一种离子液流电池电极悬浮液的分散系统及其电极的制作方法

本发明涉及电化学、化学储能技术领域，尤其涉及一种离子液流电池电极悬浮液的分散系统及其电极。

背景技术：

锂离子液流电池的输出功率和储能容量可独立设计，这是锂离子液流电池显著区别于其他化学电池的独特之处，同时也是锂离子液流电池有可能应用于大规模储能的最大技术优势，目前锂离子液流电池的研究多集中在电池反应器及模块的设计，就锂离子液流电池电极悬浮液的制备，以及锂离子液流电池电极悬浮液的悬浮稳定性能的研究方面少之又少。

申请公开号为cn106099179a的中国发明专利采用筛分、真空烘烤等方法对固体颗粒进行预处理，简单易操作，适用于规模化生产，但固体颗粒在有机电解液中会团聚成较大颗粒而发生沉降，故筛分并不能从根本上解决悬浮稳定性和电极悬浮液沉降问题。

授权公开号为cn202259549u的中国实用新型专利中提到添加导电胶粘剂如偏氟乙烯(pvdf)、丙烯酸脂胶(la132)、丁苯橡胶(sbr)等，但该导电胶粘剂的加入会增加电极悬浮液的粘度，并降低其电导率，较低电导率的电极悬浮液会降低电子在正、负极活性颗粒和电解液及集流体之间的传输，而较高粘度的电极悬浮液不但会降低系统的效率还容易发生管道堵塞，不利于管道流通和输送，也不利于储能后能源的运输、管道输送等用途。

授权公开号为cn106033821b的中国发明专利中提到电极悬浮液主要由电极活性材料、导电剂和电解液组成，电极活性颗粒和导电剂颗粒在电解液中受重力、浮力和粘滞阻力的作用发生运动，并用stokes定律来描述电极悬浮液的运动方程，该专利中提到通过stokes方程分析得出提高电极悬浮液稳定性的途径有3种，分别是1)减小颗粒的密度，使其与电解液的密度接近；2)减少颗粒半径；3)提高电解液的粘度，使粘滞系数增大。

授权公开号为cn106033821b的中国发明专利采用物理研磨的方法通过减小颗粒半径，同时添加聚偏氟乙烯-六氟丙烯来提高电解液的粘度从而提高电极悬浮液的质量稳定性，避免电极悬浮液中固体颗粒的团聚出现的分层沉降问题，减缓颗粒沉降速度，但该添加剂的加入会在一定程度上破坏电极悬浮液的导电网络，从而降低电池电化学性能。

锂离子液流电池的电极悬浮液作为锂离子液流电池的关键构成，其对于整个锂离子液流电池系统的开发与市场化使用以及大规模生产、大规模蓄电储能具有重要意义。

因此，如何在提高电极悬浮液能量密度的同时，使得电极悬浮液稳定分散无沉降，电极悬浮液具备高的电导率且能利于管道流通和输送，是目前制备锂离子液流电池电极悬浮液的难点问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种离子液流电池电极悬浮液的分散系统，本发明提供的分散系统可适用于离子类液流电池体系，尤其是锂离子液流电池体系，通过本发明提供的分散系统得到的离子液流电池电极悬浮液离子/电子电导率高、悬浮稳定性好且有利于管道流通和输送。

本发明还提供一种离子液流电池电极，进一步提高电荷传输的便捷性以及电极悬浮液的悬浮稳定性。

为解决上述问题，本发明所述的方案如下：

离子液流电池电极悬浮液包括电极活性材料、电解液和导电剂。

电极活性材料为纳米纤维电极活性材料，所述纳米纤维电极活性材料包括纳米纤维负极活性材料301a和纳米纤维正极活性材料301b。

纳米纤维负极活性材料301a，利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流制备聚合物纤维的加工工艺制备。

纳米纤维正极活性材料301b，利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流制备聚合物纤维的加工工艺制备。

