[发明专利]一种铝离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种铝离子电池，其特征在于，其包含正极、负极和铝离子电解质，其中正极为过渡族金属氧化物、负极为高纯铝。

2.根据权利要求1所述的铝离子电池，其特征在于，铝离子电解质为液态时，电池中包含隔膜材料。

3.根据权利要求2所述的铝离子电池，其特征在于，所述隔膜材料为具有离子通透性的聚丙烯微孔隔膜材料、聚乙烯微孔隔膜材料、玻璃纤维材料中的一种。

4.根据权利要求1所述的铝离子电池，其特征在于，所述铝离子电解质由卤化铝和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的一种或几种任意比例的混合而成。

5.根据权利要求4所述的铝离子电池，其特征在于，所述铝离子电解质中卤化铝与无机酸盐的体积比为0.5~2。

6.根据权利要求1所述的铝离子电池，其特征在于，所述正极材料的过渡族金属氧化物为VO_x、Ta₂O₅、Nb₂O₅、TiO₂、Cr₂O₃、MnO_x、FeO_x、CoO₂、CuO_x、ZnO、MoO₃中的一种或几种任意比例的混合物。

7.根据权利要求1所述的铝离子电池，其特征在于，所述离子电池的正极集电体为不锈钢箔、泡沫镍、碳纸中的一种。

8.如权利要求1所述铝离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下的制备步骤：

1）作为铝离子电池正极材料的过渡金属氧化物的制备，过渡金属氧化物为粉末状，颗粒大小为10 nm-10 μm；

2）将上述过渡金属氧化物与导电剂、粘结剂进行混合后，涂布于集电体上，作为正极；

3）将直径为5-10mm的高纯铝清洗后作为负极；

4）配制含有可自由移动Al³⁺离子液体作为电池的电解质；

5）以过渡金属氧化物作为电池正极材料，以高纯铝片作为负极材料，离子液体为电解质，在手套箱中装配电池。

9.根据权利要求8所述铝离子电池的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的导电剂为乙炔黑、超级碳、碳纳米管、碳粉、石墨材料中的一种；粘结剂为聚四氟乙烯（PTFE）或聚偏二氟乙烯（PVDF）中的一种。

10.根据权利要求8所述铝离子电池的制备方法，其特征在于，步骤（2）中过渡金属氧化物用量为30-90 wt%、导电剂为1-30 wt%、粘结剂为1-20 wt%。