[發明專利]一種鋁離子電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201410115329.2
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103825045A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 焦樹強;王偉;胡麗文;孫禾;孫浩博;趙飛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01M10/054
• 分類號: H01M10/054;H01M10/058
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種鋁離子電池，其特征在于，其包含正極、負極和鋁離子電解質，其中正極為過渡族金屬氧化物、負極為高純鋁。

2.根據權利要求1所述的鋁離子電池，其特征在于，鋁離子電解質為液態時，電池中包含隔膜材料。

3.根據權利要求2所述的鋁離子電池，其特征在于，所述隔膜材料為具有離子通透性的聚丙烯微孔隔膜材料、聚乙烯微孔隔膜材料、玻璃纖維材料中的一種。

4.根據權利要求1所述的鋁離子電池，其特征在于，所述鋁離子電解質由鹵化鋁和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丙基-3-甲基咪唑氯鹽、1-乙基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽中的一種或幾種任意比例的混合而成。

5.根據權利要求4所述的鋁離子電池，其特征在于，所述鋁離子電解質中鹵化鋁與無機酸鹽的體積比為0.5~2。

6.根據權利要求1所述的鋁離子電池，其特征在于，所述正極材料的過渡族金屬氧化物為VO_x、Ta₂O₅、Nb₂O₅、TiO₂、Cr₂O₃、MnO_x、FeO_x、CoO₂、CuO_x、ZnO、MoO₃中的一種或幾種任意比例的混合物。

7.根據權利要求1所述的鋁離子電池，其特征在于，所述離子電池的正極集電體為不銹鋼箔、泡沫鎳、碳紙中的一種。

8.如權利要求1所述鋁離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下的制備步驟：

1）作為鋁離子電池正極材料的過渡金屬氧化物的制備，過渡金屬氧化物為粉末狀，顆粒大小為10?nm-10?μm；

2）將上述過渡金屬氧化物與導電劑、粘結劑進行混合后，涂布于集電體上，作為正極；

3）將直徑為5-10mm的高純鋁清洗后作為負極；

4）配制含有可自由移動Al³⁺離子液體作為電池的電解質；

5）以過渡金屬氧化物作為電池正極材料，以高純鋁片作為負極材料，離子液體為電解質，在手套箱中裝配電池。

9.根據權利要求8所述鋁離子電池的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述的導電劑為乙炔黑、超級碳、碳納米管、碳粉、石墨材料中的一種；粘結劑為聚四氟乙烯（PTFE）或聚偏二氟乙烯（PVDF）中的一種。

10.根據權利要求8所述鋁離子電池的制備方法，其特征在于，步驟（2）中過渡金屬氧化物用量為30-90?wt%、導電劑為1-30?wt%、粘結劑為1-20?wt%。