[发明专利]包含醌基液体催化剂以诱导在溶液中的放电的锂空气电池组

说明书

本发明涉及包含醌基液体催化剂以诱导在溶液中的放电的锂空气电池组。具体地，本发明提供一种锂空气电池组，其包含：具有的供体数为10至40的电解质，和醌基液体催化剂，所述醌基液体催化剂添加至电解质中以诱导在溶液中的放电。

技术领域

本发明涉及通过将醌基液体催化剂添加至具有低供体数的电解质中以诱导在溶液中的放电而能够显著增加锂空气电池组的放电容量的技术。

背景技术

目前，伴随着快速增长，技术领域已经面临各种问题，例如矿物燃料的耗尽，环境污染和全球变暖。作为解决这些问题的方案，正在开发新的可再生能源，但到目前为止尚未取得显著的成就。因此，对能量储存技术(尤其在电池组领域中)的兴趣得以快速增长。

结果，锂离子电池组已经取得了显著的进步，但迄今为止开发的锂离子电池组由于能量密度低而被评估为不足以替代化石燃料。

因此，近来，金属空气电池组尤其是锂空气电池组的开发主要在诸如美国和日本的发达国家中积极地进行。

由于锂空气电池组使用能够从空气中无限供应的氧气作为活性材料，所以理论上可以获得非常高的放电容量。因此，为了最大化高放电容量的优点，理解影响锂空气电池组的放电反应的因素是重要的。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不可以被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供机会以增强对于锂空气电池组的放电反应的机理和影响机理的因素的理解。

本发明的各个方面旨在提供一种电解质和液体催化剂的新型组合，其能够通过诱导锂空气电池组的在溶液中的放电而显著改善放电容量。

本发明的目的并不限于上面提到的目的。本发明的目的在下面的描述中将更加明显，并且通过权利要求及其组合中描述的方式而实现。

本发明的各个方面旨在提供锂空气电池组，其包括供体数量为10至40(例如，10至40、10至30、10至20、15至40、15至30、20至40、30至40等)的电解质和醌基液体催化剂，所述醌基液体催化剂添加至电解质中以诱导在溶液中的放电。

在本发明的示例性实施方案中，电解质可以选自二甲氧基乙烷(DME)、二甘醇二甲醚(DEGDME)、三甘醇二甲醚(TEGDME)、四甘醇二甲醚(TEGDME)、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、乙腈及其混合物。

在另一示例性实施方案中，醌基液体催化剂可以为叶绿醌或甲萘醌。

还在另一示例性实施方案中，醌基液体催化剂可以是由以下化学式2表示的化合物。

[化学式2]

其中n可以为4、7或9。

还在另一示例性实施方案中，在电解质中包含的醌基液体催化剂的浓度为约10mM至约50mM(例如，约10mM、约15mM、约20mM、约25mM、约30mM、约35mM、约40mM、约45mM或约50mM)。

由于本发明包括上述构造，因此根据该构造可以获得以下效果。

根据本发明的示例性实施方案，即使使用具有低供体数的电解质，也可以诱导在溶液中的放电而不是在表面上的放电，因此，锂空气电池组的放电容量可以提高数十倍或更多。

根据本发明的示例性实施方案，由于使用具有低供体数的电解质，因此可以抑制在锂空气电池组的放电期间产生的不可逆的副产物。本发明的效果并不限于上面提到的效果。本发明的效果理解为包括能够从以下解释中推断出的所有效果。

下面讨论本发明的其它方面和示例性实施方案。