锂氧电池负极、其制备方法和锂氧电池与流程

本发明涉及电池技术领域，特别涉及锂氧电池负极、其制备方法和锂氧电池。

背景技术：

随着经济的发展，传统的化石燃料大量使用导致全球变暖及雾霾恶劣气候日趋严重，开发新能源成为当务之急。而化学电源以其清洁、高效、安全而备受关注。在各种化学电源中，金属空气电池因为质轻、低廉、无毒和高效而脱颖而出，其中锂-氧(空气)的质量比容量可高达5210wh/kg(含氧气质量)，为金属-氧(空气)中最高的。

锂-氧(空气)电池中金属锂负极的腐蚀问题一直是制约其发展的关键问题。一方面锂-氧(空气)电池是一个敞开体系，空气中的水、二氧化碳、氮气等扩散至金属锂负极表面发生不可逆反应，导致电池恶化。另一方面，金属锂表面充电(镀锂)过程中形成锂枝晶问题也严重影响电池的安全。

为解决锂-氧(空气)电池的锂枝晶问题，研究者提出许多方法，例如在电解液中加入添加剂以在金属锂表面形成稳定固态电解质层(sei)，或者对金属锂预处理以在金属锂表面预先形成稳定的人工sei层，或者采用高模量的物质作为保护层包覆在金属锂表面。但是电池循环过程中，人工sei层或者保护层反复受到锂枝晶冲击，最终会被破坏而失去保护锂负极的功能。

技术实现要素：

本发明的主要目的之一在于提供一种锂氧电池负极、其制备方法和锂氧电池，其可以降低锂负极表面的电流密度，从而抑制锂枝晶的生长，提高锂氧电池的安全性，延长锂氧电池的循环寿命。

本发明采用了如下技术方案：

在一些实施例中提供一种锂氧电池负极，所述负极包括集流体和附着于集流体表面上的以锂碳复合材料为活性材料的电极材料层，所述电极材料层由微纳米级的金属锂-骨架碳复合材料组成，或者所述电极材料层包含微纳米级的锂合金-骨架碳复合材料。

在一些实施例中提供一种制备上述锂氧电池负极的方法，所述方法包括：通过施加压力，使分散在集流体表面上的锂碳复合材料附着在集流体表面上形成锂碳复合材料层作为电极材料层；

或者将含有锂碳复合材料的浆料涂覆在集流体表面上，然后干燥以形成含有所述锂碳复合材料的电极材料层。

在一些实施例中提供一种锂氧电池，所述锂氧电池包括上述负极。

本发明可以具有以下有益效果中的至少一种：

(1)锂碳复合材料是由微纳米级颗粒组成，颗粒大的比表面有效增加锂负极的比表面积，能够有效的抑制锂枝晶生长，延长锂氧电池的循环寿命，提高电池的库伦效率。

(2)锂氧电池负极制备方法可以灵活调整单位面积上锂碳复合材料的质量，进而调整负极单位面积上容量。避免因难以制备薄的金属锂造成高的负极容量配比，导致负极容量浪费。

(3)制备过程简单，可批量生产。

附图说明

图1为实施例1中电池第1次和第6次循环充放电曲线。

图2为实施例1中电池容量保持曲线图。

图3是实施例2中电池第1次和第5次循环充放电曲线

图4是实施例2中电池容量保持曲线图。

图5是实施例3中电池第1次和第7次循环充放电曲线。

图6是实施例3中电池容量保持曲线。

具体实施方式

本发明的一个方面提供一种锂氧电池负极，其包括集流体和附着于集流体表面上的以锂碳复合材料为活性材料的电极材料层，所述电极材料层由微纳米级的金属锂-骨架碳复合材料组成，或者所述电极材料层包含微纳米级的锂合金-骨架碳复合材料。本发明中，锂氧电池与锂氧(空气)电池同义，表示由锂负极及氧气或者环境空气中的氧气对构成的电池体系。本发明中，金属锂-骨架碳复合材料和锂合金-骨架碳复合材料统称为锂碳复合材料。

