[发明专利]锂氧电池

权利要求书

1.一种用于对锂氧电池放电和/或充电的方法，所述方法包括：

(i)在放电步骤中在锂氧电池的工作电极上或工作电极内产生放电产物，其中所述放电产物中的LiOH的量大于Li₂O₂的量；和/或

(ii)在充电步骤中在锂氧电池的工作电极上或工作电极内消耗LiOH，由此可选地与水一起产生氧气，其中在所述充电步骤中消耗的LiOH的量大于消耗的Li₂O₂的量，

并且所述锂氧电池具有包含有机溶剂的电解质，且可选地在充电步骤后所述电解质的水含量为0.01wt％或更大。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法在放电和充电循环中包括步骤(i)和步骤(ii)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包括所述方法包括2个或更多个循环、5个或更多个循环、10个或更多个循环、50个或更多个循环、100个或更多个循环、500个或更多个循环、1,000个或更多个循环、或2,000个或更多个循环。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，LiOH是所述放电步骤中的主要放电产物。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述放电产物基本不含Li₂O₂。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述充电步骤中，LiOH是氧的主要来源。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，LiOH在锂氧电池中在充电步骤中被消耗，由此与水一起产生氧气。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述放电步骤和/或所述充电步骤中的循环速率处于0.5至10A/g、如1至5A/g、如1至2A/g的范围内。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述锂氧电池的工作电极的最大容量处于1,000至25,000mAh/g，如1,000至10,000mAh/g的范围内。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤(i)中的充电电压为至多3.5V、如至多3.0V，如在100mAh/g的电极容量下测量的充电电压。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，充电电压与放电电压之间的差为0.4V或更小、如0.2V或更小、如在100mAh/g的电极容量下测量的充电电压和放电电压。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述锂氧电池具有电解质，并且在充电步骤之后所述电解质的水含量为0.01wt％或更多。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在充电步骤之后所述电解质的水含量为0.5wt％或更大，如1.0wt％或更大。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述锂氧电池具有电解质，并且所述电解质包含氧化还原介体。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述介体是基于碘的介体，如具有I^-/I₃^-电对的基于碘的介体。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述锂氧电池具有电解质，并且所述电解质包含聚亚烷基二醇二烷基醚溶剂。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述电解质包含单乙二醇二甲醚(DME)、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚(TEGDME)溶剂，如DME。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电解质包含LiTFSI形式的锂离子。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述锂氧电池具有多孔工作电极，如多孔碳工作电极。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述多孔工作电极是大孔工作电极，如大孔碳工作电极，如具有至少50m²/g的孔隙率和/或至少0.1cm³/g的孔隙体积的电极。