可充电铝基电池因具有比容量高、成本低、安全性好等诸多优势,被视为一种极具潜力的新型储能器件。在文献报道过的诸多可充电铝基电池正极材料中,性能优异的有石墨、石墨烯、导电聚合物等,所使用的电解液主要为电化学性能更稳定的离子液体。与锂离子电池不同,可充电铝基电池的电荷载体并不单一,正极的工作原理都是AlCl₄^–、Al₂Cl₇^–等阴离子的嵌入/脱出。从严格意义上讲,它们都属于混合离子电池。这说明混合化学或许是破解可充电铝基电池困局的有效途径。考虑到铝基电池电解液中存在大量的氯元素,因此决定构筑一种新型的Al³⁺/Cl^–混合离子电池（ACHB）。论文主要工作总结如下:（1）本论文首先提出Al³⁺/Cl^–混合离子电池（ACHB）的概念,其工作原理正极一侧发生的是Cl^–嵌入/脱出,负极一侧发生的是铝的沉积/溶解。为证明上述工作原理,在论文中选择一种经典的氯离子电池正极材料BiOCl构筑了ACHB体系。球磨后的BiOCl颗粒分散均匀,利于氯离子的脱出。本论文使用的离子液体电解液AlCl₃与[EMIm]Cl的摩尔配比为1.3:1,将组装的池体电池进行电化学性能测试。在0.05 C倍率下,Al/BiOCl体系电池首次放电比容量达到142 mAh g^-1,而且在1.0 V和0.8 V附近有两个非常平稳的放电平台。通过EDS分析Cl元素与Bi元素的摩尔比在充放电前后的变化,发现Cl元素与Bi元素的摩尔比有规律的涨落。另外借助XPS测试追踪Bi元素化合价在充放电前后的变化。EDS和XPS的测试结果都证明所提出的ACHB的工作原理以及可行性。（2）尽管BiOCl首次脱氯比容量高达142 mAh g^-1,但可逆容量较低,循环稳定性差。金属氯化物廉价易得,而且其理论储氯比容量高,是比较理想的ACHB的正极材料。但金属氯化物多为不良导体,且易溶于电解液中,循环稳定性差。与之相对的是,石墨电极的导电性极佳,但比容量低。因此,金属氯化物与石墨互补性极强,如果能够将二者融为一体,发挥协同效应,有望制备出高性能ACHB正极材料。因此改用金属氯化物-石墨层间化合物（MCl_x-GIC）作为ACHB的正极材料。选取以氯化铜-石墨层间化合物（CuCl₂-GIC）为例研究了MCl_x-GIC的储氯性能。首先通过混合加热法在528℃的真空条件下制备了CuCl₂-GIC材料,然后将其用作ACHB正极材料。与纯CuCl₂正极相比,CuCl₂-GIC具有更优异的电化学性能。借助XPS测试,追踪CuCl₂-GIC中的元素化合价的变化,首次证实CuCl₂-GIC的储氯性能。同时,实验结果进一步证明了ACHB的可行性。