[发明专利]非水氧化还原液流电池

权利要求书

1.一种非水氧化还原液流电池(RFB)，包括：

-正极隔室，正电极被定位在所述正极隔室中，并且使正极非水液体电解质在所述正极隔室中流动；

-负极隔室，负电极被定位在所述负极隔室中，并且使负极非水液体电解质在所述负极隔室中流动；

-离子交换膜，所述离子交换膜被定位在所述正极隔室和所述负极隔室之间；

其中：

-所述正极非水液体电解质包含在至少一种有机溶剂中的三氟甲磺酸铜络合物或四氟硼酸铜络合物[Cu(I)或Cu(II)]的溶液；

-所述负极非水液体电解质包含在至少一种有机溶剂中的至少一种苯并噻二唑或其衍生物的溶液，所述至少一种苯并噻二唑或其衍生物选自具有通式(I)的苯并噻二唑：

其中，彼此相同或不同的R₁、R₂、R₃和R₄表示氢原子或卤素原子，所述卤素原子选自氯、氟、溴、碘；或者表示以下基团中的一种：-CN、-NO₂、-COOH、-SO₃H、-SH；或者选自：直链的或支链的、饱和的或不饱和的C₁-C₁₀烷基基团；直链的或支链的、饱和的或不饱和的C₁-C₁₀烷氧基基团；具有通式R'-COO-R”的羧酸酯，其中彼此相同或不同的R'和R”选自直链的或支链的、饱和的或不饱和的C₁-C₁₀烷基基团；具有通式R'-OSO₂-R”的磺酸酯，其中R'和R”具有上述相同的含义；具有通式R'-SO-R”的硫代酸酯，其中R'和R”具有上述相同的含义；-(O-CH₂-CH₂)_n-OH基团，其中n是在从1至4范围内的整数；-(O-CH(CH₃)-CH₂)_n-OH基团，其中n是从1至4范围内的整数；任选地被取代的芳基基团；任选地被取代的杂芳基基团。

2.根据权利要求1所述的非水氧化还原液流电池(RFB)，其中，所述三氟甲磺酸铜络合物或四氟硼酸铜络合物[Cu(I)或Cu(II)]选自：三氟甲磺酸四乙腈铜(I)[Cu(NCCH₃)₄·CF₃SO₃]、三氟甲磺酸铜(II)[Cu(CF₃SO₃)₂]、四氟硼酸四乙腈铜(I)[Cu(NCCH₃)₄·BF₄]或其混合物。

3.根据权利要求1所述的非水氧化还原液流电池(RFB)，其中，在所述通式(I)中，彼此相同的R₁、R₂、R₃和R₄表示氢原子。

4.根据权利要求1所述的非水氧化还原液流电池(RFB)，其中，所述正极非水液体电解质和所述负极非水液体电解质包含至少一种支持电解质，所述支持电解质选自四氟硼酸锂(LiBF₄)、六氟磷酸锂(LiPF₆)、高氯酸锂(LiClO₄)、甲基三氟甲烷磺酸锂(LiCF₃SO₃)、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂[Li(CF₃SO₂)₂N]、四氟硼酸四乙基铵(TBABF₄)、四氟硼酸四丁基铵(TBABF₄)或其混合物。

5.根据权利要求1所述的非水氧化还原液流电池(RFB)，其中，所述有机溶剂选自乙腈、二甲基乙酰胺、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、γ-丁内酯(GBL)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、氟代碳酸亚乙酯、N,N-二甲基乙酰胺或其混合物。

6.根据权利要求1所述的非水氧化还原液流电池(RFB)，其中，所述离子交换膜选自聚合物膜，所述聚合物膜选自：

-阴离子交换膜，所述阴离子交换膜选自基于苯乙烯-二乙烯基苯共聚物或基于含有氨基基团的氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的膜、基于聚(醚醚酮)的膜、基于含有季吡啶基团的二乙烯基苯-乙烯基吡啶共聚物的膜、基于含有氯甲基基团和氨基基团的芳香族聚砜共聚物的膜、基于聚四氟乙烯(PTFE)的膜；

-阳离子交换膜，所述阳离子交换膜选自基于四氟乙烯磺酸盐基的含氟聚合物共聚物的膜、基于聚(醚醚酮)的膜、基于聚砜的膜、基于聚乙烯的膜、基于聚丙烯的膜、基于乙烯-丙烯共聚物的膜、基于聚酰亚胺的膜、基于聚氟乙烯的膜。