[发明专利]铝离子电池固体电解质溶液与电池

权利要求书

1.一种铝离子电池固体电解质溶液，其特征在于，它是由三氯化铝、活化剂、增稠剂和助熔剂组成，三氯化铝与活化剂的摩尔比介于1:1至1.5:1。

2.一种如权利要求1所述铝离子电池固体电解质溶液，其特征在于，它的制备方法包括以下步骤：

1)先将活化剂和增稠剂加热至熔点得到熔体；对熔点高于130℃的活化剂，则需再添加活化剂重量0.5至2倍的助溶剂，加热至混合物熔化后得到混合熔体；增稠剂用量相当于活化剂、助溶剂总重量的3％至10％。

2)在搅拌的同时，在熔体或混合熔体中加入三氯化铝，三氯化铝与活化剂的摩尔比介于1:1至1.5:1；隔绝空气冷却后得到固体电解质溶液。

3.一种采用如权利要求1或2所述的固体电解质溶液的电池，其特征在于，它包括有壳体，金属铝阳极，碳阴极和固体电解质溶液；在铝阳极和碳阴极之间设置绝缘且允许离子透过的隔膜，或者使二者之间保持0.5-1.5mm的间隔；该电池是一种二次电池，电池放电后可重新充电重复使用。

4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述的铝阳极是用金属铝板或金属铝棒制成的电池阳极，它的形状需与碳阴极匹配。

5.一种如权利要求3或4所述的电池的组装和使用方法，其特征在于它的步骤如下：

1)先将所述固体电解质溶液加热熔融，灌注到电池壳体内；

2)将正负电极组装在一起并预热到熔体的熔点温度，将电极放入注入了熔体的电池壳体内，在熔点之上恒温并抽真空1-2小时；

3)加热、抽气完成后将电池壳体密封，将铝阳极和碳阴极分别连接在外电源的正极和负极上进行充电。

6.如权利要求1或2所述的铝离子电池固体电解质溶液，其特征在于，所述的活化剂是季铵盐或咪唑盐中的一种或数种；所述的季铵盐化学通式为R₄NCl，式中R为碳原子数为1至18的烷基，四个R可以为相同，也可以为不同的有机基团；所述的咪唑盐是咪唑、烷基咪唑的氯化物，化学式可以表示为：(C₃H₃N₂)·Cl、(C₃H₂N₂R)·Cl或(C₃HN₂R₁R₂)·Cl，其中R，R₁和R₂均为烷基，R₁和R₂可以为相同，也可以为不同的烷基；。

7.如权利要求6所述的铝离子电池固体电解质溶液，其特征在于，所述季铵盐的代表性化合物如：十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基氯化铵，双十烷基二甲基氯化铵，双十八烷基二甲基氯化铵，四乙基氯化铵，四丙基氯化铵，四丁基氯化铵，四戊基氯化铵。

8.如权利要求6所述的铝离子电池固体电解质溶液，其特征在于，所述咪唑盐的代表性化合物如：氯化1-乙基-3-甲基咪唑，氯化1-丁基3-甲基咪唑，氯化1-己基-3-甲基咪唑，氯化1-十六烷基-3-甲基咪唑。

9.如权利要求1或2所述的铝离子电池固体电解质溶液，其特征在于，所述的助熔剂是碳酸乙烯脂(Ethylene Carbonate，缩写EC)。

10.如权利要求1或2所述的铝离子电池固体电解质溶液，其特征在于，所述的增稠剂是分子量在五千至一万之间的聚乙二醇。