[发明专利]一种碳基插层化合物及其制备方法、应用

说明书

本发明公开一种碳基插层化合物及其制备方法、应用，涉及铝离子电池技术领域，以使得碳基插层化合物应用于铝离子电池时，铝离子电池具有较高的比容量。所述该碳基插层化合物包括碳源材料，所述碳源材料具有层间结构，所述碳源材料所具有的层间结构插有三氯化铝。所述碳基插层化合物的制备方法用于制备上述碳基插层化合物。本发明提供的碳基插层化合物用于铝离子电池中。

技术领域

本发明涉及铝离子电池技术领域，尤其涉及一种碳基插层化合物及其制备方法、应用。

背景技术

铝离子电池是一种在充放电过程中，铝基离子在正负极之间进行转移的电池，其相对于锂离子电池，具有材料丰富，成本低，更加安全等优点。

现有铝离子电池所使用的电解液为离子液体[EMIm]Cl/AlCl₃，其以热解石墨为正极，在热解石墨中可逆的嵌入四氯化铝离子，使得所形成的铝离子电池具有良好的稳定性和可逆性，然而热解石墨的层间距离小，使得热解石墨为四氯化铝离子提供的嵌入空间有限，导致所获得铝离子电池的比容量和充电电压没有明显提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳基插层化合物及其制备方法、应用，以使得碳基插层化合物应用于铝离子电池时，铝离子电池具有较高的比容量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种碳基插层化合物，该碳基插层化合物包括碳源材料，所述碳源材料具有层间结构，所述碳源材料所具有的层间结构插有三氯化铝。

与现有技术相比，本发明提供的碳基插层化合物中，碳源材料具有层间结构，碳源材料所具有的层间结构插有三氯化铝，使得三氯化铝可以将碳源材料所具有的层间结构进行扩充，使得碳源材料所具有的层间结构能够为四氯化铝离子提供更多的嵌入空间和脱出空间。因此，相对于现有技术，当碳基插层化合物作为电池正极材料用于铝离子电池时，铝离子电池的比容量和充电电压有了显著的提高。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的碳基插层化合物的制备方法，该碳基插层化合物的制备方法包括：

将碳源材料和三氯化铝混合，获得预混物；

对预混物进行加热直至三氯化铝气化，获得三氯化铝蒸汽；

在加热条件下，三氯化铝蒸汽与碳源材料接触，使得三氯化铝插入碳源材料所具有的层间结构，获得碳基插层化合物。

与现有技术相比，本发明提供的碳基插层化合物的制备方法的有益效果与上述技术方案所述的碳基插层化合物的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了一种碳基插层化合物在铝离子电池中的应用。

与现有技术相比，本发明提供的碳基插层化合物在铝离子电池中的应用的有益效果与上述技术方案所述的碳基插层化合物的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的碳基插层化合物的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的碳基插层化合物包括碳源材料，碳源材料具有层间结构，碳源材料所具有的层间结构插有三氯化铝。该碳基插层化合物采用如下制备方法制备：