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高面载量硫电极及其制备方法、熔融盐铝电池及其制备方法和储能装置

文献发布时间：2024-04-18 20:01:55

技术领域

本申请涉及电化学储能技术领域，尤其涉及一种高面载量硫电极及其制备方法、熔融盐铝电池及其制备方法和储能装置。

背景技术

可充电铝电池是一种极具前景的新一代储能系统，使用的铝金属负极有高理论容量(8040mAh/cm

现有技术的铝硫电池面临着反应动力学缓慢、充放电电压极化大、充放电倍率性能差、循环寿命短等问题，且由于硫的反应动力学差的原因，不得不使用低面载量的硫电极。然而，铝硫电池中多硫化物的中间产物溶解问题严重，低面载量的电极片由于厚度较薄，对多硫化物的溶解扩散限制作用有限，穿梭现象严重，库伦效率低。同时，低面载量硫电极所制得的铝硫电池整体能量密度低。另一方面，铝硫电池当前大多使用的是基于卤化物的离子液体电解质，由于Al

综上，高面载量铝硫电池的挑战源于电解液与硫正极两个方面，开发具有高能量密度的高面载量熔融盐铝电池需要高性能电解液与高面载量硫正极的匹配。

发明内容

本申请的第一目的在于提供一种高面载量硫电极及其制备方法，该硫电极用于熔融盐铝电池中，一方面，高面载量硫电极的高厚度解决了低载量电极面临的中间产物大量扩散穿梭导致的库伦效率低的问题，并大大提高电池的能量密度，另一方面，使用无粘结剂或低粘结剂的用量来制备高面载量硫电极，避免了大量粘结剂与铝电池中的高温熔融盐电解液的副反应，提高了电池的循环稳定性。

本申请的第二目的在于提供一种熔融盐铝电池及其制备方法，一方面使用内部离子和电子导通性强、无粘结剂或低粘结剂用量的高面载量硫电极，提供了快速离子和电子的传导通道，一方面使用熔融盐电解质，解决了基于常温离子液体的铝硫电池所面临的动力学差的问题，解决了铝硫电池面载量低、比容量低带来的实际能量密度过低的问题。

为实现以上目的，本申请的技术方案如下：

本申请提供了一种用于熔融盐铝电池的高面载量硫电极，所述硫电极中单位面积的硫元素的负载量为2.0mg/cm

优选地，所述活性物质层中粘结剂占总质量的0-4.5％。

优选地，所述活性物质层包括无粘结剂的自支撑硫复合材料；

或，所述活性物质层包括粘结剂、导电剂和含硫活性物质，所述粘结剂的质量占所述粘结剂、所述导电剂和所述含硫活性物质总质量的0.1％-4.5％。

上述高面载量硫电极的制备方法，包括：将无粘结剂的自支撑硫复合材料进行压制得到所述硫电极，所述自支撑硫复合材料的制备方法包括：使用二维结构材料与含硫前驱体反应得到，或使用三维结构自支撑碳材料与硫粉混合处理得到；

或者，将含硫活性物质、导电剂和粘结剂进行干法混合、辊压得到所述硫电极。

优选地，所述压制的压力为0.1MPa-15MPa，所述压制后的硫电极厚度为20μm-400μm；

可选地，所述反应包括：将所述二维结构材料和所述含硫前驱体混合，加入稀盐酸进行第一反应，固液分离，得到固体物料；向所述固体物料中加入还原剂溶液进行第二反应，干燥得到所述自支撑硫复合材料；