导电剂400为碳基纤维，该碳基纤维可以是碳纳米纤维、碳纳米管基纤维或石墨烯基纤维中的一种或几种混合。

电解液包括负极电解液500a和正极电解液500b。

负极电解液500a由电解质、溶剂和添加剂组成。

正极电解液500b由电解质、溶剂和添加剂组成。

电解质可以是一种或几种混合。

溶剂为配制电解液所需要的混合有电解液添加剂的溶剂，可以是一种或几种混合。

添加剂为公知的为提高电池循环和安全性所添加的电解液添加剂，包括防过充添加剂、成膜添加剂、耐高温添加剂。

（1）负极悬浮液分散系统。

将纳米纤维负极活性材料301a均匀分散于负极电解液500a中自由铺展，得到离子液流电池负极悬浮液，自由铺展的纳米纤维负极活性材料301a相互连接组成负极ⅰ型三维网络互穿结构单元，所述负极ⅰ型三维网络互穿结构单元的集合构成ⅰ型负极悬浮液分散系统。

进一步的，

导电剂400分散于负极电解液500a中自由铺展，与负极ⅰ型三维网络互穿结构单元相互连接且互穿组成负极ⅱ型三维导电网络单元，所述负极ⅱ型三维导电网络单元的集合构成ⅱ型负极悬浮液分散系统。

（2）正极悬浮液分散系统。

将纳米纤维正极活性材料301b均匀分散于正极电解液500b中自由铺展，得到离子液流电池正极悬浮液，自由铺展的纳米纤维正极活性材料301b相互连接组成正极ⅰ型三维网络互穿结构单元，所述正极ⅰ型三维网络互穿结构单元的集合构成ⅰ型正极悬浮液分散系统。

进一步的，

导电剂400分散于正极电解液500b中自由铺展，与正极ⅰ型三维网络互穿结构单元相互连接且互穿组成正极ⅱ型三维导电网络单元，所述正极ⅱ型三维导电网络单元的集合构成ⅱ型正极悬浮液分散系统。

本发明还提供一种离子液流电池电极。

电极由电极集流体和集群丝束组成。

电极包括负极和正极，负极端子10a与负极连接，正极端子10b与正极连接，负极端子10a和正极端子10b例如与充放电装置连接，通过充放电装置，对负极端子10a与正极端子10b之间施加电压，或者从负极端子10a与正极端子10b之间取出电力。

