[發明專利]鋰空氣電池及其制作方法有效
| 申請號： | 201110274530.1 | 申請日： | 2011-09-15 |
| 公開（公告）號： | CN103000971A | 公開（公告）日： | 2013-03-27 |
| 發明（設計）人： | 喬貞美;吳生先;張會平;李志華;任曉玲;余修濤 | 申請（專利權）人： | 北汽福田汽車股份有限公司 |
| 主分類號： | H01M12/06 | 分類號： | H01M12/06 |
| 代理公司： | 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 賈玉 |
| 地址： | 102206*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 空氣 電池 及其 制作方法 | ||
1.一種鋰空氣電池，其特征在于，包括空氣正極、鋰負極以及填充在所述空氣電極和鋰負極之間的有機電解液，其中，在所述空氣電極的鄰近所述有機電解液的一側表面上設置有固體電解質層。
2.根據權利要求1所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述空氣正極包括金屬鋁箔和形成于所述金屬鋁箔上的氧催化劑層。
3.根據權利要求2所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述氧催化劑層由載體和氧催化劑材料形成，所述氧催化劑材料選自鉑納米顆粒、金納米顆粒、α-MnO2納米顆粒、β-MnO2納米顆粒、γ-MnO2納米顆粒、MoN納米顆粒、MnN納米顆粒、三元金屬氮化物中的一種或幾種。
4.根據權利要求3所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述氧催化劑層中氧催化劑材料的質量含量為為氧催化劑層總質量的5％以下。
5.根據權利要求1所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述固體電解質層由摻雜有過渡金屬元素的氮化磷酸鋰構成，所述過渡金屬元素包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、Ta、W、Pt及Au中的一種或多種。
6.根據權利要求5所述的鋰空氣電池，其特征在于，在所述摻雜有過渡金屬元素的氮化磷酸鋰中，所述過渡金屬元素的含有率相對于磷原子為1-50原子％。
7.根據權利要求5所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述固體電解質層由Li2.8PO3.45N0.3PT0.2構成。
8.根據權利要求5所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述固體電解質層的厚度為0.1-0.2微米。
9.一種鋰空氣電池的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：
a)提供空氣正極；
b)在所述空氣正極的表面上沉積固體電解質層；以及
c)將沉積有所述固體電解質層的空氣正極、有機電解液以及鋰負極依序裝配成鋰空氣電池，其中所述空氣電極的沉積有固體電解質層一側表面與所述有機電解液相鄰。
10.根據權利要求9所述的鋰空氣電池的制作方法，其特征在于，所述步驟a)包括：
a-1)提供多孔鋁箔基底；
a-2)對所述多孔鋁箔基底進行清洗并干燥；
a-3)從所述多孔鋁箔基底上引出正極引出線；以及
a-4)在所述多孔鋁箔基底上設置氧催化劑層，得到空氣正極。
11.根據權利要求10所述的鋰空氣電池的制作方法，其特征在于，
在步驟a-2)中，對所述多孔鋁箔基底用丙酮進行清洗后再使用蒸餾水清洗3-5次。
12.根據權利要求10所述的鋰空氣電池的制作方法，其特征在于，在步驟a-3)中，在所述多孔鋁箔基底上焊接鎳片作為正極引出線。
13.根據權利要求10所述的鋰空氣電池的制作方法，其特征在于，步驟a-4)包括：將多孔碳和氧催化劑材料混合均勻后以乙烯氰作為溶解質與PEO型高分子鋰電解液混合以制備氧催化劑混合物，將所述氧催化劑混合物旋轉涂抹在所述多孔鋁箔基底的表面上并干燥，以在所述多孔鋁箔的表面設置氧催化劑層。
14.根據權利要求13所述的鋰空氣電池的制作方法，其特征在于，所述氧催化劑材料為鉑納米顆粒，金納米顆粒，α-MnO2納米顆粒，β-MnO2納米顆粒，γ-MnO2納米顆粒，MoN納米顆粒，MnN納米顆粒，三元金屬氮化物中的一種或幾種。
15.根據權利要求13所述的鋰空氣電池的制作方法，其特征在于，所述氧催化劑層中氧催化劑材料的質量含量為氧化劑層總質量的5％以下。
16.根據權利要求9所述的鋰空氣電池的制作方法，其特征在于，步驟b)包括：
在氮氣氣氛中通過濺射法、電阻加熱蒸鍍法、電阻束蒸鍍法、電子束蒸鍍法、激光磨損法中的一種在設置有氧催化劑層的多孔鋁箔的表面沉積固體電解質層。
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