一种可充放电铝离子电池及其制备方法
专利汇可以提供一种可充放电铝离子电池及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种可充放电 铝 离子 电池 及其制备方法，涉及铝离子电池。包括电池正极、电池负极、 电解 液、集 流体 、隔膜；电池正极为普鲁士蓝及其衍 生物 ，电池负极为金属铝或含铝 合金 。所述普鲁士蓝及其衍生物的化学通式为：AxM[N(CN)6]y·nH2O。将普鲁士蓝及其衍生物、导电材料、粘结剂混合；将铝或 铝合金 打磨双面，得到电池 负极材料 ；将 离子液体 干燥后，卤化铝和离子液体混合，得含有可自由移动铝离子的非 水 溶液电解液；将 正极材料 、负极材料、电解液、隔膜组装后测度，得普鲁士蓝及其衍生物为正极的铝离子电池。，下面是一种可充放电铝离子电池及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种可充放电铝离子电池，其特征在于包括电池正极、电池负极、电解液、集流体、隔膜；所述电解液为含铝离子非水系电解液，所述集流体为在电解液中表现电化学惰性的金属箔片集流体，所述隔膜为分隔电池正极和电池负极的隔膜，其中，电池正极为普鲁士蓝及其衍生物，电池负极为金属铝或含铝合金；
所述普鲁士蓝及其衍生物的化学通式为：AxM[N(CN)6]y·nH2O，其中A为碱金属，选自K或Na中的一种；M、N是过渡金属，选自Fe、Cu、Ni、Co、Mn、Cr中的一种或两种。
2.如权利要求1所述一种可充放电铝离子电池，其特征在于所述普鲁士蓝及其衍生物的制备方法如下：
1)普鲁士蓝的制备方法：普鲁士蓝通过简单的液相法得到，称取0.01mol的六水合氯化铁(FeCl3·6H2O)，溶于100mL去离子水中，配制成0.1mol/L的FeCl3溶液；同样称取0.005mol的三水合六氰亚铁酸钾(K4[Fe(CN)6]·3H2O)，溶于50mL去离子水中，配制成0.1mol/L的K4[Fe(CN)6]溶液。将FeCl3溶液通过分配型蠕动泵以1mL/min的速度滴加于K4[Fe(CN)6]溶液中，60℃水浴条件下电动搅拌6h，搅拌速度为250r/min，随后自然冷却至室温，离心，用去离子水和丙酮清洗数次，将得到的样品放置在真空干燥箱干燥过夜，温度设置为60℃，次日，研磨，得普鲁士蓝深蓝色粉末(Fe4[Fe(CN)6]3)。
2)普鲁士蓝类衍生物的制备方法：
(1)柏林绿的制备：柏林绿也可通过液相法制备，称取0.01mol的六水合氯化铁(FeCl3·
6H2O)，溶于100mL去离子水中，配制成0.1mol/L的FeCl3溶液；同样称取0.005mol的六氰合铁酸钾(K3[Fe(CN)6])，溶于50mL去离子水中，配制成0.1mol/L的K3[Fe(CN)6]溶液。将FeCl3溶液通过分配型蠕动泵以1mL/min的速度缓慢滴加于K3[Fe(CN)6]溶液中，在40℃水浴条件下电动搅拌6h，搅拌速度为250r/min，随后将反应液静置至室温，离心，用去离子水和丙酮清洗数次，将得到的样品放置在真空干燥箱干燥过夜，温度设置为60℃，次日，研磨，得柏林绿墨绿色粉末(Fe[Fe(CN)6])；
(2)草绿色粉末(Nix[Fey(CN)6])的制备：称取0.01mol的六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)，溶于100mL去离子水中，配制成0.1mol/L的NiCl2溶液；同样称取0.005mol的三水合六氰亚铁酸钾(K4[Fe(CN)6]·3H2O)，溶于50mL去离子水中，配制成0.1mol/L的K4[Fe(CN)6]溶液。将NiCl2溶液通过分配型蠕动泵以1mL/min的速度缓慢滴加于K4[Fe(CN)6]溶液中，室温条件下电动搅拌6h，搅拌速度为250r/min，离心，用去离子水和丙酮清洗数次，将得到的样品放置在真空干燥箱干燥过夜，温度设置为60℃，次日，研磨，得草绿色粉末(Nix[Fey(CN)6])；
(3)棕黄色粉末(Nix[Fey(CN)6])的制备：称取0.01mol的六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)，溶于100mL去离子水中，配制成0.1mol/L的NiCl2溶液；同样称取0.005mol的六氰合铁酸钾(K3[Fe(CN)6])，溶于50mL去离子水中，配制成0.1mol/L的K3[Fe(CN)6]溶液。将NiCl2溶液通过分配型蠕动泵以1mL/min的速度缓慢滴加于K3[Fe(CN)6]溶液中，室温条件下电动搅拌6h，搅拌速度为250r/min，离心，用去离子水和丙酮清洗数次，将得到的样品放置在真空干燥箱干燥过夜，温度设置为60℃，次日，研磨，得棕黄色粉末(Nix[Fey(CN)6])；
(4)灰绿色粉末(Cux[Fey(CN)6])的制备：称取0.01mol的二水合氯化铜(CuCl2·2H2O)，溶于100mL去离子水中，配制成0.1mol/L的CuCl2溶液；同样称取0.005mol的六氰合铁酸钾(K3[Fe(CN)6])，溶于50mL去离子水中，配制成0.1mol/L的K3[Fe(CN)6]溶液。将K3[Fe(CN)6]溶液通过分配型蠕动泵以1mL/min的速度缓慢滴加于CuCl2溶液中，室温条件下电动搅拌
6h，搅拌速度为250r/min，离心，用去离子水和丙酮清洗数次，将得到的样品放置在真空干燥箱干燥过夜，温度设置为60℃，次日，研磨，得灰绿色粉末(Cux[Fey(CN)6])；
