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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着科学技术的进步和国民经济的发展，能源问题，尤其是非可再生能源的持续消耗和传统储能系统缺陷的日益凸显，使得人类社会对于新型储能系统的需求更为迫切。因此，设计高效和成本低廉的新型储能系统，成为了当下能源领域研究的热点方向之一。作为当下研究较为成熟的储能体系，锂金属电池因锂金属高昂的价格和相对贫瘠的资源储量，以及锂金属本征的安全隐患，其未来的长久发展受到了较大质疑[1]。近年来，铝金属负极储能系统受到了科学界的广泛重视，相对锂金属负极，铝金属负极具有更高的能量密度（2980 mAh/g或8040 mAh/cm3）、更丰富的自然储量和更优异的安全性能，展示出了作为新型低成本储能系统负极的极大潜力。[2]
目前，国内外学术界对于铝金属电池的研究还处于起步阶段，主要研究集中在匹配正极与电解质的选择及优化上。正极方面，目前已发现的匹配正极均存在着不同程度的缺陷，如Tu等人报道的石墨正极不稳定的放电平台[3]，钒氧化物系正极较低的工作电压（<1V）[2]，FeS2[4]等正极较低的容量（<100mAh/g）等。此外，部分正极材料较差的电化学反应可逆性，以及部分插层反应机理正极在嵌入复合阴离子AlxCly和阳离子Al3 时因电荷差异和较大的离子体积造成的体积膨胀和结构破坏，使得多数传统正极难以直接应用于铝金属电池中。电解质方面，当前已报道的研究中多数使用的是离子液体（IL）电解质,以EMIC或BMIC与AlCl3的混合物为代表[2]。IL可以提供优异的离子传输性能，但其也存在着较多的问题，如较窄的电化学窗口严重限制了电池整体的工作电压，工作中极化程度大，本征高腐蚀性限制了电池壳体材料的选择，同时高昂的价格也大幅提高了储能系统的成本[2]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容 1) 材料制备：以高纯NaCl、AlCl3、KCl、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐（EMIC）为原料，采用热处理方法制备NaCl/AlCl3二元，NaCl/AlCl3/KCl三元熔盐电解质，及离子液体电解质；将PAN粉末与硒单质粉末混合烧结得到Se/PAN复合粉末，与导电剂Super P，粘接剂聚四氟乙烯（PTFE）混合溶解制备正极浆料。
采用涂布法制备Al-Se电池正极。
2) 电池的装配：在惰性气体手套箱中，以制备的正极为正极，高纯金属铝为负极组装Swagelok电池。
3. 研究计划与安排
第1－6周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。
明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。
确定技术方案，并完成开题报告。
4. 参考文献（不低于12篇）
[1] ELIA G A, MARQUARDT K, HOEPPNER K, et al. An Overview and Future Perspectives of Aluminum Batteries [J]. Adv Mater, 2016, 28(35): 7564-79.
[2] ZHANG Y, LIU S, JI Y, et al. Emerging Nonaqueous Aluminum-Ion Batteries: Challenges, Status, and Perspectives [J]. Advanced Materials, 30(38): 1706310-.
[3] RANI J V, KANAKAIAH V, DADMAL T, et al. Fluorinated Natural Graphite Cathode for Rechargeable Ionic Liquid Based Aluminum–Ion Battery [J]. Journal of The Electrochemical Society, 2013, 160(10): A1781-A4.
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