[发明专利]一种可以低温工作的锂二氧化碳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种可以低温工作的锂二氧化碳电池，其特征在于，具体组成如下：以金属锂为负极；以溶解有锂盐的有机醚类溶剂为耐低温电解液；以耐低温多孔膜为隔膜；以负载有催化剂的多孔电极为催化正极；以高分子选择性透过膜为正极保护层；所述低温为工作温度可以≤0℃。

2.根据权利要求1所述的可以低温工作的锂二氧化碳电池，其特征在于，所述耐低温电解液中，锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双（三氟甲烷磺酰基）咪唑锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、硝酸锂中的一种或几种，有机醚类溶剂为1,3-二氧环戊烷、2-甲基-四氢呋喃、2-二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一种或几种混合。

3.根据权利要求2所述的可以低温工作的锂二氧化碳电池，其特征在于，所述隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、纤维素隔膜、玻璃纤维隔膜、聚酰亚胺隔膜、聚酯隔膜中的一种。

4.根据权利要求3所述的可以低温工作的锂二氧化碳电池，其特征在于，所述催化正极中，催化剂为铱碳、钌碳、铂碳、四氧化三钴、氧化锰、二硫化钼中的一种或几种混合，多孔电极为气体扩散电极、导电碳纸、泡沫镍、不锈钢泡沫、碳纳米管薄膜等中的一种，粘结剂为聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、全氟磺酸型聚合物溶液中的一种。

5.根据权利要求4所述的可以低温工作的锂二氧化碳电池，其特征在于，所述的高分子选择性透过膜为聚乙烯膜、有机硅聚二甲基硅氧烷膜、石蜡膜等中的一种。

6.一种如权利要求1-5之一所述的可以低温工作的锂二氧化碳电池的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）耐低温电解液的制备

将锂盐充分溶解于有机醚类溶剂中，锂盐浓度为0.1-2.0M，并在电解液中加入适量锂屑或分子筛等对电解液进行干燥处理；

（2）催化正极的制备

将催化剂与粘结剂混合粉末充分研磨并在氮甲基吡咯烷酮溶液中，催化剂与粘结剂的质量比为4:1-10:1，分散液中催化剂浓度为1-10mg·mL^-1，用喷枪将上述分散液均匀喷涂在多孔电极表面，喷涂时热处理温度为100-220℃，热处理时间为0.5-2.0h，催化剂单位面积负载量为0.1-1.0mg·cm^-2；

（3）锂二氧化碳电池的组装

以锂片作为电池负极，以溶有锂盐的有机醚类溶剂作为耐低温电解液，滴加50-200μL上述电解液于所述的隔膜上，以负载有催化剂的多孔电极为催化正极，以高分子选择性透过膜作为正极保护层组装电池，组装即得到所需的可以低温工作的锂二氧化碳电池。