專利名稱：液流鋰硫二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學(xué)儲(chǔ)能裝置領(lǐng)域，具體涉及一種液流鋰硫二次電池。
背景技術(shù)：
動(dòng)力與能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，石油和其它礦物資源的日趨減少已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。研究和發(fā)展新型高性能化學(xué)物理電源不僅為可再生能源的開發(fā)和利用提供保證，也為國(guó)防現(xiàn)代化的建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。智能化步兵、信息通信、航空航天以及制導(dǎo)導(dǎo)彈和魚雷等多需要高可靠和高能密度的化學(xué)電源。單質(zhì)硫作為正極材料，用金屬鋰作為負(fù)極組成鋰硫電池的理論電池為2.537V，單質(zhì)硫的電化學(xué)活性物質(zhì)的理論比容量為1672mAh/g，理論能量密度高達(dá)4242Wh/kg，這一數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前所報(bào)道的材料LiCo02、LiNiO2, LiCoyNi1^yO2, LixFePO4等。并且單質(zhì)硫資源十分豐富，原材料廉價(jià)，對(duì)環(huán)境基本無(wú)污染，是未來(lái)高性能化學(xué)電源理想的正極材料之一。Li/S電池中存在活性物質(zhì)利用率低和循環(huán)性能差，這都是由于S和Li2S的絕緣性引起的；再者，放電時(shí)形成的聚硫化合物溶解到電解液中，造成活性物質(zhì)損失，容量逐漸衰減；另外，生成無(wú)序的Li2S2和Li2S完全不可逆反應(yīng)也導(dǎo)致了電池性能惡化。液流電池是指電池正負(fù)極反應(yīng)物中至少一方為液態(tài)流體的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。與傳統(tǒng)靜態(tài)二次電池相比，液流電池的單電池或半電池電極只是反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所而不是活性物質(zhì)儲(chǔ)存的地點(diǎn)，不存在通常二次電池復(fù)雜的相變化，因此液流電池循環(huán)壽命長(zhǎng)，可靠性高。由于活性物質(zhì)存儲(chǔ)于電解液中，儲(chǔ)能容量取決于儲(chǔ)液罐的容積和活性物質(zhì)的濃度，兼具高功率與大容量的特點(diǎn)。液流電池上述優(yōu)點(diǎn)能較好地彌補(bǔ)靜態(tài)鋰硫二次電池中存在眾多問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用液流電池的優(yōu)點(diǎn)，克服靜態(tài)鋰硫二次電池中存在的不足，提供一種容量聞、循環(huán)穩(wěn)定的液流裡硫_■次電池。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。本發(fā)明涉及一種液流鋰硫二次電池，所述液流鋰硫二次電池包括電池單體或多個(gè)電池單體串聯(lián)組成的電堆，正極儲(chǔ)液罐，正極循環(huán)泵和正極流體管道；所述電池單體內(nèi)由隔膜分隔成正極腔和負(fù)極腔，所述正極腔內(nèi)包含硫正極和正極電解液，所述負(fù)極腔內(nèi)包含鋰負(fù)極和負(fù)極電解液，所述硫正極為流體電極；所述電池單體的正極腔通過所述正極流體管道與正極循環(huán)泵、正極儲(chǔ)液罐依次相連通。優(yōu)選地，所述鋰負(fù)極為流體電極，所述鋰負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰粉；所述液流鋰硫二次電池還包括負(fù)極儲(chǔ)液罐，負(fù)極循環(huán)泵和負(fù)極流體管道，所述電池單體的負(fù)極腔通過所述負(fù)極流體管道與負(fù)極循環(huán)泵、負(fù)極儲(chǔ)液罐依次相連通。優(yōu)選地，所述鋰負(fù)極為靜態(tài)電極，所述鋰負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰片或金屬鋰粉。優(yōu)選地，所述硫正極的活性物質(zhì)為單質(zhì)硫S8、多硫化鋰Li2Sn (2 ^n^8)中的一種或兩種。優(yōu)選地，所述硫正極的活性物質(zhì)為碳/硫復(fù)合物，所述硫占活性物質(zhì)總重的重量百分比含量為20 99%，所述碳為石墨、乙炔黑、中間相碳微球、熱解碳、單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯、富勒烯中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述硫正極的活性物質(zhì)為導(dǎo)電聚合物/硫復(fù)合材料，所述硫占活性物質(zhì)總重的重量百分比含量為20 99%，所述導(dǎo)電聚合物為聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述正極電解液和負(fù)極電解液分別由有機(jī)溶劑和鋰鹽組成。