置一层镍网作为集流体。本实施例中优选可以用一些高分子粘结剂来增强正极的强度与粘附性。
[0032]至此，电池制作完毕。
[0033]在另一个实施例中，采用LiPON来隔开LiSICON与金属锂，其中的具体步骤可以为:
[0034](I)采用将LiPON使用离子溅射等方式镀在LiSICON膜的表面，优选控制LiPON层的厚度在一微米左右，
[0035](2)将金属锂直接压在LiPON表面，
[0036](3)再覆以铜片集流体；
[0037](4)用胶封装周边，保证隔水隔氧；
[0038](5)之后正极部分的制作与上段所述的步骤一样，具体为:用离子液体电解质浸润多孔导电材料，比如多孔碳，然后涂布于LiSICON膜上方，然后在多孔导电材料上放置一层镍网作为集流体。
[0039]优选可以用一些高分子粘结剂来增强正极的强度与粘附性。
[0040]本发明所涉及的锂空气电池可以在纯氧或干燥的空气中工作，放电产物主要为过氧化锂，具有充放电循环能力；也可以在一定湿度下放电，放电产物含有氢氧化锂，循环性能较差。由于LiSICON膜的导电性在室温较低，电池一般需要在高于室温的条件下工作以获得较好的充放电性能。
[0041]利用上述方式制备的锂空气电池，使用SuperP碳材料作为正极电化学反应场所，用氧化钙干燥剂来得到干燥的空气，通入50°C的烘箱中，让电池在其内进行充放电循环测试，0.1mA.cm—2的电流密度下，首次放电容量为1205mAh.g—1(活性物质质量按碳的质量算)，放电平台在2.4V，15周充放电循环后放电容量为613mAh.g—、
[0042]将实施例1中所述结构的电池放入50°C烘箱中，在外界环境为25°C，相对湿度70%的条件下，不使用任何干燥剂，直接进行放电，ImA.cm—2的电流密度下，放电容量为1830mAh.g—工(活性物质质量按碳的质量算)，放电平台在2.5V。
[0043]在另一个本实施例中，依然使用EMITFSI: LiTFSI = 2:1(质量比)的溶液为正极电解质，但使用LiPON作为负极部分隔开金属锂与LiSICON的电解质。
[0044]制得的电池在50°C烘箱中，干燥空气的气氛下充放电，0.1mA.cm—2的电流密度下，首次放电容量为1321mAh.g—H活性物质质量按碳的质量算)，放电平台在2.4V，15周充放电循环后放电容量为797mAh.g^o
[0045]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种锂空气电池的制备方法，其采用离子液体电解质作为隔开金属锂负极与LiSICON膜的电解质，其包括如下步骤: (1)无水无氧环境中，在负极集流体上设置一层锂箔，锂箔的大小不超过铜片； (2)在锂箔上放置一层多孔隔膜，并用离子液体电解质浸润隔膜； (3)在所述隔膜上方放置一层LiSICON陶瓷电解质膜，形成负极部分； (4)在步骤(3)处理后的器件的边缘进行封装，保证金属锂负极以及被浸润的隔膜处于无水无氧环境中； (5)用离子液体电解质浸润多孔导电材料，然后涂布于一LiSICON膜上方，然后在多孔导电材料上放置一层镍网作为集流体，作为正极部分； 通过形成上述负极部分与正极部分，即可制备得到锂空气电池。2.根据权利要求1所述的一种锂空气电池的制备方法，其中，所述LiSICON陶瓷电解质膜的大小大于锂箔，优选大10%_15%。3.根据权利要求1或2所述的一种锂空气电池的制备方法，其中，所述负极集流体为铜片。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种锂空气电池的制备方法，其中，上述离子液体电解质采用N，N-二三氟甲磺酰亚胺甲基乙基咪唑(EMITFSI)与N，N-二三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)来配制，配置质量比为(1-3):1。5.根据权利要求4所述的一种锂空气电池的制备方法，其中，N，N-二三氟甲磺酰亚胺甲基乙基咪唑(EMITFSI)与N，N-二三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)的质量比为2:1。6.—种锂空气电池的制备方法，其采用LiPON来隔开LiSI⑶N与金属锂，其包括如下步骤: (1)将LiPON使用离子溅射等方式镀在LiSICON膜的表面； (2)将金属锂压敷在LiPON表面； (3)在金属锂表面镀覆铜片作为集流体，形成负极部分； (4)在步骤(3)处理后的器件的边缘进行封装，保证金属锂负极以及被浸润的隔膜处于无水无氧环境中； (5)用离子液体电解质浸润多孔导电材料，然后涂布于一LiSICON膜上方，然后在多孔导电材料上放置一层镍网作为集流体，作为正极部分； 通过形成上述负极部分与正极部分，即可制备得到锂空气电池。7.根据权利要求4所述的一种锂空气电池的制备方法，其中，所述LiPON层的厚度在1-3微米，优选是I微米左右。8.根据权利要求6或7所述的一种锂空气电池的制备方法，其中，上述离子液体电解质采用N，N-二三氟甲磺酰亚胺甲基乙基咪唑(EMITFSI)与N，N-二三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)来配制，配比按照质量比为(1-3):1。9.根据权利要求8所述的一种锂空气电池的制备方法，其中，N，N-二三氟甲磺酰亚胺甲基乙基咪唑(EMITFSI)与N，N-二三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)的质量比为2:1。10.—种锂空气电池，其利用权利要求1-9中任一项所述的锂空气电池的制备方法制备得到。
【专利摘要】本发明公开了一种锂空气电池的制备方法，包括：(1)无水无氧环境中，在负极集流体上放置一层锂箔；(2)在锂箔上放置一层多孔隔膜，并用离子液体电解质浸润隔膜；(3)在所述隔膜上方放置一层LiSICON陶瓷电解质膜；(4)在步骤(3)处理后的器件的边缘进行封装，保证金属锂负极以及被浸润的隔膜处于无水无氧环境中；(5)用离子液体电解质浸润多孔导电材料，然后涂布于LiSICON膜上方，然后在多孔导电材料上放置一层镍网作为集流体，作为正极部分。本发明还公开了采用LiPON来隔开LiSICON与金属锂的制备方法。本发明避免了电解液挥发而导致电池失效的问题，且可以有效避免电解液在充放电过程中生成碳酸锂的反应。
【IPC分类】H01M10/056, H01M12/08
【公开号】CN105655632
【申请号】
【发明人】曾秀芳
【申请人】湖北知本信息科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月17日