一种锂空气电池及其制备方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种锂空气电池，包括：正极层、负极层和电解质层，正极层、负极层和电解质层容置在壳体形成的收容空间内，壳体临近正极层并远离负极层的一侧设置有与壳体外空气连通的通孔，正极层包括正极集流体和涂覆或热压在正极集流体上的具有氧还原能力的反应层，负极层包括具有嵌入和脱出锂离子能力的锂储存层和涂覆或热压在锂储存层表面的锂源负极活性材料层，电解质层夹设于正极层中的反应层与负极层之间。该锂空气电池解决了现有技术中锂空气电池因出现枝晶和“死锂”等现象而导致循环性能和安全性能差的问题，并且制备工艺简单、成本低、适于大规模工业化生产，具有极大的应用价值。本发明实施例还提供了一种锂空气电池的制备方法。
【专利说明】一种锂空气电池及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二次电池【技术领域】，特别是涉及一种锂空气电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 锂空气电池是一种用锂(单质或合金）做阳极，以空气中的氧气(或纯氧）作为阴极 反应物的电池。其理论比能量高达11140Wh/kg，是镍氢电池和锂离子电池体系能量密度的 1-2个数量级，具有能量密度高、容易小型化和轻量化等优点，正日益引起世界各国研究者 的重视。
[0003] 锂空气电池的发展需要解决很多问题，例如，常规锂空气电池采用金属锂箔为负 极，当锂空气电池在充放电循环过程中，金属锂负极会不断的溶解、沉积，易产生枝晶、"死 锂"、界面恶化等现象，导致锂空气电池循环性能下降，严重时枝晶会刺穿隔膜与正极接触 导致内部短路，具有发生起火或爆炸的安全隐患。因此，锂空气电池的循环性和安全性一直 存在问题，无法实现真正的商品化生产。
[0004] 为了改善金属锂负极的循环性能，解决其安全性问题，人们进行了很多方面的尝 试。例如，在电解液中加入添加剂以形成保护膜、在金属锂负极表面用化学方法预处理形成 保护层、用保护剂对金属锂负极表面进行涂覆等，这些方法一定程度上增加了金属锂负极 的稳定性，但是，在经过多次循环后，在充放电的过程中，由于锂离子的嵌入和脱出，保护层 变得不稳定而破裂，从而使大量的电解液溶液通过保护层上的缝隙与锂金属接触，导致电 解液溶液的分解和容量的持续下降，严重时仍会产生枝晶等安全隐患。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种锂空气电池，用以解决现有技术中 锂空气电池因出现枝晶和"死锂"等现象而导致循环性能和安全性能差的问题，并且制备工 艺简单、成本低、适于大规模工业化生产，因此具有较大的应用价值。本发明实施例第二方 面提供了一种锂空气电池的制备方法。
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种锂空气电池，包括：正极层、负极层和电解质 层，所述正极层、负极层和电解质层容置在壳体形成的收容空间内，所述壳体临近正极层并 远离负极层的一侧设置有与壳体外空气连通的通孔，所述正极层包括正极集流体和涂覆或 热压在所述正极集流体上的具有氧还原能力的反应层，所述负极层包括具有嵌入和脱出锂 离子能力的锂储存层和涂覆或热压在所述锂储存层表面的锂源负极活性材料层，所述电解 质层夹设于所述正极层中的反应层与所述负极层之间。
[0007] 该锂空气电池作为二次电池使用时，在第一次放电过程中，具有锂离子供给能力 的负极层锂源负极活性材料层中的负极活性材料金属锂或含锂的化合物放出锂离子，所述 锂离子通过电解质层进入正极层中的反应层，电子通过极耳供应给外电路导线，正极层通 过壳体上设置的与壳体外空气连通的通孔从外界空气环境中摄取氧，使得锂离子、氧气以 及通过外电路到达正极层的电子进行氧还原，在正极层生成Li氧化物(例如Li〇2和Li 202)。 在接下来的充电过程中，正极层的Li氧化物分解出Li离子，该Li离子通过电解质层进入 锂储存层并与锂储存层的材质发生反应形成嵌锂状态的石墨或锂硅合金、锂锡合金等。锂 储存层原本自身没有锂离子，在经过第一次充电过程后嵌入并储存有Li离子，可用于后续 的放电过程。在接下来的锂空气电池的放电和充电过程中，锂储存层起到脱除和嵌入锂离 子的作用，与正极层形成反应电极对，可反复循环使用。本发明实施例中负极活性材料层中 的负极活性材料金属锂或含锂的化合物放出锂离子，锂源负极活性材料层在第一次放电后 全部消失，避免了现有技术中负极活性材料在循环使用过程中因溶解、沉积导致枝晶和"死 锂"的问题，从而提高锂空气电池的循环性能和安全性能。
