[发明专利]一种铝离子电池电解液及制备方法与应用

说明书

本公开提供了一种铝离子电池电解液及制备方法与应用，其制备方法为：将氯化铝与己内酰胺作为原料加热至不低于125℃进行反应，反应后获得的离子液体即为铝离子电池电解液。本公开首次以氯化铝与己内酰胺作为原料制备了铝离子电池电解液，经过实验表明，采用该铝离子电池电解液形成的铝离子电池具有优良的循环特性和倍率性能。

技术领域

本公开涉及铝离子电池领域，具体涉及一种铝离子电池电解液及制备方法与应用。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

当今社会，资源短缺和环境问题限制着社会的发展，探索可持续发展能源例如太阳能、风能和水能等就变得尤为重要，这也对电化学能源储存装置的容量、成本及安全等性能提出了一个很大的要求。锂离子电池是应用最广泛的电化学储能装置，但是由于地壳储锂量短缺导致锂电池在未来会很难满足人类社会的需求，铝离子电池拥有成本低、地壳铝含量丰富、安全性能好及理论容量高(2980mA h g^-1)等优点，铝离子电池很有潜力替换锂离子电池成为未来人类社会的所需的电化学储能装置。

戴宏杰课题组在论文(An ultrafast rechargeable aluminium-ionbattery.Meng-Chang Lin,Ming Gong,Bingan Lu,Yingpeng Wu,Di-Yan Wang,MingyunGuan,Michael Angell,Changxin Chen,Jiang Yang,Bing-Joe HwangHongjieDai.Nature volume 520,pages 324–328(16April2015))中提供了一种铝离子电池体系，该铝离子电池采用的电解液体系是氯化1-乙基-3-甲基咪唑(EMIm]Cl)与三氯化铝(AlCl₃)的混合物。然而，经过本公开发明人研究发现，EMIm]Cl价格昂贵且铝离子电池容量较低。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的目的是提供一种铝离子电池电解液及制备方法与应用，利用该铝离子电池电解液形成的铝离子电池体系具有成本低、容量高、循环性能优越等优点。

为了实现上述目的，本公开的技术方案为：

一方面，本公开提供了一种铝离子电池电解液的制备方法，将氯化铝与己内酰胺作为原料加热至不低于125℃进行反应，反应后获得的离子液体即为铝离子电池电解液。

本公开首次以氯化铝与己内酰胺作为原料制备了铝离子电池电解液，经过实验表明，采用该铝离子电池电解液形成的铝离子电池具有优良的循环特性和倍率性能。

另一方面，本公开提供了一种铝离子电池电解液，采用上述制备方法获得。

采用本公开制备方法制备的铝离子电池电解液中含有AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-阴离子，本公开通过实验表面AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-阴离子在铝离子电池充放电过程中起着重要作用。

第三方面，本公开提供了一种上述铝离子电池电解液在铝离子电池中的应用。

第四方面，本公开提供了一种铝离子电池，负极为铝，电解液为上述铝离子电池电解液。

本公开的有益效果为：

本公开提供的铝离子电池电解液价格廉价、电池循环性能较好。经过实验表明，采用该铝离子电池电解液制备的铝离子电池表现出较好的循环特性和倍率性能。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。