一種氧化鎢修飾正極片的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種氧化鎢修飾正極片，該正極片由導電基底、氧化鎢、導電聚合物和硫組成，不含有外加的導電劑和粘結劑。該氧化鎢修飾正極片導電性好、能量密度高，價廉環保。
【專利說明】一種氧化銷修飾正極片
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電池和新能源領域，具體涉及一種用于鋁電池的氧化鎢修飾正極片。
【背景技術】
[0002]隨著移動通訊設備、電動汽車的日益更新，迫切需求與之相配套的儲能體系。鋁的理論體積比容量為8050mAh/cm3，地殼儲量高，化學活潑性穩定，是理想的負極材料；硫的理論體積比容量為3467mAh/cm3，價格低廉，是已知能量密度最高的正極材料之一。但是，單質硫的導電性差，其電化學活性不能得到充分發揮，同時，放電過程中產生的多聚硫化物易溶解于電解液中造成硫活性物質的流失。因此，人們通常把單質硫和導電聚合物復合，提高正極材料的導電性；導電聚合物在充放電過程中易發生體積膨脹，影響正極的穩定性。
【發明內容】
[0003](—)實用新型目的
[0004]針對上述問題和不足，本實用新型的目的在于一種氧化鎢修飾正極片，該正極片活性材料層由氧化鎢、導電聚合物及單質硫組成，導電聚合物沉積于氧化鎢球腔內底部，單質硫附著于氧化鎢球腔內。該正極片能量密度高，循環性能好，倍率性高。
[0005](二)技術方案
[0006]為實現上述實用新型目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]一種氧化鎢修飾正極片，包括導電基底、氧化鎢、導電聚合物及單質硫，其特征在于，氧化鎢沉積于導電基底底部和外表面，形成中空定向排列的氧化鎢球腔，導電聚合物沉積在腔體內底部，單質硫附著在腔體內部。
[0008]方案所述的氧化鎢修飾正極片，其特征在于，氧化鎢以微球腔形態在導電基底上定向排列。
[0009]方案所述的氧化鎢修飾正極片，其特征在于，導電聚合物為聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、聚噻吩、聚苯撐、聚苯撐乙烯及它們的衍生物。
[0010]方案所述的正極片制備方法如下:將上述制備的氧化鎢修飾正極片烘干碾壓至
0.33毫米裁成40mm寬X 15mm長的極片。
[0011](三)有益效果
[0012](I)本實用新型中的氧化鎢有序排列在導電基底上，形成中空的氧化鎢微米腔，其有序排列形成的球腔可以負載大量的硫活性物質并抑制多聚硫化物的溶解及穿梭效應的發生，避免對正極造成腐蝕；同時，氧化鎢具有剛性，能夠彌補充放電過程中由于體積膨脹造成的正極不穩定性。
[0013](2)本實用新型在氧化鎢球腔底部和外表面聚合導電聚合物后，可以改善正極的導電性，同時導電聚合物能夠作為電活性物質補充正極的容量。
[0014](四)【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為氧化鎢修飾正極片結構切面示意圖。圖2為氧化鎢修飾正極片活性材料層俯視結構示意圖。
[0016]I—導電基底，2—活性材料層，3—氧化鶴，4—導電聚合物，5—硫，6—中空腔體。
[0017](五)
【具體實施方式】
[0018]以下將結合實施例對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。下面的實施例描述了本實用新型的幾種實施方式，它們僅是說明性的，而非限制性的。
[0019]參見附圖1，本實施例復合正極片包括導電基底I和活性材料層2，其中活性材料層2沉積于導電基底I上表面。參見附圖2，本實施例復合正極片活性材料層中氧化鎢3定向沉積在導電基底I上，形成定向排列的中空腔體6，導電聚合物4沉積于中空腔體6內底部和外表面，硫5附著在中空腔體6內。
[0020]實施例1:
[0021 ] (I)氧化鎢微米球腔的制備:將等體積的聚苯乙烯溶液和乙醇溶液混合均勻，將此混合液緩慢注于水面上，形成較大面積規則排列的聚苯乙烯球單層，轉移到用去離子水超聲洗滌干凈的導電基底上，室溫晾干，即得單層聚苯乙烯球模板；用硝酸調節25mmol鎢酸鈉和0.075%過氧化氫的混合溶液制成pH=l.4的電解液，以上述制得的修飾有聚苯乙烯球模板的導電基體為工作電極，在-0.45V電壓下電解5min后，用甲苯溶解除去聚苯乙烯球模板，即得反向規整排列氧化鎢微米球腔。
[0022](2)沉積聚苯胺:利用電化學沉積法在上述氧化鎢微米球腔底部及外表面聚合導電聚苯胺層。
[0023](3)復合硫:將上述制得的氧化鶴微米球腔聚苯胺層和單質硫按質量比1:8放入聚四氟乙烯反應釜中接著持續通入氮氣30min排出反應器中的空氣；在流動氬氣氣氛下把氧化鎢微米球腔聚苯胺層和單質硫混合物加熱到250°C左右，使硫充分熔化并擴散到氧化鎢微米球腔內部，自然冷卻，得到氧化鎢修飾的正極。
[0024](4)正極片的制備:將上述氧化鎢修飾正極片干燥，碾壓至0.33毫米裁成40mm寬X 15mm長的極片。
[0025]實施例2:
[0026](I)沉積聚吡咯:利用電化學沉積法在上述氧化鎢微米球腔內底部聚合導電聚吡略層。
[0027](2)其他同實施例1。
[0028]實施例3:
[0029](I)復合硫:配制0.5g/mL Na2S2O3溶液，然后逐滴加入5mL質量分數10%的稀HCl，邊滴加邊攪拌，得到硫溶膠；向硫溶膠中加入1/5質量的氧化鎢微米球腔聚苯胺層極片，攪拌均勻，浸漬30min，干燥得氧化鎢修飾正極片。
[0030](2)其他同實施例1。
[0031]實施例4:
[0032]電池測試:對所制得的正極片、鋁負極及隔膜卷繞成電池進行充放電循環測試，以IC充電至2.2V，0.5C放電，放電截止電壓為1.2V，測試結果如下所示:
[0033](I)實施例1正極片所制電池，開路電壓1.82V，首次放電容量687mAh，循環50次后，容量衰減率為35.2%。
[0034](2)實施例2正極片所制電池，開路電壓1.85V，首次放電容量686mAh，循環50次后，容量衰減率為34.7%。
[0035](3)實施例3正極片所制電池，開路電壓1.83V，首次放電容量682mAh，循環50次后，容量衰減率為35.6%。
[0036]盡管已經參照實施方案對本實用新型進行了詳細的描述，但是本領域的技術人員應當理解，在不脫離所附權利要求書及其等價物所述的本實用新型的構思和范圍的情況下，可以對其做出各種修改和替換。
【權利要求】
1.一種氧化鎢修飾正極片，包括導電基底、氧化鎢、導電聚合物及單質硫，其特征在于，氧化鎢沉積于導電基底底部，形成中空定向排列的氧化鎢球腔，導電聚合物沉積在腔體內底部和外表面，單質硫附著在腔體內。
2.根據權利要求1所述的氧化鎢修飾正極片，其特征在于，導電聚合物為聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、聚噻吩、聚苯撐、聚苯撐乙烯及它們的衍生物。
【文檔編號】H01M4/48GK204156013SQ201420672660
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】趙宇光, 汪清 申請人:南京中儲新能源有限公司