[发明专利]一种锂液流电池放电器

权利要求书

1.一种锂液流电池放电器，包括阴极集流层、隔离层、阴极悬浮液、阳极锂片、阳极集 流体和弹性支撑体，其特征在于：所述阴极集流层与隔离层紧密接触，按照阴极集流层与阴 极集流层相对、隔离层与隔离层相对的方式放置，相邻两个阴极集流层之间的间隙构成阴极 反应腔，阴极悬浮液在阴极反应腔内连续或间歇流动；相邻两个隔离层之间的间隙构成阳极 反应腔，在阳极反应腔内，以阳极锂片-阳极集流体-弹性支撑体-阳极集流体-阳极锂片的顺序 依次放置，阳极锂片与隔离层直接接触。

2.如权利要求1所述的锂液流电池放电器，其特征在于：所述弹性支撑体为能够耐电解 液腐蚀的热塑性弹性体，包括乙烯/丙烯共聚物热塑性弹性体、含氟热塑性弹性体、聚酯类热 塑性弹性体或聚酰胺热塑性弹性体中的一种或几种；或者，所述弹性支撑体为在相邻两个阳 极集流体之间固定若干弹簧形成的复合结构；弹性支撑体的弹性距离变化范围为 1mm-100mm。

3.如权利要求1所述的锂液流电池放电器，其特征在于：在阳极反应腔内，以阳极锂片 -阳极集流体-弹性支撑体-阳极集流体-阳极锂片的顺序依次放置，所述阳极集流体为电子导电 的金属导电层，包括铜、不锈钢、镍、钛、银、锡、镀锡铜、镀镍铜、镀银铜中的一种或几 种，优选为镀镍铜。

4.如权利要求1所述的锂液流电池放电器，其特征在于：在阳极反应腔内，以阳极集流 体-阳极锂片-弹性支撑体-阳极锂片-阳极集流体的顺序依次放置，所述阳极集流体为电子导电 的具有通孔的金属网，包括铜网、不锈钢网、镍网、钛网、银网、锡网、镀锡铜网、镀镍铜 网、镀银铜网，优选为铜网。

5.如权利要求1所述的锂液流电池放电器，其特征在于：所述阴极集流层与隔离层之间 采用真空蒸镀、电镀、化学镀、流延、旋涂、喷涂、热压、丝网印刷、喷墨打印、粘接、机 械压合等方法进行复合，形成阴极集流层和隔离层紧密贴合的复合结构层。

6.如权利要求1所述的锂液流电池放电器，其特征在于：所述阴极集流层是厚度为 0.01～1000μm的可供锂离子穿过的电子导电层，其通孔孔隙率为30％～90％，孔径范围10nm～2 mm；所述电子导电层为导电填料与粘结剂的多孔混合物，或者所述电子导电层为具有通孔结 构的金属导电层，包括铜、不锈钢、镍、钛、银、锡、镀锡铜、镀镍铜、镀银铜，优选为镀 镍铜，优选的，金属导电层表面涂覆有导电碳材料涂层；或者所述电子导电层为涤纶多孔丝 导电布、碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合导电布中的一种或几种；或者，所述多孔 电子导电层为表面涂覆导电碳材料涂层或者镀有金属薄膜的多孔有机材料，所述多孔有机材 料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯及其它耐电解液性能良 好的有机物；或者，所述阴极集流层为添加有导电填料的聚合物电解质层，所述聚合物电解 质层为聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料； 或者所述阴极集流层为上述几种集流层中的任意两种或几种所组成的复合集流层。

7.如权利要求1所述的锂液流电池放电器，其特征在于：所述隔离层由允许锂离子通过 的电子绝缘材料构成，厚度为0.01～1mm；所述隔离层为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或其 它电子不导电的多孔聚合物材料；或者，所述的隔离层为玻璃纤维无纺布、合成纤维无纺布、 陶瓷纤维纸或其它电子不导电的无机非金属材料与有机聚合物的复合多孔材料；或者，隔离 层的材料采用电子不导电的聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合 物电解质复合材料。

8.如权利要求1所述的锂液流电池放电器，其特征在于：所述阴极悬浮液为阴极活性材 料、导电添加剂和电解液的混合物；

阴极活性材料为能够嵌锂或与锂反应的合金类材料，包括铝基合金、硅基合金、锡基合 金、锗基合金中的一种或几种；或者为氧化物或含氧酸盐材料，包括氧化钛、氧化硅、锡氧 化物、氧化钼、锂钛氧化物、氧化锰、氧化银、氧化铬、氧化钒、铬酸银中的一种或几种； 或者为碳材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳中的 一种或几种混合物；或者为硫化物，包括单质硫、硫化亚铁、二硫化亚铁、硫化铅、硫化铜、 硫化钼、硫化钛、硫化镍中的一种或几种；或者为卤化物，包括氯化铜、氯化银；或者为含 锂不足的锂与过渡金属氧合物，包括Li_1-xCoO₂、Li_1-xMn₂O₄、Li_1-xNiO₂、Li_1-xNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂中的一种或几种(0≤x<1)；或者为含锂不足的锂与过渡金属的磷酸盐，包括Li_1-xFePO₄、 Li_1-xCoPO₄、Li_1-xNiPO₄、Li_3-xV₂(PO₄)₃中的一种或几种(0≤x<1)；阴极活性材料颗粒的粒径 为0.005μm～500μm，体积含量为10％～70％；

导电添加剂为炭黑、碳纤维、科琴黑、活性碳、石墨烯、金属颗粒中的一种或几种的混 合物；导电添加剂颗粒的粒径为0.001μm～100μm，体积含量为0.02％～5％。