[发明专利]可在极限温度范围工作的太阳能光热锂电池及其制备方法

权利要求书

1.可在极限温度范围工作的太阳能光热锂电池，其特征在于：所述太阳能光热锂电池为封闭式锂离子电池或半开放式锂离子电池；

所述封闭式锂离子电池：从上至下依次包括正极集流体、光热正极、电解质、负极以及负极集流体，且所述正极集流体的上面设有光学窗口；或从上至下依次包括正极集流体、正极、电解质、负极及光热负极集流体，且所述光热负极集流体的下面设有光学窗口；或依次包括正极集流体、光热正极、电解质、负极及光热负极集流体，且所述正极集流体的上面和光热负极集流体的下面均设有光学窗口；

所述半开放式锂离子电池：从上至下依次包括多孔集流体、光热正极、电解质、负极以及负极集流体；或从上至下依次包括多孔集流体、正极、电解质、负极及光热负极集流体；或从上至下依次包括多孔集流体、光热正极、电解质、负极及光热负极集流体；且所述光热负极集流体的下面设有光学窗口；

当光照从正极一侧辐照时，光热正极能够俘获太阳光并将其转换成热来提高整个电池组件的内部的温度，使得其能够在极低温环境中工作；

当光照从负极一侧辐照时, 光热负极集流体吸收太阳光并将其转换成热经负极传递给电解质和正极，从而达到对整个电池的组件的加热，使其在极低温环境中工作；

当光同时从正极和负极辐照时, 光热正极和光热负极集流体能同时俘获太阳光并将其转换成热来加热整个电池组件，使其在极低温环境中有效工作；

所述极低温环境温度≥-200 ^oC，所述封闭式锂离子电池为全固态锂电池，其工作温度范围为-200 ^oC~200℃；所述半开放式锂离子电池为锂-气体电池，可在工作极低温-200 ^oC环境下工作。

2.根据权利要求1所述的可在极限温度范围工作的太阳能光热锂电池，其特征在于：所述正极是由质量百分数为5%~90%的钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或三元材料、5%~95%的锂盐、3%~50%的导电剂及3% ~15%粘结剂复合而成的锂离子电池正极；

或，由质量百分比5%~85%的硫活性物、3%~50%的导电剂及3%~15%粘结剂复合而成的锂-硫电池正极；

或，由质量百分比3%~95%的电子导电剂、3%~95%的离子导电电解质粉末及3%~100%的催化剂复合而成的锂-气体电池正极。

3.根据权利要求2所述的可在极限温度范围工作的太阳能光热锂电池，其特征在于：所述电解质为有机液体电解质、固态电解质、熔融盐电解质、离子液体电解质以及锂盐中的一种或两种及以上的组合。

4.根据权利要求3所述的可在极限温度范围工作的太阳能光热锂电池，其特征在于：所述固态电解质包括但不限于钙钛矿型/反钙钛矿型的ABO₃电解质，其中A =Ca, Sr, La; B=Al, Ti, 离子导电率在10^-7~10^-3S cm^-1，NASICON型的Li_1.5Al_0.5Ge_1.5P₃O₁₂/Li_1.3Al_0.3Ti_1.7P₃O₁₂，LAGP/LATP, 10^-4~10^-3 S cm^-1, 石榴石型的Li₇La₃Zr₂O₁₂ ，LLZO, 10^-4~10^-3 S cm^-1及硫系电解质10^-4~10^-2 S cm^-1。