[0026] Xu 等巧Iectrochemistry Communications 7 (2005) 1309-1317)描述了 用于锋 蓄电池的自立式聚合物凝胶电解质膜。该膜是含有锋盐和室溫离子液体的聚（偏氣乙 締-共-六氣丙締）的晶格。运样的膜对于固态蓄电池的构造是有用的。Xu描述了锋离子 传导膜在锋-空气蓄电池中的用途。该参考文献没有公开或暗示具有水相和离子液体相的 两相电解质。
[0027] 化iesen等扣.S. 2011/0305959)描述了一种具有基于离子液体的电解质的金 属-空气蓄电池。适合作为阳极材料的金属包括过渡金属、碱金属和碱±金属。最完整地描 述了锋空气系统。化iesen讨论了维持电解质组分中的足够水平的水W驱动充电和放电过 程的必要性，并且通过将有效地吸收水的亲水性或吸湿性的添加剂添加到电解质中W "调 制离子液体"为包含0.001至25%的水。所吸收的水的量取决于添加剂的性质和量。给出 的用于锋-空气系统的实例包括氯化锋、四氣棚酸锋、乙酸锋和化(TFSI)2。尽管化iesen 公开了多达25%的水，但从没有明确地公开或暗示两相离子液体电解质体系。
[0028] Zhang 等（Qiem. Commun. , 2010, 46, 1661-1663)描述了一种义用乙酸 / 水和乙酸裡 的电解质体系组合物的裡-空气蓄电池。还指出了乙酸裡由裡金属阳极的氧化形成。描述 了裡-空气电化学电池的构造化i/阳〇1山iTFSI/LTAP/HOAc-H2〇-LiOAc/Pt-碳黑），并且能 量密度被评价为1.478W h/kg。Zhang没有公开或暗示离子液体作为电解质成分或者两相 (水性/离子液体）电解质体系。 |；0029] Gasteiger 等巧Iectrochemical and Solid State Letters, 15 (4) A45-A48(2012))描述了 C〇2和水对裡-空气蓄电池的性能影响的研究。该研究显示，少量 的水提高了电池的容量。没有公开或暗示离子液体和/或两相水性/离子液体体系。
[0030] 化an 等（Journal of the Electrochemical Society, 161(4)A451-A457(2014)) 描述了含有具有多至1.0%水的室溫离子液体（RTIL)的电池的电化学性能。水在相同 RTILd-下基-1-甲基-化咯烧鐵双（S氣甲烧横酷基）胺）@MP-TFSI)中的溶解度显示 为1. 1407wt%，因此没有公开两相体系。此外，化an没有公开或暗示具有含有室溫离子液 体（RTIL)-水混合物的电解质的金属-空气蓄电池。
[0031] 尽管有着显著的不断的努力，仍存在开发并制造用于高容量金属-空气蓄电池的 有效的电解质体系的需求，该金属-空气蓄电池特别对于将车辆驱动至与当前控燃料系统 至少相等的或有竞争力的距离而言是有用的。
【发明内容】
[0032] 通过本发明解决了运些和其它课题，本发明的第一实施方案包括一种金属-空气 蓄电池，其包括：
[0033] 阳极，该阳极包含金属、金属合金或能够吸附和释放金属的多孔材料； 阳〇34] 空气阴极；及
[0035] 两相液体电解质，
[0036] 其中该两相液体电解质包括水相和离子液体相。
[0037] 在第一实施方案的一个方面，该阳极仅直接地接触电解质的离子液体相。
[0038] 在第一实施方案的其它方面，该阳极的金属包括选自过渡金属、碱金属和碱±金 属的金属。
[0039] 已通过一般介绍的方式提供了前述段落，并不旨在限制下述权利要求的范围。通 过结合附图参考下述的详细说明将会最好地理解目前优选的实施方案连同其它优点。
【附图说明】
[0040] 图1显示了根据本发明的一个实施方案的两相电解质体系。
[0041] 图2显示了实施例1和比较例1的放电曲线。
【具体实施方式】
[0042] 在整个说明书中，所描述的所有范围包括其中的所有值和子范围，除非另有说明。 另外，不定冠词"一个（a)"或"一个（an)"具有"一个或多个"的意思，除非另有说明。
[0043] 根据本发明，术语"车辆"是指设计用于交通运输的任何动力驱动装置，包括汽车、 货车（trunk van)、公交车、高尔夫球车和其它运输工具的实用形式。
[0044] 在整个说明书中，作为阴极材料的术语空气、氧气和化可互换地使用，除非具体限 审IJ。本领域技术人员将理解，化是氧化还原活性的阴极组分，且无论是否描述为空气、氧气 或化，其意思都能被理解。在特定描述中，纯〇2的气氛可被描述为阴极组分的来源。
