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、性價比更高等特點。
　　 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。
　　 用一步法制備AlCl3／三乙胺鹽酸鹽離子液體，并進行循環(huán)伏安和電導率測試，研究其電化學穩(wěn)定窗口、電導率隨溫度變化曲線、熱穩(wěn)定性和鋁的沉積溶解機制。在這基礎

2、上，研究添加不同有機溶劑對電解液的改善，在PC、THF、DCE、EC四種有機溶劑中優(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，研究不同比例有機溶劑對電解液的改善。
　　 研究了介孔炭／硫復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、與硫復合前后的SEM圖和以不同比例復合的BET變化。
　　 研究了以介孔炭／硫復合材

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合比例對電池容量的影響，再研究不同粘結劑對電池容量的影響。
　　 結果表明：
　　 (1)AlCl3／三乙胺鹽酸鹽離子液體物理和電化學性能優(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；通過添加不同比例混合有機溶劑，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，綜合效果最佳。
　　 (2)制備的介孔炭具有高度有序的六方形結構，且介孔炭對硫的包覆效果較好，當C：S(質量比)=1：3時，介孔炭與硫的復合效果最佳。
　　 (3)當介孔炭與硫以1：3的比例復合、并使用CMC粘結劑時，制備的鋁二次電池在30個循環(huán)后，效率達79％，初始放電容量達96．8mAh／g，最