[发明专利]凝胶电解质组合物和使用该组合物制造凝胶电解质的方法

说明书

本文公开了一种凝胶电解质组合物和使用该组合物制造凝胶电解质的方法，并且更具体地，涉及一种使用包括含二氧化硅的无机颗粒的凝胶电解质组合物制造处于凝胶相的锂空气电池的凝胶电解质的方法。

技术领域

本公开涉及一种凝胶电解质组合物和使用该组合物制造凝胶电解质的方法，并且更具体地，涉及一种使用包括含二氧化硅的无机颗粒的凝胶电解质组合物制造处于凝胶相的锂空气电池的凝胶电解质的方法。

背景技术

本部分中的描述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可以不构成现有技术。

锂空气电池使用外部空气(氧气)作为活性材料，并且由具有大比表面积作为电化学反应位点的阴极、锂基阳极和电解质组成。由于氧用作活性材料，处于不同物理相的两种材料(即作为气体的空气和作为液体的电解质)在固体阴极处引起电化学反应，从而产生能量。

由于上述锂空气电池的特性，充当活性材料的反应位点的阴极具有从宏观尺寸到微观尺寸范围内的孔。

锂空气电池的特征在于，具有暴露于外部空气的开放系统。在这种情况下，液体电解质可能发生物理挥发。具体而言，当长时间驱动锂空气电池时，具有低沸点的处于液相的有机溶剂在接收外部空气的阴极处挥发，并且因此电解质组合物可能改变并且可能发生降解。

此外，液体电解质可能由于重力而局部化，并且因此，局部化的电解质可能堵塞位于下层的阴极孔。

传统装置提供固体电解质，该固体电解质包括具有高分子量的材料，例如，PVdF或PMMA。

然而，如上所述具有高分子量的有机聚合物随着其量的增加而显著降低离子电导率，并且在氧自由基(放电产物或中间产物)中不稳定，导致电池降解。

因此，希望开发一种技术，该技术能够控制液体电解质的挥发和流动，同时保持液体电解质的基本物理性质。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，并且因此，其可以包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

一方面，本公开提供了一种锂空气电池，在锂空气电池中，减少或消除了液体电解质的挥发。

在另一种形式中，本公开涉及控制锂空气电池中液体电解质的流动。

在另一方面，本公开提供了一种凝胶电解质技术，其有助于锂空气电池的设计。

在另一种形式中，本公开涉及锂空气电池的操作。

在另一方面，本发明提供了一种寿命延长的锂空气电池。

在另一方面，本公开解决了由于大量有机聚合物导致的锂阳离子的离子电导率的降低。

本公开还解决了阴极孔与电解质的浸渍性由于电解质凝胶化引起的粘度增加而降低的问题。

本公开不限于前述内容，并且将能够通过以下描述清楚地理解。

本公开提供了一种凝胶电解质组合物，其包括：无机颗粒；引发剂；以及有机溶剂，其中，无机颗粒在其表面上包括含乙烯基团的官能团。

凝胶电解质组合物还可以包含锂盐。

无机颗粒可以包括二氧化硅(SiO₂)。

无机颗粒可以包括煅制二氧化硅(煅制SiO₂)。

无机颗粒可以包括如下化学式1的官能团：

[化学式1]

-R＝CH₂