电极集流体包括负极集流体101a和正极集流体101b。

集群丝束包括负极集群丝束202a和正极集群丝束202b。

负极集群丝束202a由一组或多组独立的负极丝束单元组成。

正极集群丝束202b由一组或多组独立的正极丝束单元组成。

所述的负极丝束单元由一个或多个单一且独立的负极丝束201a组成。

所述的正极丝束单元由一个或多个单一且独立的正极丝束201b组成。

负极丝束201a、正极丝束201b的首端为第一端，末端为第二端。

第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为0⁰-180⁰。

进一步的，第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为0⁰-90⁰。

进一步的，第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为0⁰。

进一步的，第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为30⁰。

进一步的，第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为45⁰。

进一步的，第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为60⁰。

进一步的，第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为90⁰。

进一步的，第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为180⁰。

集群丝束的首端为集群第一端，末端为集群第二端。

进一步的，电极集流体与集群丝束的集群第一端连接。

进一步的，电极集流体与集群丝束的集群第二端连接。

进一步的，电极集流体与集群丝束的集群第一端和集群第二端连接。

负极丝束201a的形状为连续形变的“s”形状或/和不连续形变的“s”形状。

进一步的，负极丝束201a的形状为连续形变的“z”形状或/和不连续形变的“z”形状。

进一步的，负极丝束201a的形状为连续形变的“柱状螺旋”形状或/和不连续形变的“柱状螺旋”形状。

进一步的，负极丝束201a的形状为连续形变的“锥状螺旋”形状或/和不连续形变的“锥状螺旋”形状

进一步的，负极丝束201a的形状为连续形变的“双螺旋”形状或/和不连续形变的“双螺旋”形状。

正极丝束201b的形状为连续形变的“s”形状或/和不连续形变的“s”形状。

进一步的，正极丝束201b的形状为连续形变的“z”形状或/和不连续形变的“z”形状。

进一步的，正极丝束201b的形状为连续形变的“柱状螺旋”形状或/和不连续形变的“柱状螺旋”形状。

进一步的，正极丝束201b的形状为连续形变的“锥状螺旋”形状或/和不连续形变的“锥状螺旋”形状

进一步的，正极丝束201b的形状为连续形变的“双螺旋”形状或/和不连续形变的“双螺旋”形状。

负极集群丝束202a为集群金属或/和非金属导电介质丝束。

正极集群丝束202b为集群金属或/和非金属导电介质丝束。

进一步的，

负极集群丝束202a浸入ⅰ型负极悬浮液分散系统中，

负极集群丝束202a，穿插于负极ⅰ型三维网络互穿结构单元中，

所述ⅰ型负极悬浮液分散系统中所集合的负极ⅰ型三维网络互穿结构单元，被负极集群丝束202a穿插其中，并搭附接触在负极集群丝束202a上。

正极集群丝束202b浸入ⅰ型正极悬浮液分散系统中，

正极集群丝束202b，穿插于正极ⅰ型三维网络互穿结构单元中，

所述ⅰ型正极悬浮液分散系统中所集合的正极ⅰ型三维网络互穿结构单元，被正极集群丝束202b穿插其中，并搭附接触在正极集群丝束202b上。

进一步的，

负极集群丝束202a浸入ⅱ型负极悬浮液分散系统中，

负极集群丝束202a，穿插于负极ⅱ型三维导电网络单元中，

所述ⅱ型负极悬浮液分散系统中所集合的负极ⅱ型三维导电网络单元，被负极集群丝束202a穿插其中，并搭附接触在负极集群丝束202a上。

正极集群丝束202b浸入ⅱ型正极悬浮液分散系统中，

正极集群丝束202b，穿插于正极ⅱ型三维导电网络单元中，

所述ⅱ型正极悬浮液分散系统中所集合的正极ⅱ型三维导电网络单元，被正极集群丝束202b穿插其中，并搭附接触在正极集群丝束202b上。

有益效果

本发明提出的离子液流电池电极悬浮液分散系统，区别于传统的粉末电极活性材料，本发明充分利用纳米纤维电极活性材料高的长径比特点，大大降低离子的迁移距离，本发明还充分利用纳米纤维电极活性材料大的比表面积特点，提供大量的离子嵌入位，降低电解液与活性电极材料之间的电荷转移阻抗；区别于传统的粉末电极活性材料，纳米纤维电极活性材料分散于电解液中自由铺展后相互连接形成三维网络互穿结构，提高了电极活性材料的离子/电子电导率，从而提高了比容量及循环性能和倍率性能，且纳米纤维电极活性材料大的比表面积，加之分散于电解液中自由铺展后相互连接形成三维网络互穿结构，使得离子液流电池电极悬浮液悬浮稳定性好，不易发生团聚。

进一步的，纳米纤维电极活性材料与导电剂碳基纤维构成三维网络，组成相互连接且互穿的三维导电网络，增大电导率；

进一步的，集群丝束浸入在纳米纤维电极活性材料与导电剂碳基纤维构成的三维导电网络分散铺展的电解液中，所述的三维导电网络，被集群丝束穿插其中，并搭附接触在集群丝束上，进一步提高了纳米纤维电极活性材料与导电剂碳基纤维在电解液中的悬浮稳定性，也进一步提高了电荷传输的便捷性。

