百分比含量。

8.权利要求1所述的碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采用物理或化学气相沉积法在导电基底上制备碳纳米管阵列；

步骤2，复合聚苯胺：配置0.5mol/L硫酸溶液，向该溶液中加入0.2mol/L的苯胺单体，通入氮气并搅拌均匀待用；然后以制备好的碳纳米管阵列为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极，采用循环伏安法制备聚苯胺，其电位范围为0.6V~0.8V，反应时间1h；最后取出产物，经蒸馏水冲洗、干燥，即得碳纳米管阵列-聚苯胺复合材料；

步骤3，复合硫：将制备好的碳纳米管阵列-聚苯胺复合材料与含硫活性物质按质量比1:5~1:20混合，在惰性气体保护下加热至155~300℃形成碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料；或者将含硫活性物质加热至熔融态，在惰性气体保护下将制备好的碳纳米管阵列-聚苯胺复合材料放入其中，保持5~10h后取出放入烘箱中干燥，形成碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合材料。

9.一种二次铝电池，包括：

a)  权利要求1所述的碳纳米管阵列-纳米聚苯胺-硫复合正极；

b)  含铝负极；

c)  非水含铝电解液。