[发明专利]一种锂-硫半液流电池

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；

液流硫正极区包括工作电极、多硫化锂阴极电解液；

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；

活性材料为Ni/C复合材料、Pt/C复合材料或Pt₃Ni/C复合材料；集流体为铝箔、不锈钢网或碳纸；

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、炭黑和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；

（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；

所述多硫化锂阴极电解液由多硫化锂溶于锂硫电解液中得到；

所述锂金属负极区包括锂金属负极、锂硫电解液；锂金属负极区的锂金属负极为锂金属或锂金属合金；

所述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。

2.根据权利要求1所述锂-硫半液流电池，其特征在于，多硫化锂阴极电解液中多硫化锂的浓度为0.1mol/L～2mol/L。

3.根据权利要求1所述锂-硫半液流电池，其特征在于，所述锂金属合金为锂锡合金、锂硅合金或锂铜合金。

4.根据权利要求1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。

5.根据权利要求1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、炭黑和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。