[0008]其中，正极层可以为常规锂空气电池所用的多孔空气电极，其结构包括具有氧还 原能力的反应层，以及具有汇集电子能力的集流体。优选地，反应层的材质为具有导电能力 的碳基多孔材料。更优选地，碳基多孔材料为炭黑、乙炔黑、活性炭、碳纳米管、碳纤维或介 孔碳。正极集流体的材质可以为碳材料也可以为金属，形态可以为箔状或网状结构。优选 地，所述正极集流体为泡沫镍或碳纸。
[0009]正极层还可以含有用于使反应层定形的粘结剂，粘结剂可以选自但不限于聚偏氟 乙烯（PVDF)、聚四氟乙烯（PTFE )和聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP )。正极层还可以含有 催化剂，催化剂可以选自但不限于二氧化锰和钴酞菁。
[0010]负极层包括具有嵌入和脱出锂离子能力的锂储存层。锂储存层可以是常规锂离子 电池负极极片，包括碳族材料等。优选地，锂储存层由石墨类负极材料、硅系列负极材料、锗 系列负极材料和锡系列负极材料中的一种与导电剂和粘结剂组成。更优选地，石墨类负极 材料为中间相碳微球（MCMB)、纳米氧化硅和碳的复合材料或锡合金。
[0011]粘结剂可以选自但不限于聚偏氟乙烯（PVDF)、聚四氟乙烯（PTFE)和聚偏氟乙 烯-六氟丙烯（PVDF-HFP)。导电剂可以选自炭黑、乙炔黑、活性炭、碳纳米管、碳纤维和介孔 碳。
[0012]优选地，所述锂储存层通过涂覆设置在负极集流体表面。负极集流体的形态可以 为箔状或网状结构。更优选地，所述负极集流体为铜箔。
[0013]负极层还包括具有锂离子供给能力的锂源负极活性材料层。优选地，锂源负极活 性材料层的材质为锂金属、锂合金、锂氧化物或锂氮化物。更优选地，锂合金为锂铝合金、锂 锡合金、锂铅合金或锂硅合金，锂氧化物为锂钛氧化物，锂氮化物为锂钴氮化物、锂铁氮化 物或锂锰氮化物。
[0014]通过控制锂源负极活性材料层和锂储存层的质量，可以控制在第一次放电后锂源 负极活性材料层完全消失，放出的锂离子在后续的充电过程中嵌入锂储存层。锂源负极活 性材料层完全消失，最大程度上避免了枝晶和"死锂"等现象的出现，从而提高锂空气电池 的循环性能和安全性能。优选地，锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的10?20%。 更优选地，锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的 15%。
[0015]锂源负极活性材料层设置在所述锂储存层表面。锂源负极活性材料层和锂储存层 之间还可以通过极耳连接，极耳起到将电子传递给外电路导线的作用。
[0016]所述电解质层夹设于所述反应层与所述负极层之间，即所述反应层与所述负极层 之间通过所述电解质层连接，可以为反应层与锂源负极活性材料层连接，也可以为反应层 与锂储存层连接。电解质层用于传导锂离子。电解质层的形态不限，可以为常规的液态电 解质、凝胶电解质、聚合物电解质或固态电解质，当电解质层为液态电解质时需配合隔绝正 极层和负极层防止正负极层短路的隔膜使用。
[0017] 壳体用于容置上述正极层、负极层和电解质层。壳体可以为常规锂空气电池的壳 体，通常为大气开放型，可从外界空气环境中摄入氧，其结构可包括用于连接和密封正极层 和负极层的密封圈，以及可以包括覆盖在通孔表面的防水透气膜。壳体形状可以为但不限 于硬币型、平板型、圆筒形和层压型。壳体的材质可以为塑料或金属材质。
[0018] 本发明实施例第一方面提供了一种锂空气电池，获得了良好循环稳定性和安全性 能，并且制备工艺简单、成本低、适于大规模工业化生产，因此具有极大的应用价值。
[0019] 第二方面，本发明实施例提供了一种锂空气电池的制备方法，包括以下步骤：
[0020] 正极层的制备：在所述正极集流体上涂覆具有氧还原能力的反应层，制得正极 层；
