[发明专利]一种可充碱金属-硫液流电池

权利要求书

1.一种可充碱金属-硫液流电池，其特征在于，所述电池包括正极室部分、隔膜和负极室部分，所述正极室部分包括正极反应室和与正极室管道连通的储液罐，所述正极反应室包括，正极集电极和作为正极使用的在正极反应室和储液罐之间循环的正极浆料；所述负极室部分为负极反应室，包括负极、负极集电极和负极电解液；所述隔膜为单离子导体膜，设置在所述正极反应室与负极反应室之间，并保证正负极之间只有单一工作离子传导，而无其它非工作离子的任何物质传输；所述正极浆料由正极电解液和混合在正极电解液中的正极活性物构成，所述正极活性物质为M_xS_y(M＝Li或Na；0＜x≤2；0＜y≤12)中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种可充碱金属-硫液流电池，其特征在于，所述正极浆料中还包括正极导电物质；所述正极导电物质为碳材料：乙炔黑、石墨、石墨烯、多孔碳、碳纳米管、碳纤维、氮掺杂的碳中一种或多种混合物构成。

3.根据权利要求2所述的一种可充碱金属-硫液流电池，其特征在于，所述正极导电物质的添加量为占正极电解液体积的0～50％，优选范围：0％～30％。

4.根据权利要求1所述的可充碱金属-硫液流电池，其特征在于，所述正极反应室还包括设置在正极集电极上的正极导电物质，所述导电物质为碳材料：乙炔黑、石墨、石墨烯、多孔碳、碳纳米管、碳纤维、氮掺杂的碳中一种或多种混合物构成。

5.根据权利要求1所述的可充碱金属-硫液流电池，其特征在于，所述的正极活性物质在电解液中的浓度范围在：0.01～10mol/L，优选范围：0.1～3mol/L。

6.根据权利要求1所述的一种新型液流可充碱金属-硫电池，其特征在于，所述负极为金属锂或金属钠或其合金。

7.根据权利要求1所述的可充碱金属-硫液流电池，其特征在于，所述单离子导体膜仅允许单一工作离子的传输，而无其它液体和非工作离子扩散；单离子导体膜为无机陶瓷膜、有机聚合物膜或无机/有机复合陶瓷膜。

8.根据权利要求7所述的可充碱金属-硫液流电池，其特征在于，所述无机陶瓷膜为单离子导体无机陶瓷膜(xLi₂S+ySiS₂+zLi₃PO₄(0＜x≤1，0＜y≤1，0＜z≤1)、lLi₂S+mGeS₂+nP₂S₅(0＜l≤1，0＜m≤1，0＜n≤1)、hLi₂S+kSiS₂+jP₂S₅(0＜h≤1，0＜k≤1，0＜j≤1)、aLi₂O+bSiO₂+cTiO₂+dAl₂O₃+eP₂O₅(0＜a≤1，0＜b≤1，0＜c≤1，0≤d≤1，0＜e≤1)；所述有机聚合物膜为单离子导通有机膜(如经锂化或钠化处理的全氟离子交换膜(Nafion)膜；有机/无机复合膜为单离子导通有机无机复合膜(如通过原子层沉积技术在有机(Nafion)膜上沉积一层厚度可调的无机Al₂O₃。