[发明专利]一种含石墨烯电极的二次离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种含石墨烯电极的二次离子电池，其特征在于：包括正极、负极、电解液和连接所述正极及负极的隔膜，所述正极为石墨烯；所述负极为铝硅合金，其中硅的质量含量为5-8％；所述电解液为包含有Al³⁺、Cl^-、[EMIm]⁺构成的混合物，其中[EMIm]⁺与Al³⁺摩尔比大于3：2，且小于4：1。

2.根据权利要求1所述的含石墨烯电极的二次离子电池，其特征在于：所述负极除铝硅之外的其他元素的质量含量总合小于0.1％，铝硅合金的厚度为0.2-2毫米。

3.根据权利要求2所述的含石墨烯电极的二次离子电池，其特征在于：所述隔膜的厚度为10-50微米。

4.根据权利要求3所述的含石墨烯电极的二次离子电池，其特征在于：所述石墨烯的厚度为50-2000微米。

5.一种如权利要求4所述的含石墨烯电极的二次离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将石墨粉加入装有浓硫酸的容器中，容器置于冰浴中，搅拌均匀，再加入的高锰酸钾粉末，石墨粉与高锰酸钾的质量之比为1:1.5-1:2，保持温度20℃以下搅拌均匀，将搅拌均匀后的溶液升温到35℃持续搅拌30分钟，接着滴加速度小于5毫升/分钟的向溶液中加入去离子水以及浓度为30％的双氧水，并把混合物升温到98℃持续搅拌15分钟，直到混合物颜色变为亮黄色；

(2)将上述溶液在超声分散仪中振荡分散，得到稳定的分散液，然后滴加水合肼5-10毫升，滴加速度小于5毫升/分钟，并将此溶液放入油浴中加热到100℃后，恒温反应30分钟，然后用半透膜过滤，将得到的产物分别用去离子水、甲醇、乙醇交替洗涤4次，最后在60℃条件下充分干燥，得到的产物就是石墨烯，作为电池的正极；

(2)将[EMIm]Cl与AlCl₃按一定比例混合均匀，得到电解液，其中[EMIm]⁺与Al³⁺摩尔比大于3：2，小于4：1；

(3)按照石墨烯、隔膜、铝硅合金的顺序排列，其中石墨烯为正极，铝硅合金为负极，注入电解液并封装，便得到铝电池。