鋁二次電池離子液體電解液及介孔炭-硫正極材料的研究.pdf

1、鋁二次電池是繼鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰二次電池之后的新一代化學(xué)電源。鋁二次電池與其他二次電池體系相比，具有能量更大、成本更低、重量更輕、體積更小、更環(huán)保、更安全穩(wěn)定、性價(jià)比更高等特點(diǎn)。
　　 本文基于鋁二次電池理論體系，研究了與其相匹配的離了液體電解質(zhì)。
　　 用一步法制備AlCl3／三乙胺鹽酸鹽離子液體，并進(jìn)行循環(huán)伏安和電導(dǎo)率測試，研究其電化學(xué)穩(wěn)定窗口、電導(dǎo)率隨溫度變化曲線、熱穩(wěn)定性和鋁的沉積溶解機(jī)制。在這基礎(chǔ)

2、上，研究添加不同有機(jī)溶劑對電解液的改善，在PC、THF、DCE、EC四種有機(jī)溶劑中優(yōu)選出DCE和EC，再通過添加8％DCE+2％EC、7％DCE+3％EC、6％DCE+4％EC、5％DCE+5％EC，研究不同比例有機(jī)溶劑對電解液的改善。
　　 研究了介孔炭／硫復(fù)合材料來作為鋁二次電池的正極材料。用軟模板法合成介孔炭材料，研究其XRD譜圖、與硫復(fù)合前后的SEM圖和以不同比例復(fù)合的BET變化。
　　 研究了以介孔炭／硫復(fù)合材

3、料為正極、以7％DCE+3％EC稀釋的AlCl3／三乙胺鹽酸鹽離子液體為電解液、以高純鋁片為負(fù)極組成的鋁二次電池，做充放電測試，并通過對比不同介孔炭與硫的復(fù)合比例對電池容量的影響，再研究不同粘結(jié)劑對電池容量的影響。
　　 結(jié)果表明：
　　 (1)AlCl3／三乙胺鹽酸鹽離子液體物理和電化學(xué)性能優(yōu)良，可以做為鋁二次電池的電解液；通過添加不同有機(jī)溶劑，發(fā)現(xiàn)DCE和EC可以很好的改善鋁的溶解沉積性能，氧化還原峰值電流較高，可逆

4、性較強(qiáng)；通過添加不同比例混合有機(jī)溶劑，發(fā)現(xiàn)7％DCE+3％EC添加到離子液體中，氧化峰和還原峰更高，鋁的溶解沉積可逆性更強(qiáng)，綜合效果最佳。
　　 (2)制備的介孔炭具有高度有序的六方形結(jié)構(gòu)，且介孔炭對硫的包覆效果較好，當(dāng)C：S(質(zhì)量比)=1：3時(shí)，介孔炭與硫的復(fù)合效果最佳。
　　 (3)當(dāng)介孔炭與硫以1：3的比例復(fù)合、并使用CMC粘結(jié)劑時(shí)，制備的鋁二次電池在30個(gè)循環(huán)后，效率達(dá)79％，初始放電容量達(dá)96．8mAh／g，最