[发明专利]一种高电化学窗口的铝离子电池正极和电池及其制备方法

权利要求书

1.一种铝离子电池正极，其特征在于，所述铝离子电池正极包括集流体、活性物质和金属酞菁，其中集流体选自惰性金属箔，惰性金属为钛、铜、镍中的任一种；活性物质为天然鳞片石墨；金属酞菁为酞菁铜、酞菁镍、酞菁钴、酞菁锌、酞菁铁、酞菁铅、酞菁锡中的一种或几种。

2.权利要求1所述的铝离子电池正极的制备方法，其特征在于，采用以下步骤制备得到：

步骤1、电极浆料的制备：称取活性物质、金属酞菁和粘合剂；在称取的粘合剂中加入溶剂，用搅拌器将粘合剂搅拌均匀，并分次不断加入天然鳞片石墨和金属酞菁；搅拌直至浆料均匀有光泽，混合均匀后制成电极浆料；

步骤2、正极片的制备：用酒精对集流体清洗、去污；将步骤1制成的电极浆料涂在集流体上；将涂布后的集流体放入电热恒温干燥箱中烘烤，裁成30mm宽×30mm 长的正极片。

3.根据权利要求2所述的铝离子电池正极的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，按照质量比为（45-90）：（5-50）：5称取活性物质、金属酞菁和粘合剂。

4.根据权利要求2所述的铝离子电池正极的制备方法，其特征在于，所述粘合剂选自丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物、海藻酸钠、β-环糊精、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的任一种或任几种的混合物；所述的溶剂选自去离子水、乙醇、N-甲基吡咯烷酮中的任一种。

5.根据权利要求2-4任一所述的铝离子电池正极的制备方法，其特征在于，所述活性物质、金属酞菁和粘合剂的质量比为（50-70）：（25-45）：5，所述粘合剂为聚四氟乙烯，所述溶剂为去离子水。

6.一种铝离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于，所述正极使用权利要求1所述的铝离子电池正极或采用权利要求2-5任一方法制备得到的铝离子电池正极。

7.根据权利要求6所述的铝离子电池，其特征在于，所述负极材料为高纯铝片或铝箔，所述隔膜为玻璃纤维隔膜，所述电解液为含铝室温熔融离子液体，选自有机盐-卤化铝体系离子液体，有机盐的阳离子包括咪唑鎓离子，吡啶鎓离子，吡咯鎓离子，哌啶鎓离子，吗啉鎓离子，季铵盐离子和季鏻盐离子，有机盐的阴离子包括氯离子，溴离子，碘离子，六氟磷酸离子，四氟硼酸离子，氰根离子，硫氰酸离子，二(三氟甲基磺酰)亚胺离子，卤化铝包括氯化铝、溴化铝或碘化铝。

8.权利要求7所述的铝离子电池，其特征在于，所述负极材料为打磨去除表面氧化物的5 μm到200 μm厚度的高纯铝箔，所述的电解液为氯化铝- 1-乙基-3-甲基咪唑鎓离子液体，EMICl与AlCl₃的摩尔比为1：1.4。

9.权利要求6-8任一所述的铝离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、电极极片的制备：按照权利要求2-5任一所述的铝离子电池正极的制备方法制备正极片；用砂纸对金属箔进行打磨，用酒精对其清洗、去污，然后裁成30mm宽×30mm 长的负极片；

步骤2、电池袋的制备：在正极片相应的位置点焊正极纯镍制宽极耳，在负极片相应的位置点焊负极纯铝制宽极耳，再将正极片、隔膜以及负极片叠合在一起；将叠合后的电极装入耐腐蚀高分子材料所制成的半密封袋中，将半密封袋装进铝塑膜袋中仅露出镍制正极耳和铝制负极耳，然后热封制成半密封软包袋装电池，并在60℃下烘干2小时；

步骤3、电池的制备：在手套箱中制备离子液体；将烘干后的电池袋转入惰性气体环境的手套箱中，加入电解液至确保隔膜完全浸润，将其密封制成软包袋装电池。

10.权利要求6-8任一所述的铝离子电池或采用权利要求9所述方法制备得到的铝离子电池在便携式电子设备、电动汽车中的应用。