附图说明

图1是电极悬浮液分散系统与电极第一关系的剖面图。

图2是电极悬浮液分散系统与电极第二关系的剖面图。

图3是电极悬浮液分散系统与电极第三关系的剖面图。

附图标记列表

10a——负极端子；

10b——正极端子；

100——隔离膜；

101a——负极集流体；

101b——正极集流体；

201a——负极丝束；

201b——正极丝束；

202a——负极集群丝束；

202b——正极集群丝束；

301a——纳米纤维负极活性材料；

301b——纳米纤维正极活性材料；

400——导电剂；

500a——负极电解液；

500b——正极电解液；

601a——负极悬浮液流入端泵；

601b——正极悬浮液流入端泵；

602a——负极悬浮液流出端泵；

602b——正极悬浮液流出端泵

701a——负极悬浮液流入端配管；

701b——正极悬浮液流入端配管；

702a——负极悬浮液流出端配管；

702b——正极悬浮液流出端配管。

负极悬浮液流入端配管701a的一端与负极悬浮液的流入口连接，负极悬浮液流出端配管702a的一端与负极悬浮液的流出口连接，正极悬浮液流入端配管701b的一端与正极悬浮液的流入口连接，正极悬浮液流出端配管702b的一端与正极悬浮液的流出口连接。

负极悬浮液流入端泵601a设置于负极悬浮液流入端配管701a，负极悬浮液流出端泵602a设置于负极悬浮液流出端配管702a，正极悬浮液流入端泵601b设置于正极悬浮液流入端配管701b，正极悬浮液流出端泵602b设置于正极悬浮液流出端配管702b。

具体实施例

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

锂离子体系实施例1：

本发明提供一种离子液流电池电极悬浮液的分散系统，如图1所示。

离子液流电池电极悬浮液包括电极活性材料、电解液和导电剂。

电极活性材料为纳米纤维电极活性材料，所述纳米纤维电极活性材料包括纳米纤维负极活性材料301a和纳米纤维正极活性材料301b。

纳米纤维负极活性材料301a，利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流制备聚合物纤维的加工工艺制备出碳硅复合物纳米纤维。

纳米纤维正极活性材料301b，利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流制备聚合物纤维的加工工艺制备出石墨烯-钴酸锂复合纳米纤维。

导电剂400为碳纳米纤维。

电解液包括负极电解液500a和正极电解液500b。

负极电解液500a由电解质、溶剂和添加剂组成。

正极电解液500b由电解质、溶剂和添加剂组成。

电解质可以是一种或几种混合。

溶剂为配制电解液所需要的混合有电解液添加剂的溶剂，可以是一种或几种混合。

添加剂为公知的为提高电池循环和安全性所添加的电解液添加剂，包括防过充添加剂、成膜添加剂、耐高温添加剂。

（1）负极悬浮液分散系统。

将纳米纤维负极活性材料301a均匀分散于负极电解液500a中自由铺展，得到锂离子液流电池负极悬浮液，自由铺展的纳米纤维负极活性材料301a相互连接组成负极ⅰ型三维网络互穿结构单元，所述负极ⅰ型三维网络互穿结构单元的集合构成ⅰ型负极悬浮液分散系统。

进一步的，

导电剂400分散于负极电解液500a中自由铺展，与负极ⅰ型三维网络互穿结构单元相互连接且互穿组成负极ⅱ型三维导电网络单元，所述负极ⅱ型三维导电网络单元的集合构成ⅱ型负极悬浮液分散系统。

（2）正极悬浮液分散系统。

将纳米纤维正极活性材料301b均匀分散于正极电解液500b中自由铺展，得到锂离子液流电池正极悬浮液，自由铺展的纳米纤维正极活性材料301b相互连接组成正极ⅰ型三维网络互穿结构单元，所述正极ⅰ型三维网络互穿结构单元的集合构成ⅰ型正极悬浮液分散系统。

