[发明专利]锂-空气电池及其制备方法

权利要求书

1.一种锂-空气电池，其包括：

阴极；

凝胶聚合物电解质膜，其包括第一凝胶聚合物电解质膜和第二凝胶聚合物电解质膜；以及

阳极，

其中第一凝胶聚合物电解质膜与阴极接触，第二凝胶聚合物电解质膜与阳极接触，以及

其中第一凝胶聚合物电解质膜包括第一聚合物基质和浸入第一聚合物基质中的第一电解质，第二凝胶聚合物电解质膜包括第二聚合物基质和浸入第二聚合物基质中的第二电解质，

其中第一聚合物基质和第二聚合物基质相同或不同。

2.根据权利要求1所述的锂-空气电池，其中，第一聚合物基质和/或第二聚合物基质具有其中聚合物链与彼此交联的半互穿聚合物网络结构。

3.根据权利要求2所述的锂-空气电池，其中，第一聚合物基质和第二聚合物基质包含一种或多种选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯-共-聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯的聚合物。

4.根据权利要求1所述的锂-空气电池，其中，第一电解质包含一种或多种选自酰胺类化合物、腈类化合物和硫类化合物的有机溶剂。

5.根据权利要求1所述的锂-空气电池，其中，第一聚合物基质与第一电解质的以重量计的混合比为10:90至40:60。

6.根据权利要求1所述的锂-空气电池，其中，第二电解质包含一种或多种选自醚类化合物、碳酸酯类化合物和离子液体的有机溶剂。

7.根据权利要求1所述的锂-空气电池，其中，第二聚合物基质与第二电解质的以重量计的混合比为30:70至40:60。

8.根据权利要求1所述的锂-空气电池，其中，第一凝胶聚合物电解质膜的厚度大于第二凝胶聚合物电解质膜的厚度。

9.根据权利要求1所述的锂-空气电池，所述锂-空气电池进一步包括：

隔膜，其设置在第一凝胶聚合物电解质膜和第二凝胶聚合物电解质膜之间。

10.根据权利要求9所述的锂-空气电池，其中，隔膜包括锂离子传导隔膜或聚合物隔膜。

11.一种制备锂-空气电池的方法，所述方法包括：

通过在阴极的第一表面上涂布第一凝胶聚合物电解质浆料来制备第一凝胶聚合物电解质膜；

通过在阳极的第一表面上涂布第二凝胶聚合物电解质浆料来制备第二凝胶聚合物电解质膜；以及

将第一凝胶聚合物电解质膜结合到第二凝胶聚合物电解质膜上，从而使得阴极的第一表面和阳极的第一表面面向彼此，

其中第一凝胶聚合物电解质膜包括第一聚合物基质和浸入聚合物基质中的第一电解质，第二凝胶聚合物电解质膜包括第二聚合物基质和浸入聚合物基质中的第二电解质。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，第一凝胶聚合物电解质浆料包含量为13至28重量％的第一聚合物，量为62至84重量％的第一电解质，量为1至3重量％的第一引发剂，以及量为2至7重量％的第一交联剂，所有重量％均以第一凝胶聚合物电解质浆料的总重量计。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，制备第一凝胶聚合物电解质膜包括将涂布在阴极的一个表面上的第一凝胶聚合物电解质浆料在60℃至80℃的温度下聚合6至12小时，以形成第一凝胶聚合物电解质膜。

14.根据权利要求11所述的方法，所述方法进一步包括：

在制备第一凝胶聚合物电解质膜之后，额外将第一电解质浸入第一凝胶聚合物电解质膜的第一聚合物基质中。