[发明专利]用于可充电金属离子电池的改进的电解质、集电器和粘合剂

权利要求书

1.一种金属离子电池，其包括：

包含金属的阳极；

阴极；和

布置在所述阳极和所述阴极之间的离子液体电解质，其中所述离子液体电解质对应于金属卤化物和有机化合物的混合物。

2.根据权利要求1所述的金属离子电池，其中电池运转温度是大约-30℃至大约60℃。

3.根据权利要求1所述的金属离子电池，其中所述金属是铝，并且所述金属卤化物是卤化铝。

4.根据权利要求3所述的金属离子电池，其中所述卤化铝是AlCl₃，并且所述有机化合物是酰胺。

5.根据权利要求4所述的金属离子电池，其中所述酰胺是尿素。

6.根据权利要求5所述的金属离子电池，其中所述混合物中的AlCl₃:尿素的摩尔比在大约1.1至大约1.7的范围。

7.根据权利要求3所述的金属离子电池，其中所述卤化铝是AlCl₃，并且所述有机化合物包括选自N-(正丁基)吡啶鎓、苄基三甲基铵、1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓、三己基十四烷基鏻、和1-丁基-1-甲基-吡咯烷鎓的阳离子，和选自四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、和双(三氟甲磺酰基)酰亚胺的阴离子。

8.根据权利要求3所述的金属离子电池，其中所述卤化铝是AlCl₃，并且所述有机化合物选自4-丙基吡啶、乙酰胺、三甲基苯基氯化铵、和1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物。

9.根据权利要求3所述的金属离子电池，其中所述离子液体电解质包括配位地结合至所述有机化合物的卤化铝阳离子。

10.根据权利要求1所述的金属离子电池，其中所述阴极包括亲水性聚合物粘合剂和与所述亲水性聚合物粘合剂掺合的阴极活性材料。

11.根据权利要求10所述的金属离子电池，其中所述阴极活性材料选自石墨颗粒、天然石墨片、硫颗粒、硒颗粒、黑磷颗粒、和黑磷膜。

12.根据权利要求10所述的金属离子电池，其中所述阴极活性材料包括具有大约20μm至大约300μm范围内的尺寸的天然石墨片。

13.根据权利要求10所述的金属离子电池，其中所述亲水性聚合物粘合剂包括选自聚丙烯酸、聚乙烯醇、纤维素、纤维素衍生物、藻酸盐、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、和聚苯乙烯磺酸酯的一种或多种聚合物。

14.根据权利要求1所述的金属离子电池，其中所述阴极包括作为集电器的金属基底，并且任选地所述金属基底被施加保护涂层。

15.根据权利要求14所述的金属离子电池，其中所述金属基底是镍基底，并且所述保护涂层是碳质材料、导电聚合物、或钨的涂层。

16.根据权利要求14所述的金属离子电池，其中所述金属基底是钨基底。

17.根据权利要求1所述的金属离子电池，其中所述阴极包括作为集电器的纤维状碳质基底。

18.根据权利要求17所述的金属离子电池，其中所述纤维状碳质基底是碳纤维纸、碳纤维布、石墨纤维纸、或石墨纤维布。