優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為二氧五環(huán)、二氧六環(huán)、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、二甲基砜、環(huán)丁砜、甲基乙基砜、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、2，5_ 二甲基四氫呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、Y-丁內(nèi)酯、N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲基酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙乙二酸硼酸鋰中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述硫正極的集流體分別為金屬板、金屬箔、金屬網(wǎng)、金屬泡沫或碳材料，所述金屬為鋁、銅或不銹鋼；所述碳材料為碳紙、碳?xì)帧⑹?、乙炔黑、中間相碳微球、熱解碳、單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯、富勒烯中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述鋰負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰粉時(shí)，所述鋰負(fù)極的集流體為金屬板、金屬箔、金屬網(wǎng)、金屬泡沫或碳材料，所述金屬為鋁、銅或不銹鋼；所述碳材料為碳紙、碳?xì)?、石墨、乙炔黑、中間相碳微球、熱解碳、單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯、富勒烯中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述隔膜為聚合物隔膜或固體電解質(zhì)。優(yōu)選地，所述聚合物隔膜為聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層多孔膜、聚四氟乙烯多孔膜、聚丙烯腈膜、聚偏二氟乙烯膜、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯膜或聚氧化乙烯膜。優(yōu)選地，所述固體電解質(zhì)為L(zhǎng)i2S_P2S5、Li2S-SiS2-P2S5, Li2S-GeS2-P2S5,Li1.4A10.Jil6 (PO4) 3、Li1.5A10.5GeL5 (PO4) 3 中的一種或幾種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:在靜態(tài)鋰硫二次電池中,放電時(shí)硫正極是通過多硫離子逐步溶解而進(jìn)行，靜態(tài)下溶解不充分引起活性物質(zhì)利用率低下；充電時(shí)多硫離子在正極反應(yīng)場(chǎng)所逐步沉積成單質(zhì)硫，靜態(tài)下會(huì)造成沉積不均勻，靠近負(fù)極一側(cè)必定會(huì)出現(xiàn)單質(zhì)硫富集現(xiàn)象，即引起硫正極活性物質(zhì)分布不均勻，逐步引起容量衰減。而本發(fā)明中液流鋰硫二次電池中電極活性物質(zhì)和電解液在驅(qū)動(dòng)泵作用下不斷在電池腔體內(nèi)流動(dòng)，增大了電極界面溶液中物質(zhì)傳遞速度，消除了濃差極化，一方面降低了充電時(shí)鋰枝晶的形成，同時(shí)有利于單質(zhì)硫和多硫離子在電池腔體內(nèi)均勻分布，提高了硫活性物質(zhì)利用率，增強(qiáng)了電極的電化學(xué)穩(wěn)定性能，有效地延長(zhǎng)鋰硫二次電池的循環(huán)壽命。將本發(fā)明所涉及的液流鋰硫二次電池在室溫下1.2至3V之間進(jìn)行充放電測(cè)試，首次硫的放電比容量為1482mAh/g，硫的利用率為88.6%，充電容量為1403.1mAh/g，充放電效率為94.7% ;并且循環(huán)性能穩(wěn)定。


