[發(fā)明專利]鋰空氣電池及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580047438.8
• 申請日: 2015-09-03
• 公開（公告）號: CN107004927A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宣良國;樸晉范;郭元珍
• 申請（專利權(quán)）人: 漢陽大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08;H01M12/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 苗堃,金世煜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰空氣電池及其制備方法，更詳細(xì)地，涉及利用包含碘化鋰(LiI)的非水電解質(zhì)的鋰空氣電池及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰空氣電池為如下的電池系統(tǒng)，即，在負(fù)極使用鋰等的多種金屬，在正極，以存在碳載體的前提下利用空氣中的氧作為活性物質(zhì)。可將包含氧的空氣來替代作為電池的重要結(jié)構(gòu)要素的正極材料，因此，可使電池的重量大幅減少，并且可通過在負(fù)極使用鋰等的金屬來使電池的容量擴(kuò)大，從而對鋰空氣電池的關(guān)注度日益增加。

尤其，相比于鋰離子電池，鋰空氣電池具有環(huán)保特性，因此，為了適用于汽車及能量存儲裝置等的多種領(lǐng)域，正積極地進(jìn)行著用于提高鋰空氣電池的安全性及充放電特性的研究。

例如，韓國專利公開公報(bào)KR20150079488A(申請人：SK創(chuàng)新公司(SK innovation co.,Ltd.)，申請?zhí)枺篕R20147014264A)中公開了通過包括可回收從鋰空氣電池的內(nèi)部蒸發(fā)的電解質(zhì)溶劑的鋰空氣電解質(zhì)溶劑回收裝置，來提高鋰空氣電池的穩(wěn)定性的技術(shù)，即，上述鋰空氣電池系統(tǒng)包括：鋰空氣電池；氣體流入管，使從上述鋰空氣電池蒸發(fā)的電解質(zhì)溶劑和空氣的混合體流入；以及鋰空氣電池電解質(zhì)回收裝置，用于回收從鋰空氣電池內(nèi)部蒸發(fā)的電解質(zhì)溶劑，上述鋰空氣電池電解質(zhì)回收裝置包括：反應(yīng)部，內(nèi)部形成有空間部，通過與上述氣體流入管相連接，使得上述電解質(zhì)溶劑蒸汽和空氣的混合體向內(nèi)部空間部流入；電解質(zhì)溶劑過濾部，設(shè)置于上述反應(yīng)部的內(nèi)部，從上述電解質(zhì)溶劑蒸汽和空氣的混合氣體中分離電解質(zhì)溶劑；回收部，與上述反應(yīng)部的空間部相連通，形成于上述反應(yīng)部的下部；以及輸送管及止回閥，將回收至上述回收部的電解質(zhì)溶劑向上述鋰空氣電池輸送。

實(shí)際情況為，為了普及鋰空氣電池，需要進(jìn)行用于提高電池的充放電效率及壽命，并減少電池的制備工序費(fèi)用的研究開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明所要解決的一技術(shù)問題在于，提供充放電效率得到提高的鋰空氣電池及其制備方法。

本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題在于，提供壽命得到提高的鋰空氣電池及其制備方法。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于，提供制備費(fèi)用有所減少的鋰空氣電池及其制備方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題并不局限于上述內(nèi)容。

解決問題的手段

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供鋰空氣電池。

根據(jù)一實(shí)施例，上述鋰空氣電池可包括：負(fù)極，包含鋰金屬；正極，將氧用作正極活性物質(zhì)；非水電解質(zhì)(non-aqueous electrolytes)，配置于上述負(fù)極與上述正極之間，包含LiI(Lithium Iodide)；以及分離膜，配置于上述正極與上述負(fù)極之間，在上述正極，借助包含于上述非水電解質(zhì)的LiI的碘(I)生成LiOH(Lithium hydroxide)來作為放電生成物(discharge products)。

根據(jù)一實(shí)施例，當(dāng)上述鋰空氣電池進(jìn)行放電工作時(shí)，在上述正極中，上述非水電解質(zhì)與鋰離子(Li⁺)進(jìn)行反應(yīng)來生成鋰、氫及氧的中間化合物，上述中間化合物與上述非水電解質(zhì)內(nèi)的碘離子(I^－)及鋰離子(Li⁺)進(jìn)行反應(yīng)來生成LiOH及碘化鋰化合物。

根據(jù)一實(shí)施例，上述中間化合物為LiOOH，上述碘化鋰化合物為LiOI，當(dāng)進(jìn)行放電工作時(shí)，如反應(yīng)式1所示，LiOOH與上述非水電解質(zhì)內(nèi)的碘離子(I^－)及鋰離子(Li⁺)進(jìn)行反應(yīng)來生成LiOH及LiOI：

反應(yīng)式1

LiOOH+I^－+Li⁺→LiOI+LiOH。

根據(jù)一實(shí)施例，當(dāng)進(jìn)行充電工作時(shí)，通過上述反應(yīng)式1生成的LiOI進(jìn)行如反應(yīng)式2的反應(yīng)來生成LiI及O₂：

反應(yīng)式2

LiOI+LiOI→2LiI+O₂。

根據(jù)一實(shí)施例，上述非水電解質(zhì)可包含醚類溶劑。

根據(jù)一實(shí)施例，上述非水電解質(zhì)包含四乙二醇二甲醚(TEGDME，Tetraethyleneglycol dimethylether，C₁₀H₂₂O₅)，當(dāng)進(jìn)行放電工作時(shí)，與另一個(gè)作為上述放電生成物的Li₂O₂進(jìn)行如反應(yīng)式3的反應(yīng)來生成LiOOH：

反應(yīng)式3