[发明专利]一种低温无机熔盐铝离子超级电容电池及其制备方法

权利要求书

1.一种低温无机熔盐铝离子超级电容电池，该电容电池包含正极、负极和电解质及电解池装置，其特征在于，所述正极为碳材料和过渡金属硫化物的复合物，负极为固态金属铝或其固态合金，所述电解质为氯化铝和碱金属或者碱土金属氯化物的混合熔盐体系。

2.根据权利要求1所述的低温无机熔盐铝离子超级电容电池，其特征在于，所述电解质的各组分的比例为：所述三氯化铝与碱金属氯化物或碱土金属氯化物的摩尔浓度比为：1~4:1；所述添加剂的加入量不超过三氯化铝与碱金属氯化物或碱土金属氯化物总质量的20%；所述碱金属包括LiCl、NaCl、KCl、RbCl或CsCl；所述碱土金属氯化物包括MgCl₂、CaCl₂或BaCl₂；所述添加剂包括LiAlBr₄、NaAlBr₄、KAlBr₄、LiAlCl₄、NaAlCl₄或KAlCl₄。

3.根据权利要求1所述的低温无机熔盐铝离子超级电容电池，其特征在于，所述正极的各组分的比例为：碳材料的质量百分比为10%~50%，过渡金属硫化物的质量百分比为50%~90%；所述碳材料包括：石墨、碳纸、碳纤维纸、碳纳米管、石墨烯、膨胀石墨或炭黑；所述过渡金属硫化物包括：硫化镍，硫化钛，硫化铜，硫化铁，硫化铅，硫化锆，硫化钒，硫化铬，硫化钴或硫化钼。

4.根据利要求1所述的低温无机熔盐铝离子超级电容电池，其特征在于，所述正极或固态负极形状为片状、长方体状、立方体状，圆筒状块体或其它具有至少一个平面的不规则块体。

5.根据利要求1所述的低温无机熔盐铝离子超级电容电池，其特征在于，所述负极为固态金属铝或固态金属铝与金属镓、铜、铬、铁、镍、铅、铋、锡或银形成的二元或多元合金。

6.根据利要求1所述的低温无机熔盐铝离子超级电容电池，其特征在于，所述电容电池的工作温度为50-300℃。

7.一种制备如权利要求1-6任一项权利要求所述的低温无机熔盐铝离子超级电容电池的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1.制备正极：将碳材料和过渡金属硫化物按照设计比例混合均匀用隔膜材料包裹后与正极耐高温导电杆采用螺纹、夹具、钩挂、镶嵌或耐高温金属丝捆绑的方式连接作为正极，备用；

步骤2.制备负极:将固态铝或铝合金采用螺纹、夹具、钩挂、镶嵌或耐高温金属丝捆绑的方式与负极导电杆连接作为负极；

步骤3.配制熔盐电解质体系：将三氯化铝与碱金属氯化物或碱土金属氯化物按照摩尔浓度比为：1~4:1分别称取，混合均匀，再加入一定量的添加剂，得到熔盐电解质体系，其中，添加剂的加入量不超过三氯化铝与碱金属氯化物或碱土金属氯化物总质量的20%；

步骤4.组装：将步骤3制备得到的熔盐电解质体系添加到反应容器中，铺设的厚度为100-5000mm，然后安装步骤1制备得到正极和步骤2制备得到负极，随后加热至50-300℃，最后，通过调节正极导电杆调剂正极块体位置，使其浸入电解质中浸泡一定时间，即得到无机熔盐铝离子二次超级电容电池。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述负极耐高温导电杆为不锈钢、钼、钛、镍等包括但不仅限于它们的金属或合金制成。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述三氯化铝、碱金属氯化物或碱土金属氯化物在无氧无水环境中磨成粒径为0.001-50mm颗粒。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述熔盐电解质体系质的铺设厚度为1000-2000mm。