[0021] 负极层的制备：在具有嵌入和脱出锂离子能力的碳族材料中，加入导电剂、粘结剂 和有机溶剂，混合制得浆料，将所述浆料烘干，从而制得锂储存层；将锂源负极活性材料层 涂覆或热压在所述锂储存层表面，制得负极层；
[0022] 将所述正极层、所述负极层和电解质层装入壳体形成的收容空间内，所述正极层 中的反应层与所述负极层之间夹设所述电解质层，所述壳体临近正极层并远离负极层的一 侧设置有与壳体外空气连通的通孔，组装后制得锂空气电池。
[0023] 其中，正极层可以为常规锂空气电池所用的多孔空气电极，其结构包括具有氧还 原能力的反应层，以及具有汇集电子能力的集流体。优选地，反应层的材质为具有导电能力 的碳基多孔材料。更优选地，碳基多孔材料为炭黑、乙炔黑、活性炭、碳纳米管、碳纤维或介 孔碳。正极集流体的材质可以为碳材料也可以为金属，形态可以为箔状或网状结构。优选 地，所述正极集流体为泡沫镍或碳纸。
[0024]在所述正极集流体上设置具有氧还原能力的反应层的方法不限，例如，将具有氧 还原能力的反应层材料通过涂覆或热压的方法设置在正极集流体上。
[0025]涂覆或热压的方法中通常使用到用于使反应层定形的粘结剂，粘结剂可以选自但 不限于聚偏氟乙稀（PVDF)、聚四氟乙烯（PTFE)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯（pVDF-HPP)。 [00 26]涂覆或热压的方法中还可以加入催化剂等，催化剂可以选自但不限于二氧化锰和 钴酞菁。
[0027]负极层的制备包括取具有嵌入和脱出锂离子能力的碳族材料，加入导电剂、粘结 剂和有机溶剂，烘干，制得锂储存层。
[0028]锂储存层可以是常规锂离子电池负极极片，包括碳族材料等。优选地，锂储存层由 石墨类负极材料、硅系列负极材料、锗系列负极材料和锡系列负极材料中的一种与导电剂 和粘结剂组成。更优选地，石墨类负极材料为中间相碳微球(MCMB )、纳米氧化硅和碳的复 合材料或锡合金。导电剂可以选自炭黑、乙炔黑、活性炭、碳纳米管、碳纤维和介孔碳。粘 结剂可以选自但不限于聚偏氟乙稀（PVDF)、聚四氟乙烯（ PTFE)和聚偏氟乙稀-六氟丙烯 (PVDF-HFP)。有机溶剂可以选自但不限于N-甲基-2-卩比咯烧酮（nmp)、n，N-二甲基甲酰胺 (DMF)和四氢呋喃（THF)。
[0029]烘干至有机溶剂完全挥发。优选地，烘干为于80?10(rC温度下烘干 2?5小时。 [0030]优选地，锂源负极活性材料层的材质为锂金属、锂合金、锂氧化物或锂氮化物。更 优选地，锂合金为锂铝合金、锂锡合金、锂铅合金或锂硅合金，锂氧化物为锂钛氧化物，锂氮 化物为锂钴氮化物、锂铁氮化物或锂锰氮化物。
[0031] 优选地，所述混合制得浆料后将所述浆料涂覆在负极集流体上，然后烘干，制得涂 覆在负极集流体表面的锂储存层。负极集流体的形态可以为箔状或网状结构。优选地，所 述负极集流体为铜箔。
[0032] 通过控制锂源负极活性材料层和锂储存层的质量，可以控制在第一次放电后锂源 负极活性材料层完全消失，放出的锂离子在后续的充电过程中嵌入锂储存层。锂源负极活 性材料层完全消失，最大程度上避免了枝晶和"死锂"等现象的出现，从而提高锂空气电池 的循环性能和安全性能。优选地，锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的10?20%。 更优选地，锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的15%。
[0033] 组装：将正极层、负极层和电解质装入壳体形成的收容空间内，组装后制得锂空气 电池。
[0034]所述正极层中的反应层与所述负极层之间夹设所述电解质层，即所述反应层与所 述负极层之间通过所述电解质层连接，可以为锂源负极活性材料层与电解质层连接，也可 以为锂储存层与电解质层连接。电解质层用于传导锂离子。电解质层的形态不限，可以为 常规的液态电解质、凝胶电解质、聚合物电解质或固态电解质，当电解质层为液态电解质时 需配合隔绝正极层和负极层防止正负极层短路的隔膜使用。
[0035]壳体用于容置上述正极层、负极层和电解质层。壳体可以为常规锂空气电池的壳 体，通常为大气开放型，可从外界空气环境中摄入氧，其结构可包括用于连接和密封正极层 和负极层的密封圈，以及可以包括覆盖在通孔表面的防水透气膜。壳体形状可以为但不限 于硬币型、平板型、圆筒形和层压型。壳体的材质可以为塑料或金属材质。