通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:圖1是實(shí)施例1的液流鋰硫二次電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例2的液流鋰硫二次電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)施例3的液流鋰硫二次電池的充放電曲線圖；圖4是實(shí)施例3的液流鋰硫二次電池的循環(huán)情況示意圖；其中，I為正極活性物質(zhì)，2為正極集流體，3為正極儲(chǔ)液罐，4為正極流體管道，5為正極循環(huán)泵；6為負(fù)極活性物質(zhì)，7為負(fù)極集流體,8為負(fù)極儲(chǔ)液罐,9為負(fù)極流體管道,10為負(fù)極循環(huán)泵，11為隔膜，12為金屬鋰片負(fù)極。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例的液流鋰硫二次電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電池單體，正、負(fù)極儲(chǔ)液罐，正、負(fù)極循環(huán)泵和正、負(fù)極流體管道；所述電池單體內(nèi)由隔膜分隔成正極腔和負(fù)極腔，所述正極腔內(nèi)設(shè)有硫正極和正極電解液，所述負(fù)極腔內(nèi)設(shè)有鋰負(fù)極和負(fù)極電解液，所述電池單體的正極腔通過所述正極流體管道與正極循環(huán)泵、正極儲(chǔ)液罐依次相連通，所述電池單體的負(fù)極腔通過所述負(fù)極流體管道與負(fù)極循環(huán)泵、負(fù)極儲(chǔ)液罐依次相連通。所述硫正極、鋰負(fù)極均為流體電極。本實(shí)施例的電池單體中硫正極的活性物質(zhì)為導(dǎo)電聚合物/硫復(fù)合材料，其制備方法是將Iml聚吡咯與IOg單質(zhì)硫S8混合后加入FeCl3氧化聚合并洗滌，鋰負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰粉，正、負(fù)極電解液均為2，5- 二甲基四氫呋喃+lmol/L雙氟磺酰亞胺鋰，正極集流體為鋁網(wǎng)，負(fù)極集流體為碳網(wǎng)，電池單體中隔膜為聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層多孔膜(Celgard2325)。本實(shí)施例的電池在室溫下進(jìn)行充放電測(cè)試，首次硫的放電比容量為1358.3mAh/g,硫的利用率為80.4%，充電容量為1343.9mAh/g，充放電效率為98.9%。實(shí)施例2本實(shí)施例的液流鋰硫二次電池的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括電池單體，正極儲(chǔ)液罐，正極循環(huán)泵和正極流體管道；所述電池單體內(nèi)由隔膜分隔成正極腔和負(fù)極腔，所述正極腔內(nèi)設(shè)有硫正極和正極電解液，所述負(fù)極腔內(nèi)設(shè)有鋰負(fù)極和負(fù)極電解液，所述硫正極為流體電極；所述電池單體的正極腔通過所述正極流體管道與正極循環(huán)泵、正極儲(chǔ)液罐依次相連通；所述鋰負(fù)極為靜態(tài)電極，所述鋰負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰片。本實(shí)施例的電池單體中硫正極的活性物質(zhì)為碳/硫復(fù)合物，其制備方法是將乙炔黑與單質(zhì)硫S8按照重量比8: 2混合后在155°C下密封熱處理2小時(shí)，正、負(fù)極電解液均為四乙二醇二甲醚+lmol/L三氟甲基磺酸鋰，正極集流體為不銹鋼網(wǎng)，電池單體中隔膜為聚乙烯多孔膜(Celgard2730)。本實(shí)施例的電池在室溫下進(jìn)行充放電測(cè)試，首次硫的放電比容量為1303.8mAh/g,硫的利用率為78%，充電容量為1242.4mAh/g，充放電效率為95.3%。實(shí)施例3本實(shí)施例的液流鋰硫二次電池包括多個(gè)電池單體串聯(lián)組成的電堆，正、負(fù)極儲(chǔ)液罐，正、負(fù)極循環(huán)泵和正、負(fù)極流體管道；所述電池單體內(nèi)由隔膜分隔成正極腔和負(fù)極腔，所述正極腔內(nèi)設(shè)有硫正極和正極電解液，所述負(fù)極腔內(nèi)設(shè)有鋰負(fù)極和負(fù)極電解液，所述組成電堆的各個(gè)電池單體的正極腔均通過所述正極流體管道與正極循環(huán)泵、正極儲(chǔ)液罐依次相連通，所述組成電堆的各個(gè)電池單體的負(fù)極腔均通過所述負(fù)極流體管道與負(fù)極循環(huán)泵、負(fù)極儲(chǔ)液罐依次相連通。所述硫正極、鋰負(fù)極均為流體電極。本實(shí)施例的電池單體中硫正極的活性物質(zhì)為碳/硫復(fù)合物，其制備方法是將0.1g石墨烯與9.9g單質(zhì)硫S8混合后在200度下密封熱處理5小時(shí)，負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰粉，正極電解液為四乙二醇二甲醚+lmol/L三氟甲基磺酸鋰，負(fù)極電解液為體積比1:1的碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯+lmol/L六氟磷酸鋰，正極集流體為鋁網(wǎng)，負(fù)極集流體為銅網(wǎng)，單體電池中隔膜為固體電解質(zhì)Li1.4A10.4TiL6(PO4)3(LATP)。 