[发明专利]一种水系卤素-氢气二次电池

权利要求书

1.一种水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，包括：

电解液，为含有卤素离子的水溶液；所述卤素离子为碘离子或溴离子；

正极，用于在其与所述电解液界面进行卤素不同价态之间可逆的氧化还原反应；所述碘不同价态为I^-、I₃^-、I₂、IO^-或IO₃^-中的一种，正极反应为：或所述溴不同价态为Br^-、Br₃^-、Br₂、BrO^-或BrO₃^-中的一种，正极反应为：或其电极材料有优异的吸附性能；

负极，用于在其与所述电解液界面进行H₂O或H⁺到H₂可逆的氧化还原反应，其上承载有催化剂；

隔膜，设于所述正极与负极之间。

2.根据权利要求1所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述电解液为酸性、中性或碱性中的一种。

3.根据权利要求1所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述负极为集流体，所述集流体是承载所述催化剂的载体。

4.根据权利要求1所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述催化剂包括贵金属、非贵金属或碳材料。

5.根据权利要求4所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述贵金属包括Pt、Pd、Ir或Ru及其合金，所述合金包括PtNi、PtCo、PtMo、PtW、PtNiCo、PtNiMo及其组合，PdNi、PdCo、PdMo、PdW、PdNiCo、PdNiMo及其组合，IrNi、IrCo、IrMo、IrW、IrNiCo、IrNiMo及其组合，RuNi、RuCo、RuMo、RuW、RuNiCo、RuNiMo及其组合，所述贵金属还包括PtO₂、PtOH、PtC、IrO₂、IrC、IrN、IrS、IrP、RuO₂、RuC、RuN、RuS、RuP及其组合，或其与纳米碳的混合物的至少一种，所述非贵金属包括Ni、NiMo、NiCoMo、MoC、MoC₂、MoO₂、MoS₂、MoP、WC、WC₂、WO₂、WS₂、WP、NiN、NiS、NiP、NiPS及其组合或其与纳米碳的混合物的中的一种，所述碳材料包括微米或纳米球、微米或纳米颗粒、微米或纳米片、微米或纳米线、微米或纳米管结构中的一种。

6.根据权利要求1所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述正极的电极材料包括碳材料、金属/非金属电极、多孔材料、导电聚合物、FTO或ITO导电玻璃。

7.根据权利要求6所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述碳材料为石墨、石墨烯、碳布、碳纸、活性炭、碳微米、纳米纤维、碳毡或石墨毡，以及其杂原子处理改性物中的至少一种，所述金属/非金属电极为金电极、铂电极或玻碳电极中的一种，所述多孔材料为金属有机框架、共价有机框架或普鲁士蓝衍生物中的一种，所述导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯或聚(3，4-乙烯二氧噻吩)。

8.根据权利要求1所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述二次电池负极内部的氢气压力为1～100atm。

9.根据权利要求1所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述电解液中卤素离子的浓度范围为0.01～14mol/L。

10.根据权利要求1所述的水系卤素-氢气二次电池，其特征在于，所述二次电池的结构包括扣电电池、圆柱型电池或液流电池。