[发明专利]空气电池及制造方法

说明书

相关申请交叉参考案

本申请案请求对2006年3月10提出申请的第60/781,399号临时专利申请案的权 益。

技术领域

本发明大体来说涉及电池，且更特定来说涉及空气阴极类型的电池。

背景技术

锂空气电池由经由空气阴极电气化学耦合到大气氧的锂阳极组成。经由空气阴极 引入到所述电池中的氧气体实质上是无限的阴极反应物源。这些电池具有非常高的比 能及相对平坦的放电电压曲线。

提供比现有技术的那些电池容易制造的锂空气电池将是有益的。相应地，本发明 的主要目的就是提供此种电池。

发明内容

在本发明的优选形式中，空气电池包含阳极、邻近所述阳极定位的液体电解质、 邻近所述液体电解质定位的第一玻璃电解质层、接合到所述第一玻璃电解质层的第一 多孔支撑衬底及定位于邻近所述第一多孔支撑衬底且与所述第一玻璃电解质层相对 的空气阴极。

在本发明的另一优选形式中，一种制造空气电池的方法包含以下步骤：提供粘性 空气阴极层、将第一多孔支撑衬底放置在所述粘性空气阴极层上从而允许所述粘性空 气阴极层的一部分被吸入所述第一多孔支撑衬底内，在所述第一多孔支撑衬底上沉积 第一玻璃屏障层、将阳极定位于邻近所述玻璃屏障层及将电解质定位于所述阳极与所 述玻璃屏障层之间。

附图说明

图1是包含优选形式的本发明的原理的空气电池的透视图。

图2是图1的空气电池的部分分解图。

图3是图1的电池的制造工艺的示意图。

图4是图1的空气电池的一部分的剖面图。

图5是显示正被电镀的图1的空气电池的的一部分的剖面图。

图6是显示在电镀之后的图1的空气电池的一部分的剖面图。

图7是图1的空气电池的一部分的剖面图。

图8是图1的空气电池的一部分的剖面图。

具体实施方式

接下来参照图式，图式中显示包含优选形式的本发明的原理的电池或电气化学电 池10。电池10包括嵌入于液体电解质12内的锂箔阳极11，所述锂箔阳极定位于两 个类似构造的电池阴极半体13与14之间。每一阴极半体具有耦合到第一多孔金属衬 底17的第一玻璃屏障16、耦合到第二多孔金属衬底19的第二玻璃屏障18、耦合到 第三多孔金属衬底21的第三玻璃屏障20及锂空气阴极22。外围边缘密封剂层25包 围电解质12的外围边缘且将两个半体13与14接合在一起。电池10还包括耦合到阳 极11的阳极端子及耦合到阴极22的阴极端子28。在下文中更加详细地论述包含这 些组件的材料。

接下来参照图3，为制造电池10，提供阴极材料40的浆。阴极材料40由聚合物 粘结剂、碳及溶剂或悬浮液体的混合物组成。所述聚合物粘结剂可以是聚偏二氟乙烯 (PVDF)，或另一选择为可以是通常用于电池工业中的许多其它适合的聚合物中的一 者。举例来说，所述聚合物粘结剂可由在非溶剂液体悬浮液中作为纳米颗粒悬浮的 PTFE或等效材料组成。所述碳优选地是乙炔黑碳材料，但可以是其它类型的适合的 碳。阴极集电器可由例如具有小片形状的延伸物(其稍后将用作阴极端子28)的薄 铝网等材料制成，首先将所述薄铝网放在铸造台39上。在所述集电器网的顶部上沉 积或铸造阴极材料40的可选第一涂层且允许其固化。一旦干燥，从所述铸造表面剥 离其中嵌入有所述集电器的阴极材料且将其翻转并放置在所述铸造台上，其中所述集 电器的未经涂敷的侧朝上。然后，将阴极材料40的第二涂层施加到所述集电器的暴 露表面上。可通过使用医生的刀片42来将所述涂层施加到所述集电器。所述阴极材 料的优选厚度为10微米与5毫米之间，然而所述厚度取决于电池的所需特性。