[发明专利]一种可充放电铝离子熔盐电池及其制备方法

摘要

本发明涉及一种可充放电铝离子熔盐电池及其制备方法，属于电池技术领域，用于风能、太阳能、潮汐能等可再生清洁能源的能量储存与转换利用。本发明的一种可充放电铝离子熔盐电池包含正极、负极、电解质，其中正极为石墨，负极为金属铝或其合金，电解质为含有铝离子的熔融卤化物体系。本发明所提出的可充放电铝离子熔盐电池具有可快速充放电、容量高、效率高、循环性能稳定、安全性高、清洁环保等特点。

主权项

一种可充放电铝离子熔盐电池，其特征在于包含正极、负极和含有铝离子的熔融卤化物混合盐电解质及电解池装置，其中正极为石墨，负极为金属铝或其合金，电解质为含有铝离子的熔融卤化物体系；该铝离子熔盐电池的制备步骤如下：1)将石墨块体与正极耐高温导电杆采用螺纹、夹具、钩挂、镶嵌或耐高温金属丝捆绑方式连接作为正极；2)当液态铝或铝合金做负极时，采用侧壁绝缘，底部导电的电解池作为可充放电铝离子熔盐电池的反应容器；当固态铝或铝合金做负极时，反应容器导电性无要求；3)当液态铝或铝合金做负极时，取金属铝或铝合金置于步骤2）所述底部导电的反应容器，并加热至熔融，随后冷却于反应容器底部作为负极；当固态铝或铝合金做负极时，将固态铝或铝合金采用螺纹、夹具、钩挂、镶嵌或耐高温金属丝捆绑方式与负极导电杆连接作为负极；4)配制含有铝离子的熔融卤化物体系；5)准备好正极、负极以及含有铝离子的熔融卤化物体系后，组装电池，随后加热至工作温度，此时电解质呈液态；6)步骤5）所述电解池达到工作温度后，将正极石墨块体浸入含有铝离子的熔融卤化物电解质中；同时保证正极耐高温导电杆未浸入电解质以及正负极未发生短接；所述熔融卤化物体系由碱金属或碱土金属的氯化物、氟化物、溴化物以及碘化物中的一种以上混合而成的工作温度在400‑1000℃之间的熔融卤化物体系；所述正极石墨质材料碳含量为50%~100%；所述负极为固态、液态金属铝，或固态、液态的金属铝与金属铜、铁、镍、铅、铋、锡、银形成的二元或多元合金；步骤4）中，含有可自由移动的铝离子的熔融卤化物体系是由碱金属或碱土金属的氟化物、氯化物、溴化物、碘化物中的一种以上配合AlF3、AlCl3、AlBr3、AlI3或Na3AlF6中的一种混合得到。