优选地，所述二维结构材料包括氧化石墨烯、氧化石墨、MXene中的一种或者多种的复合材料；

优选地，所述含硫前驱体包括Na

优选地，所述还原剂包括抗坏血酸钠、氨水、水合肼中的至少一种；

优选地，所述二维结构材料为氧化石墨烯，所述氧化石墨烯和Na

优选地，所述Na

优选地，所述还原剂为抗坏血酸钠，所述抗坏血酸钠溶液的摩尔浓度为0.6mol/L-1.2mol/L；

优选地，所述固液分离之前需要将溶液进行充分搅拌，所述固液分离之后，需要对所述固体物料进行洗涤；

优选地，所述第二反应的温度为70℃-120℃。

可选地，所述使用三维结构自支撑碳材料与硫粉混合处理包括：将所述硫粉均匀分散在所述三维结构自支撑碳材料的表面，热处理，得到所述自支撑硫复合材料；

优选地，在进行所述分散之前，还包括将所述三维结构自支撑碳材料进行活化处理；

优选地，所述三维结构自支撑碳材料包括碳布、碳纸、碳毡中的任意一种；

优选地，所述活化处理在空气气氛下进行，所述活化的温度为400℃-500℃，时间为2h-3h；

优选地，所述热处理在惰性气体气氛下进行，所述热处理的温度为140℃-200℃，时间为1h-48h。

优选地，进行所述干法混合时，包括：将所述含硫活性物质、所述导电剂和所述粘结剂按(75.5-99.5)：(0.4-20)：(0.1-4.5)的质量比混合，得到复合粉料，将所述复合粉料辊压制成极片，得到所述硫电极；

优选地，所述含硫活性物质包括硫-碳复合材料、硫-聚丙烯腈复合材料、硫-硒复合材料和铝-硫复合材料中的至少一种；

优选地，所述含硫活性物质中的硫元素的质量百分比为50％-90％；

优选地，所述导电剂包括石墨烯、碳纳米管、碳纤维、Super P、导电碳黑中的任意一种；

优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯醇、环氧树脂、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯及聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；

优选地，所述复合粉料单独辊压制成极片，或将所述复合粉料涂覆于集流体表面进行辊压制成极片；

优选地，所述复合粉料辊压后的厚度为20μm-400μm。

本申请还提供了一种熔融盐铝电池，包括正极、负极、隔膜和熔融盐电解质，所述正极为上述的高面载量硫电极。

优选地，所述熔融盐电解质包括通式为A

其中，A选择Ca、Mg、Li、Na、K、Rb和Cs中的至少一种，X选择F、Cl、Br和I中的至少一种，0.1≤a≤1，3.1≤b≤4；

优选地，所述熔融盐电解质的熔点为70℃-350℃；

优选地，所述熔融盐电解质的制备方法包括：在惰性气体下，将卤化铝和含有A元素的卤化物混合、加热，得到所述熔融盐电解质。

优选地，所述负极为铝金属或铝合金；

优选地，所述熔融盐铝电池的工作温度为105-350℃。

上述熔融盐铝电池的制备方法，包括：在惰性气体保护下，将所述正极、所述负极、所述隔膜和所述熔融盐电解质进行组装，得到所述熔融盐铝电池；

优选地，所述熔融盐电解质以粉末状形态引入所述电池结构中，再加热进行熔化，或者，所述熔融盐电解质以液体形态注入所述电池结构中。

本申请还提供一种储能装置，包括上述的熔融盐铝电池。

本申请的有益效果：

本申请的高面载量硫电极，提供了离子和电子的传导通道，用于熔融盐电解质的铝电池中时，使电池保持了较高的比容量，实现了兼备高面载量和高容量的特点，且电池循环稳定性好；使用高面载量硫电极也解决了低载量电极在铝硫电池中面临的库伦效率低的问题。该硫电极的制备方法中，通过使用无粘结剂的自支撑电极或者少粘结剂的高面载量硫电极的制备方式，避免了大量粘结剂与高温熔融盐电解液的副反应，一方面保护了电解液的成分不发生分解变化，另一方面避免了高面载量正极由于粘结剂失效带来的结构崩塌。

本申请的熔融盐铝电池，通过使用高面载量硫正极和熔融盐电解质，使得熔融盐铝电池的反应动力学加快，尤其是高面载量的硫正极通过长扩散距离减少了电池中多硫化物的穿梭，使得熔融盐铝电池实现了高面容量和较高的库伦效率；高面载量的硫正极中无粘结剂或少粘结剂，解决了粘结剂与熔融盐发生腐蚀副反应的问题，使得熔融盐铝电池实现了稳定循环。此外，熔融盐铝电池正、负极中的铝元素与硫元素是储量极其丰富的低成本原材料，这就摆脱了对当前提取成本昂贵且资源短缺的锂元素的依赖，使得制备熔融盐铝电池的材料成本远低于现有的商业化锂离子电池。

