[发明专利]一种硫基复合正极材料及二次电池

权利要求书

1.一种二次铝硫电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：

(a) 正极，其特征在于，正极活性材料为金属氧化物和硫复合材料；

(b) 含铝负极；和

(c) 非水含铝电解液。

2.根据权利要求1所述的二次铝硫电池，其特征在于，所述金属氧化物为纳米尺寸。

3.根据权利要求1所述的二次铝硫电池，其特征在于，所述复合材料中金属氧化物和硫的质量比为1:10~1:20。

4.根据权利要求1所述的二次铝硫电池，其特征在于，所述金属氧化物包括MgO、Al₂O₃、TiO₂、ZnO、SnO₂、ZrO、CeO₂、La₂O₃、V₂O₅中的任一种。

5.权利要求1所述的金属氧化物和硫复合材料的制备方法包括物理混合法、化学沉积法、溶胶凝胶法和喷雾干燥法，具体地：

物理混合法，将金属氧化物和单质硫（过400目分样筛）以一定的质量比混合，在氮气保护下，以200r/min转速球磨5h后放入干燥器中干燥，形成复合材料；

化学沉积法，配制含有上述金属氧化物所对应金属离子的溶液，向其中加入单质硫，将混合液置于60℃左右恒温水浴中，搅拌同时超声振荡，反应2~10h后，离心分离沉淀，以去离子水和乙醇清洗干净，40℃左右真空干燥，获得复合材料；

溶胶凝胶法，配制含有上述金属氧化物所对应金属离子的溶胶，将硫单质加入溶胶中搅拌均匀，然后于80°C温度下真空干燥24h，形成凝胶，再将该凝胶在500℃下煅烧2~5h，形成复合材料；

喷雾干燥法，配制含有上述金属氧化物所对应金属离子的硝酸溶液，向其中加入硫单质并搅拌混合均匀形成乳浊液，随后将所得乳浊液置入喷雾干燥机内进行喷雾干燥，再将所得粉体在300℃下煅烧2~5h获得复合材料。

6.根据权利要求1所述的二次铝电池，其特征在于，所述含铝负极包含铝金属或铝合金。

7.根据权利要求1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。

8.根据权利要求6所述的二次铝电池，其特征在于，所述有机盐的阳离子包括咪唑鎓离子，吡啶鎓离子，吡咯鎓离子，哌啶鎓离子，吗啉鎓离子，季铵盐离子，季鏻盐离子和叔鋶盐离子；有机盐的阴离子包括Cl^-，Br^-，I^-，PF₆^-，BF₄^-，CN^-，SCN^-，[N(CF₃SO₂)₂]^-，[N(CN)₂]^-等离子。

9.根据权利要求1所述的二次铝电池，其特征在于，包括位于正极和负极之间的隔膜，所述隔膜材料包括但不限于：聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、玻璃纤维滤纸和陶瓷材料。

10.一种权利要求1所述的二次铝电池的制备方法，其特征在于，将所述正极活性材料、导电剂、粘结剂（比例为7:2:1）制成活性材料浆涂于0.6mm厚的集流体上，烘干碾压至0.33mm左右，裁成40mm宽×15mm长的极片作为正极片，和0.16mm厚的隔膜以及负极卷绕成电芯装入镀镍钢壳，再注入电解液，封口制成二次铝电池。