进一步的，

导电剂400分散于正极电解液500b中自由铺展，与正极ⅰ型三维网络互穿结构单元相互连接且互穿组成正极ⅱ型三维导电网络单元，所述正极ⅱ型三维导电网络单元的集合构成ⅱ型正极悬浮液分散系统。

本发明还提供一种离子液流电池电极，如图1所示。

电极由电极集流体和集群丝束组成。

电极包括负极和正极，负极端子10a与负极连接，正极端子10b与正极连接，负极端子10a和正极端子10b例如与充放电装置连接，通过充放电装置，对负极端子10a与正极端子10b之间施加电压，或者从负极端子10a与正极端子10b之间取出电力。

电极集流体包括负极集流体101a和正极集流体101b。

集群丝束包括负极集群丝束202a和正极集群丝束202b。

负极集群丝束202a由一组或多组独立的负极丝束单元组成。

正极集群丝束202b由一组或多组独立的正极丝束单元组成。

所述的负极丝束单元由一个或多个单一且独立的负极丝束201a组成。

所述的正极丝束单元由一个或多个单一且独立的正极丝束201b组成。

负极丝束201a、正极丝束201b的首端为第一端，末端为第二端。

第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为90⁰。

集群丝束的首端为集群第一端，末端为集群第二端。

电极集流体与集群丝束的集群第一端连接。

负极丝束201a的形状为连续形变的“s”形状或/和不连续形变的“s”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“z”形状或/和不连续形变的“z”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“柱状螺旋”形状或/和不连续形变的“柱状螺旋”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“锥状螺旋”形状或/和不连续形变的“锥状螺旋”形状

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“双螺旋”形状或/和不连续形变的“双螺旋”形状。

正极丝束201b的形状为连续形变的“s”形状或/和不连续形变的“s”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“z”形状或/和不连续形变的“z”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“柱状螺旋”形状或/和不连续形变的“柱状螺旋”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“锥状螺旋”形状或/和不连续形变的“锥状螺旋”形状

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“双螺旋”形状或/和不连续形变的“双螺旋”形状。

负极集群丝束202a为集群铜丝束。

正极集群丝束202b为集群铝丝束。

负极集群丝束202a浸入ⅰ型负极悬浮液分散系统中，

负极集群丝束202a，穿插于负极ⅰ型三维网络互穿结构单元中，

所述ⅰ型负极悬浮液分散系统中所集合的负极ⅰ型三维网络互穿结构单元，被负极集群丝束202a穿插其中，并搭附接触在负极集群丝束202a上。

正极集群丝束202b浸入ⅰ型正极悬浮液分散系统中，

正极集群丝束202b，穿插于正极ⅰ型三维网络互穿结构单元中，

所述ⅰ型正极悬浮液分散系统中所集合的正极ⅰ型三维网络互穿结构单元，被正极集群丝束202b穿插其中，并搭附接触在正极集群丝束202b上。

优选的，

负极集群丝束202a浸入ⅱ型负极悬浮液分散系统中，

负极集群丝束202a，穿插于负极ⅱ型三维导电网络单元中，

所述ⅱ型负极悬浮液分散系统中所集合的负极ⅱ型三维导电网络单元，被负极集群丝束202a穿插其中，并搭附接触在负极集群丝束202a上。

正极集群丝束202b浸入ⅱ型正极悬浮液分散系统中，

正极集群丝束202b，穿插于正极ⅱ型三维导电网络单元中，

所述ⅱ型正极悬浮液分散系统中所集合的正极ⅱ型三维导电网络单元，被正极集群丝束202b穿插其中，并搭附接触在正极集群丝束202b上。

锂离子体系实施例2：

本发明提供一种离子液流电池电极悬浮液的分散系统，如图2所示。

离子液流电池电极悬浮液包括电极活性材料、电解液和导电剂。

电极活性材料为纳米纤维电极活性材料，所述纳米纤维电极活性材料包括纳米纤维负极活性材料301a和纳米纤维正极活性材料301b。

纳米纤维负极活性材料301a，利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流制备聚合物纤维的加工工艺制备出碳硅复合物纳米纤维。

