[发明专利]多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法

权利要求书

1.一种多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法，其特征在于，以多基团有机小分子为正极、金属铝或铝合金为负极、氯化铝与有机酸盐为电解液；有机小分子中基团为羟基（-OH），羧基（-COOH），醛基（-COH），氰基（-C≡N），羰基（-C=O），硝基（-NO₂），硫基（-S），氨基（-NH₂），卤素原子中的2种及其以上，其中所述卤素原子为-F，-Cl, -Br, -I；

多基团有机小分子、导电添加剂和粘合剂在溶剂中分散均匀，涂覆于导电集流体上，在60~100℃和真空压力为100Pa～1pa下，真空干燥制成正极；并与负极以隔膜分隔，注入电解液，组装得到多基团有机小分子作为正极的金属铝二次电池；放电过程，电解液中解离出的正电性铝配离子与还原态负电性有机分子中基团配位，所述正电性铝配离子包括AlCl₂⁺、AlCl²⁺；在充电过程，发生可逆解离，配位的正电性铝配离子解离进入电解液，负电性多基团有机小分子被重新氧化为电中性；放电和充电电压范围分别为0.8~2.0 V和1.0~2.2V，电流密度范围0.01~10 A g^-1，比容量30-400 mAh g^-1，可逆循环圈数可达到2000-10000圈；

含有两种基团的有机小分子包括邻氯苯甲腈，4-氰基苯甲醛，对氯苯乙腈，四氟对苯二腈，4-氰基苯甲酸，3-氨基苯甲腈，2-氰基苯酚, 2-溴苯腈, 2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌, 4-羟基苯甲腈，2,6-二氟苯腈，2,3-二氨基-2-丁烯二腈，对碘苯腈，3,6-二羟基邻苯二甲腈，2,3,4,5,6-五氟苯腈；含三种基团的有机小分子为2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌，三氯异氰脲酸，4-氯-3-硝基苯甲腈，3-氯-4-氟苯甲腈，4-氨基-3-氟苯甲腈，3-氯-5-氟苯腈，2-氯苯甲酰乙腈，2-氟-4-羟基苯腈，2-氯-6-氟苯甲腈，2-氨基-6-氯苯腈。

2.如权利要求1所述的一种多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法，其特征在于，所述负极为单质铝或铝与金属铜、铁、镍、铅、铋、锡、银形成的二元或多元合金。

3.如权利要求1所述的一种多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法，其特征在于，所述多基团有机小分子、导电添加剂和粘结剂质量比为(5~8):(4~1):1。

4.如权利要求1所述的一种多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法，其特征在于，所述导电添加剂为乙炔黑、石墨粉、碳纳米管、石墨烯中的一种或二种以上。

5.如权利要求1所述的一种多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法，其特征在于，所述导电集流体为钽片、钽网、碳布中的一种。

6.如权利要求1所述的一种多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法，其特征在于，所述氯化铝-有机酸盐电解液为氯化铝-三乙胺盐酸盐、氯化铝-氯化1-丁基-3-甲基咪唑和氯化铝-苯基三甲基氯化铵中的一种，电解液中氯化铝与有机酸盐摩尔比为1:1~3:1。

7.如权利要求1所述的一种多基团有机小分子为正极的金属铝二次电池的制备方法，其特征在于，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上的任意比例混合物。