新型铝离子电池构筑与机理研究

【作者】 张旭； 楚维钦； 王洁； 刘世奇； 何世满； 尉海军；

【机构】 北京工业大学；

【摘要】 由于铝具有地壳储量丰富、比容量高、安全易操作等优点,近年来铝离子电池成为发展迅速的新型电化学储能体系,为未来大规模、低成本储能应用提供技术选项。然而,目前铝离子电池的性能仍然受到电解液及电极材料的严重制约。结合电解液共性解决方案及新型电极材料设计,开发了一系列高性能铝离子电池并揭示了其反应机理。首次基于低成本AlCl₃/乙酰胺类离子液体电解液构筑了高性能铝-硫电池,并揭示了乙酰胺与铝氯盐的不同配位结构及电化学反应活性[1];利用溴离子取代优化离子液体以改善铝-硒电池电化学反应动力学,并通过原位TEM明确了铝-硒电池放电产物为Al₂Se₃[2];通过三元无机熔盐电解液策略将铝-石墨熔盐电池的稳定工作温度从120°C降低至100°C以下,并基于泡沫铝负极实现了性能优良的电池[3];利用三氟甲磺酸铝水溶液电解液和层状氧化锰正极材料,开发了首圈放电比容量高达554 mAh/g的新型水系铝离子电池,明确了其电化学反应过程[4]。更多还原