[發明專利]金屬-空氣電池和制造金屬-空氣電池的方法

在審

• 申請號: 202011358579.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112886101A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 崔源成;金顯珍;崔京煥
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08;H01M4/86
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.金屬-空氣電池，包括：

包括金屬的負極層；

包括導電金屬氧化物的正極層；

在所述負極層和所述正極層之間的固體電解質層；以及

具有低于所述正極層的熔點的熔點的結合層，其設置在所述正極層和所述固體電解質層之間，并且使所述正極層結合至所述固體電解質層。

2.如權利要求1所述的金屬-空氣電池，其中所述結合層包括Pt、Au、Mn、Co、Ni、Cr、V、Fe、Pb或Sn的至少一種。

3.如權利要求1所述的金屬-空氣電池，其中所述結合層的厚度為約10納米或更小。

4.如權利要求1所述的金屬-空氣電池，其中所述導電金屬氧化物為RuO₂、氧化銦錫、IrO₂、OsO₂、RhO₂、其中0x≤2且0y≤3的Ce_xO_y、其中0x≤2且0y≤3的W_xO_y、NbO、Eu₂O₃、其中0x≤2且0y≤3的Ti_xO_y、Mn₂O₃或PbO₂的至少一種。

5.如權利要求1所述的金屬-空氣電池，其中所述正極層是多孔的。

6.如權利要求5所述的金屬-空氣電池，其中所述正極層的孔隙率為約90體積百分數或更小，基于所述正極層的總體積。

7.如權利要求5所述的金屬-空氣電池，其中所述正極層的比表面積為約1平方米/克或更大。

8.如權利要求1所述的金屬-空氣電池，其中所述固體電解質層包括至少一種具有NASICON結構、石榴石結構或鈣鈦礦結構的化合物。

9.如權利要求8所述的金屬-空氣電池，其中所述化合物為其中0≤a≤1的Li_1+aAl_aTi_2-a(PO₄)₃、其中5≤a≤9的Li_aLa₃Zr₂O₁₂、或La_0.55Li_0.35TiO₃的至少一種。

10.如權利要求1所述的金屬-空氣電池，進一步包括：

在所述正極層的至少一個表面上的氣體擴散層。

11.如權利要求1所述的金屬-空氣電池，其中所述正極層不包括有機電解質。

12.制造如權利要求1-11任一項所述的金屬-空氣電池的方法，所述方法包括：

提供固體電解質層；

用結合層涂覆所述固體電解質層的表面，

在所述結合層的表面上設置金屬氧化物復合層；

熱處理所述固體電解質層、所述結合層和所述金屬氧化物復合層；和

在所述固體電解質層的表面上設置負極層以制造金屬-空氣電池。

13.如權利要求12所述的方法，其中所述金屬氧化物復合層包括導電金屬氧化物和粘結劑。

14.如權利要求12所述的方法，其中所述金屬氧化物復合層為片的形狀。

15.如權利要求13所述的方法，其中所述熱處理包括在約500℃至約800℃的溫度下熱處理。

16.如權利要求15所述的方法，其中，所述熱處理將所述導電金屬氧化物結合到所述結合層。

17.如權利要求12所述的方法，其中所述結合層的熔點低于所述金屬氧化物的熔點。