[发明专利]一种碳纳米管阵列-聚吡咯-硫复合材料

权利要求书

1.一种碳硫复合材料，包括：

1)  垂直生长于导电基底表面的碳纳米管阵列；

2)  活性物质，其特征在于，所述活性物质包含聚吡咯和硫。

2.如权利要求1所述的碳硫复合材料，其特征在于，所述碳纳米管的管径为1~50nm，管长1~2000nm，管间距2~100nm。

3.如权利要求1所述的碳硫复合材料，其特征在于，所述碳纳米管阵列的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所述的碳硫复合材料，其特征在于，所述活性物质为纳米尺寸，均匀分布在导电骨架表面和空隙中。

5.如权利要求1所述的碳硫复合材料，其特征在于，所述碳硫复合材料中硫、聚吡咯、碳纳米管阵列的质量百分比分别为60~80%、15~30%、5~10%。

6.如权利要求1所述的碳硫复合电极，其特征在于，碳纳米管阵列与硫复合再被聚吡咯包覆；或，碳纳米管阵列与聚吡咯复合再被硫包覆。

7.一种权利要求1所述的碳硫复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

1)  制备碳纳米管阵列：先采用化学气相沉积法（CVD）制备碳纳米管阵列；

2)  碳硫复合材料：

A.  碳纳米管阵列与硫复合再被聚吡咯包覆：先将制备好的碳纳米管阵列与硫按质量比1:5~1:20放入管式炉中，在惰性气体保护下加热至155~300℃，形成硫-碳纳米管阵列复合材料；然后采用化学氧化法在硫-碳纳米管阵列复合材料的表面包覆一层聚吡咯，制得复合材料；

B.  碳纳米管阵列与聚吡咯复合再被硫包覆：先采用电化学方法在碳纳米管阵列表面包覆一层聚吡咯，然后将其与硫按质量比1:5~1:20放入管式炉中，在惰性气体保护下加热至155~300℃形成复合电极；或者是在惰性气体保护下将其置于熔融态硫中，保持5~10h，取出产物放入烘箱中干燥，形成复合材料。

8.一种二次铝电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：

(a) 正极，其特征在于，正极为权利要求1所述的碳硫复合材料；

(b) 含铝负极；

(c) 非水含铝电解液。