[发明专利]一种可充放电水系铝离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，该电池的正极活性材料为水钠锰矿锰酸盐，电解液为三氟甲基磺酸铝水溶液，负极为固态金属铝或铝合金。

2.按照权利要求1所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，所述水钠锰矿锰酸盐材料的通式为M_xMnO_y·nH₂O，1≥x＞0,2≥y＞0,n≥0，其中M选自锂、钠、钾、镁、钙、铝、锌、钛、铁、钴、镍、铜。

3.按照权利要求1所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，正极的制备方法为：将所述水钠锰矿锰酸盐正极活性材料、导电材料和粘结剂在有机溶剂中分散混合形成浆料涂覆在集流体上，然后再真空干燥箱中干燥制成所述正极。

4.按照权利要求3所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，按水钠锰矿锰酸盐正极活性材料、导电材料和粘结剂的总质量为100％计算，水钠锰矿锰酸盐的添加质量百分比为60-80％；所述导电材料的添加质量百分比为10-30％；所述的粘结剂的添加质量百分比为5-10％。

5.按照权利要求3所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，所述的有机溶剂与所述的水钠锰矿锰酸盐正极活性材料的质量比为20～35:1。

6.按照权利要求3所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，所述导电材料为选自导电碳粉、乙炔黑、石墨粉、Super P碳黑中的一种或多种；所述的粘结剂为选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠中的一种或多种；所述的有机溶剂为选自N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺中的一种；所述集流体为选自不锈钢片、钛片、镍片、铜片、钽片、钼片惰性金属箔中的一种。

7.按照权利要求1所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，所述的电解液为三氟甲基磺酸铝溶于水中制备的水溶液，pH值为1-7，浓度为0.5-5M。

8.按照权利要求1所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，所述负极为固态金属铝或固态金属铝与金属锰、镁、锂、锆、铁、钴、钨、钒、镍、铜、硅、铬、钛、锡或锌形成的二元或多元合金。

9.按照权利要求1所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，所述的金属铝或者铝合金先在卤化铝与离子液体形成的液体中浸泡0-96h，为0时相当于不浸泡；

所述离子液体和卤化铝的摩尔比为(1.0～3.0)：1；所述卤化铝选自：氟化铝、氯化铝、溴化铝、碘化铝中的一种或几种；所述离子液体中的阳离子选自：咪唑阳离子EMI⁺、吡咯烷阳离子Py⁺、哌啶阳离子PP⁺、吡啶阳离子、季铵阳离子、季磷阳离子、季硫阳离子、吗啉阳离子；离子液体中的阴离子选自：卤素离子Cl^-、Br^-、I^-，BF₄^-，PF₆^-，TFSI^-，FSI^-，SCN^-，CN^-，OTF^-，N(CF₃SO₂)₂^-。

10.按照权利要求1所述的一种可充放电水系铝离子电池，其特征在于，正负极之间采用隔膜，所述的隔膜为聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、陶瓷、聚酯、橡胶、聚烯烃、玻璃毡、聚丙烯、混合纤维素酯、尼龙、玻璃微纤维及其混合物。