[发明专利]一种混合离子液体Al/C-S二次电池与制备方法

权利要求书

1.一种混合离子液体Al/C-S二次电池，其特征在于：在电池壳体内有三氯化铝、氯化1- 乙基3-甲基咪唑的混合离子液体，在三氯化铝、氯化1-乙基3-甲基咪唑的混合离子液体中 放置的正极与负极之间设有玻璃纤维膜材料隔膜，正极的正极集流体上附有多孔纳米碳材 料及填充于孔间的纳米硫单质构成的正极活性物质。

2.根据权利要求1所述的混合离子液体Al/C-S二次电池，其特征在于：所述的正极集流 体为带有的孔隙的金属导电网，网孔目数在20～80之间；所述的多孔纳米碳材料所带的孔 隙小于微米级。

3.根据权利要求1所述的混合离子液体Al/C-S二次电池，其特征在于：所述的混合离子 液体中的三氯化铝、氯化1-乙基3-甲基咪唑的摩尔比为1.3:1～1.5:1。

4.根据权利要求1所述的混合离子液体Al/C-S二次电池，其特征在于：所述的正极集流 体与正极活性物质之间采用导电剂和胶黏剂配成的银浆料过渡粘结后再碾压复合成一体。

5.根据权利要求1所述的混合离子液体Al/C-S二次电池，其特征在于：所述的隔膜的厚 度为0.1mm～0.5mm。

6.根据权利要求1所述的混合离子液体Al/C-S二次电池，其特征在于：所述电池壳体为 耐混合离子液体电解质腐蚀的塑料材料、铝塑膜封装袋。

7.根据权利要求1所述的混合离子液体Al/C-S二次电池，其特征在于：所述负极为铝或 铝合金片。

8.一种权利要求1所述的混合离子液体Al/C-S二次电池的制备方法，其特征在于包括 以下步骤：

①采用液相沉积法将纳米硫单质吸附于多孔纳米碳材料的孔间，形成C-S活性物质复 合体，纳米碳材料上所带的孔隙具有微米及以下级别，再将该C-S活性物质复合体与正极集 流体固定，固定方式为先采用银浆料过渡粘结，再进行碾压复合,置于烘箱内烘干；

②将厚度为0.05～1mm厚度的铝或铝合金片经无水乙醇清洗、超声震荡后作为负极；

③按摩尔比1.3:1～1.5:1，配制三氯化铝、氯化1-乙基3-甲基咪唑的混合离子液体作 为电解质；

④将备好的电池正极、负极、隔膜以及混合离子液体在无水无氧环境中组装成电池。

9.根据权利要求8所述的混合离子液体Al/C-S二次电池的制备方法，其特征在于：所述 步骤①中粘结所用的银浆料重量百分比浓度为5%～15%；纳米硫单质吸附于多孔纳米碳材 料的孔间的液相沉积法步骤为，⑴将硫化钠溶于去离子水中，制成硫化钠溶液；⑵取升华硫 粉，研磨后加入硫化钠溶液中，室温下搅拌至硫粉全部溶解，得到多硫化钠溶液；⑶取多硫 化钠溶液加入到含有分散剂的去离子水中，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节至pH＞8，得 到澄明的淡黄色反应液A；⑷另取分散剂加入至酸溶液中得到反应液B；⑸室温下将多孔纳 米碳材料置于沉降池底部，随即反应液A以30滴/min的速度缓慢滴入沉降池中处于搅拌状 态下的反应液B中，此过程中应保证反应液B的酸过量，始终保持酸性反应体系，此时淡黄 色单质硫颗粒开始析出，滴加完毕后继续搅拌陈化3小时，陈化结束后放入烘箱，温度为120 ℃，20h后取出；

所述步骤②中：先将金属铝或铝合金裁剪成片，然后将其用水砂纸打磨平整，再进行无 水乙醇浸泡清洗、超声震荡，然后在真空干燥箱中烘干；

所述步骤③中：配制三氯化铝、氯化1-乙基3-甲基咪唑的混合离子液体应在无水无氧 环境中进行，并静置15小时以上。