專利名稱：用于鋰空氣電池的電解質(zhì)及包括其的鋰空氣電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及用于鋰空氣電池的電解質(zhì)及包括其的鋰空氣電池。
背景技術(shù)：
鋰空氣電池包括其中鋰離子能嵌入和能脫嵌的負(fù)極、包括作為正極活性物質(zhì)的氧氣和氧的氧化還原催化劑的正極、以及在所述正極和負(fù)極之間的鋰離子傳導(dǎo)介質(zhì)。鋰空氣電池具有3000Wh/kg或更大的理論能量密度，其是鋰離子電池的理論能量密度的約10倍大。另外，鋰空氣電池是環(huán)境安全的且具有比鋰離子電池好的穩(wěn)定性。因此，已積極開發(fā)鋰空氣電池。鋰空氣電池可使用含水電解質(zhì)或非水電解質(zhì)作為鋰離子傳導(dǎo)介質(zhì)。但是，電解質(zhì)的蒸發(fā)使電池的性能退化，且因此防止其的方法是期望的。

發(fā)明內(nèi)容
提供蒸發(fā)被抑制的用于鋰空氣`電池的電解質(zhì)和包括該電解質(zhì)的具有改善的電特性的鋰空氣電池。另外的方面將在隨后的描述中部分地闡明，且部分地將從所述描述明晰，或者可通過所提供的實(shí)施方式的實(shí)踐獲知。根據(jù)本發(fā)明的一方面，鋰空氣電池包括:其中鋰離子能嵌入和能脫嵌的負(fù)極；鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜；和使用氧氣作為正極活性物質(zhì)的正極，其中在所述鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜和所述正極之間包括電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包括鋰離子傳導(dǎo)聚合物、由下式I表示的化合物和鋰鹽:式I
權(quán)利要求
1.空氣電池，包括: 其中鋰離子能嵌入和能脫嵌的負(fù)極； 鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜；和 使用氧氣作為正極活性物質(zhì)的正極， 其中在所述鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜和所述正極之間包括電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包括鋰離子傳導(dǎo)聚合物、由下式I表示的化合物和鋰鹽:
2.利要求1的鋰空氣電池，其中所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物為親水性基體聚合物。
3.利要求2的鋰空氣電池，其中所述親水性基體聚合物各自為選自如下的一種或多種:氧化烯聚合物、親水性丙烯酸類聚合物、和親水性甲基丙烯酸類聚合物。
4.利要求1的鋰空氣電池，其中所述式I的化合物各自包括: 其各自為氫原子或Cl-ClO烷基的R1和R6 ； 其各自為氫原子或Cl-ClO烷基的R2-R5 ;和 n在1-8的范圍內(nèi)。
5.利要求1的鋰空氣電池，其中所述式I的化合物為四甘醇二甲醚(CH3O- (CH2CH2O) 4-CH3)。
6.利要求1的鋰空氣電池，其中所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物為基于氧化烯的聚合物。
7.利要求1的鋰空氣電池，其中所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物的濃度在1-90重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的在所述電解質(zhì)中的所述式I的化合物。
8.利要求1的鋰空氣電池，其中所述電解質(zhì)進(jìn)一步包括選自非質(zhì)子溶劑和水的一種或多種。
9.利要求1的鋰空氣電池,其中所述鋰鹽的濃度在0.1-70重量份的范圍內(nèi)，基于所述式I的化合物和所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物的100重量份的總重量。
10.利要求1的鋰空氣電池，其中所述鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜設(shè)置在所述負(fù)極和所述正極之間，并形成在所述負(fù)極的一個(gè)表面上。
11.利要求1的鋰空氣電池，其中所述電解質(zhì)的一部分或全部浸潰在所述正極中。
12.利要求1的鋰空氣電池，其中所述鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜包括選自無機(jī)材料和固體聚合物電解質(zhì)組分的一種或多種。
13.利要求1的鋰空氣電池，其中所述鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜為玻璃-陶瓷固體電解質(zhì)、或者所述玻璃-陶瓷固體電解質(zhì)和固體聚合物電解質(zhì)的堆疊結(jié)構(gòu)。
14.利要求1的鋰空氣電池，其中在所述負(fù)極和所述鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜之間進(jìn)一步包括第二電解質(zhì)。
15.利要求14的鋰空氣電池，其中所述第二電解質(zhì)為包括非水溶劑和鋰鹽的液體電解質(zhì)、無機(jī)固體電解質(zhì)膜、固體聚合物電解質(zhì)膜、或其組合。
16.利要求1的鋰空氣電池，其中在所述鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)膜和所述正極之間進(jìn)一步設(shè)置隔板。
17.利要求1的鋰空氣電池，其中所述正極包括多孔碳材料。
18.利要求1的鋰空氣電池，其中所述電解質(zhì)為通過在40-80°C范圍內(nèi)的溫度下混合所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物、所述式I的化合物和所述鋰鹽得到的產(chǎn)物。
19.于鋰空氣電池的電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包括鋰離子傳導(dǎo)聚合物、由下式I表示的化合物和鋰鹽: 式1
20.利要求19的用于鋰空氣電池的電解質(zhì)，其中所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物為親水性基體聚合物。
21.利要求20的用于鋰空氣電池的電解質(zhì)，其中所述親水性基體聚合物各自為選自如下的一種或多種:氧化烯聚合物、親水性丙烯酸類聚合物、和親水性甲基丙烯酸類聚合物。
22.利要求19的用于鋰空氣電池的電解質(zhì)，其中所述式I的化合物為四甘醇二甲醚(CH3O- (CH2CH2O) 4-CH3) ο
23.利要求19的用于鋰空氣電池的電解質(zhì)，其中所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物為基于氧化烯的聚合物。
24.利要求19的用于鋰空氣電池的電解質(zhì)，其中所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物的濃度在1-90重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的在所述電解質(zhì)中的所述式I的化合物。
25.空氣電池，其中所述電池包括權(quán)利要求19-24中任一項(xiàng)的電解質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供用于鋰空氣電池的電解質(zhì)及包括其的鋰空氣電池。所述鋰空氣電池包括在正極和鋰離子傳導(dǎo)固體解質(zhì)膜之間的電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包括鋰離子傳導(dǎo)聚合物和鋰鹽。所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物為親和性基體聚合物。
文檔編號(hào)H01M12/08GK103094643SQ20121039261
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者李東埈, V.羅伊弗, 柳永均, 林東民, 樸珉植, 馬祥福, 山本治, 今西誠(chéng)之, 武田保雄 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社, 國(guó)立大學(xué)法人三重大學(xué)