本申请还提供了一种储能装置，因为熔融盐铝电池中使用的熔融盐电解质不可燃，且电池中不含具有高活性、怕水怕氧的熔融态碱金属，使得电池的可燃性低、安全性高，可将含有该电池的储能装置应用于在智能电网调峰、太阳能发电站、风力发电站、分布电站、后备电源、智慧微网、通信基站和新能源电动汽车等场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为聚四氟乙烯材料浸泡在高温熔融盐电解质前后的对比图；

图2为实施例1制备的硫正极的扫描电镜图；

图3为实施例1制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图4为实施例2制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图5为实施例3制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图6为实施例5制备的硫正极的扫描电镜图；

图7为实施例5制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图8为实施例7制备的硫正极的扫描电镜图；

图9为实施例7制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图10为实施例9制备的硫正极的扫描电镜图；

图11为实施例9制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图12为对比例1制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图13为对比例2制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图14为对比例4制备的硫正极的光学照片；

图15为对比例4制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图；

图16为对比例5制备的熔融盐铝电池的恒流充放电测试容量循环图。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

在常温的硫体系电池如锂硫电池或铝硫电池中，硫电极一般是随着硫电极面载量的增加，充放电过程中溶解出的多硫化物的中间产物总体浓度更高，高浓度差所导致的扩散和穿梭严重。虽然高面载量的硫电极厚度也会增加，形成厚电极，使得多硫化物的扩散距离变长，一定程度可以减少其穿梭，但是原本常温下的电化学反应动力学较差，这样电池中的电化学反应速率仍远小于多硫化物溶出扩散的速率，使得多硫化物的穿梭现象严重，导致库伦效率更低，同时使得电极所发挥出的比容量降低。因此，当前的很多常温硫系电池研究中会选择使用低载量的硫电极，以使电池获得高的比容量、库伦效率和较好的循环稳定性。其中，所述扩散距离是指多硫化物穿过正极的整个厚度及电解液/隔膜层，到达负极的距离。

本申请的发明人发现在高温熔融盐电解质中，高面载量的硫电极反而解决了低载量电极面临的库伦效率低的问题，这是因为常温下电化学反应动力学差，使得电化学反应速率小于多硫化物溶出扩散的速率，而高温熔融盐电解液的脱溶剂化能力强，硫的电化学反应动力学更好，在高温下，电池中的电化学反应速率会高于多硫化物溶出扩散速率。那么，高面载量的厚硫电极所带来的长扩散距离反而成为优势，因为偏厚的正极能阻止多硫化物的大量溶出和穿梭，进而提高库伦效率、比容量和循环稳定性。

本申请提供了一种用于熔融盐铝电池的高面载量硫电极，所述硫电极中单位面积的硫元素的负载量为2.0mg/cm

其中，所述硫电极包括活性物质层，所述活性物质层的厚度为20μm-400μm，例如可以是20μm、30μm、45μm、60μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm或者是20μm-400μm之间的任意值。

在本申请的一种可选实施方式中，所述活性物质层中的粘结剂占总质量的0-4.5％。

需要指出的是，当活性物质层的厚度大于400μm时，硫电极因过厚会导致电池的离子输运受阻，将影响熔融盐铝电池的整体倍率性能；而活性物质层厚度小于20μm时，硫电极因无法有效阻止多硫化物溶解，将影响熔融盐铝电池的库伦效率。

在本申请的一种可选实施方式中，所述活性物质层包括无粘结剂的自支撑硫复合材料；或，所述活性物质层包括粘结剂、导电剂和含硫活性物质，所述粘结剂的质量占所述粘结剂、所述导电剂和所述含硫活性物质总质量的0.1％-4.5％，例如可以是0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或者是0.1％-4.5％之间的任意值。

