[发明专利]一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池

权利要求书

1.一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池，其特征在于,包含纯度99.9％-99.999％的液态镓负极、正极、氯化铝与无机酸盐电解液以及根据具体情况而选的隔膜；液态金属镓直接置于电池底层作为负极，或置于坩埚内作为负极。采用固态导电材料作为液态镓负极极耳；充电过程，铝离子在液态镓负极表面还原为铝原子并溶解扩散进入液态镓体相；放电过程，溶解于液态镓中的铝原子扩散至镓表面并氧化为铝离子进入电解液；充放电电压范围0.1-2.4V，电流密度范围0.01-10Ag^-1。

2.如权利要求1所述一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池，其特征在于，所述坩埚为侧壁开孔的刚玉、石英、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或玻璃坩埚，电解质通过坩埚侧壁的孔与负极液态镓接触。

3.如权利要求1所述一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池，其特征在于，所述导电极耳为钼、镍、铜、钨、锆、铪、钛高熔点、化学性质不活泼的金属丝或石墨棒，并将该金属丝或石墨棒插入液态镓负极中使其导电。

4.如权利要求1所述一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池，其特征在于，所述正极是炭质材料、二维氧化物或硫化物材料、金属氯化物材料中的一种。

5.如权利要求4所述一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池，其特征在于，所述炭质材料为石墨、碳纸、热解石墨；所述二维氧化物为氧化铜、氧化镍、氧化锌；所述硫化物材料为硫化钼、硫化钛、硫化镍、硫化钨、硫化钴、硫化锌；所述金属氯化物为氯化镍、氯化铜。

6.如权利要求1所述一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池，其特征在于，所述电解液中氯化铝纯度大于95％，无机酸盐为1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丙基-3-甲基咪唑氯化物、1-乙基-3-甲基咪唑氯化物、氯化钠、氯化锂、氯化钾中的一种。

7.如权利要求1所述一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池，其特征在于，所述的氯化铝与无机酸盐摩尔比为1:1～3:1。

8.如权利要求1所述一种采用液态金属镓为负极的铝离子电池，其特征在于，所述隔膜的选择具体为：当正、负极间极间距大于5mm，且电池为不需要移动的储能电池时，不需要隔膜；当正、负极间极间距小于5mm，或电池需要移动时需要添加隔膜，隔膜材料选择玻璃纤维，或选择聚丙烯微孔隔膜。