[0036]本发明实施例第二方面提供的一种锂空气电池的制备方法制备工艺简单、成本 低、适于大规模工业化生产，具有极大的应用价值。
[0037]综上所述，本发明实施例通过设置锂源负极活性材料层和锂储存层，负极活性材 料层中的负极活性材料金属锂或含锂的化合物放出锂离子，锂源负极活性材料层在第一次 放电后全部消失，避免了现f技术中负极活性材料在循环使用过程中因溶解、沉积导致枝 晶和"死锂"的问题，从而提高锂空气电池的循环性能和安全性能。本发明实施例的优点根 据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本发明【具体实施方式】中锂空气电池的剖面结构示意图（图丨中未示壳体）； [0039]图2为本发明【具体实施方式】中锂空气电池壳体的立体结构示意图；
[0040]图3为本发明【具体实施方式】中锂空气电池壳体的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[_i u下所述本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技 术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰这也喷进 和润饰也视为本发明实施例的保护范围。 一
[0042] 实施例一
[0043]图1为本发明【具体实施方式】中锂空气电池的剖面结构示意图（图1中未示壳体)。 如图1所示，本发明【具体实施方式】中的锂空气电池包括：正极层1、负极层2、电解质层3和 隔膜30,图1中未示壳体，正极层1由正极集流体11和反应层12组成，负极层2由锂储存 层 21、负极集流体23和锂源负极活性材料层22组成，锂储存层21通过涂覆设置在负极集 流体23的两侧表面，锂源负极活性材料层22设置在锂储存层21表面，正极层1、负极层2 和隔膜30容置在壳体形成的收容空间内，电解质层3的材质在本实施例中为非水有机电解 质，充满壳体内的剩余空间，反应层12与锂储存层21之间通过非水有机电解质连接。
[0044] 图2为本发明【具体实施方式】中锂空气电池壳体4的立体结构示意图，图3为本发 明【具体实施方式】中锂空气电池壳体的剖面结构示意图。如图2和图3所示，壳体4 一侧设 置有与壳体外空气连通的通孔40。
[0045] -种锂空气电池的制备方法，包括以下步骤：
[0046] 正极层1的制备：取正极集流体11泡沫镍，依次用丙酮、去离子水清洗，在空气中 日足干备用，以介孔碳为反应层I 2的原料与粘结剂聚偏氣乙稀混合，溶于有机溶剂N-甲基批 咯烷酮中，搅拌均匀，利用拉浆机涂覆在正极集流体11泡沫镍上，置于80°C真空干燥12小 时，制得正极层1。
[0047]负极层2的制备：以中间相碳微球为锂储存层21的原料与导电剂KS改性石墨和 粘结剂聚偏氟乙烯混合，溶于有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀，混合制得浆料，利用 拉浆机涂覆在负极集流体23铜箔上，置于80°C真空干燥5小时至有机溶剂N-甲基吡咯焼 酮完全挥发，在负极集流体23上制得锂储存层21，中间相碳微球、KS改性石墨、聚偏氟乙烯 和N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0. 〇3:0· 04:10。以锂金属箔为锂源负极活性材料层22,设 置在所述锂储存层21表面，其中锂源负极活性材料层22的质量为锂储存层21质量的15%， 制得负极层2。
[0048] 组装：将正极层1、负极层2和隔膜30装入不锈钢壳体4形成的收容空间内，注入 非水有机电解质形成电解质层3，反应层12和锂储存层21通过电解质层3连接，壳体4临 近正极层1并远离负极层2的一侧设置有与壳体外空气连通的通孔40,组装后制得锂空气 电池。非水有机电解质层3为锂盐LiPF 6溶于体积比为ι:ι:ι的pc:EMC:DMC非水有机溶 剂中形成的浓度为1M的液态电解质层。隔膜30为Cellgard隔膜。
[0049] 实施例二
[0050] 一种锂空气电池的制备方法，包括以下步骤：
