[發明專利]鋰-空氣電池

有效

• 申請號: 201680003870.1
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN107004813B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 趙恩京;蔡宗鉉;梁斗景;金有美;樸奇秀;李東旭
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M4/64;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/90;H01M12/06
• 代理公司: 11219 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 陳海濤;穆德駿

本發明提供一種鋰?空氣電池，所述鋰?空氣電池包含：正極，所述正極使用氧氣作為正極活性材料；負極，所述負極以與所述正極分開的方式布置；隔膜，所述隔膜浸入設置在所述正極與所述負極之間的電解質中，其中所述正極包含涂布有導電材料的氣體擴散層，且所述隔膜具有涂布有導電材料的部分。

技術領域

本發明涉及一種鋰-空氣電池，更具體地，涉及一種通過提高導電材料的量來提高放電容量的鋰-空氣電池。

背景技術

鋰-空氣電池的重量能量密度為約500Wh/kg以上，其遠高于目前的鋰離子電池(200Wh/kg)或下一代鋰離子電池(300Wh/kg)的重量能量密度，并由此已經對其進行了許多研究，以作為能夠在單次充電后長驅動距離的電動車輛的電池。

鋰-空氣電池具有高能量密度，但另一方面顯示出在充電期間具有高過電壓的這種問題以及循環壽命短的這種問題。為了解決這些問題，韓國專利申請公開號10-2013-0001170公開了一種使用由碳布、碳紙或碳氈構成的正極的技術，所述碳布、碳紙或碳氈各自用導電材料或選擇性透氧膜涂布。然而，這種方法在導電材料的涂布量方面存在限制，因為當導電材料的量增加時，導電材料層會開裂。

為了實現作為鋰-空氣電池優點的高能量密度，必須增加面容量(arealcapacity)。然而，僅通過目前使用的導電材料的受限涂布量難以充分提高放電容量。此外，受限涂布量難以從根本上有助于解決過電壓問題并提高循環壽命。

現有技術

專利文獻

韓國專利申請公開號10-2013-0001170

發明內容

技術問題

為了解決現有技術的上述問題而設計了本發明，且本發明的目的是提供一種通過使用足夠量的導電材料而能夠改善放電容量和循環壽命的鋰-空氣電池。

技術方案

本發明的一個實施方案提供一種鋰-空氣電池，所述鋰-空氣電池包含：空氣電極，所述空氣電極使用氧氣作為正極活性材料；負極，所述負極以與所述正極分開的方式布置；隔膜，所述隔膜被插入所述正極與所述負極之間；和電解質。

此處，空氣電極包含氣體擴散層和第一導電材料的涂層，所述第一導電材料的涂層用于涂布所述氣體擴散層的表面，并且隔膜包含第二導電材料的涂層，所述第二導電材料的涂層用于涂布所述隔膜的表面。

所述空氣電極的氣體擴散層可以包含選自如下物質中的任意一種物質：碳布、碳紙、碳氈、選擇性透氧膜及它們的組合。

所述空氣電極的氣體擴散層可以還包含多孔集電器。

負極可以是選自如下物質中的任意一種物質：鋰金屬、用有機或無機化合物處理過的鋰金屬復合物、鋰化的金屬-碳復合物及它們的混合物。

所述隔膜可以是選自如下膜中的任意一種：聚乙烯膜、聚丙烯膜、玻璃纖維膜及它們的組合。

所述電解質可以是選自如下電解質中的任意一種電解質：水性電解質、非水電解質、有機固體電解質、無機固體電解質及它們的混合物。

所述第一導電材料和所述第二導電材料各自獨立地可以是選自如下物質中的任意一種物質：炭黑、科琴黑、Super P(導電炭黑)、丹卡黑(Denka black，超導電乙炔炭黑)、乙炔黑、活性炭粉末、碳分子篩、碳納米管、碳納米線、具有微孔的活性炭、中孔碳、石墨、銅粉末、銀粉末、鎳、鋁粉末、聚亞苯基衍生物及它們的混合物。

空氣電極可以進一步包含選自如下催化劑中的任意一種催化劑：Pt、Pd、Ru、Rh、Ir、Ag、Au、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Mo、W、Zr、Zn、Ce、La金屬、所述金屬的氧化物及它們的混合物。