在一些实施例中，集流体由金属箔构成，金属箔可以包括铜箔和镍箔等。金属箔的厚度可以在6-20微米范围内，表面粗糙度可以为ra0.2-0.38。

在一些实施例中，负极集流体由多孔金属材料构成。多孔金属材料可以包括泡沫金属、冲孔金属和金属网等。

在一些实施例中，泡沫金属可以包括泡沫铜、泡沫镍、泡沫铁以及泡沫合金，如泡沫铁镍和泡沫铜镍等。泡沫金属的厚度可以在10-300mm范围内，孔隙率可以在30-85％范围内，孔径分布可以为10-150ppi，根据不同的泡沫金属材料不同。

在一些实施例中，可以采用冲孔金属形成集流体。冲孔金属可以包括冲孔铜箔等，其孔径范围可以为0.8-25mm，厚度范围可以为0.04-3mm。

在一些实施例中，负极集流体可以是金属网的形式。例如，集流体可以是铜网，目数范围：100-400目。

在一些实施例中，锂氧电池负极中锂碳复合材料的面密度(在集流体表面单位面积上的质量)可以为5-30mg/cm²，优选15-25mg/cm²。

在一些实施例中，锂碳复合材料是粒径为20纳米-100微米的微纳米级颗粒或粉末，其包含多孔碳材料载体和存在于多孔碳材料载体孔隙中和表面上的金属锂或锂合金。

在一些实施例中，锂碳复合材料中金属锂或锂合金的含量以质量百分比计可以为10％-95％，例如20-70％，30-60％等。

在一些实施例中，多孔碳材料载体可以包括碳纤维微球、多孔碳纳米管微球和乙炔黑至少一种。

在一些实施例中，多孔碳材料载体是多孔碳纳米管微球，其是由碳纳米管相互交缠团聚而形成的、内部和表面上具有纳米尺度孔隙的微球，微球粒径为1-100微米。这样的微球具有近似实心的结构(类似毛线团结构)，即微球内部充满碳纳米管或碳纳米纤维，但是交缠团聚的碳纳米管或碳纳米纤维之间存在纳米尺度孔隙，这些孔隙可以用于容纳金属锂颗粒。

在一些实施例中，碳纳米管微球为球形或类球状颗粒，平均直径可以为1μm～100μm，优选为1μm～25μm；比表面积可以为100～1500m²/g，优选为150～500m²/g；微球内所含孔隙的孔径分布可以为1～200nm，优选为1～50nm。

在一些实施例中，碳纳米管微球至少具有微小球状实体聚集结构、球形聚集结构、类球形聚集结构、多孔球形聚集结构和面包圈形聚集结构中的任意一种。

在一些实施例中，碳纳米管包括多壁碳纳米管、双壁碳纳米管和单壁碳纳米管中的任意一种或两种以上的组合，所述碳纳米管任选经过表面功能化处理。修饰于碳纳米管表面的基团可选自但不限于-cooh、-oh、-nh2等基团。

在一些实施例中，碳纳米管微球可以通过将碳纳米管分散于溶剂中形成分散液，然后喷雾干燥而制备。例如，制备方法可以包括以下步骤：

a、将碳纳米管通过超声处理分散到分散溶剂(不含表面活性剂)中，获得分散液；

b、将步骤a中获得的分散液通过喷雾干燥机的喷嘴喷出，预设定进风温度和出风温度，喷雾过程中保持溶液为搅拌状态；

c、冷却，即获得碳纳米管微球。

在一些实施例中，所述溶剂采用能够使碳纳米管/碳纳米纤维和纳米碳颗粒均匀分散的有机和/或无机液体，例如，水、氨水、盐酸溶液、乙醇、丙酮、异丙醇的任意一种或多种的组合。

在一些实施例中，所述溶剂可以是体积比为1:10的乙醇与水的混合物。

在一些实施例中，喷雾干燥的条件可以包括：进风温度为150～250℃，出风温度为75℃以上，如75～150℃，或者为90℃以上；一个优选的喷雾干燥条件包括：进风温度为190～210℃，出风温度为90～110℃。

