[发明专利]一种全钒水溶液锂离子电池

摘要

本发明涉及一种全钒水溶液锂离子电池，属于化学电源领域。所述锂离子电池正负极活性物质均为固态钒基嵌锂材料，其中正极材料是具有较高电极电势的富锂态钒基磷酸盐，负极材料是具有较低电极电势的贫锂态钒氧化物，电解液为锂盐水溶液。该电池工作时，锂离子在正负极晶格中可逆嵌入脱出，实现能量的存储和转换。相比于传统的全钒液流电池，本发明提出的电池体系具有更高的能量密度，功率性能，及循环寿命，且能在更宽的温度范围内工作，因此在大规模储能领域具有潜在的应用前景。 1

主权项

1.一种全钒水溶液锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极和电解液，所述正极采用具有较高电极电势的富锂态钒基磷酸盐作为正极活性物质，所述负极采用具有较低电极电势的贫锂态钒氧化物作为负极活性物质，所述电解液采用高浓度锂盐水溶液。

2.根据权利要求1所述的全钒水溶液锂离子电池，其特征在于，所述正极组成包括：将正极活性物质、导电剂和粘结剂混合均匀，然后粘接于集流体上；所述负极组成包括：将负极活性物质、导电剂和粘结剂混合均匀，然后粘接于集流体上。

3.根据权利要求1所述的全钒水溶液锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质是磷酸钒锂(Li₃V₂(PO₄)₃)、磷酸氧钒锂(LiVOPO₄)和氟代磷酸钒锂(LiVPO₄F)中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的全钒水溶液锂离子电池，其特征在于，所述负极活性物质是二氧化钒(VO₂)、钒酸锂(LiV₃O₈)和五氧化二钒(V₂O₅)中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的全钒水溶液锂离子电池，其特征在于，所述电解液中锂盐与水的物质的量之比为：(0.1～0.55)：1。

6.根据权利要求1所述的全钒水溶液锂离子电池，其特征在于，所述锂盐为双三氟甲基磺酸亚胺锂(LiTFSI)，三氟甲基磺酸锂(LiOTF)，双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)，高氯酸锂(LiClO₄)中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的全钒水溶液锂离子电池，其特征在于，所述导电剂是科琴黑、乙炔黑、微晶石墨和导电炭黑中一种或多种。

8.根据权利要求2所述的全钒水溶液锂离子电池，其特征在于，所述集流体是钛网、泡沫镍、铝网、铜网、铝箔、铜箔和钛箔中的一种。