[發(fā)明專利]鋰空氣電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710183208.5
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106910965B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 王琿;韓喻;鄭春滿;謝凱;洪曉斌;謝威;王丹琴
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08;H01M2/08;H01M2/02;H01M2/26
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;張鮮

1.一種鋰空氣電池，其特征在于，包括電芯、內鋁塑殼體和外鋁塑殼體，所述電芯封裝于所述內鋁塑殼體中，所述內鋁塑殼體上開設有與所述電芯對應的進氣窗口；所述內鋁塑殼體封裝于所述外鋁塑殼體中，所述內鋁塑殼體和外鋁塑殼體之間充有氧氣；所述電芯上設有極耳，所述極耳延伸至外鋁塑殼體之外，所述極耳上設有用于與所述內鋁塑殼體密封粘合的內極耳膠，所述電芯的極耳上還設有用于與所述外鋁塑殼體密封粘合的外極耳膠。

2.根據(jù)權利要求1所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述氧氣純度為99.99%～99.999%，水含量小于10 ppm，壓力范圍為1atm～2atm。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述電芯包括空氣正極、隔膜、金屬鋰負極和電解液，所述空氣正極、隔膜和金屬鋰負極依次疊置，所述隔膜被電解液所浸潤。

4.根據(jù)權利要求3所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述進氣窗口設于內鋁塑殼體靠近空氣正極并遠離金屬鋰負極的一側。

5.根據(jù)權利要求4所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述極耳包括設于空氣正極上的正極極耳，以及設于金屬鋰負極上的負極極耳。

6.根據(jù)權利要求3所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述電解液包括有機溶劑和溶于所述有機溶劑中的鋰鹽，所述有機溶劑為多元環(huán)狀酰胺和碳酸酯組成的混合溶劑。

7.根據(jù)權利要求6所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述多元環(huán)狀酰胺包括N-甲基吡咯烷酮、β-內酰胺、γ-丁內酰胺或γ-戊內酰胺；所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸亞乙烯酯或碳酸甲乙酯。

8.根據(jù)權利要求7所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述有機溶劑包括N-甲基吡咯烷酮和碳酸二乙酯組成的混合溶劑、N-甲基吡咯烷酮與碳酸甲乙酯組成的混合溶劑或N-甲基吡咯烷酮與碳酸丙烯酯組成的混合溶劑。

9.根據(jù)權利要求6～8任一項所述的鋰空氣電池，其特征在于，所述多元環(huán)狀酰胺的體積分數(shù)為50%～80%，所述碳酸酯的體積分數(shù)為20%～50%；所述鋰鹽在鋰空氣電池用復合電解液體系中的摩爾濃度為0.05mol/L～1mol/L。

10.一種鋰空氣電池的制備方法，包括以下步驟：

（1）將連有正極極耳的空氣正極與內鋁塑預殼體設有進氣窗口的一側熱壓貼合，在氬氣保護氣氛下，將隔膜和連有負極極耳的金屬鋰負極置于內鋁塑預殼體中，并按空氣正極、隔膜和金屬鋰負極的順序疊置；將電解液加入內鋁塑預殼體中，對所述內鋁塑預殼體進行封邊，形成內鋁塑殼體，所述正極極耳和負極極耳分別延伸至內鋁塑殼體之外，所述正極極耳和負極極耳分別通過內極耳膠與內鋁塑殼體密封粘合；再通過進氣窗口注入電解液，使空氣正極被電解液浸潤，得到鋰空氣電池半成品；

（2）在氬氣保護氣氛下，將步驟（1）所得鋰空氣電池半成品置于外鋁塑預殼體中，所述正極極耳和負極極耳分別延伸至外鋁塑預殼體之外，將所述正極極耳和負極極耳分別通過外極耳膠與外鋁塑預殼體密封粘合，對所述外鋁塑預殼體進行封邊，形成外鋁塑殼體；封裝完成后，在外鋁塑殼體的一側封邊處插入帶有三通閥門的氣針，并對外鋁塑殼體中的氬氣進行抽除并注入氧氣，最后對該側進行熱壓封邊，得到鋰空氣電池。