利索能及
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专利号: 2019108809040
申请人: 昆明理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种锂-硫半液流电池,其特征在于,包括液流硫正极区、锂金属负极区、隔膜。

2.根据权利要求1所述锂-硫半液流电池,其特征在于,液流硫正极区包括工作电极、多硫化锂阴极电解液。

3.根据权利要求2所述锂-硫半液流电池,其特征在于,工作电极包括活性材料、导电剂、粘结剂、集流体;活性材料、导电剂和粘结剂的质量比为8:1:1。

4.根据权利要求3所述锂-硫半液流电池,其特征在于,活性材料为Ni/C复合材料、Pt/C复合材料或Pt3Ni/C复合材料;导电剂和粘结剂为商业化电池常用产品;集流体为铝箔、不锈钢网或碳纸。

5.根据权利要求2所述锂-硫半液流电池,其特征在于,多硫化锂阴极电解液由多硫化锂溶于锂硫电解液中得到,多硫化锂的浓度为0.1mol/L~2mol/L;锂硫电解液的溶剂为分子式为R(CH2CH2O)n-R'的多醚类,其中,n=1-6,R和R'为甲基或乙基,溶质为二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂或六氟磷酸锂,锂硫电解液的浓度为1mol/L。

6.根据权利要求1所述锂-硫半液流电池,其特征在于,锂金属负极区包括锂金属负极、锂硫电解液,锂金属负极为锂金属或锂金属合金,锂金属合金为锂锡合金、锂硅合金或锂铜合金;锂硫电解液的溶剂为分子式为R(CH2CH2O)n-R'的多醚类,其中,n=1-6,R和R'为甲基或乙基,溶质为二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂或六氟磷酸锂,锂硫电解液的浓度为1mol/L。

7.根据权利要求1所述锂-硫半液流电池,其特征在于,隔膜为PP、PE或PP/PE/PP。

8.根据权利要求4所述锂-硫半液流电池,其特征在于,Ni/C复合材料的制备方法,具体步骤如下:(1)将C导电载体和去离子水超声1 5小时,得到浓度为1 10mg/mL的碳基载体分散液;C~ ~导电载体为石墨烯、Super p、炭黑、乙炔黑和CNT中的一种;

(2)将醋酸镍或硝酸镍按C:Ni质量比为5 15:1的比例,加入到步骤(1)的碳基载体分散~液中,超声1 5小时,得到混合分散液;

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(3)用液氮将步骤(2)中混合分散液冷冻,并冷冻干燥,得到混合粉体;

(4)在Ar气保护下,将步骤(3)中的混合粉体按5℃/min的升温速度升温到700 900℃煅~烧1 3小时,自然冷却,得到Ni/C复合材料。

~

9.根据权利要求8所述锂-硫半液流电池,其特征在于,Pt/C复合材料的制备方法同Ni/C复合材料的制备方法,将步骤(2)中的醋酸镍或硝酸镍替换为醋酸铂或硝酸铂。

10.根据权利要求4所述锂-硫半液流电池,其特征在于,Pt3Ni/C复合材料的制备方法,具体步骤如下:(1)将C导电载体加入DMF中,超声1 5小时,得到浓度为1 10mg/mL的碳基载体分散液;C~ ~导电载体为石墨烯、Super p、炭黑、乙炔黑和CNT中的一种;

(2)将二乙酰丙酮铂、二乙酰丙酮镍按二乙酰丙酮铂:二乙酰丙酮镍:C的质量比为8:8:

20 24:8:60的比例,加入到步骤(1)的碳基载体分散液中,再加入苯甲酸,苯甲酸按照二乙~酰丙酮铂:苯甲酸质量比为8:50 70的比例加入,超声1 5小时,得到混合分散液;

~ ~

(3)步骤(2)的混合分散液150 170℃恒温水浴加热,反应20 24小时;

~ ~

(4)将步骤(3)产物离心分离,干燥得到Pt3Ni/C复合材料。