本實(shí)施例的電池在室溫下進(jìn)行充放電測(cè)試，其結(jié)果見圖3所示，首次硫的放電比容量為1482mAh/g，硫的利用率為88.6%，充電容量為1403.1mAh/g，充放電效率為94.7%;其循環(huán)性能如圖4所示，以5h率充放電，比容量為900mAh/g，循環(huán)性能穩(wěn)定。實(shí)施例4本實(shí)施例的液流鋰硫二次電池的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例3。本實(shí)施例的電池單體中硫正極的活性物質(zhì)為單質(zhì)硫S8和多硫化鋰Li2Sn(2≤η≤8)，負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰粉，正極電解液為甲基乙基砜+lmol/L四氟硼酸鋰，負(fù)極電解液為二甲基甲酰胺+0.5mol/L雙乙二酸硼酸鋰+0.5mol/L三氟甲基磺酸鋰，正極集流體為碳?xì)?，?fù)極集流體為熱解碳制成的碳材料，單體電池中隔膜為摩爾比為1:1的固體電解質(zhì) Lil4A10.4TiL6(P04)3(LATP)和 Li2S-GeS2-P2S5。本實(shí)施例的電池在室溫下進(jìn)行充放電測(cè)試，首次硫的放電比容量為1374.5mAh/g,硫的利用率為82.2%，充電容量為1319.2mAh/g，充放電效率為96%。實(shí)施例5本實(shí)施例的液流鋰硫二次電池的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例2。本實(shí)施例的電池單體中硫正極的活性物質(zhì)為導(dǎo)電聚合物/硫復(fù)合材料，其制備方法是將0.8ml聚苯胺與0.2g單質(zhì)硫S8混合后加入FeCl3氧化聚合并洗漆,正、負(fù)極電解液均為N-甲基吡咯烷酮+lmol/L雙氟磺酰亞胺鋰，正極集流體為單壁碳納米管制成的碳網(wǎng)，電池單體中隔膜為聚偏二氟乙烯-六氟丙烯膜。本實(shí)施例的電池在室溫下進(jìn)行充放電測(cè)試，首次硫的放電比容量為1275.3mAh/g,硫的利用率為76.3%，充電容量為1163.3mAh/g，充放電效率為91.2 %。綜上所述，本發(fā)明的液流鋰硫二次電池具有優(yōu)良的電化學(xué)穩(wěn)定性能和循環(huán)壽命。這是由于整個(gè)電池系統(tǒng)內(nèi)部為無(wú)水無(wú)氧環(huán)境，在充放電過程中，電極活性物質(zhì)和電解液在驅(qū)動(dòng)泵作用下不斷在電池腔體內(nèi)流動(dòng)，增大了電極界面溶液中物質(zhì)傳遞速度，消除了濃差極化，一方面降低了充電時(shí)鋰枝晶的形成，同時(shí)有利于單質(zhì)硫和多硫離子在電池腔體內(nèi)均勻分布，提高了硫活性物質(zhì)利用率，增強(qiáng)了電極的電化學(xué)穩(wěn)定性能，有效地延長(zhǎng)鋰硫二次電池的循環(huán)壽命。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述液流鋰硫二次電池包括電池單體或多個(gè)電池單體串聯(lián)組成的電堆，正極儲(chǔ)液罐，正極循環(huán)泵和正極流體管道；所述電池單體內(nèi)由隔膜分隔成正極腔和負(fù)極腔，所述正極腔內(nèi)包含硫正極和正極電解液，所述負(fù)極腔內(nèi)包含鋰負(fù)極和負(fù)極電解液，所述硫正極為流體電極；所述電池單體的正極腔通過所述正極流體管道與正極循環(huán)泵、正極儲(chǔ)液罐依次相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述鋰負(fù)極為流體電極，所述鋰負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰粉；所述液流鋰硫二次電池還包括負(fù)極儲(chǔ)液罐，負(fù)極循環(huán)泵和負(fù)極流體管道，所述電池單體的負(fù)極腔通過所述負(fù)極流體管道與負(fù)極循環(huán)泵、負(fù)極儲(chǔ)液罐依次相連通。
3.如權(quán)利要求1所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述鋰負(fù)極為靜態(tài)電極，所述鋰負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰片或金屬鋰粉。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述硫正極的活性物質(zhì)為單質(zhì)硫S8、多硫化裡Li2Sn中的一種或兩種，其中，2<n<8。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述硫正極的活性物質(zhì)為碳/硫復(fù)合物，所述硫占活性物質(zhì)總重的重量百分比含量為20 99%，所述碳為石墨、乙炔黑、中間相碳微球、熱解碳、單壁碳納米管 、多壁碳納米管、石墨烯、富勒烯中的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述硫正極的活性物質(zhì)為導(dǎo)電聚合物/硫復(fù)合材料，所述硫占活性物質(zhì)總重的重量百分比含量為20 99%，所述導(dǎo)電聚合物為聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯中的一種或幾種。