[0045] 本发明人对后裡离子蓄电池技术进行了广泛且深入的研究，W寻求识别并开发新 的和改进的具有适于具体用途的容量和电压的能量供给系统。具有高容量和高工作电位的 金属-空气蓄电池是运样的研究的持续目标，且在不断研究中，发明人已发现了新的和新 型的两相电解质体系，该两相电解质体系解决和克服了与金属-空气蓄电池、特别是裡-空 气蓄电池所采用的传统已知电解质相关的多个问题。
[0046] 本发明人已经发现，包含水相和室溫离子液体（RTIL)的两相电解质体系提供了 形成金属-空气蓄电池的独特的和新颖的机制，其中水的管理是可能的。不同于先前所报 道的含有溶解的水分至离子液体的水溶解度程度的离子液体体系，发明人已经知晓，如图2 所示的两相体系形式的离子液体与超过在该RTIL中的水溶解度的水的体系对于金属-空 气蓄电池、特别是对于裡-空气蓄电池而言是有效的电解质。
[0047] 因此，根据本发明，存在的水的量超过了在离子液体中的水溶解度水平，由此形成 了两相体系，且水与离子液体的体积比例可W为1/20至20/1，优选为1/5至5/1并且最优 选为1/2至2/1。
[0048] 合适的离子液体可W包括任意的阳离子，例如咪挫Il阳离子、赃晚鞠阳离子、化 咯烧鑛阳离子、化晚輸阳离子、锭阳离子和鱗阳离子，W及任意的阴离子，例如双（立氣甲 烧横酷基）胺阴离子、双（氣代横酷基）胺阴离子、四氣棚酸根阴离子、六氣憐酸根阴离子、 双氯胺阴离子和面素阴离子（氯离子、漠离子或舰离子）。在优选实施方案中，该离子液体 对氧自由基物质（例如超氧阴离子自由基）可具有优异的稳定性；例如，N-甲基-N-丙基赃 晚;翰-双（S氣甲横酷基）胺（PP13TFSI)或N，N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基） 锭-双（S氣甲横酷基）胺值EMETFSI)。
[0049] 离子液体可被认为是在水中通常不混溶的油状材料。然而，离子液体能够溶解一 定体积的水，并且所选择的离子液体可W在水介质中混溶。运样的两相环境为金属-空气 蓄电池电解质提供了许多优点。
[0050] 对于非水性体系，起初在离子液体中控制含水量，使得电化学性能不受水分含量 的不利影响。基本上，可W保持基本上水分饱和的离子液体相。
[0051] 阴极在饱和的离子液体的可混溶的电解质中的工作电位高于阴极在暴露于水分 的（例如，50 %相对湿度的环境）的传统的非水性电解质中的工作电位。
[0052] 对于水性体系，水只作为活性材料起作用，且不充当溶剂。因此，该电解液不会干 涧。可W从具有湿度控制的蓄电池外部来供给作为活性材料的水。
[0053] 同样地，碱性放电产物作为固体析出物而被保留，导致更少的腐蚀和稳定的工作 电位，而溶液的抑无任何显著的变化。
[0054] 该混溶的电解质明显具有水基溶液与油基溶液的两个液相（两相），该电解质产 生了包括液-液界面的新型的金属-空气蓄电池结构。由于〇2气体在水中的溶解度比其在 离子液体中的溶解度高得多，因此可W通过水基介质引入氧气。当在离子液体相中进行电 化学反应时，可W向水基溶液不仅供给水还可供给〇2气体作为活性材料。即使水被消耗， 蓄电池会因离子液体的不挥发性而延续。
[0055] 因此，使用了对氧自由基具有高的耐受性和稳定性的离子液体，且会从引入的空 气中吸收水分的吸湿性离子液体是有利的。进一步地，本领域技术人员将认识到，与水反应 的离子液体将不适用作本发明的电解质成分。此外，本发明的电解质体系允许阴极暴露于 作为氧气来源的空气，因为离子液体是不挥发的，且因此在电池运行过程中的电解质损失 不是问题。
[0056] 阳极的金属可W包含任意的过渡金属、碱金属和碱±金属。在一个实施方案中，阳 极金属为裡或裡合金。
[0057] 阴极可W具有多孔单元构造，且可进一步包含氧化还原催化剂、导电材料和粘合 剂。阴极可通过如下来构造：混合氧化还原催化剂、导电材料和任选的粘合剂，并将混合物 施加至合适形状的集流体。氧化还原催化剂可W为促进〇2氧化还原反应的任意材料。
[0058] 〇2氧化还原催化剂的实例可W包括但不限于：可包括稀±元素的过渡金属氧化物 (例如儘氧化物（如Mn〇2)、钉氧化物（如Ru〇2)、钻氧化物（如C〇3〇4)，AB03形式的巧铁矿 (其中A为La、Sr、Ba等，B为Co、Mn、Fe、Ni等）及A2B2O7形式的烧绿石（其中A为化、Bi 等，B为Ru等）或它们的任意组合。催化剂中可W存在贵金属例如Pt、Au、Pt化、Ag或它 们的任意组合。同样，催化剂中可W使用有机分子，例如