需要说明的是，基于氯化物离子液体或熔融盐的铝离子电池中，一般只使用聚四氟乙烯作为湿法涂覆制备电极的粘结剂，这是因为聚四氟乙烯被认为具有抗强酸腐蚀性，也被称为“内胶PTFE塑料王”，可以用于铝硫电池。但是发明人研究发现，熔融盐铝电池用的氯化物熔融盐电解质，在高温运行情况下会具有极强的腐蚀性，连聚四氟乙烯材料也会发生化学变质，如图1所示。

图1中的右图是在110℃的氯化物熔融盐中浸泡7天后的聚四氟乙烯材料，显然其颜色发生了明显的变化。这就导致当使用相对大比例的粘结剂(重量比例大于5％)来制备高面载量的硫正极时，电池中的粘结剂总含量过高，一方面不可避免会导致粘结剂部分失效，导致颗粒粘结效果变差，另一方面该腐蚀副反应也导致高温下的熔融盐电解质发生成分变化，进而使得熔融盐铝电池的比容量降低、循环性能变差。

对此，本申请的技术方案通过使用无粘结剂的自支撑电极材料或者用较少粘结剂得到高面载量硫电极的方式，避免了因使用大量粘结剂导致电池的比容量低、循环性能变差。

本申请还提供了上述高面载量硫电极的制备方法，具体包括：将无粘结剂的自支撑硫复合材料进行压制得到所述硫电极，所述自支撑硫复合材料的制备方法包括：使用二维结构材料与含硫前驱体反应得到，或使用三维结构自支撑碳材料与硫粉混合处理得到；或者，将含硫活性物质、导电剂和粘结剂进行干法混合、辊压得到所述硫电极。

在本申请的一种可选实施方式中，可以使用无粘结剂的自支撑硫复合材料进行压制得到所述硫电极，所述压制的压力为0.1MPa-15MPa，例如可以是0.1MPa、0.2MPa、0.5MPa、2MPa、5MPa、10MPa、15MPa或者是0.1MPa-15MPa之间的任意值，所述压制后的硫电极厚度为20μm-400μm，例如可以是20μm、30μm、45μm、60μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm或者是20μm-400μm之间的任意值。

在本申请的一种可选实施方式中，使用二维结构材料与含硫前驱体反应得到自支撑硫复合材料时，所述含硫前驱体包括Na

(1)将二维结构材料和Na

(2)向所述固体物料中加入还原剂溶液，静置、干燥得到所述自支撑硫复合材料。

具体地，所述二维结构材料包括氧化石墨烯、氧化石墨、MXene中的一种或者多种的复合材料；所述还原剂包括抗坏血酸钠、氨水、水合肼中的至少一种。

进一步地，所述二维结构材料为氧化石墨烯时，氧化石墨烯和Na

所述还原剂为抗坏血酸钠时，抗坏血酸钠溶液的摩尔浓度为0.6mol/L-1.2mol/L，例如可以是0.6mol/L、0.8mol/L、1.0mol/L、1.1mol/L、1.2mol/L或者是0.6mol/L-1.2mol/L之间的任意值。

在进行固液分离之前，需要将混合溶液进行充分搅拌，在固液分离之后，也需要对分离得到的固体物料进行洗涤，确保固体物料中没有残余的盐酸。

在进行静置时，固体物料在还原剂溶液中开始发生自组装反应，而且需要放置于温度为70℃-120℃的环境中进行反应，得到自支撑硫复合材料，也就是负载有硫的三维石墨烯材料。

在经过自组装反应得到自支撑硫复合材料后，还要将混合溶液进行过滤、洗涤，再进行冷冻干燥，确保其中的三维石墨烯材料结构不被破坏。

在本申请的一种可选实施方式中，所述使用三维结构自支撑碳材料与硫粉混合处理包括：将所述硫粉均匀分散在所述三维结构自支撑碳材料的表面，热处理，得到所述自支撑硫复合材料。

