锂空气电池制造技术

本发明专利技术提供一种锂空气电池，其包括：正极，其包含集电体和位于所述集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层；负极，其包含负极活性物质；以及电解质，其中所述正极活性物质包含过氧化锂（Li2O2）、氧化锂（Li2O）、氢氧化锂（LiOH）或者这些的组合物，所述负极活性物质包含锂合金、能对锂进行掺杂和去掺杂的物质、过渡金属氧化物或者这些的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种锂空气电池。
技术介绍
近年来，作为便携式电子仪器、电动汽车等的动力源而研发的锂空气电池，是指通过使锂与空气相接触，与锂离子电池相比具有显著的高能量密度，并具有小型化、轻量化等优点的电池。这种锂空气电池通过将电解质注入蓄电池组电池而使用，该蓄电池组电池包括正极，其包含对锂进行氧化和还原的正极活性物质；负极，其包含可以对锂进行嵌入和脱出的负极活性物质。·通常，作为上述负极活性物质主要使用锂金属，但锂金属若接触到水，则发生急剧的爆炸反应，若接触到空气，则被急剧氧化而失去活性，因此稳定性受到限制，从而在目前还很难实现商业化和大型化。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术一个方案的目的在于提供一种改善稳定性从而能够实现商业化和大型化的锂空气电池。解决课题的方法本专利技术的一个方案提供一种锂空气电池，其包括正极，其包含集电体和位于所述集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层；负极，其包含负极活性物质；以及电解质，其中，上述正极活性物质包含过氧化锂(Li202)、氧化锂(Li20)、氢氧化锂(LiOH)或者这些的组合物，上述负极活性物质包含锂合金、能对锂进行掺杂和去掺杂的物质、过渡金属氧化物或者这些的组合物。上述正极活性物质层可以进一步包括导电材料，所述导电材料包含碳质材料、金属粉末、金属纤维或者这些的组合物，上述碳质材料可以包含天然石墨、人工石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管或者这些的组合物。上述正极活性物质层可以进一步包含催化剂，上述催化剂可以包含四氧化三钴(Co304)、二氧化猛(Μη02)、氧化铺(Ce02)、钼金(Pt)、金(Au)、银(Ag)、三氧化二铁(Fe203)、四氧化三铁(Fe304)、氧化镍(NiO)、氧化铜(CuO)、^钛矿(perovskite)类催化剂或者这些的组合物，上述催化剂可以包含基于上述正极活性物质层总量计1-50重量％。上述正极活性物质可以包含基于上述正极活性物质层总量计的5-50重量％。上述锂合金可以包含金属合金，该金属合金包含锂和Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Si、Sb、Pb、In、Zn、Ba、Ra、Ge、Al、Sn或者这些的组合物，上述能对锂进行掺杂和去掺杂的物质可以包含Si、含硅(Si)合金、Si-C复合材料、SiOx (0〈x〈2)、Sn、含锡(Sn)合金、Sn-C复合材料、SnO2或者这些的组合物，上述过渡金属氧化物可以包含钒氧化物、锂钒氧化物、钛氧化物或者这些的组合物。上述锂空气电池可以包含接头套管(swagelok)式、硬币形状或袋形状。以下，对本专利技术的其他方案进行详细的说明。专利技术的效果可以通过改善稳定性实现商业化和大型化的锂空气电池。附图说明图I是表不实施例I的锂空气电池的充放电性能的图表。图2是表不实施例2的锂空气电池的充放电性能的图表。 图3是表示比较例I的锂空气电池的充放电性能的图表。图4是表示比较例2的锂空气电池的充放电性能的图表。具体实施例方式以下，详细说明本专利技术的具体实施例。但这只是示例，本专利技术并不限于此，本专利技术仅根据随附权利要求的范围定义。在本说明书没有特别指出的情况下，当假设层、膜、领域、板等部分位于其他部分“上”时，其不仅包括位于其他部分“上面”的情况，还包括在二者之间还存在其他部分的情况。相反，当某个部分位于其他部分“上面”时，则表示二者之间不存在其他部分。具体实施例的锂空气电池包括电池单元,该电池单元包括正极；负极，其与上述正极对置；隔膜，其配置在上述正极和上述负极之间；电解质，其浸溃上述正极、上述负极以及上述隔膜。上述正极包括集电体和形成在上述集电体上的正极活性物质层。上述正极活性物质层包含正极活性物质。作为上述集电体可以采用铝(Al)、镍(Ni)、铁(Fe)、钛(Ti)、不锈钢等，但并不限于此。上述集电体的形状可举出的有箔状、板状、网格(或栅格)状、泡沫(或海绵)状等，其中优选为集电效率优异的泡沫(或海绵)状。上述正极活性物质可以使用过氧化锂(Li202)、氧化锂(Li20)、氢氧化锂(LiOH)或者这些的组合物，其中优选可以使用过氧化锂(Li2O2)15当充电时,如Li2O2这样的上述正极活性物质被分解而生成锂离子并向负极移动，当放电时，再进行生成如Li2O2这样的上述正极活性物质的反应，由此能改善锂空气电池的稳定性。