[发明专利]具有连续流程的石墨烯系电池电极

权利要求书

1.一种金属-空气电池，其具有包含石墨烯的空气电极，该空气电极的特征在于无规排列的石墨烯纳米片材，其形成限定穿过所述空气电极的连续流程的通道网络；以及在于通过该通道扩散的氧。

2.权利要求1的金属-空气电池，还包括与石墨烯纳米片材混合的碳材料，该碳材料具有大于1cc/g的中孔体积。

3.权利要求1的金属-空气电池，其中至少一部分空气电极包括氟化的石墨烯纳米片材（CF_x，其中0.5<x<1.5）。

4.权利要求1的金属-空气电池，其中空气电极还包括沉积于该电极表面的催化剂，该催化剂包括过渡金属或过渡金属氧化物。

5.权利要求1的金属-空气电池，其中通道具有0.1至10μm的平均直径。

6.权利要求1的金属-空气电池，其中金属包括Zn、Na、Mg、Fe、Ca或Al。

7.权利要求1的金属-空气电池，其中金属包括Li。

8.权利要求7的金属-空气电池，具有大于或等于5000mAh/g石墨烯/碳的比容量。

9.权利要求1的金属-空气电池，还包括包含醚类、甘醇二甲醚类或其结合物的电解质。

10.权利要求9的金属-空气电池，其中电解质包括双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺锂(LiTFSI)的三（乙二醇）二甲醚（三甘醇二甲醚）溶液。

11.权利要求9的金属-空气电池，其中电解质包括LiTFSI的二（乙二醇）二丁醚（或二甘醇二丁醚）溶液。

12.权利要求1的金属-空气电池，还包括储存于与通道相邻的中孔中的放电产物。

13.一种锂-空气电池，其具有大于或等于5000mAh/g石墨烯/碳的比容量并且具有包含石墨烯的空气电极，所述空气电极包括无规排列的石墨烯纳米片材，其形成限定穿过所述空气电极的连续流程的通道网络；通过该通道扩散的氧；和与石墨烯纳米片材混合的碳材料，该碳材料具有大于1cc/g的中孔体积。

14.权利要求13的锂-空气电池，其中空气电极还包括沉积于该电极表面的催化剂，该催化剂包括过渡金属或过渡金属氧化物。

15.权利要求13的锂-空气电池，其中通道具有0.1至5μm的平均直径。

16.权利要求13的锂-空气电池，其中至少一部分空气电极包括氟化的石墨烯纳米片材（CF_x，其中0.5<x<1.5）。

17.权利要求13的锂-空气电池，还包括包含醚类、甘醇二甲醚类或其结合物的电解质。

18.权利要求17的锂-空气电池，其中电解质包括双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺锂(LiTFSI)的三（乙二醇）二甲醚（三甘醇二甲醚）溶液。

19.权利要求17的锂-空气电池，其中电解质包括LiTFSI的二（乙二醇）二丁醚（或二甘醇二丁醚）溶液。

20.一种锂系电池，其具有大于或等于8000mAh/g石墨烯/碳的比容量并且具有包含石墨烯的电极，所述电极包括无规排列的石墨烯纳米片材，其形成限定流体穿过所述电极的连续流程的通道网络；与石墨烯纳米片材混合的碳材料，该碳材料具有大于1cc/g的中孔体积；和电解质，其包括甘醇二甲醚类、醚类或两者。

21.一种电池，其具有包含石墨烯的阴极，所述阴极的特征在于无规排列的石墨烯纳米片材，其形成限定穿过所述阴极的连续流程的通道网络；以及在于通过该通道扩散的液体电解质。

22.权利要求21的电池，其中石墨烯纳米片材的长度、宽度或两者平均小于1μm。

23.权利要求21的电池，其中石墨烯纳米片材的长度、宽度或两者平均小于30nm。

24.权利要求21的电池，其中至少一部分阴极包括氟化的石墨烯纳米片材（CF_x，其中0.5<x<1.5）。

25.权利要求21的电池，还包括包含锂的阳极。