具体地，三维结构自支撑碳材料包括碳布、碳纸、碳毡中的任意一种。本申请所用的碳布、碳纸、碳毡或者硫粉选用市场上已经成功商业化的材料即可。

进一步地，在进行所述分散之前，还包括：将所述碳材料进行活化处理；活化时，需要在空气气氛下进行，活化所需的温度可以根据碳材料的性能进行改变，可以为400℃-500℃，例如具体是400℃、420℃、450℃、480℃、500℃或者是400℃-500℃之间的任意值；所需的活化时间也可以为2h-3h，例如具体是2h、2.5h、3h或者是2h-3h之间的任意值。

在进行热处理时，为防止碳材料氧化，所以需要在惰性气体中进行，热处理所需的温度为140℃-200℃，例如可以是140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、200℃或者是140℃-200℃之间的任意值，持续时间为1h-48h，例如可以是1h、6h、12h、24h、48h或者是1h-48h之间的任意值。

在本申请的一种可选实施方式中，将含硫活性物质、导电剂和粘结剂进行干法混合、辊压得到所述硫电极时，其中，干法混合具体包括：将所述含硫活性物质、所述导电剂和所述粘结剂按(75.5-99.5)：(0.4-20)：(0.1-4.5)的质量比混合，得到复合粉料，将所述复合粉料辊压制成极片，得到所述硫电极，例如可以是75.5：20：4.5、80：16：4、85：12：3、85.5：10：4.5、87：9：4、90：8：2、95：4：1、或者是(75.5-99.5)：(0.4-20)：(0.1-4.5)之间的任意。其中，所述导电剂的用量可以根据所述含硫物质中的硫含量来进行调节，含硫物质中硫含量越高，其电导率越低，则需要使用更多的导电剂。

在本申请的一种可选实施方式中，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯醇、环氧树脂、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯及聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

需要说明的是，通过使用研磨或球磨的方法可以使得普通的粘结剂变成纤维化粘结剂，进而与其他物质进行混合研磨，就得到了复合粉料；再对复合粉料辊压制成极片，得到硫电极。

在本申请的一种可选实施方式中，所述导电剂包括石墨烯、碳纳米管、碳纤维、Super P、导电碳黑中的任意一种。

在本申请的一种可选实施方式中，所述含硫活性物质包括硫-碳复合材料、硫-聚丙烯腈复合材料、硫-硒复合材料和铝-硫化合物材料中的至少一种。这些复合材料都是硫单质和相关材料在高温下进行热处理后得到的，比如，硫-碳复合材料是将活性炭和硫粉在高温下熔融得到的，硫-聚丙烯腈复合材料是将硫粉和聚丙烯腈加热处理得到的。

在本申请的一种可选实施方式中，所述含硫活性物质中的硫元素的质量百分比为50％-90％，例如可以是50％、60％、70％、80％、90％或者是50％-90％之间的任意值，这样才能确保制备得到的硫电极有较高的硫元素的面载量。

在本申请的一种可选实施方式中，复合粉料可以单独辊压制成极片，即为硫电极；或者，将复合粉料涂覆于集流体表面后，进行辊压制成极片，得到硫电极。

这种辊压后制成的硫电极中，使用了相对低含量的粘结剂与其他物质混合，得到了高面载量的厚硫电极，相对于传统的湿法涂覆电极中的高粘结剂用量，大大降低了粘结剂带来的危害，提高了电池的面容量和使用寿命。

本申请还提供了一种熔融盐铝电池，包括正极、负极、隔膜和熔融盐电解质，所述正极为上述的高面载量硫电极。

在本申请的一种可选实施方式中，所述熔融盐电解质包括通式为A

当A

优选地，所述熔融盐电解质的熔点为70℃-350℃，例如可以是70℃、80℃、90℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃或者70℃-350℃之间的任意值。

