[发明专利]三氯化铝-石墨层间化合物及其制备方法与电极和电池

权利要求书

1.一种三氯化铝-石墨层间化合物，其特征在于它是由三氯化铝插入在鳞片石墨结晶结构层之间组成的层间化合物。

2.一种如权利要求1所述三氯化铝-石墨层间化合物的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)将粒度小于300目的鳞片石墨与三氯化铝按重量比为1:1至1:2的比例混合均匀，将混合物装入压力容器中，加热到195-220℃，恒温2-4小时；

2)冷却至室温后，取出物料并研磨得到三氯化铝-石墨层间化合物。

3.一种采用如权利要求1所述的三氯化铝-石墨层间化合物的炭质电极制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在三氯化铝-石墨层间化合物中加入相当于石墨-氧化物层间化合物0.3至0.8倍重量的复合胶黏剂，加入的复合胶黏剂中含有相当于石墨-氧化物层间化合物重量0.5％至1.5％的表面活性剂，充分搅拌使混合均匀；

2)将混合物装填入模具中，其中埋入铜丝作为导体，压制成目标形状，得到电极胚体；

3)将电极胚体在160至180℃下恒温2-4小时，冷却脱模后得到三氯化铝-石墨层间化合物炭电极。

4.如权利要求3所述采用三氯化铝-石墨层间化合物炭质电极的制备方法，其特征在于，所述的复合胶黏剂是酚醛-缩醛复合胶黏剂、酚醛-丁腈复合胶黏剂或环氧树脂及配套的固化剂。

5.如权利要求3所述采用三氯化铝-石墨层间化合物炭质电极的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂是季铵盐或聚山梨酯类化合物，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，聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(吐温-80)。

6.一种如权利要求3～5任一所述方法制备的三氯化铝-石墨层间化合物炭电极。

7.一种采用如权利要求6所述的三氯化铝-石墨层间化合物炭电极的电池，其特征在于，电池内设置有由一组或多组铝箔、铝片或铝板制成的金属铝阴极，以及所述三氯化铝-石墨层间化合物炭电极阳极，阴极和阳极之间被离子隔膜分隔，电池内充有铝离子液体，抽真空后密封；金属铝阴极和三氯化铝-石墨层间化合物炭阳极通过导体穿过封口与外电场连接；该电池是一种二次电池，电池放电后可重新充电重复使用。

8.如权利要求7所述的电池，其特征在于，所述的金属铝阴极的形状、大小需与三氯化铝-石墨层间化合物炭电极阳极匹配。

9.如权利要求7所述的电池，其特征在于，所述的铝离子液体是有机阳离子的氯盐与三氯化铝的混合物，可以是商业产品，也可以按以下方法配制：

将1-乙基-3-甲基咪唑氯化物在110至150℃氮气烘箱恒温12至24小时，再加入摩尔数1.1至1.5倍的无水氯化铝，搅拌均匀在氮气保护下冷却。