纳米纤维正极活性材料301b，利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流制备聚合物纤维的加工工艺制备出石墨烯-钴酸锂复合纳米纤维。

导电剂400为石墨烯基纤维。

电解液包括负极电解液500a和正极电解液500b。

负极电解液500a由电解质、溶剂和添加剂组成。

正极电解液500b由电解质、溶剂和添加剂组成。

电解质可以是一种或几种混合。

溶剂为配制电解液所需要的混合有电解液添加剂的溶剂，可以是一种或几种混合。

添加剂为公知的为提高电池循环和安全性所添加的电解液添加剂，包括防过充添加剂、成膜添加剂、耐高温添加剂。

（1）负极悬浮液分散系统。

将纳米纤维负极活性材料301a均匀分散于负极电解液500a中自由铺展，得到锂离子液流电池负极悬浮液，自由铺展的纳米纤维负极活性材料301a相互连接组成负极ⅰ型三维网络互穿结构单元，所述负极ⅰ型三维网络互穿结构单元的集合构成ⅰ型负极悬浮液分散系统。

进一步的，

导电剂400分散于负极电解液500a中自由铺展，与负极ⅰ型三维网络互穿结构单元相互连接且互穿组成负极ⅱ型三维导电网络单元，所述负极ⅱ型三维导电网络单元的集合构成ⅱ型负极悬浮液分散系统。

（2）正极悬浮液分散系统。

将纳米纤维正极活性材料301b均匀分散于正极电解液500b中自由铺展，得到锂离子液流电池正极悬浮液，自由铺展的纳米纤维正极活性材料301b相互连接组成正极ⅰ型三维网络互穿结构单元，所述正极ⅰ型三维网络互穿结构单元的集合构成ⅰ型正极悬浮液分散系统。

进一步的，

导电剂400分散于正极电解液500b中自由铺展，与正极ⅰ型三维网络互穿结构单元相互连接且互穿组成正极ⅱ型三维导电网络单元，所述正极ⅱ型三维导电网络单元的集合构成ⅱ型正极悬浮液分散系统。

本发明还提供一种离子液流电池电极，如图2所示。

电极由电极集流体和集群丝束组成。

电极包括负极和正极，负极端子10a与负极连接，正极端子10b与正极连接，负极端子10a和正极端子10b例如与充放电装置连接，通过充放电装置，对负极端子10a与正极端子10b之间施加电压，或者从负极端子10a与正极端子10b之间取出电力。

电极集流体包括负极集流体101a和正极集流体101b。

集群丝束包括负极集群丝束202a和正极集群丝束202b。

负极集群丝束202a由一组或多组独立的负极丝束单元组成。

正极集群丝束202b由一组或多组独立的正极丝束单元组成。

所述的负极丝束单元由一个或多个单一且独立的负极丝束201a组成。

所述的正极丝束单元由一个或多个单一且独立的正极丝束201b组成。

负极丝束201a、正极丝束201b的首端为第一端，末端为第二端。

第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为0⁰。

集群丝束的首端为集群第一端，末端为集群第二端。

电极集流体与集群丝束的集群第一端连接。

负极丝束201a的形状为连续形变的“s”形状或/和不连续形变的“s”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“z”形状或/和不连续形变的“z”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“柱状螺旋”形状或/和不连续形变的“柱状螺旋”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“锥状螺旋”形状或/和不连续形变的“锥状螺旋”形状

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“双螺旋”形状或/和不连续形变的“双螺旋”形状。

正极丝束201b的形状为连续形变的“s”形状或/和不连续形变的“s”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“z”形状或/和不连续形变的“z”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“柱状螺旋”形状或/和不连续形变的“柱状螺旋”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“锥状螺旋”形状或/和不连续形变的“锥状螺旋”形状