在一些实施例中，喷雾干燥时的喷雾速度可以为1毫升/分钟至100升/分钟。

在一些实施例中，多孔碳材料载体是碳纤维微球，所述碳纤维微球的形貌和结构与碳纳米管微球类似，并且可以通过类似的喷雾干燥方法制备。

在一些实施例中，多孔碳材料载体是乙炔黑，所用乙炔黑是净化后的乙炔气在高温下隔绝空气进行热裂解所得，其粒径为20～100nm，优选值为70-80nm；比表面为120～200m²/g，优选值为140～160m²/g。

在一些实施例中，锂碳复合材料可以通过将熔融金属锂与多孔碳骨架材料混合，冷却后获得。所述混合可以包括将金属锂与多孔碳骨架材料在加热下(例如约200℃)搅拌混合或者将多孔碳骨架材料浸入熔融金属锂中。锂碳复合材料的制备在惰性气氛中进行，例如在氩气气氛的手套箱中(水含量<10ppm，氧气含量<10ppm)。

在一些实施例中，锂碳复合材料在使用前还经过筛选步骤。例如，在氩气保护的手套箱中过50-100目的标准筛，收集通过筛孔的锂碳复合材料。

在一些实施例中，锂碳复合材料为锂合金-骨架碳复合材料，所述锂合金由金属锂和选自下列各项中的一种或多种元素形成：镁、硅、硼、碳、氮、氧、氟、铝、磷、硫、氯、钙、锌、镓、锗、砷、硒、溴、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋和钋。

在一些实施例中，锂合金中锂的重量百分比为70％～99.9％。

在一些实施例中，锂合金除锂的二元合金(例如锂镁合金、锂硅合金等)以外，还可以包括锂的三元合金例如锂镁铝、锂金银三元合金，锂的四元合金例如锂镁铝锡、锂金银铂四元合金，等等。当所述锂合金由金属锂与另外多种元素形成时，在所述锂合金中，基于所述锂合金的总重量，所述另外多种元素的重量百分数为0.1-30重量％，优选1-25重量％、并且更优选10-15重量％。

在一些实施例中，锂合金为锂镁合金、锂硅合金、锂铝合金、锂硼合金以及其他多元衍生物。

在一些实施例中，锂合金-骨架碳复合材料可以通过以下方法制备：

(1)将金属锂加热到180-220℃的温度，以得到熔融锂；

(2)在500-800转/秒的转速的搅拌下，将步骤(1)中得到的熔融锂升温至220～1000℃，加入一种或多种元素熔炼得到熔融状态的锂合金，加入的元素包括镁、硅、硼、碳、氮、氧、氟、铝、磷、硫、氯、钙、锌、镓、锗、砷、硒、溴、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋和钋等；

(3)向处于在500-800转/秒的转速的搅拌下的步骤(2)中得到的所述处于熔融状态的锂合金中加入多孔碳材料载体，继续搅拌20-40分钟，以得到锂合金-骨架碳复合材料。

本发明的另一个方面提供一种制备上述锂氧电池负极的方法，包括：通过施加压力，使分散在集流体表面上的锂碳复合材料附着在集流体表面上形成锂碳复合材料层作为电极材料层，或者将含有锂碳复合材料的浆料涂覆在集流体表面上，然后干燥以形成含有所述锂碳复合材料的电极材料层。当采用压力复合方法时，只需将锂碳复合材料压力复合在集流体上，即可一步获得负极极片。

关于“集流体”和“锂碳复合材料”，参见前述部分的相关描述。

在一些实施例中，可以通过手动加压或机械加压的方式将均匀分布在集流体表面上的锂碳复合材料压力复合于集流体。机械加压可以包括采用辊压机或者静压机等。

在一些实施例中，压力复合时的压力可以为30kpa-30mpa。

在一些实施例中，采用涂布方法形成含有所述锂碳复合材料的电极材料层，其包括：

(1)将含有所述锂碳复合材料的电极材料层、粘结剂和任选的导电剂分散在无水溶剂(此处，“无水”是指水含量<50ppm)中，形成含有所述锂碳复合材料的电极材料层均匀分散在其中的浆料；

