[发明专利]一种多离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种多离子电池，该电池包括电池正极、负极、非水离子电解液、集流体、隔膜和电池壳，其特征在于，所述正极材料为具有石墨结构的碳材料及其复合物；所述负极材料为金属铝或含铝合金；所述电解液为含有PF₆^-和AlF₄^-配离子的非水离子电解液；

所述非水离子电解液中包含溶剂、溶质和添加剂；所述溶剂为碳酸甲乙酯和/或碳酸二甲酯；所述溶质为LiPF₆和AlF₃；所述添加剂为碳酸亚乙烯酯；

所述溶剂中碳酸甲乙酯的质量含量为0-100％；LiPF₆的浓度为1～4mol/L；AlF₃的质量百分数为溶剂和LiPF₆总质量的1～3％；碳酸亚乙烯酯的质量百分数为溶剂和溶质总质量的2～5％；

由于AlF₄^-的存在，进一步保护了负极铝的电化学溶解和防止枝状晶的产生并提高了电池的储能效果和循环性能，其工作电压可达4.0～4.5V。

2.根据权利要求1所述的一种多离子电池，其特征在于，所述正极材料为具有石墨结构的碳材料，包含微米或纳米级天然石墨、高取向石墨、碳纳米管和石墨烯。

3.根据权利要求1所述的一种多离子电池，其特征在于，所述负极材料为纯度大于90％的金属铝或金属铝与铜、铁、镍、锡、银形成的合金。

4.根据权利要求1所述的一种多离子电池，其特征在于，所述隔膜为聚丙烯微孔隔膜或聚乙烯微孔隔膜或聚丙烯微孔隔膜/聚乙烯微孔隔膜/聚丙烯微孔隔膜混合三层隔膜。

5.一种制备如权利要求1-4任一项所述的一种多离子电池的制备方法，其特征在于，具体包括以下的制备步骤：

(a)将正极所用碳材料、导电材料、粘结剂按照一定比例分别称取并在NMP有机液中搅拌混合均匀，然后均匀地涂抹在集流体金属铝箔上，在60～100℃的真空烘箱里烘干，即得到正极片；

(b)将厚度为0.05～0.5mm的金属铝或铝合金用细砂纸打磨清洗干净，干燥后，即得到负极片；

(c)将溶质、溶剂和添加剂按比例在氩气环境的手套箱内配置，静置24小时以上，即得到非水离子电解液；

(d)最后将上述制备好的正极片、负极片、非水离子电解液在手套箱内组装，得到多离子软包电池或筒状电池。

6.根据权利要求5所述的一种多离子电池的制备方法，其特征在于，所述导电材料为超级碳、石墨导电剂、炭黑、中间相碳微球中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的一种多离子电池的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或两种的混合物。

8.根据权利要求5所述的一种多离子电池的制备方法，其特征在于，所述正极片中：碳材料所占质量百分比为80～95％，导电材料所占质量百分比为0～10％，粘结剂所占质量百分比为5～10％。