成功实现商业化并应用于手机、电脑、数码相机、辅助机器人等各种现代电子设备的锂离子电池(LIBs),具有较高的能量密度,长循环寿命等优点,然而含锂过渡金属氧化物正极的使用导致的环境污染问题以及钴、锂资源的储量有限、分布不均引起的电池成本高昂,令其难以满足大型电子设备领域要求。而双离子电池(DIBs)凭着低成本、高电压和环境友好的优点,引起了人们的广泛关注。其中新型铝石墨双离子电池(AGDIBs),作为一种优化的储能装置,采用即充当集流体又充当负极活性物质的廉价金属铝(Al)箔做负极,不但降低了电池制备成本、简化了电池结构,还有利于进一步提高电池的能量密度。但是Al负极的膨胀粉化以及有限的电解液浓度限制了 DIBs性能的进一步提高。本工作,主要介绍了基于高浓度电解液的铝石墨双离子电池(简称为HCE-AGDIBs)的设计思路、电池的制备、电化学性能的测试以及储能机理的研究。通过研究电解液浓度对铝负极和石墨正极的电化学性能影响,并借助XRD,SEM,FIB,XPS,拉曼等表征手段对电化学反应后的电极材料进行测试表征、对比分析,系统研究了基于发生锂铝合金化/去合金化的铝负极以及被阴离子(FSI-)插层/脱嵌的石墨正极的反应机理。并最终成功构建了一种基于高浓度电解液的AGDIBs。该电解液的配方为:在体积比为1:1的混合溶剂碳酸乙烯酯(EC)和二甲基碳酸乙酯(DMC)中溶解5 mol/L的双氟磺酰亚胺锂(LiFSI),采用该电解液的优点是:(1)提高了铝负极的结构稳定性;(2)提高了石墨正极的插层容量和循环稳定性;(3)提高了铝石墨双离子电池的能量密度。在没有对Al负极和石墨正极进行任何表面处理和改性的情况下,这种基于高浓度电解液的AGDIBs的放电容量为94 mAh g-1,在循环500次后,容量保持率为96.8%,且基于电极材料和电解质的质量能量密度为178 Wh kg-1,为目前已报道相关工作中的最高值。