(2)将步骤(1)中获得的浆料涂覆在集流体表面上，然后干燥以形成含有所述锂碳复合材料的涂层。

步骤(1)和(2)是在惰性气氛中进行的，例如，在氩气保护的手套箱(水含量<10ppm，氧气含量<10ppm)中或者在干燥间(露点低于-40℃)中进行。

在一些实施例中，粘结剂可以是丁苯橡胶和聚苯乙烯的混合物(两者的质量比可以为1:1)、聚偏氟乙烯(pvdf)或其他油性溶剂等，其使得锂碳复合材料颗粒之间，锂碳复合材料和集流体之间粘连在一起。丁苯橡胶的分子量可以为200万，聚苯乙烯的熔融指数可以为6g/min(200℃/5kg)。粘结剂(丁苯橡胶和聚苯乙烯)与锂碳复合材料的质量比可以为5～10：95～90。

在一些实施例中，溶剂可以为对二甲苯等，用于溶解粘结剂，同时将粘结剂与锂碳复合材料混合均匀。在某些情况下，溶剂与分散在其中的粘结剂和锂碳复合材料的质量比可以为10～15：1。

在一些实施例中，可以通过以下方法将含有锂碳复合材料的浆料涂覆在集流体表面上：静电喷涂，刮涂，粉刷，旋涂和滴涂法。

本发明的另一个方面提供一种锂氧电池，所述锂氧电池包括上述的负极。

在一些实施例中，锂氧电池的正极包括集流体和附着于集流体表面的多孔碳材料。多孔碳材料为碳纤维、碳纳米管、乙炔黑、活性炭或者介孔碳中至少一种。

在一些实施例中，先将正极浆料涂覆涂覆在基板(例如玻璃板)上烘干后制得活性物质膜，活性物质膜的厚度为100-150微米。然后将活性物质膜压在集流体上制得正极极片，所施加压力为10-15mpa。

在一些实施例中正极浆料可以通过将多孔碳材料、粘结剂与溶剂混合制备。粘结剂可以为聚偏氟乙烯、水性粘结剂la132、水性粘结剂la133，溶剂可以为n-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、水中的至少一种。

在一些实施例中，正极浆料中多孔碳材料与粘结剂的质量比可以为1:1-1.5。

在一些实施例中，正极集流体可以由铝箔、多孔金属材料或者碳纸制成。多孔金属材料与负极集流体的多孔金属材料相同，可以包括泡沫金属、金属网和冲孔金属，优选为泡沫镍或者泡沫铁。

在一些实施例中，锂氧电池通过按照如下的顺序排列各组成部分而获得：正极极片/隔膜/电解液/负极极片。

在一些实施例中，隔膜可以为玻璃纤维膜、多孔聚丙烯(pp)膜或者多孔聚乙烯(pe)膜。

在一些实施例中，锂氧电池的各组成部分被放置在壳体中，壳体为开放体系，可以从外界环境中摄取氧气。

下列具体实施方式意在示例性地而非限定性地说明本公开。

具体实施方式1是一种锂氧电池负极，所述负极包括集流体和附着于集流体表面上的以锂碳复合材料为活性材料的电极材料层，所述电极材料层由微纳米级的金属锂-骨架碳复合材料组成，或者所述电极材料层包含微纳米级的锂合金-骨架碳复合材料。

