摘要：

铝离子嵌入反应和电解液的研究

铝离子在晶体结构中的的嵌入脱出反应是科学和工程上一个具有挑战性的问题。由于铝离子和晶体阴离子框架的强库伦作用，铝离子很难嵌入一般的氧化物和硫化物的晶体结构。目前，明显的电化学嵌铝和脱铝反应只在谢弗雷尔相的硫化钼（Mo₆S₈）中被观察到。在这次报告中，我们将讨论铝离子在Mo₆S₈中的嵌入机理。通过电化学分析，晶体结构变化的分析和电子透射电镜的研究，我们清晰观察到了铝离子嵌入引发的Mo₆S₈的相变反应。不仅是在Mo₆S₈，我们还在层状结构和尖晶石结构的硫化钛中也观察到了铝的嵌入反应。作为可实际应用的铝离子电池，电解液也是一个巨大的挑战。目前只有氯化铝盐（chloroaluminate）离子液体电解液可以实现铝金属的电沉积和溶解。我们研究了1-丁基-3-甲基咪唑氯化铝盐离子液体和常见的五氧化二钒正极材料的化学稳定性。结果表明五氧化二钒会与中性和酸性的离子液体电解液都发生化学反应，生成新的具有电化学活性的物质。五氧化二钒不是一种适合的铝离子电池的正极材料，在正极材料的筛选中要注意电解液和材料的匹配性。