上述正极活性物质可以包含基于上述正极活性物质层总量计5-50重量％。当上述正极活性物质在上述含量范围内时，能实现在充放电时稳定的锂空气电池。上述正极活性物质层可进一步包含导电材料、催化剂以及粘合剂中的至少一个。上述导电材料是为了向电极赋予导电性而使用的，对所构成的电池而言，可以使用任意导电材料，只要是不引起化学变化的电子导电材料即可。上述导电材料具体可以举出碳质材料、金属粉末、金属纤维或者这些的组合物。上述碳质材料优选具有多孔结构、大比表面积，其可以举出的有天然石墨、人工石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管或者这些的组合物，上述金属粉末和金属纤维可以使用铜、镍、铝、银等金属。另外，也可以混合使用一种或一种以上的聚亚苯基衍生物等的导电性材料。上述导电材料可以包含基于上述正极活性物质层总量计30-50重量％。当上述导电材料在上述含量范围内时，能实现在充放电时稳定的锂空气电池。上述催化剂包含于上述导电材料，具有促进上述正极活性物质进行分解的作用，具体可以举出四氧化三钴(Co304)、二氧化猛(Μη02)、氧化铺(Ce02)、钼金(Pt)、金(Au)、银(Ag)、三氧化二铁(Fe203)、四氧化三铁(Fe304)、氧化镍(NiO)、氧化铜(CuO)、钙钛矿(perovskite)类催化剂或者这些的组合物。上述催化剂可以包含基于上述正极活性物质层总量计1-50重量％。当上述催化剂在上述含量范围内时，能使正极活性物质顺利分解，由此能实现在充放电时稳定的锂空气电池。上述粘合剂具有使正极活性物质颗粒之间易于附着，并且使正极活性物质易于附着在集电体的作用，具体可以举出聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、二乙酰基 纤维素、聚氯乙烯、羧基化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、环氧乙烷聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、酰化丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等，但并不限于此。上述粘合剂可以包含基于上述正极活性物质层总量计5-30重量％。当上述粘合剂在上述含量范围内时，能实现在充放电时稳定的锂空气电池。上述正极在制作锂空气电池时，以露出于空气中的方式设计。通过将正极露出于空气中，能使正极活性物质分解而产生的氧气向电池外部排出，由此能防止电解质被分解而产生的氧气氧化的现象。而且也能防止当产生小火花时由氧气而引起的爆炸和由该氧气而引起的电池体积的膨胀。上述负极包括集电体和形成在上述集电体上的负极活性物质层。上述负极活性物质层包含负极活性物质。上述集电体可以使用铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、镍发泡体(foam)、铜发泡体、涂布传导性金属的聚合物材料或者这些的组合物，但并不限于此。上述负极活性物质可以使用锂合金、能对锂进行掺杂和去掺杂的物质、过渡金属氧化物或者这些的组合物。当采用上述负极活性物质制作具体实施例的锂空气电池时，与使用锂金属的情况相比能划时代地增加稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.27 KR 10-2010-0039203;2011.04.26 KR 10-2011.一种锂空气电池，其包括 正极，其包含集电体和位于所述集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层； 负极，其包含负极活性物质； 以及电解质，其中， 所述正极活性物质包含过氧化锂(Li202)、氧化锂(Li20)、氢氧化锂(LiOH)或者这些的组合物， 所述负极活性物质包含锂合金、能对锂进行掺杂和去掺杂的物质、过渡金属氧化物或者这些的组合物。2.权利要求I所述的锂空气电池，其中， 所述正极活性物质层进一步包含导电材料，所述导电材料包含碳质材料、金属粉末、金属纤维或者这些的组合物。3.权利要求2所述的锂空气电池，其中， 所述碳质材料包含天然石墨、人工石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管或者这些的组合物。4.权利要求I所述的锂空气电池，其中， 所述正极活性物质层进一步包含催化剂。5.权利要求4所述的锂空气电池，其中， 所述催化剂包含四氧化三钴(Co304)、二氧化猛(MnO2)、氧化铺(Ce...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣良国，郑燻基，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团，
类型：
国别省市：