具体实施方式2是根据上述具体实施方式1所述的锂氧电池负极，其中所述集流体由多孔金属材料或金属箔构成。

具体实施方式3是根据上述具体实施方式中任一项所述的锂氧电池负极，其中所述多孔金属材料包括泡沫金属、冲孔金属和金属网；和/或所述金属箔包括铜箔和镍箔。

具体实施方式4是根据上述具体实施方式中任一项所述的锂氧电池负极，其中所述泡沫金属包括泡沫铜、泡沫镍、泡沫铁、泡沫铁镍和泡沫铜镍。

具体实施方式5是根据上述具体实施方式中任一项所述的锂氧电池负极，其中所述锂碳复合材料在所述集流体表面单位面积上的质量为5-30mg/cm²，优选15-25mg/cm²。

具体实施方式6是根据上述具体实施方式中任一项所述的锂氧电池负极，其中所述锂碳复合材料包含多孔碳材料载体和存在于所述多孔碳材料载体孔隙中和表面上的金属锂或锂合金。

具体实施方式7是根据上述具体实施方式中任一项所述的锂氧电池负极，其中所述锂碳复合材料中金属锂或锂合金的含量以质量百分比计为10％-95％。

具体实施方式8是根据上述具体实施方式中任一项所述的锂氧电池负极，其中所述多孔碳材料包括碳纤维微球、多孔碳纳米管微球和乙炔黑中至少一种。

具体实施方式9是根据上述具体实施方式中任一项所述的锂氧电池负极，其中所述多孔碳纳米管微球是由碳纳米管相互交缠团聚而形成的、内部和表面上具有纳米尺度孔隙的微球，微球粒径为1-100微米。

具体实施方式10是根据上述具体实施方式中任一项所述的锂氧电池负极，其中所述碳纳米管微球的比表面积为100～1500m²/g；

和/或，所述碳纳米管微球所含孔隙的孔径为1～200nm；

和/或，所述碳纳米管微球至少具有微小球状实体聚集结构、球形聚集结构、类球形聚集结构、多孔球形聚集结构和面包圈形聚集结构中的任意一种；

和/或，所述碳纳米管包括多壁碳纳米管、双壁碳纳米管和单壁碳纳米管中的任意一种或两种以上的组合，所述碳纳米管任选经过表面功能化处理。

具体实施方式11是根据具体实施方式1-10中任一项所述的电极，其中所述锂合金由金属锂和选自下列各项中的一种或多种元素形成：镁、硅、硼、碳、氮、氧、氟、铝、磷、硫、氯、钙、锌、镓、锗、砷、硒、溴、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋和钋。

具体实施方式12是根据具体实施方式11所述的电极，其中锂合金中锂的重量百分比为70％～99.9％。

具体实施方式13是一种制备根据具体实施方式1-12中任一项所述的锂氧电池负极的方法，其中所述方法包括：通过施加压力，使分散在集流体表面上的锂碳复合材料附着在集流体表面上形成锂碳复合材料层作为电极材料层；

或者将含有锂碳复合材料的浆料涂覆在集流体表面上，然后干燥以形成含有所述锂碳复合材料的电极材料层。

具体实施方式14是根据具体实施方式13所述的方法，其中所述施加压力采用手动加压或机械加压(例如采用辊压机或者静压机)的方式。

具体实施方式15是根据具体实施方式13或14所述的方法，其中所述压力为30kpa-30mpa。

具体实施方式16是一种锂氧电池，其中所述锂氧电池包括根据具体实施方式1-12中任一项所述的负极。

具体实施方式17是根据具体实施方式16所述的锂氧电池，所述锂氧电池的正极由集流体和附着于集流体表面上的多孔碳材料所构成。

具体实施方式18是根据具体实施方式17所述的锂氧电池，其中所述多孔碳材料包括碳纤维、碳纳米管、乙炔黑、活性炭和介孔碳中的至少一种。

具体实施方式19是根据具体实施方式16-18中任一项所述的锂氧电池，其中所述锂氧电池的正极通过将正极浆料涂覆基板上并烘干制得活性物质膜，所述正极浆料包含多孔碳材料、粘结剂和溶剂，然后通过加压的方式将活性物质膜压在集流体上而制得。