[0051] 正极层的制备：取正极集流体碳纸在80°C温度下真空干燥I2小时，备用，以介孔 碳为反应层的原料与粘结剂聚偏氟乙烯混合，溶于有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均 匀，利用拉浆机涂覆在碳纸上，置于80°C真空干燥12小时，制得正极层。
[0052]负极层的制备：以纳米氧化硅和碳复合材料（Si〇/ C)为锂储存层的原料与导电剂 KS改性石墨和粘结剂聚偏氟乙烯混合，溶于有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀，利用 拉浆机涂覆在负极集流体铜箔上，置于100°C真空干燥2小时至有机溶剂N-甲基吡咯烷酮 完全挥发，制得锂储存层，纳米氧化硅和碳复合材料（Si〇/C)、KS改性石墨、聚偏氟乙烯和 N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0. 1:0· 1:10。以锂金属箔为锂源负极活性材料层，设置在所 述锂储存层表面，其中锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的12%，制得负极层。 [00 53]组装：将正极层、负极层和电解质层装入塑料壳体形成的收容空间内，反应层和锂 储存层通过凝胶电解质层连接，壳体临近正极层并远离负极层的一侧设置有与壳体外空气 连通的通孔，组雜鲥賴空气电池。电麵层为聚合触解廳纖乙炼-六氟丙烯。 [0054] 实施例三
[0055] -种锂空气电池的制备方法，包括以下步骤：
[0056] 正极层的制备：同实施例一。
[0057]>负极层的制备：以锡合金为锂储存层的原料与导电剂KS改性石墨和粘结剂聚偏 氟乙烯混合，溶于有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀，利用拉浆机涂覆在负极集流体 铜箔上，置于90°C真空干燥3小时至有机溶剂N-甲基吡咯烷酮完全挥发，制得锂储存层，锡 合金、KS改性石墨、聚偏氟乙烯和 N-甲基吡咯烷酮的质量比为L〇· 2:〇_ 15h〇。以锂金属 箔$锂源负极活性材料层，设置在所述锂储存层表面，并且锂储存层与锂源负极活性材料 层通过极耳连接，其中锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的 15%，制得负极层。 [0058]组装：将正极层、负极层和电解质层装入塑料壳体形成的收容空间内，反应层和 锂源负极活性材料层通过聚合物电解质层连接，壳体临近正极层并远离负极层的一侧设置 有与壳体外空气连通的通孔，组装后制得锂空气电池。电解质层为聚合物电解质聚偏氟乙 烯-六氟丙烯。
[0059] 实施例四
[0060] -种锂空气电池的制备方法，包括以下步骤：
[0061] 正极层的制备：同实施例二。
[0062]负极层的制备：以锗钴合金为锂储存层的原料与导电剂KS改性石墨和粘结剂 聚偏氟乙烯混合，溶于有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀，利用拉浆机涂覆在负极 集流体铜箔上，置于90°C真空干燥3小时至有机溶剂N-甲基吡咯烷酮完全挥发，负极集 流体上制得锂储存层，锡合金、KS改性石墨、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮的质量比为 1:0· 03:0. 04:10。以锂金属箔为锂源负极活性材料层，设置在所述锂储存层21表面。其中 锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的20%，制得负极层。
[0063]组装：将正极层、负极层和隔膜装入不锈钢壳体形成的收容空间内，注入非水有机 电解质形成电解质层，反应层和锂储存层通过电解质层连接，壳体临近正极层并远离负极 层的一侧设置有与壳体外空气连通的通孔，组装后制得锂空气电池。非水有机电解质层为 锂盐LiPF 6溶于体积比为1:1:1的PC:EMC:DMC非水有机溶剂中形成的浓度为1M的液态电 解质层。隔膜为Cellgard隔膜。
[0064] 工作原理：
