[发明专利]一种锂离子氧气电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子氧气电池及其制备方法。

背景技术

目前，现有的基于硅负极锂离子--氧气电池需要先对硅负极进行预嵌锂，之后再组装成硅负极锂氧电池，由于两步操作增加了不确定性，加速了整个电池的失效。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种锂离子氧气电池及其制备方法。

本发明所述的一种锂离子氧气电池，包括一种锂离子氧气电池，包括外壳、容纳于所述的外壳内的负电极和正电极、设于所述的负电极和所述的正电极之间的第一隔膜，所述的锂离子氧气电池还包括容纳于外壳内的用于锂化负电极的锂电极。

优选地，所述的正电极为空气电极，所述的外壳上与所述的空气电极相对应的位置设置有开口，所述的开口上设置有用于封闭开口的且能够相对所述的开口撕开的胶带。

优选地，所述的负电极为硅电极。

优选地，所述的负电极位于所述的第一隔膜的一侧，所述的正电极和所述的锂电极位于所述的第一隔膜的另一侧。

优选地，所述的正电极与所述的锂电极之间设置有第二隔膜，所述的负电极、第一隔膜、正电极、第二隔膜和锂电极依次层叠设置。

优选地，所述的空气电极包括多孔集流体及涂覆在所述的多孔集流体上的多孔空气电极材料，所述的多孔空气电极材料为二氧化钌多壁碳纳米管复合材料和粘接剂的混合物。

优选地，所述的硅电极包括导电体及涂覆在所述的导电体上的硅电极材料，所述的硅电极材料为硅粉、导电剂和粘接剂的混合物。

优选地，所述的锂电极包括第二集流体及热压在所述的第二集流体上的锂箔。

本申请还提供一种锂离子氧气电池的制备方法，包括以下步骤，分别将正电极、负电极、锂电极和第一隔膜封装于所述的外壳内，将负电极和锂电极电连接，实现对所述负电极的预嵌锂。

优选地，在所述的外壳上设置开口，在负电极的预嵌锂的过程中，开口密封，在负电极的预嵌锂完成后将开口打开。

优选地，所述的正电极为空气电极，所述的负电极为硅电极，所述的制备方法还包括以下步骤：(1)硅电极的制作，将硅粉、导电剂、粘结剂混合后，涂在铜箔上，真空烘干；(2)空气电极的制作，将二氧化钌多壁碳纳米管复合材料和粘结剂混合后涂在多孔铝箔上；(3)锂电极的制作，将锂箔热压在铜集流体上。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本申请所述的一种锂离子氧气电池，在外壳内设置了锂电极，电池在组装完成后，只需要将锂电极和负电极电连接，就能实现对所述负电极的预嵌锂。减少了在电池组装时的繁琐和对人员的技术要求，增加效率的同时保证了电池性能的稳定。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本申请所述的锂离子氧气电池的第一实施例的内部结构示意图；

图2为本申请所述的锂离子氧气电池的第一实施例的内部结构示意图；

图3为本申请所述的锂离子氧气电池的第二实施例的负电极预嵌锂的结构示意图；

图4为本申请所述的锂离子电子在使用时的结构示意图；

图5和图6为第一实施例的电化学锂化曲线；

图7为第二实施例的电化学锂化曲线；

图8为第一实施例的首圈充放电循环曲线图；

图9为第二实施例的首圈充放电循环曲线图；

图10为第二实施例的前九圈充放电循环曲线图，

其中：1.铝塑包装膜；2.硅电极；3.聚合物隔膜；4.金属锂电极；5.空气电极；6.电池终止胶带；7.镍极耳；8.铝极耳；9.隔膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。