具体实施方式20是根据具体实施方式19所述的锂氧电池，其中所述粘结剂为聚偏氟乙烯，水性粘结剂la132、水性粘结剂la133；所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃和水中的至少一种。

具体实施方式21是根据具体实施方式17-20中任一项所述的锂氧电池，其中所述集流体包括泡沫镍和泡沫铁。

具体实施方式22是根据具体实施方式16-21中任一项所述的锂氧电池，其中所述锂氧电池通过按照如下的顺序排列各组成部分而构成：正极极片/隔膜/电解液/负极极片。

具体实施方式23是根据具体实施方式22所述的锂氧电池，其中所述锂氧电池的各组成部分被放置在壳体中，壳体为开放体系。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

又及，在如下实施例之中所采用的各种产品结构参数、各种反应参与物及工艺条件均是较为典型的范例，但经过本案发明人大量试验验证，于上文所列出的其它不同结构参数、其它类型的反应参与物及其它工艺条件也均是适用的，并也均可达成本发明所声称的技术效果。

实施例1

将2g多壁碳管(山东大展纳米有限公司)加入200毫升去离子水和20毫升乙醇中，130w超声探头处理5小时，使得碳管在溶剂中分散均匀。之后，将样品加入喷雾干燥机(上海雅程仪器设备有限公司，型号yc-015)中，设定参数为：进风温度为200℃，出风温度为150℃，喷雾压力为40mpa，进样量为500ml/h，喷雾干燥所得即为碳纳米管微球。

在充满氩气的手套箱中(水和氧气含量不高于10ppm)，将10克电池级金属锂(天津中能锂业有限公司)和5克碳纳米管微球加入带有不锈钢反应釜的加热器中，加热至200摄氏度，搅拌1分钟，搅拌速度100转/分钟，然后加热至230℃，搅拌20分钟，搅拌速度500转/分钟，冷却至室温，所得产品即为锂碳复合材料。

将约25毫克的锂碳复合材料分散在直径为15毫米的泡沫铜上，手动施加压力使得锂碳复合材料牢固的压在泡沫铜(苏州泰立泡沫金属厂，厚度1.6mm，)上，直接作为电池负极材料。

称取30毫克活性炭(深圳市科晶智达科技有限公司)和20毫克聚四氟乙烯(深圳市科晶智达科技有限公司)与玛瑙研钵中，然后加入2mln-甲基吡咯烷酮(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)作为溶剂，研磨30分钟。将混合均匀的样品采用刮涂的方式刮涂在玻璃板上，刮刀厚度为200微米，先自然风干，然后100摄氏度过夜烘干，制成活性物质膜，并切成0.5cm*0.5cm方片，方片质量为1.0毫克，方片的厚度为150微米，然后用15mpa的压力将极片压制到集流体泡沫镍上，制得锂氧电池正极。

所采用扣式电池壳为改装的cr2032型电池壳，其中在电池正极壳上打孔，使得氧气可以进入电池体系中(下同)。电解液为1mlipf6ec/dmc/emc(vol1/1/1，ec：碳酸乙烯酯，dmc：碳酸二甲酯，emc：碳酸甲乙酯,东莞杉杉电池材料有限公司，下同)，隔膜为玻璃纤维膜(whatman，下同)，将电池至于氧气气氛中。

电池0.025ma电流下进行恒流充放电，充放电电压区间为2.0-4.3v。图1为模拟电池充放电曲线，可知以锂碳复合材料为负极材料，采用上述办法制备的锂负极和正极组成的电池可以正常工作。图2为该扣式电池容量保持曲线，可以看出该锂氧电池可以循环6次。

实施例2

将2g多壁碳管(山东大展纳米有限公司)加入200毫升去离子水和20毫升乙醇中，130w超声探头处理5小时，使得碳管在溶剂中分散均匀。之后，将样品加入喷雾干燥机(上海雅程仪器设备有限公司，型号yc-015)中，设定参数为：进风温度为200℃，出风温度为150℃，喷雾压力为40mpa，进样量为500ml/h，喷雾干燥所得即为碳纳米管微球。重复上述过程，以制备出足够使用的碳纳米管微球。

