[发明专利]基于有机小分子的液流电池

权利要求书

1.一种可再充电电池，其包含第一和第二电极，其中在其充电状态下，该电池包含与所述第一电极接触的氧化还原活性物类和溶解或悬浮在水溶液中与所述第二电极接触的氢醌，其中在放电期间所述氧化还原活性物类被还原且所述氢醌被氧化为醌。

2.权利要求1的可再充电电池，其中所述氧化还原活性物类溶解或悬浮在水溶液中。

3.权利要求1的可再充电电池，其中所述与第一电极接触的氧化还原活性物类包含氯、溴、碘、氧、钒、铬、钴、铁、锰、钴、镍、铜或铅。

4.权利要求1的可再充电电池，其中所述与第一电极接触的氧化还原活性物类包含溴。

5.权利要求3的可再充电电池，其中所述与第一电极接触的氧化还原活性物类包含氧化锰、氧化钴或氧化铅。

6.权利要求1-5中任一项的可再充电电池，其中所述与第二电极接触的氢醌和醌具有相对于标准氢电极低于0.4伏的标准电化学电势。

7.权利要求6的可再充电电池，其中所述醌为水溶性蒽醌。

8.权利要求7的可再充电电池，其中所述水溶性蒽醌包含一个或多个磺酸盐基团。

9.权利要求8的可再充电电池，其中所述蒽醌为9,10-蒽醌-2,7-二磺酸盐。

10.权利要求6-9中任一项的可再充电电池，其中第一和第二电极由离子传导性屏障隔离，且所述氧化还原活性物类包含溴。

11.权利要求1的可再充电电池，其中所述氧化还原活性物类为溶解或悬浮在水溶液中的第二醌。

12.权利要求11的可再充电电池，其中通过抑制所述氧化还原活性物类和所述氢醌传递的屏障将所述第一电极与所述第二电极隔离。

13.权利要求12的可再充电电池，其中所述屏障为尺寸排阻屏障。

14.一种可再充电电池，其包含由离子传导性烃屏障或尺寸排阻屏障隔离的第一和第二电极，其中在其充电状态下，所述电池包含在所述第一电极处的醌和在所述第二电极处的氢醌，其中在放电期间，所述醌被还原且所述氢醌被氧化。

15.权利要求1-5和11-14中任一项的可再充电电池，其中氧化形式的醌或氢醌具有式(A)-(D)：

其中R₁-R₁₀各自独立选自H、任选被取代的C_1-6烷基、卤代、羟基、任选被取代的C_1-6烷氧基、SO₃H、氨基、硝基、羧基、磷酰基、膦酰基和氧代，或它们的离子，条件是式(A)的R₁-R₆中的两个为氧代，式(B)的R₁-R₈中的两个或四个为氧代，且式(C)和(D)的R₁-R₁₀中的两个、四个或六个为氧代，其中虚线表示式(A)的单环、式(B)的双环和式(C)和(D)的三环完全共轭。

16.权利要求1-5和11-14中任一项的可再充电电池，其中氧化形式的醌或氢醌具有式(I)-(IX)：

其中R₁-R₈各自独立选自H、任选被取代的C_1-6烷基、卤代、羟基、任选被取代的C_1-6烷氧基、SO₃H、氨基、硝基、羧基、磷酰基、膦酰基和氧代，或它们的离子。