[发明专利]用于金属-空气电池的水增强离子液体电解质

权利要求书

1.一种金属-空气电池，其包括：

阳极室；

提供有O₂源的阴极室；以及

金属离子传导膜，该膜将阳极室与阴极室分隔开；其中

该阳极室包括具有过渡金属、碱金属或碱土金属作为活性组分的阳极，以及

该阴极室包括空气电极和双相电解质体系，该双相电解质体系包含水相和离子液体相，其中该阴极室中的水的量超过离子液体的水溶解度量，并且

该双相电解质体系为乳液或分散液的形式。

2.根据权利要求1所述的金属-空气电池，其中离子液体相包含离子液体，该离子液体具有选自咪唑阳离子、哌啶阳离子、吡咯烷阳离子，吡啶阳离子，铵阳离子和阳离子的阳离子，以及选自双(三氟甲烷磺酰基)亚胺阴离子、双(氟代磺酰基)亚胺阴离子、四氟硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子、二氰胺阴离子、氯阴离子、溴阴离子和碘阴离子的阴离子。

3.根据权利要求1所述的金属-空气电池，其中离子液体进一步包含选自四烷基铵盐、咪唑盐、吡啶盐、吡咯烷盐和哌啶盐的盐。

4.根据权利要求1所述的金属-空气电池，其中将阳极室和阴极室分隔开的金属离子传导膜是聚合物、陶瓷材料或它们的复合物。

5.根据权利要求1所述的金属-空气电池，其中离子液体中的水相的乳液或分散液是通过双相体系的超声处理获得的，该双相体系包含水和离子液体。

6.根据权利要求5所述的金属-空气电池，其进一步包括超声处理单元，该超声处理单元或者直接与阴极室接触，或者作为与金属-空气电池相关联的设备，其为阴极室提供超声处理的乳液或分散液。

7.一种锂-空气电池，其包括：

阳极室；

提供有O₂源的阴极室；以及

锂离子传导膜，该膜将阳极室与阴极室分隔开；其中

该阳极室包含具有锂金属或锂合金作为活性组分的阳极和锂电解质盐，

该阴极室包含空气电极和双相电解质体系，该双相电解质体系包含水相和离子液体相，其中该阴极室中的水的量超过离子液体的水溶解度量，并且

该双相电解质体系为乳液或分散液的形式。

8.根据权利要求7所述的锂-空气电池，其中离子液体中的水相的乳液或分散液是通过双相体系的超声处理获得的，该双相体系包含水和离子液体。

9.根据权利要求8所述的锂-空气电池，其进一步包括超声处理单元，该超声处理单元或者直接与阴极室接触，或者作为与锂-空气电池相关联的设备，其为阴极室提供超声处理的乳液或分散液。

10.根据权利要求7所述的锂-空气电池，其中将阳极室和阴极室分隔开的锂离子传导膜是聚合物、陶瓷材料或它们的复合物。

11.根据权利要求10所述的锂-空气电池，其中锂离子传导膜包含陶瓷材料且该陶瓷材料是致密陶瓷膜。

12.根据权利要求11所述的锂-空气电池，其中该致密陶瓷膜包含选自Li-La-Ti-O基的钙钛矿、Li-Al-Ti-P-O基的钠超离子导体、Li-La-Zr-O基的石榴石、Li-P-S基的固体电解质和Li-Ge-P-S基的固体电解质中的一种。

13.根据权利要求7所述的锂-空气电池，其中该阳极室进一步包含选自环状碳酸酯、链状碳酸酯、环酯、环醚、链醚、腈、亚砜和离子液体的至少一种非水溶剂。