[发明专利]一种可充电铝离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种可充电铝离子电池，其特征在于包含正极、负极、液态铝离子电解液、隔膜材料，其中正极为石墨结构碳材料，负极为高纯铝，液态铝离子电解液由无水氯化铝和3-甲基咪唑类化合物混合而成，液态铝离子电解液中无水氯化铝和3-甲基咪唑类化合物的摩尔比为1.1:1至1.6:1。

2.根据权利要求1所述可充电铝离子电池，其特征在于，石墨结构碳材料为石墨、碳纸、碳纤维纸、膨胀石墨及炭黑。

3.根据权利要求1所述的可充电铝离子电池，其特征在于，所述隔膜材料为具有离子通透性且不与正极和负极反应的聚丙烯微孔隔膜材料、聚乙烯微孔隔膜材料以及玻璃纤维材料中的一种。

4.根据权利要求1所述的可充电铝离子电池，其特征在于，所述的3-甲基咪唑类化合物包括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。

5.如权利要求1所述可充电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)将正极材料石墨结构碳材料加工成片状；

2)以惰性金属箔片为集流体将上述正极材料固定，以隔膜包裹作为正极，惰性金属箔片为钼、泡沫镍或金及铂族等贵金属；

3)将高纯铝剪片清洗后作为负极；

4)配制含有可自由移动的Al³⁺离子的离子液体作为电池的液态铝离子电解液；

5)用上述正极、负极以及液态铝离子电解液，在手套箱中组装电池。

6.如权利要求5所述的可充电铝离子电池的制备方法，其特征在于，可充电铝离子电池所用壳体为玻璃电解池、塑料电解池或塑料电池壳。

7.如权利要求5所述的可充电铝离子电池的制备方法，其特征在于，所述步骤2)固定方式为剪切惰性金属片为集流体，把步骤1)中加工好的碳材料电极片固定在集流体上，作为正极；固定方式包括绑缚、粘连、压制以及槽型固定，再按正极尺寸剪裁隔膜材料，包在正极片上，固定好。

8.如权利要求5所述的可充电铝离子电池的制备方法，其特征在于，所述步骤3)负极的清洗方法为，用有机液体，无水乙醇或丙酮，浸泡并超声震荡，干燥。

9.如权利要求5所述的可充电铝离子电池的制备方法，其特征在于，所述步骤4)离子液体要在手套箱中配制液态铝离子电解液，配制后要静置12小时以上。