[發(fā)明專利]一種不對稱的鋰氧電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210528057.X
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103035979A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 張治安;賴延清;彭彬;李劼;盧海;賈明
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08;H01M4/48;H01M4/62
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

1.一種不對稱的鋰氧電池，其特征在于，以過氧化鋰為正極活性物質(zhì)，將混合均勻的過氧化鋰和催化劑負載在多孔碳材料上形成正極，可脫嵌鋰離子的材料為負極；所述過氧化鋰在正極材料中質(zhì)量含量為1~50%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰氧電池，其特征在于，所述的正極材料通過兩段真空球磨制成；第一段球磨是先將過氧化鋰和催化劑真空球磨后，再加入多孔碳材料進行第二段球磨；其中球料比5~100:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰氧電池，其特征在于，所述的兩段真空球磨是在真空條件下，先將過氧化鋰和催化劑在轉(zhuǎn)速50~1000r/min時球磨0.5~20小時后；加入多孔碳材料在轉(zhuǎn)速50~1000r/min時再球磨0.5~20小時。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰氧電池，其特征在于，所述可脫嵌鋰離子的材料的嵌鋰電位不大于2.9V。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰氧電池，其特征在于，所述可脫嵌鋰離子的材料為石墨、無定形碳、硅、硅的氧化物、硅合金、錫的氧化物、錫合金或鈦酸鋰中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰氧電池，其特征在于，所述負極脫嵌鋰材料容納鋰離子的摩爾量不少于正極活性物質(zhì)的過氧化鋰中鋰離子的摩爾量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰氧電池，其特征在于，所述多孔碳材料的比表面積為100~3000m²/g。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或7任一項所述的鋰氧電池，其特征在于，所述多孔碳材料為活性碳、中間相碳微球、介孔碳、碳納米管、碳纖維、石墨烯中的一種或幾種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰氧電池，其特征在于，鋰氧電池的電解介質(zhì)包括：有機電解液或固體電解質(zhì)；所述的有機電解液是LiPF₆、LiPF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CFSO₂)₂、LiC(SO₂CF₃)₃或LiBOB中的一種或幾種溶于EC、PC、DMC、DEC或EMC中一種或幾種，或者溶于DME、TEGDME中的一種或兩種形成的電解液；所述固體電解質(zhì)包括：含PEO基或PAN基的有機固體電解質(zhì)，或鋰硫化物、鋰氧化物或鋰磷酸鹽無機固體電解質(zhì)中的一種或幾種。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰氧電池，其特征在于，按如下步驟制備：

（1）將過氧化鋰與催化劑置入球磨機中真空機械球磨10小時，然后再加入活性碳繼續(xù)真空球磨10小時，球磨轉(zhuǎn)速500r/min，球料比50:1；

（2）將混合粉末與導電碳和粘接劑按重量比80:10:10混合制成正極，極片沖壓成直徑為10mm的電極片，以石墨為負極，電解液為1M?LiTFSI/TEGDME；

所述（1）步中的催化劑為金屬單質(zhì)Pt、Au、Ag、Co、V、Pd、Mo、Ni，金屬氧化物MnO₂、Co₃O₄、Fe₂O₃、V₂O₅、NiO，金屬復合氧化物尖晶石型、鈣鈦礦型，過渡金屬有機螯合物MoN₃中的一種或幾種。