[发明专利]一种锂空气电池及其制备方法

权利要求书

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体形成的收容空间内，所述电解质层位于正极层和负极层之间，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且在锂空气电池第一次放电后完全消失的锂源负极活性材料层，所述锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的10～20％；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。

5.一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，且所述锂源负极活性材料层在锂空气电池第一次放电后完全消失，制得负极层；所述锂源负极活性材料层的质量为锂储存层质量的10～20％；

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。

6.如权利要求5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。

7.如权利要求5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。

8.如权利要求5至7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，所述将所述浆料烘干，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。