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“双螺旋”形状或/和不连续形变的“双螺旋”形状。

负极集群丝束202a为集群铜丝束。

正极集群丝束202b为集群铝丝束。

负极集群丝束202a浸入ⅰ型负极悬浮液分散系统中，

负极集群丝束202a，穿插于负极ⅰ型三维网络互穿结构单元中，

所述ⅰ型负极悬浮液分散系统中所集合的负极ⅰ型三维网络互穿结构单元，被负极集群丝束202a穿插其中，并搭附接触在负极集群丝束202a上。

正极集群丝束202b浸入ⅰ型正极悬浮液分散系统中，

正极集群丝束202b，穿插于正极ⅰ型三维网络互穿结构单元中，

所述ⅰ型正极悬浮液分散系统中所集合的正极ⅰ型三维网络互穿结构单元，被正极集群丝束202b穿插其中，并搭附接触在正极集群丝束202b上。

优选的，

负极集群丝束202a浸入ⅱ型负极悬浮液分散系统中，

负极集群丝束202a，穿插于负极ⅱ型三维导电网络单元中，

所述ⅱ型负极悬浮液分散系统中所集合的负极ⅱ型三维导电网络单元，被负极集群丝束202a穿插其中，并搭附接触在负极集群丝束202a上。

正极集群丝束202b浸入ⅱ型正极悬浮液分散系统中，

正极集群丝束202b，穿插于正极ⅱ型三维导电网络单元中，

所述ⅱ型正极悬浮液分散系统中所集合的正极ⅱ型三维导电网络单元，被正极集群丝束202b穿插其中，并搭附接触在正极集群丝束202b上。

锂离子体系实施例3：

本发明提供一种离子液流电池电极悬浮液的分散系统，如图3所示。

离子液流电池电极悬浮液包括电极活性材料、电解液和导电剂。

电极活性材料为纳米纤维电极活性材料，所述纳米纤维电极活性材料包括纳米纤维负极活性材料301a和纳米纤维正极活性材料301b。

纳米纤维负极活性材料301a，利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流制备聚合物纤维的加工工艺制备出碳硅复合物纳米纤维。

纳米纤维正极活性材料301b，利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流制备聚合物纤维的加工工艺制备出石墨烯-钴酸锂复合纳米纤维。

导电剂400为碳纳米纤维。

电解液包括负极电解液500a和正极电解液500b。

负极电解液500a由电解质、溶剂和添加剂组成。

正极电解液500b由电解质、溶剂和添加剂组成。

电解质可以是一种或几种混合。

溶剂为配制电解液所需要的混合有电解液添加剂的溶剂，可以是一种或几种混合。

添加剂为公知的为提高电池循环和安全性所添加的电解液添加剂，包括防过充添加剂、成膜添加剂、耐高温添加剂。

（1）负极悬浮液分散系统。

将纳米纤维负极活性材料301a均匀分散于负极电解液500a中自由铺展，得到锂离子液流电池负极悬浮液，自由铺展的纳米纤维负极活性材料301a相互连接组成负极ⅰ型三维网络互穿结构单元，所述负极ⅰ型三维网络互穿结构单元的集合构成ⅰ型负极悬浮液分散系统。

进一步的，

导电剂400分散于负极电解液500a中自由铺展，与负极ⅰ型三维网络互穿结构单元相互连接且互穿组成负极ⅱ型三维导电网络单元，所述负极ⅱ型三维导电网络单元的集合构成ⅱ型负极悬浮液分散系统。

（2）正极悬浮液分散系统。

将纳米纤维正极活性材料301b均匀分散于正极电解液500b中自由铺展，得到锂离子液流电池正极悬浮液，自由铺展的纳米纤维正极活性材料301b相互连接组成正极ⅰ型三维网络互穿结构单元，所述正极ⅰ型三维网络互穿结构单元的集合构成ⅰ型正极悬浮液分散系统。

