[发明专利]一种聚硫氰酸锂阴极液及其半液流锂硫电池

权利要求书

1.一种聚硫氰酸锂阴极液，其特征在于，是通过下述方法制备获得：

(1)将1摩尔无水硫氰酸锂溶于200mL四氢呋喃中，再加入胶体硫，LiSCN与S的摩尔比为1∶7；混合物置于反应釜中，密封加热至60℃后，搅拌反应1～5小时；打开反应釜，蒸干溶四氢呋喃，得到聚硫氰酸锂；

(2)以Li[CF₃SO₂)₂N]为溶质，二氧戊环和乙二醇甲醚的混合物为溶剂配制电解液；二氧戊环和乙二醇甲醚的体积比为1∶1，每升电解液中含一摩尔Li[CF₃SO₂)₂N]；

(3)取0.2～2g聚硫氰酸锂溶于50mL电解液中，得到聚硫氰酸锂阴极液。

2.利用权利要求1所述聚硫氰酸锂阴极液的半液流锂硫电池，包括负极、隔膜和正极；其特征在于，所述负极外侧设负极板，正极外侧设正极板；正极板上刻有流路，流路中充满所述聚硫氰酸锂阴极液，流路两端分别设阴极液导入管和阴极液导出管；

所述隔膜为Li⁺型全氟磺酸树脂膜；

所述正极通过下述方法制备得到：

(1)将硫酸铜溶于水中配制成浓度为0.5～3wt％的硫酸铜溶液；取20毫升硫酸铜溶液导入培养皿，将孔径为0.1～1毫米的泡沫镍片的固体浸没于硫酸铜溶液后，升温至40～80℃，进行置换反应1～2小时；因Ni的溶出，溶液颜色由反应前的蓝色变成绿色，再冷却至室温；

(2)将硼氢化钠溶于浓度为5wt％的氢氧化钠溶液中，配制成硼氢化钠浓度为5wt％的碱性硼氢化钠溶液；取15毫升碱性硼氢化钠溶液导入步骤(1)的培养皿中，硼氢化钠将此前溶液中的Ni离子还原成金属镍再沉积到固体样品上；待到溶液颜色消失，表明溶液中的镍离子都已被还原成金属镍；

(3)将固体样品取出，洗净、烘干后置于马弗炉，在氮气氛保护下300℃下煅烧5小时，得到正极；

所述负极通过下述方法制备得到：

(1)在氩气氛保护下，在10Kg/cm²的压力下将金属锂片压到铜膜上，形成长宽厚：30×20×1mm的负极基材；

(2)将负极基材在25℃置于纯度99.999％的氮气氛中处理1～3小时，得到金属锂表面具备氮化锂保护层的负极。

3.根据权利要求2所述的半液流锂硫电池，其特征在于，所述Li⁺型全氟磺酸树脂隔膜通过下述方法制备得到：将市贩的Nafion膜浸没于10wt％的LiOH溶液中，80℃下处理1小时后，用去离子水漂洗至水呈中性，晾干后90℃真空干燥6小时，得到Li⁺型全氟磺酸树脂隔膜。

4.根据权利要求2或3所述的溶液型半液流锂硫电池，其特征在于，所述正极与隔膜之间、负极与隔膜之间还分别设有由氟橡胶制成的密封圈。