(5)将以上材料按照镍-石墨烯复合片、PE隔膜、铝硅合金的顺序排列，其中镍-石墨烯复合片为正极，铝硅合金为负极，注入电解液并封装，得到铝离子二次电池；
[0032](6)电池测试:采用Land电化学测试系统，测试得该电池的充放电平台为3.1V，循环5000次后，其容量损失8%，电池的能量密度达到92Wh/Kg。
[0033]实施例3
[0034](1)利用厚度为0.4毫米的多孔镍为基底，采用化学气相沉积(CVD)法在多孔镍上生长一层石墨烯，沉积过程利用CH4为碳源、H2为载气，沉积温度为920°C，沉积2小时后降温，降温的速度为15°C /s，由此制备得到镍-石墨烯复合片，作为电池的正极，测量石墨烯的厚度为114微米；
[0035](2)配制电解液:将[EMIm] Cl与A1C13按2:1的比例混合均匀；
[0036](3)准备PE隔膜，厚度为38微米；
[0037](4)准备负极片:其材料为铝硅合金，其中硅的质量含量为5.6%，厚度为0.2毫米;
[0038](5)将以上材料按照镍-石墨烯复合片、PE隔膜、铝硅合金的顺序排列，其中镍-石墨烯复合片为正极，铝硅合金为负极，注入电解液并封装，得到铝离子二次电池；
[0039](6)电池测试:采用Land电化学测试系统，测试得该电池的充放电平台为3.5V，循环6000次后，其容量损失7%，电池的能量密度达到102Wh/Kg。
[0040]实施例4
[0041](1)利用厚度为5毫米的多孔镍为基底，采用化学气相沉积(CVD)法在多孔镍上生长一层石墨烯，沉积过程利用CH4为碳源、H2为载气，沉积温度为1000°C，沉积1小时后降温，降温的速度为15°C /s，由此制备得到镍-石墨烯复合片，作为电池的正极，测量石墨烯的厚度为53微米；
[0042](2)配制电解液:将[EMIm]Cl与A1C13按5:2的比例混合均匀；
[0043](3)准备PP隔膜，厚度为10微米；
[0044](4)准备负极片:其材料为铝硅合金，其中硅的质量含量为6%，厚度为0.2毫米；
[0045](5)将以上材料按照镍-石墨烯复合片、隔膜、招硅合金的顺序排列，其中镍-石墨烯复合片为正极，铝硅合金为负极，注入电解液并封装，得到铝离子二次电池；
[0046](6)电池测试:采用Land电化学测试系统，测试得该电池的充放电平台为3V，循环5000次后，其容量损失6%，电池的能量密度达到93Wh/Kg。
[0047]实施例5
[0048](1)利用厚度为1.1毫米的多孔镍为基底，采用化学气相沉积(CVD)法在多孔镍上生长一层石墨烯，沉积过程利用014为碳源、Η 2为载气，沉积温度为960°C，沉积3.8小时后降温，降温的速度为15°C /s，由此制备得到镍-石墨烯复合片，作为电池的正极，测量石墨烯的厚度为198微米；
[0049](2)配制电解液:将[EMIm] Cl与A1CU$ 4:1的比例混合均匀；
[0050](3)准备PP/PE/PP隔膜，厚度为20微米；
[0051](4)准备负极片:其材料为铝硅合金，其中硅的质量含量为7%，厚度为0.4毫米；
[0052](5)将以上材料按照镍-石墨烯复合片、隔膜、招硅合金的顺序排列，其中镍-石墨烯复合片为正极，铝硅合金为负极，注入电解液并封装，得到铝离子二次电池；
[0053](6)电池测试:采用Land电化学测试系统，测试得该电池的充放电平台为3.85V，循环5000次后，其容量损失5%，电池的能量密度达到85Wh/Kg。
[0054]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高放电电压的二次铝离子电池，其特征在于:包括正极、负极、电解液和连接所述正极及负极的隔膜，所述正极为石墨烯与镍构成的复合片，由两层组成，一层为镍，另一层为石墨烯；所述负极为铝硅合金，其中硅的质量占铝硅合金总质量的5-8% ;所述电解液为包含有A13+、C1、[EMIm]+构成的混合物，其中[EMIm] +与A13+摩尔比大于3:2，小于4:1。2.根据权利要求1所述的高放电电压的二次铝离子电池，其特征在于:所述负极除铝硅之外的其他元素的质量含量总合小于0.1%，铝硅合金的厚度为0.2-2毫米。3.根据权利要求2所述的高放电电压的二次铝离子电池，其特征在于:所述隔膜的厚度为10-50微米。4.根据权利要求3所述的高放电电压的二次铝离子电池，其特征在于:所述石墨烯-镍的复合材料厚度为50-2000微米，镍的质量分数少于复合材料总质量的20%。5.根据权利要求4所述的高放电电压的二次铝离子电池，其特征在于:所述镍为多孔镍，孔径1微米以下。6.一种权利要求5所述的高放电电压的二次铝离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)利用厚度为0.1-5毫米的多孔镍为基底，采用化学气相沉积法在多孔镍上生长一层石墨烯，沉积过程利用014为碳源、Η 2为载气，沉积温度为900?1000°C，降温的速度为15°C /s，由此制备得到镍-石墨烯复合片，作为电池的正极，控制沉积条件使得石墨烯的厚度为50-2000微米； (2)将[EMIm]Cl与A1C13按一定比例混合均匀，得到电解液，其中[EMIm]+与A13+摩尔比大于3:2，小于4:1 ； (3)按照石墨烯与镍复合片、隔膜、铝硅合金的顺序排列，其中石墨烯与镍复合片为正极，铝硅合金为负极，注入电解液并封装，得到二次铝离子电池。
【专利摘要】本发明公开了一种高放电电压的二次铝离子电池及制备方法，包括正极、负极、电解液和连接所述正极及负极的隔膜，所述正极为石墨烯与镍构成的复合片，由两层组成，一层为镍，另一层为石墨烯；所述负极为铝硅合金，其中硅的质量占铝硅合金总质量的5-8％；所述电解液为包含有Al3+、Cl-、[EMIm]+构成的混合物，其中[EMIm]+与Al3+摩尔比大于3：2，小于4：1。本发明的高放电电压的二次铝离子电池，有较高的热稳定性，能够克服当前锂离子电池的安全性问题，不会产生锂离子二次电池的爆炸问题，并且本发明制备的电池比已报道的铝离子二次电池的性能优越，该电池的充放电平台可以达到3V以上，循环寿命可以达到5000次以上，电池的能量密度可以达到85Wh/Kg以上。
【IPC分类】H01M10/058, H01M10/054
【公开号】CN105406111
【申请号】CN201510902255
【发明人】杨卫国
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月9日