7.如權(quán)利要求1、2或3所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述正極電解液和負(fù)極電解液分別由有機(jī)溶劑和鋰鹽組成。
8.如權(quán)利要求7所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為二氧五環(huán)、二氧六環(huán)、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、二甲基砜、環(huán)丁砜、甲基乙基砜、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、2，5-二甲基四氫呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、Y-丁內(nèi)酯、N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種。
9.如權(quán)利要求7所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲基酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙乙二酸硼酸鋰中的一種或幾種。
10.如權(quán)利要求1、2或3所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述硫正極的集流體為金屬板、金屬箔、金屬網(wǎng)、金屬泡沫或碳材料，所述金屬為鋁、銅或不銹鋼；所述碳材料為碳紙、碳?xì)帧⑹?、乙炔黑、中間相碳微球、熱解碳、單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯、富勒烯中的一種或幾種。
11.如權(quán)利要求1、2或3所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述鋰負(fù)極的活性物質(zhì)為金屬鋰粉時(shí)，所述鋰負(fù)極的集流體為金屬板、金屬箔、金屬網(wǎng)、金屬泡沫或碳材料，所述金屬為鋁、銅或不銹鋼；所述碳材料為碳紙、碳?xì)?、石墨、乙炔黑、中間相碳微球、熱解碳、單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯、富勒烯中的一種或幾種。
12.如權(quán)利要求1、2或3所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述隔膜為聚合物隔膜或固體電解質(zhì)。
13.如權(quán)利要求12所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述聚合物隔膜為聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層多孔膜、聚四氟乙烯多孔膜、聚丙烯腈膜、聚偏二氟乙烯膜、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯膜或聚氧化乙烯膜。
14.如權(quán)利要求 12所述的液流鋰硫二次電池，其特征在于，所述固體電解質(zhì)為L(zhǎng)i2-S-P2S5'Li2S-SiS2-P2S5'Li2S-GeS2-P2S5'Lih4Aia4Tih6(PO4)3'Lih5Ala5Geh5(PO4)3 中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液流鋰硫二次電池。該液流鋰硫二次電池包括電池單體或多個(gè)電池單體串聯(lián)組成的電堆，正極儲(chǔ)液罐，正極循環(huán)泵和正極流體管道；所述電池單體內(nèi)由隔膜分隔成正極腔和負(fù)極腔，所述正極腔內(nèi)設(shè)有硫正極和正極電解液，所述負(fù)極腔內(nèi)設(shè)有鋰負(fù)極和負(fù)極電解液，所述硫正極為流體電極；所述電池單體的正極腔通過所述正極流體管道與正極循環(huán)泵、正極儲(chǔ)液罐依次相連通；該液流鋰硫二次電池的鋰負(fù)極為金屬鋰片靜態(tài)電極或金屬鋰粉末流體電極。在室溫下1.2至3V之間進(jìn)行充放電結(jié)果表明，本發(fā)明的液流鋰硫二次電池的首次硫的放電比容量可達(dá)1482mAh/g，硫的利用率高達(dá)88.6％，充電容量可達(dá)1403.1mAh/g，充放電效率可達(dá)94.7％；并且循環(huán)穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H01M8/18GK103178284SQ20131004628
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者王久林, 賈灝, 楊軍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)