在充满氩气的手套箱中(水分含量≤10ppm，氧气≤10ppm)，将2克锂硅合金(天津中能锂业有限公司，其中锂的含量(质量)为44％)和1克碳纳米管微球加入带有不锈钢反应釜的加热器中，加热至200摄氏度以上至合金熔融，搅拌20分钟，冷却至室温，所得产品即为锂硅合金碳复合材料。

按照丁苯橡胶：聚苯乙烯：乙炔黑：锂硅合金碳复合材料：对二甲苯＝20mg：20mg：40mg：320mg：1.5ml称取各物质，置于玻璃瓶中搅拌过夜(大于10小时)。其中丁苯橡胶(sigma-aldrich中国，分子量200万，下同)和聚苯乙烯(sigma-aldrich中国，熔融指数可以为6g/min(200℃/5kg)，下同)为粘结剂，乙炔黑为导电剂，对二甲苯(水含量≤50ppm，上海阿拉丁生化科技股份有限公司，下同)为溶剂。将搅拌均匀的浆料涂布在铜箔上，刮刀厚度为250微米，铜箔厚度为10微米。60℃真空过夜烘干(大于10小时，-0.1mpa)。将烘干的极片冲成直径为15毫米的圆片，作为锂氧电池的负极。上述过程在充满氩气的手套箱中(水分含量≤10ppm，氧气≤10ppm)进行。

锂氧电池的正极极片的制备过程如实施例1中所述。

锂氧电池的组装和测试如实施例1中所述。

图3是锂氧电池的第1次和第6次循环的充放电曲线，采用锂硅合金-碳复合材料为活性物质，通过涂布的方法制备负极极片，可以使得锂氧电池工作，且电池具有较高的容量。图4是该锂氧电池的容量保持曲线，从曲线中可以看出，该电池可以保持5次循环。

实施例3

将2g多壁碳管(山东大展纳米有限公司)加入200毫升去离子水和20毫升乙醇中，130w超声探头处理5小时，使得碳管在溶剂中分散均匀。之后，将样品加入喷雾干燥机(上海雅程仪器设备有限公司，型号yc-015)中，设定参数为：进风温度为200℃，出风温度为150℃，喷雾压力为40mpa，进样量为500ml/h，喷雾干燥所得即为碳纳米管微球。重复上述过程，以制备出足够使用的碳纳米管微球。

在充满氩气的手套箱中(水分含量≤10ppm，氧气≤10ppm)，将2克锂镁合金(天津中能锂业有限公司，其中镁含量(质量)为10％)和1克碳纳米管微球加入带有不锈钢反应釜的加热器中，加热至200摄氏度以上至合金熔融，搅拌20分钟，冷却至室温，所得产品即为锂镁合金碳复合材料。

按照丁苯橡胶：聚苯乙烯：乙炔黑：锂镁合金碳复合材料：对二甲苯＝20mg：20mg：40mg：320mg：1.5ml称取各物质，置于玻璃瓶中搅拌过夜(大于10小时)。其中丁苯橡胶和聚苯乙烯为粘结剂，乙炔黑为导电剂，对二甲苯为溶剂。将搅拌均匀的浆料涂布在铜箔上，刮刀厚度为250微米，铜箔厚度为10微米。60℃真空过夜烘干(大于10小时，-0.1mpa)。将烘干的极片冲成直径为15毫米的圆片，作为锂氧电池的负极。上述过程在充满氩气的手套箱中(水分含量≤10ppm，氧气≤10ppm)进行。

锂氧电池的正极极片的制备过程如实施例1中所述。

锂氧电池的组装和测试如实施例1中所述。

图5是锂氧电池的第1次和第7次循环的充放电曲线，采用上述材料和办法制备负极极片，可以使得锂氧电池工作。且电池具有较高的容量。

图6是该锂氧电池的容量保持曲线，从曲线中可以看出，该电池可以维持7次循环。

应当理解，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。