[发明专利]一种复合电极及其制作方法、电池

说明书

本发明公开一种复合电极及其制作方法、电池，涉及电池技术领域，以抑制电池在充放电过程中的容量衰减。所述复合电极的制作方法包括：提供过渡金属基底；采用水热法在过渡金属基底的表面形成过渡金属硫化物层。所述复合电极应用上述复合电极的制作方法制作而成。本发明复合电极及其制作方法、电池用于抑制电池在充放电过程中的容量衰减。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种复合电极及其制作方法、电池。

背景技术

铝离子电池是一种具有高理论容量、良好安全特性、低可燃性和低成本的新型能源存储器件，被视为新一代的能源存储希望。由于正极材料是铝离子电池的关键组成部分，其是决定铝离子电池的电化学性能的主要因素，因此，正极材料的制备及性能提升将成为研究的重点。

大量研究结果证实，过渡金属硫化物具有导电性好、电容量大等优异的电学特性，这使其可用于铝离子电池的正极材料中。虽然过渡金属硫化物有着较高的电容量，但是，过渡金属硫化物在进行电极反应时所产生的Al₂S₃等中间产物可溶解于电解液中，导致铝离子电池的性能在充放电过程中严重衰减。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合电极及其制作方法、电池，以抑制电池在充放电过程中的容量衰减。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合电极的制作方法，包括：

提供过渡金属基底；

采用水热法在过渡金属基底的表面形成过渡金属硫化物层。

与现有技术相比，本发明提供的复合电极的制备方法中，采用水热法在过渡金属基底的表面形成过渡金属硫化物层，使得采用复合电极的制作方法所制作的复合电极作为正极应用于电池时，如果电池发生放电反应，作为正极的复合电极所包含的过渡金属基底可将外部导线所传送的电子传导至过渡金属硫化物层，使得过渡金属基底与过渡金属硫化物层的接触面发生电化学反应；在这个过程中，过渡金属基底接触过渡金属硫化物层的表面的过渡金属原子失电子变成过渡金属离子，并转移至过渡金属硫化物层接触过渡金属基底的表面；而由于过渡金属硫化物层接触过渡金属基底的表面所含有的过渡金属离子得到电子形成过渡金属原子和过渡金属离子价态较低的过渡金属硫化物。如果电池发生充电反应，过渡金属硫化物层所含有的一部分过渡金属硫化物失去电子，使得在放电反应中所获得的过渡金属离子价态较低的过渡金属硫化物进行氧化，形成过渡金属离子价态较高的过渡金属硫化物，并沉积出部分过渡金属。

由上可见，在充放电的过程中，得失电子在过渡金属基底和过渡金属硫化物层的接触面发生；而由于过渡金属硫化物层具有一定的厚度，电池所包括的电解液所含有的离子难以进入过渡金属基底和过渡金属硫化物层的接触面，因此，本发明提供的复合电极的制作方法所制作的复合电极作为正极用于电池时，该复合电极所包括的过渡金属硫化物层不容易与电解液发生反应，使得电池的容量衰减大幅抑制。

另外，在电池充放电的过程中，过渡金属硫化物层发生了氧化还原反应，使得过渡金属硫化物层可作为存储电子的载体，以增加电子的传输速度。

本发明还提供了一种复合电极，应用上述复合电极的制作方法制作，所述复合电极包括过渡金属基底以及形成在所述过渡金属基底的表面的过渡金属硫化物层。

与现有技术相比，本发明提供的复合电极的有益效果与上述技术方案提供的复合电极的制作方法的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了一种电池，所述电池包括上述技术方案所述的复合电极。

与现有技术相比，本发明提供的电池的有益效果与上述技术方案所述的复合电极的制作方法的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明