极耳。
[0044]实施例2
[0045]本实施例提供锂离子液流电池的另一种夹心复合结构层。
[0046]本实施例中，选用导电聚合物电解质膜作为隔离层，所述导电聚合物电解质膜为聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料；正极集流层和负极集流层都选用多孔的碳纤维导电布；正极集流层、隔离层和负极集流层粘接构成夹心复合结构层。
[0047]实施例3
[0048]本实施例提供锂离子液流电池的另一种夹心复合结构层。
[0049]本实施例中，选用两层PE多孔膜作为隔离层。
[0050]正极集流层为多孔铝箔与多孔导电涂层的复合结构，铝箔厚度为0.05mm，铝箔网孔为方形，目数为300目。
[0051]负极集流层为多孔铜箔与多孔导电涂层的复合结构，铜箔厚度为0.05mm，铜箔网孔为圆形，网孔直径为0.5_，通孔孔隙率为60% ；
[0052]所述多孔导电涂层为碳粉与聚偏氟乙烯的混合物，其中碳粉的含量为70% ;碳粉与聚偏氟乙烯的混合物通过喷涂的方式在多孔铝箔或多孔铜箔表面形成多孔导电涂层，导电涂层的厚度为0.02mm。
[0053]上述正极集流层、隔离层和负极集流层通过机械压合构成所述夹心复合结构层。
[0054]最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
【主权项】
1.一种新型锂离子液流电池，包括正极集流层、负极集流层、正极反应腔、负极反应腔、隔离层、正极悬浮液和负极悬浮液，其中，正极悬浮液在正极反应腔内连续或间歇流动，负极悬浮液在负极反应腔内连续或间歇流动，构成正极反应腔的集流层为正极集流层，构成负极反应腔的集流层为负极集流层；其特征在于:所述正极集流层和负极集流层分别位于所述隔离层的两侧且与隔离层紧密接触，构成正极集流层、隔离层与负极集流层的夹心复合结构层；所述若干个夹心复合结构层按照相同极性集流层相对放置的顺序依次排列，其中，相邻两个正极集流层与正极集流层之间的间距大于零，它们之间的空隙构成正极反应腔，相邻两个负极集流层与负极集流层之间的间距也大于零，它们之间的空隙构成负极反应腔。
2.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述正极反应腔间距为0.1?1mm,优选为0.5?5mm,所述负极反应腔间距为0.1?1mm,优选为0.5?5mm。
3.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述正极集流层和/或负极集流层是厚度为0.01?1000 μ m的具有通孔结构的电子导电层，其通孔孔隙率为30%?99%，孔径范围1nm?2_ ； 所述多孔电子导电层为导电填料与粘结剂的多孔混合物，其中，导电填料的质量分数不小于70%;所述导电填料是钛粉、铜粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、富锂锡粉类金属合金导电颗粒，或者，所述导电填料是碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种；所述粘结剂为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种； 或者，所述多孔电子导电层为具有通孔结构的金属导电层，所述金属导电层为金属丝或表面附有导电碳材料涂层的金属丝编织而成，网孔为方形、菱形或长方形；或者，所述金属导电层为具有通孔结构的多孔泡沫金属层；或者，所述金属导电层为多孔金属板或金属箔经机械冲压或化学腐蚀而成，网孔为圆形、椭圆形、半圆形、方形、六角形、三角形、菱形、梯形或不规格多边形，所述多孔金属板或金属箔用于正极集流层时为铝、合金铝、不锈钢、银、锡、镍或钛，优选为铝；所述多孔金属板或金属箔用于负极集流层时为铜、不锈钢、镍、钛、银、锡、镀锡铜、镀镍铜或镀银铜，优选为镀镍铜；进一步地，所述金属板或金属箔的表面涂覆有导电碳材料涂层； 或者，所述多孔电子导电层为涤纶多孔丝导电布、碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合导电布中的一种或几种；或者所述多孔电子导电层为表面涂覆导电碳材料涂层或者镀有金属薄膜的多孔有机材料，所述多孔有机材料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯及其它耐电解液性能良好的有机物。
4.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述正极集流层和/或负极集流层为添加有如权利要求3中所述的导电填料的聚合物电解质层，其中，导电填料的质量分数不小于10% ;所述聚合物电解质层为聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料。
5.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述正极集流层和/或负极集流层为如权利要求3和权利要求4中所述集流层中的任意两种或几种复合组成的集流层。
6.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述隔离层为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或其它电子不导电的多孔聚合物材料；或者，所述隔离层为玻璃纤维无纺布、合成纤维无纺布、陶瓷纤维纸或其它电子不导电的无机非金属材料与有机聚合物的复合多孔材料；或者，隔离层的材料采用电子不导电的聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料。
7.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述正极集流层或负极集流层与隔离层之间采用真空蒸镀、电镀、化学镀、流延、旋涂、喷涂、热压、丝网印刷、喷墨打印、粘接或机械压合等方法中的一种或几种进行复合，使正极集流层、隔离层和负极集流层能够形成紧密贴合的夹心复合结构层。
8.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述正极悬浮液为正极活性材料颗粒、导电剂与电解液的混合物，所述正极活性材料为含锂的磷酸亚铁锂、磷酸锰锂、掺杂锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂镍锰钴氧化物、锂镍锰铁氧化物以及其它含锂金属氧化物的一种或几种混合物；导电剂为炭黑、碳纤维、科琴黑、石墨烯、金属颗粒中的一种或几种的混合物。
9.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述负极悬浮液为负极活性材料颗粒、导电剂与电解液的混合物，负极活性材料为能够可逆嵌锂的铝基合金、硅基合金、锡基合金、锂钛氧化物、碳材料的一种或几种混合物；导电剂为炭黑、碳纤维、科琴黑、石墨烯、金属颗粒中的一种或几种的混合物。
10.如权利要求1所述的锂离子液流电池，其特征在于:所述反应腔内进一步设有导流体，所述导流体与反应腔两侧同极性的集流层直接接触，将反应腔隔成若干个平行的流道；导流体在反应腔内的剖面形状包括矩形波、正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波、脉冲波、或者具有凸凹起伏的异型波中的一种或多种；导流体为绝缘塑料板、导电石墨板、导电金属板或表面镀有金属膜的塑料板中的一种。
【专利摘要】本发明提供一种新型锂离子液流电池，包括：正极集流层、负极集流层、正极反应腔、负极反应腔、隔离层、正极悬浮液和负极悬浮液，其中，正极集流层和负极集流层分别位于隔离层的两侧且与隔离层紧密接触，构成正极集流层、隔离层与负极集流层的夹心复合结构层；若干个夹心复合结构层按照相同极性集流层相对放置的顺序依次排列，电极悬浮液在相邻夹心复合结构层之间的电池反应腔内连续或间歇流动。本发明使得电池反应腔的大小可以根据电极悬浮液的粘度灵活设计而不会增加电池的极化内阻，解决了现有锂离子液流电池在电池反应腔大小和电池极化内阻之间存在的制约矛盾。
【IPC分类】H01M8-18, H01M8-02
【公开号】CN104795583
【申请号】CN201410027599
【发明人】陈永翀, 冯彩梅, 张艳萍, 张萍, 王秋平
【申请人】北京好风光储能技术有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月21日
【公告号】WO2015109994A1