[發明專利]一種鋰離子氧氣電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201710479713.4
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107482285A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 何平;周豪慎;鄧瀚;王勝
• 申請（專利權）人: 蘇州迪思伏新能源科技有限公司;南京大學
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08;H01M4/13
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 李廣

技術領域

本發明涉及一種鋰離子氧氣電池及其制備方法。

背景技術

目前，現有的基于硅負極鋰離子--氧氣電池需要先對硅負極進行預嵌鋰，之后再組裝成硅負極鋰氧電池，由于兩步操作增加了不確定性，加速了整個電池的失效。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種鋰離子氧氣電池及其制備方法。

本發明所述的一種鋰離子氧氣電池，包括一種鋰離子氧氣電池，包括外殼、容納于所述的外殼內的負電極和正電極、設于所述的負電極和所述的正電極之間的第一隔膜，所述的鋰離子氧氣電池還包括容納于外殼內的用于鋰化負電極的鋰電極。

優選地，所述的正電極為空氣電極，所述的外殼上與所述的空氣電極相對應的位置設置有開口，所述的開口上設置有用于封閉開口的且能夠相對所述的開口撕開的膠帶。

優選地，所述的負電極為硅電極。

優選地，所述的負電極位于所述的第一隔膜的一側，所述的正電極和所述的鋰電極位于所述的第一隔膜的另一側。

優選地，所述的正電極與所述的鋰電極之間設置有第二隔膜，所述的負電極、第一隔膜、正電極、第二隔膜和鋰電極依次層疊設置。

優選地，所述的空氣電極包括多孔集流體及涂覆在所述的多孔集流體上的多孔空氣電極材料，所述的多孔空氣電極材料為二氧化釕多壁碳納米管復合材料和粘接劑的混合物。

優選地，所述的硅電極包括導電體及涂覆在所述的導電體上的硅電極材料，所述的硅電極材料為硅粉、導電劑和粘接劑的混合物。

優選地，所述的鋰電極包括第二集流體及熱壓在所述的第二集流體上的鋰箔。

本申請還提供一種鋰離子氧氣電池的制備方法，包括以下步驟，分別將正電極、負電極、鋰電極和第一隔膜封裝于所述的外殼內，將負電極和鋰電極電連接，實現對所述負電極的預嵌鋰。

優選地，在所述的外殼上設置開口，在負電極的預嵌鋰的過程中，開口密封，在負電極的預嵌鋰完成后將開口打開。

優選地，所述的正電極為空氣電極，所述的負電極為硅電極，所述的制備方法還包括以下步驟：(1)硅電極的制作，將硅粉、導電劑、粘結劑混合后，涂在銅箔上，真空烘干；(2)空氣電極的制作，將二氧化釕多壁碳納米管復合材料和粘結劑混合后涂在多孔鋁箔上；(3)鋰電極的制作，將鋰箔熱壓在銅集流體上。

借由上述方案，本發明至少具有以下優點：

本申請所述的一種鋰離子氧氣電池，在外殼內設置了鋰電極，電池在組裝完成后，只需要將鋰電極和負電極電連接，就能實現對所述負電極的預嵌鋰。減少了在電池組裝時的繁瑣和對人員的技術要求，增加效率的同時保證了電池性能的穩定。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1為本申請所述的鋰離子氧氣電池的第一實施例的內部結構示意圖；

圖2為本申請所述的鋰離子氧氣電池的第一實施例的內部結構示意圖；

圖3為本申請所述的鋰離子氧氣電池的第二實施例的負電極預嵌鋰的結構示意圖；

圖4為本申請所述的鋰離子電子在使用時的結構示意圖；

圖5和圖6為第一實施例的電化學鋰化曲線；

圖7為第二實施例的電化學鋰化曲線；

圖8為第一實施例的首圈充放電循環曲線圖；

圖9為第二實施例的首圈充放電循環曲線圖；

圖10為第二實施例的前九圈充放電循環曲線圖，

其中：1.鋁塑包裝膜；2.硅電極；3.聚合物隔膜；4.金屬鋰電極；5.空氣電極；6.電池終止膠帶；7.鎳極耳；8.鋁極耳；9.隔膜。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。