[发明专利]一种太阳能辅助节能充电型有机锂硫电池

权利要求书

1.一种太阳能辅助节能充电型有机锂硫电池，其特征在于，以金属锂作为负极，固体硫或多硫离子溶液作为正极，光电极是半导体光电极材料，含锂盐的醚类溶液作为电解液，构成太阳能辅助节能充电有机锂硫电池；

以TiO₂为前驱体制备SrTiO₃光电极，具体过程如下：

（1）制备不同形貌TiO₂前驱体：

1）在碳纸上生长TiO₂纳米片：将30 μl二乙烯三胺DETA加入到42 ml异丙醇中，搅拌5分钟后加入1.5 ml异丙醇钛，搅拌10分钟后将混合溶液转移到水热反应釜内衬中，此时在该反应釜内衬中放入碳纸，升温至200 ℃并在此温度下保持24小时，待反应结束自然冷却至室温后取出碳纸，加入无水乙醇进行离心洗涤；最后，将碳纸放入60 ℃烘箱中干燥12小时，得到在碳纸上均匀生长的颜色为白色、厚度为20纳米TiO₂纳米片；

2）在碳纸上生长TiO₂纳米棒：溶液1：将0.45ml钛酸四异丙酯TTIP加入到2 ml丙三醇中，搅拌均匀；溶液2：将0.893 g 乙二胺四乙酸二钠盐Na₂EDTA加入到38 ml去离子水中；在不断搅拌的过程中，将溶液1滴加到溶液2中得到混合溶液，置于电热套当中70 ℃加热1小时，将混合溶液转移到水热反应釜内衬中，此时在该反应釜内衬中放入碳纸，升温至200 ℃并在此温度下反应5小时，待反应结束自然冷却至室温后取出碳纸，依次用去离子水和无水乙醇进行离心洗涤后，在60 ℃干燥12小时；最后，将该碳纸放在马弗炉中450 ℃加热1小时，得到在碳纸上均匀生长的颜色为白色、粒径为200～300纳米TiO₂纳米棒；

3）在钛网上生长TiO₂纳米管：在烧杯中加入10 ml 去离子水、90 ml乙二醇、0.548 mg氟化铵NH₄F搅拌均匀得混合溶液，将钛网浸在上述溶液中进行阳极氧化；起始电压为30 V，30分钟后电压换为20 V，如此循环，阳极氧化时间为6小时；取出后依次用去离子水和酒精进行离心洗涤，60 ℃干燥12小时；最后，将该钛网放在马弗炉中升温至550 ℃，并在此温度下加热2小时，得到在钛网上均匀生长的颜色为白色、粒径大小为50纳米的TiO₂纳米管；

（2）水热反应制备SrTiO₃：

在烧杯中加入5 ml 去离子水和35 ml乙二醇搅拌均匀，形成溶液；在搅拌的状态下，将2 mmol 氢氧化钠加入到上述溶液中；搅拌10分钟后加入硝酸锶，其中硝酸锶和后面加入TiO₂的质量比为1:2；继续搅拌30分钟后，将溶液转移到高压反应釜中，放入长有TiO₂纳米片或TiO₂纳米棒前驱体的碳纸或长有TiO₂纳米管的钛网，在170 ℃温度下水热反应6小时；取出样品后用去离子水和酒精冲洗，60 ℃干燥12小时；将干燥好的样品放入管式炉中，在Ar的氛围中在700 ℃下热处理4小时，升温速率为2 ℃/min，将热处理之后的样品用乙酸浸泡24小时；

以 SrTiO₃作为光电极时， SrTiO₃基光辅助充电电池的电化学充电的电压平台为2.48V，以片状TiO₂为模板制备得到的SrTiO₃作为光电极时，充电电压平台为2.23 V；以棒状TiO₂为模板制备得到的SrTiO₃作为光电极时，充电电压平台为2.19 V。