[0065] 该锂空气电池作为二次电池使用时，在第一次放电过程中，负极层锂源负极活性 材料层中的负极活性材料放出锂离子，所述锂离子通过电解质层进入正极层中的反应层， 电子通过极耳供应给外电路导线，正极层通过壳体上设置的与壳体外空气连通的通孔从外 界空气环境中摄取氧，使得锂离子、氧气以及通过外电路到达正极层的电子进行氧还原，在 正极层生成Li氧化物(例如Li0 2和Li202)。在接下来的充电过程中，正极层的Li氧化物分 解出Li离子，该Li离子通过电解质层进入锂储存层并与锂储存层的材质发生反应形成嵌 锂状态的石墨或锂硅合金、锂锡合金等。锂储存层原本自身没有锂离子，在经过第一次充电 过程后嵌入并储存有Li离子，可用于后续的放电过程。在接下来的锂空气电池的放电和充 电过程中，锂储存层起到脱除和嵌入锂离子的作用，与正极层形成反应电极对，可反复循环 使用。
[0066] ?过控制锂源负极活性材料层和锂储存层的质量，可以控制在第-次放电后锂源 负极活性g料^完全麟，放出?猶离子在后续的充紐程巾嵌人碰額。源负极活 性材料层完全消失，最大程度上避免了枝晶和"死锂，，等现象的出现，从而提高锂空气电池 的循环性能和安全性能。
[0067]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM)等。
【权利要求】
1. 一种锂空气电池，包括：正极层、负极层和电解质层，所述正极层、负极层和电解质 层容置在壳，形成的收容空间内，所述电解质层位于负极层和负极层之间，所述壳体临近 正极层并远离负极层的一侧设置有与壳体外空气连通的通孔，其特征在于，所述正极层包 括正极集流体和涂覆或热压在所述正极集流体上的具有氧还原能力的反应层，所述负极层 包括具有嵌入和脱出锂离子能力的锂储存层和涂覆或热压在所述锂储存层表面的锂源负 极活性材料层，所述电解质层夹设于所述正极层的反应层与所述负极层的锂源负极活性材 料层之间。
2·如权利要求1所述的一种锂空气电池，其特征在于，所述锂源负极活性材料层的材 质为锂金属、锂合金、锂氧化物或锂氮化物。
3·如权利要求1或权利要求2所述的一种锂空气电池，其特征在于，所述锂储存层主要 由石墨类负极材料、硅系列负极材料、锗系列负极材料和锡系列负极材料中的一种与导电 剂和粘结剂组成。
4.如权利要求1或权利要求2所述的一种锂空气电池，其特征在于，所述锂源负极活性 材料层的质量为锂储存层质量的10?20%。
5·如权利要求1或权利要求2所述的一种锂空气电池，其特征在于，所述负极层还包括 负极集流体，所述负极集流体包覆在所述锂储存层内。
6· -种锂空气电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 正极层的制备：在所述正极集流体上涂覆或热压具有氧还原能力的反应层，制得正极 层； 负极层的制备：在具有嵌入和脱出锂离子能力的碳族材料中，加入导电剂、粘结剂和有 机溶剂进行混合制得浆料，将所述浆料烘干，从而制得锂储存层；将锂源负极活性材料层涂 覆或热压在所述锂储存层表面,制得负极层； 组装获得锂空气电池：将所述正极层、所述负极层和电解质层装入壳体的收容空间内， 在所述正极层的反应层与所述负极层的锂源负极活性材料层之间夹设所述电解质层，并在 所述壳体临近正极层并远离负极层的一侧开设与壳体外空气连通的通孔。
7. 如权利要求6所述的一种锂空气电池的制备方法，其特征在于，所述锂储存层主要 由石墨类负极材料、硅系列负极材料、锗系列负极材料和锡系列负极材料中的一种与导电 剂和粘结剂组成。 ~
8. 如权利要求6所述的一种锂空气电池的制备方法，其特征在于，所述锂源负极活性 材料层的材质为锂金属、锂合金、锂氧化物或锂氮化物。
9. 如权利要求Θ所述的一种锂空气电池的制备方法，其特征在于，所述锂源负极活性 材料层的质量为锂储存层质量的10?20%。
10. 如权利要求6至9中任意一项中所述的一种锂空气电池的制备方法，其特征在于， 所述将所述浆料烘千，从而制得锂储存层包括混合制得浆料后将所述浆料涂覆在负极集流 体上，然后烘干，制得涂覆在负极集流体表面的锂储存层。
【文档编号】H01M12/06GK104218275SQ201310211493
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】宋洪峰 申请人:华为技术有限公司