目前,在现有的二次电池体系中,铝离子电池由于其具有资源丰富、安全性高的特点,在化学储能领域被广泛研究,这也使得铝离子电池可能成为下一代储能系统。铝离子电池中的正极材料是影响电池能量密度、功率密度、循环寿命的关键材料之一,在现有的电池材料中,石墨材料可以认为是比较理想的正极材料,因为其具有较高的放电平台和较好的循环性能,但是它的稳定容量较低,这也进一步限制了铝离子电池的发展。因此,开发高电压、高容量、良好循环性能的电池体系将成为铝离子电池领域的研究热点。本论文在前人研究的基础上,以[EMIm]Cl离子液体作为电解液,对铝基正极材料（硒化锑及其复合材料）进行了详细的电化学性能测试和机理研究,主要取得了如下结果:（1）采用溶剂热法成功合成了Sb₂Se₃材料。通过SEM及TEM表征,发现Sb₂Se₃为单晶纳米棒状结构,纳米棒的直径大约为400 nm。使用BET方法测得的比表面积为1.954 m2 g-1。此外,使用BJH方法计算出孔径中心在～4.204 nm处,显示为中孔结构,孔体积为0.017 cc g-1。将Sb₂Se₃做为铝离子电池正极材料时,在1.2/0.7 V、1.5/1.6 V、2.1/1.7 V处有明显的氧化还原反应发生。对装配好的铝离子电池进行恒电流充放电测试,在500 mA g-1的电流密度下,首圈充放电曲线与之后的充放电曲线不完全一致,Sb₂Se₃电池第二圈的充放电比容量为387.4 mA h g-1和229.4 mA h g-1,而库仑效率仅为59.2%。经过100圈的循环后,放电比容量稳定在48 mA hg-1,库伦效率稳定在90%左右,表现出良好的循环稳定性。（2）在180℃下,通过溶剂热法合成了Sb₂Se₃基复合材料,通过XRD、SEM、TEM等手段对其进行了物理化学表征,证实了氧化石墨烯的存在和其作为模板的诱导作用。利用真空抽滤的方法成功制备了改性隔膜,将这种改进后的隔膜运用在铝离子电池中,可以有效抑制活性材料溶解的问题,从而提高稳定放电比容量。氮掺杂可以提高材料的活性位点,将Sb₂Se₃复合N掺杂还原氧化石墨烯作为铝离子正极材料,并且采用自制的改性隔膜后,在500 mA g-1的电流密度下,经过500圈的循环后,放电比容量可以达到120 mA h g-1,在1000 mA g-1的电流密度下,经过1000圈的循环后,放电比容量可以达到110 mA h g-1,同时具有良好的倍率性能。（3）当铝离子电池的正极材料采用Sb₂Se₃时,电极过程由电荷传递和扩散过程共同控制,在高频区域为电极反应动力学（电荷传递过程）控制。随着循环的进行,电荷转移电阻略有增加。低频区由电极反应的反应物或产物的扩散控制。通过XPS、XRD、Raman手段推测了Sb₂Se₃作为铝离子电池正极材料时的反应机理。在充电过程中,负二价的Se会发生氧化反应,生成单质Se,在放电过程中,单质Se会发生还原反应,生成负二价的Se,此外,正三价的Sb会被还原为零价的Sb。负极是在充电过程中A12Cl7-得到三个电子生成AlC14-和A1,放电过程与之相反。