进一步的，

导电剂400分散于正极电解液500b中自由铺展，与正极ⅰ型三维网络互穿结构单元相互连接且互穿组成正极ⅱ型三维导电网络单元，所述正极ⅱ型三维导电网络单元的集合构成ⅱ型正极悬浮液分散系统。

本发明还提供一种离子液流电池电极，如图3所示。

电极由电极集流体和集群丝束组成。

电极包括负极和正极，负极端子10a与负极连接，正极端子10b与正极连接，负极端子10a和正极端子10b例如与充放电装置连接，通过充放电装置，对负极端子10a与正极端子10b之间施加电压，或者从负极端子10a与正极端子10b之间取出电力。

电极集流体包括负极集流体101a和正极集流体101b。

集群丝束包括负极集群丝束202a和正极集群丝束202b。

负极集群丝束202a由一组或多组独立的负极丝束单元组成。

正极集群丝束202b由一组或多组独立的正极丝束单元组成。

所述的负极丝束单元由一个或多个单一且独立的负极丝束201a组成。

所述的正极丝束单元由一个或多个单一且独立的正极丝束201b组成。

负极丝束201a、正极丝束201b的首端为第一端，末端为第二端。

第一端与第二端连接形成的直线在三维笛卡尔坐标系下与x-y轴水平面形成的夹角绝对值为60⁰。

集群丝束的首端为集群第一端，末端为集群第二端。

电极集流体与集群丝束的集群第一端和集群第二端连接。

负极丝束201a的形状为连续形变的“s”形状或/和不连续形变的“s”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“z”形状或/和不连续形变的“z”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“柱状螺旋”形状或/和不连续形变的“柱状螺旋”形状。

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“锥状螺旋”形状或/和不连续形变的“锥状螺旋”形状

优选的，负极丝束201a的形状为连续形变的“双螺旋”形状或/和不连续形变的“双螺旋”形状。

正极丝束201b的形状为连续形变的“s”形状或/和不连续形变的“s”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“z”形状或/和不连续形变的“z”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“柱状螺旋”形状或/和不连续形变的“柱状螺旋”形状。

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“锥状螺旋”形状或/和不连续形变的“锥状螺旋”形状

优选的，正极丝束201b的形状为连续形变的“双螺旋”形状或/和不连续形变的“双螺旋”形状。

负极集群丝束202a为集群铜丝束。

正极集群丝束202b为集群铝丝束。

负极集群丝束202a浸入ⅰ型负极悬浮液分散系统中，

负极集群丝束202a，穿插于负极ⅰ型三维网络互穿结构单元中，

所述ⅰ型负极悬浮液分散系统中所集合的负极ⅰ型三维网络互穿结构单元，被负极集群丝束202a穿插其中，并搭附接触在负极集群丝束202a上。

正极集群丝束202b浸入ⅰ型正极悬浮液分散系统中，

正极集群丝束202b，穿插于正极ⅰ型三维网络互穿结构单元中，

所述ⅰ型正极悬浮液分散系统中所集合的正极ⅰ型三维网络互穿结构单元，被正极集群丝束202b穿插其中，并搭附接触在正极集群丝束202b上。

优选的，

负极集群丝束202a浸入ⅱ型负极悬浮液分散系统中，

负极集群丝束202a，穿插于负极ⅱ型三维导电网络单元中，

所述ⅱ型负极悬浮液分散系统中所集合的负极ⅱ型三维导电网络单元，被负极集群丝束202a穿插其中，并搭附接触在负极集群丝束202a上。

正极集群丝束202b浸入ⅱ型正极悬浮液分散系统中，

正极集群丝束202b，穿插于正极ⅱ型三维导电网络单元中，

所述ⅱ型正极悬浮液分散系统中所集合的正极ⅱ型三维导电网络单元，被正极集群丝束202b穿插其中，并搭附接触在正极集群丝束202b上。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。