需要说明的是，熔融盐电解质在高于其熔点的温度下为均相的单一相液体，所述通式A

本申请的熔融盐铝电池中使用熔融盐电解质，具体是铝-卤素组成的熔融盐，而铝-卤素共价键的断键能垒较低，提高了脱溶剂化能力，使得熔融盐铝电池的反应动力学加快。电池中还使用了高面载量的硫电极作为正极材料，为电池反应提供了快速离子和电子的传导通道，尤其是没有使用粘结剂或者使用少量粘结剂，解决了粘结剂与熔融盐腐蚀副反应的问题，解决了熔融盐铝电池面载量低、比容量低带来的实际能量密度过低的问题。

在本申请的一种可选实施方式中，所述熔融盐电解质的制备方法包括：在惰性气体下，将卤化铝和含有A元素的卤化物混合、加热，得到所述熔融盐电解质。

具体地，所述加热的温度为120～500℃，例如可以是120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、230℃、250℃、280℃、300℃、330℃、350℃、380℃、400℃、430℃、450℃、480℃、500℃或者120～500℃之间的任意值。所述加热的时间为≥1h，包括但不限于3h、5h、8h、10h、12h、15h、18h、20h、21h、22h、23h、24h、25h、26h、27h、28h、29h、30h、32h、35h、38h、40h、45h、50h、55h、60h中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；优选为2～30h。

进一步地，加热结束后，还包括冷却和/或研磨成粉末的步骤。

在本申请的一种可选实施方式中，熔融盐铝电池的负极为铝金属或铝合金；该熔融盐铝电池的工作温度为105-350℃。相比于使用其他熔融盐的液态高温金属电池，本申请的电池运行温度较低，电池中的密封腐蚀问题和加热启动耗能高的问题也就得到解决，而且电池的封装成本和热管理成本也大幅降低。另一方面，电池在充放电过程中释放的焦耳热，也可以用来维持电池的工作温度，从而简化了锂离子电池运行过程中所必须的冷却系统，因此热管理制造成本低、能耗低。

本申请还提供了上述熔融盐铝电池的制备方法，包括：在惰性气体保护下，将正极、负极、隔膜和熔融盐电解质进行组装，得到所述熔融盐铝电池。

在进行组装时，将正极与隔膜的第一表面接触；并将所述隔膜的第二表面与负极接触；再引入熔融盐电解质，可以以粉末状形态引入电池结构中，然后加热至超过电解质的熔点温度，使得电解质熔化并浸润电极和隔膜，或，使所述熔融盐电解质以液体形态注入电池结构中并浸润所述正极、所述隔膜和所述负极，组装成熔融盐铝电池的核心部件；之后，将所述熔融盐铝电池的核心部件进行封装，得到熔融盐铝电池。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供了一种硫电极，该硫电极的制备方法包括如下步骤：将0.24ml固含量为5mg/mL的氧化石墨烯溶液(江苏先丰纳米)、0.069ml摩尔浓度为1mol/L的Na

本实施例还提供了一种熔融盐铝电池，包括使用本实施例的硫电极为正极，采用商业化铝箔(100μm厚)为负极，采用玻璃纤维隔膜为电池隔膜以及采用熔融盐电解质为电池的电解质。该熔融盐电解质的具体制备方法包括如下步骤：在惰性气体保护下，按照61：26：13的摩尔比分别称量AlCl

本实施例熔融盐铝电池的制备方法，具体包括：选用Swagelok型密封结构的电池，根据电池型号设计，极片和隔膜直径为10mm，对隔膜、正极和负极进行裁切。在氩气手套箱中，将正极、玻璃纤维隔膜、负极以此叠加组装；然后以粉末形式引入熔融盐电解质，并使所述熔融盐电解质接触所述正极、所述隔膜和所述负极，组装成熔融盐铝电池的核心部件；再使用钼棒作为两个电极的集流体，再将所述熔融盐铝电池的核心部件封装在Swagelok型密封结构电池中，得到单层叠片式的熔融盐铝电池。将所述熔融盐铝电池加热至运行温度以使得电解质熔化并浸润电极和隔膜。

实施例2

本实施例提供的硫电极及其制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例所使用的氧化石墨烯溶液、Na