[发明专利]一种全固态锂‑二氧化碳二次电池

权利要求书

1.一种可在较高温度下运行的全固态Li-CO₂二次电池，其特征在于：依次由负极壳、弹片、垫片、锂片、一体化复合气体电极和多孔正极壳组装而成的纽扣电池，其中锂片为负极，一体化复合气体电极包括全固态无机-有机聚合物电解质以及负载碳纳米管的泡沫镍或碳纸集流体，二氧化碳为正极活性物质。

2.根据权利要求1所述全固态Li-CO₂二次电池，其特征在于：所述一体化复合气体电极中的正极导电剂为碳纳米管；集流体为辊压后的泡沫镍或碳纸；全固态无机-有机聚合物电解质为聚(甲基丙烯酸酯)(PMA)/聚(乙二醇)(PEG-600)-LiClO₄-SiO₂复合聚合物电解质(CPE)，聚合物电解质膜厚度分别为50-150μm。

3.根据权利要求1所述全固态Li-CO₂二次电池，其特征在于所述纽扣电池的尺寸为直径20mm、厚3.2mm，多孔正极壳直径为20mm，多孔正极壳上均布19个直径为1mm的孔。

4.根据权利要求1所述全固态Li-CO₂二次电池，其特征在于所述全固态无机-有机聚合物电解质的制备，包括以下步骤：

使用质量分数为丙烯酸甲酯(MA)单体的1-3％的偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂，引发MA聚合；具体方法为，将称量好的AIBN引发剂加入到MA/PEG混合溶液中，MA与PEG的重量比为65:35，65℃下进行聚合反应30分钟，得到聚(甲基丙烯酸酯)/聚(乙二醇)混合物(PMA/PEG)；将质量分数占PMA/PEG总量的0-10％的气相SiO₂纳米颗粒加入到1mL的1mol/L LiClO₄的丙酮溶液中，然后保持超声处理1小时，通过超声处理完全溶解后，将该溶液与PMA/PEG混聚物混合，然后在机械搅拌和超声波作用下保持2小时，最后，获得全固态无机-有机复合聚合物电解质(CPE)溶液。

5.根据权利要求1所述全固态Li-CO₂二次电池，其特征在于一体化复合气体电极的制备，包括以下步骤：将碳纳米管(CNT)分散于N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液中，并加入质量分数5％-10％的聚偏氟乙烯(PVdF)作为粘结剂，制得分散液；使用对辊辊压机将厚度为3mm泡沫镍辊压成为厚度为0.8mm的泡沫镍；将制得的分散液均匀涂覆于辊压后的泡沫镍或碳纸集流体上，置于120℃烘箱内烘干，制成预制的正极。将全固态复合聚合物电解质(CPE)溶液重复浇铸在预制正极上，然后在烘箱中60℃干燥10小时，得到聚合物电解质一体化复合气体电极。

6.一种如权利要求1所述全固态Li-CO₂二次电池的制备方法，其特征在于：将弹片、垫片、锂片、一体化复合气体电极依次放入负极壳内，然后安装多孔正极壳，最后用封口机以5-10MPa压力压实。