(5)灰绿色粉末(Cux[Fey(CN)6])的制备：称取0.015mol的乙酸铜(Cu(OOCCH3)2)，溶于
150mL去离子水中，配制成0.1mol/L的Cu(OOCCH3)2溶液；同样称取0.01mol的六氰合铁酸钾(K3[Fe(CN)6])，溶于100mL去离子水中，配制成0.1mol/L的K3[Fe(CN)6]溶液。将K3[Fe(CN)6]溶液通过分配型蠕动泵以1mL/min的速度缓慢滴加于Cu(OOCCH3)2溶液中，室温条件下电动搅拌6h，搅拌速度为250r/min，离心，用去离子水和丙酮清洗数次，将得到的样品放置在真空干燥箱干燥过夜，温度设置为60℃，次日，研磨，得灰绿色粉末(Cux[Fey(CN)6])。
3.如权利要求1所述一种可充放电铝离子电池，其特征在于所述电池负极材料为纯度大于90％的金属铝或金属铝与铜、银、镍、铅、锡、铋、铁形成的合金。
4.如权利要求1所述一种可充放电铝离子电池，其特征在于所述含铝离子非水系电解液包括卤化铝和离子液体，所述卤化铝和离子液体的摩尔比为(1.1～2)︰1。
5.如权利要求4所述一种可充放电铝离子电池，其特征在于所述离子液体的阴离子包括Cl-，Br-，I-，PF6-，BF6-，CN-，SCN-，[N(CF3SO2)2]-或[N(CN)2]-离子。
6.如权利要求4所述一种可充放电铝离子电池，其特征在于所述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、季磷盐离子或叔硫盐离子。
7.如权利要求1所述一种可充放电铝离子电池，其特征在于所述电化学惰性的金属箔片集流体包括钽片、铌片、钼片、钛片、不锈钢片、金及铂族金属。
8.如权利要求1所述一种可充放电铝离子电池，其特征在于所述分隔电池正极和电池负极的隔膜材料包括但不限于：聚烯烃类如聚乙烯和聚丙烯、玻璃纤维滤纸和陶瓷材料。
9.如权利要求1所述可充放电铝离子电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将普鲁士蓝及其衍生物、导电材料、粘结剂按照比例分别称取混合，制成活性材料浆料涂抹在惰性金属集流体上，在60～100℃中烘干，制成厚度为0.5～2mm片状复合正极材料；
2)将厚度为0.1～1mm的金属铝或铝合金，打磨双面，用无水乙醇清洗后，干燥，即得到电池负极材料；
3)将离子液体在真空干燥箱80～150℃下干燥12h，随后卤化铝和离子液体以摩尔比为(1.1～2)︰1在氩气环境的手套箱内混合，磁力搅拌0.5h，即配制成含有可自由移动铝离子的非水溶液电解液；
4)将步骤1)得到的电池正极材料、步骤2)得到的电池负极材料、步骤3)得到的含铝离子非水溶液电解液、隔膜在手套箱中组装完成，得到铝离子软包电池或者扣式电池，即普鲁士蓝及其衍生物为正极的铝离子电池；
5)电池组装好，静置12～20h后再进行充放电测试。
一种可充放电铝离子电池及其制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
0.1mol/L的K4[Fe(CN)6]溶液。将FeCl3溶液通过分配型蠕动泵以1mL/min的速度滴加于K4[Fe(CN)6]溶液中，60℃水浴条件下电动搅拌6h，搅拌速度为250r/min，随后自然冷却至室温，离心，用去离子水和丙酮清洗数次，将得到的样品放置在真空干燥箱干燥过夜，温度设置为60℃，次日，研磨，得普鲁士蓝深蓝色粉末(Fe4[Fe(CN)6]3)。
具体实施方式
将无水氯化铝和1-乙基-3-甲基-氯化咪唑鎓按摩尔比为1.3︰1在氩气环境的手套箱配制成铝离子电池电解液。将PE膜作为隔膜。最后把准备好的正极、负极、隔膜及电解液在手套箱内组装成软包铝离子电池。电池装好16h后，在0.05～0.95V之间进行充放电测试。由图2可知，采用普鲁士蓝及其衍生物为正极的铝离子电池其首圈放电比容量为64mA h g-1，第五圈-1
放电比容量为35mA h g ，该材料具有清晰的放电平台和充电平台，分别在0.53V和0.70V。
从图3的循环伏安图也可看出，其电化学过程包括一对可逆的还原氧化峰，在0.32V和
0.81V，分别对应于电化学曲线中的放电平台和充电平台，代表Al在材料框架中的嵌入和脱出。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种新型硫氧化物上转换荧光材料及其制备方法 | 2020-08-19 | 2 |
| 一种含氨基寡糖素和香芹酚的香蕉保鲜剂 | 2021-01-06 | 0 |
| 一种蛋鸡饲料及其使用的饲料中药添加剂 | 2022-04-13 | 1 |
| 一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法 | 2022-06-27 | 1 |
| 炭化竹饭铲的制造方法 | 2022-10-03 | 1 |
| 有机发光二极管及包括其的有机发光二极管显示器 | 2020-06-12 | 1 |
| 一种用于淋巴示踪的纳米杂化物分散液及其制备方法和用途 | 2021-04-02 | 0 |
| 一种盐酸美西律的生产工艺 | 2021-07-02 | 0 |
| 一种祛眼袋组合物 | 2020-09-26 | 2 |
| 一种防治鸡新城疫的中药组合物及其制备方法 | 2021-05-12 | 1 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
