[发明专利]一种全封闭结构有机电解质锂氧电池及其制作方法

权利要求书

1.一种全封闭结构有机电解质锂氧电池，其特征在于，所述的全封闭结构有机电解质锂氧电池包括电池组外壳（1）、锂氧电池单元（2）、进气口（3）、出气口（4）、正极接线柱（5）和负极接线柱（6）；

所述的进气口（3）、出气口（4）设置于电池组外壳（1）上，连接阀门，可分别与氧气瓶、真空泵连接；

所述的锂氧电池单元（2）位于电池组外壳（1）内部，包括单元外壳（21）、锂氧电池芯（22）和电池电芯槽（23），所述的锂氧电池芯（22）放置于电池电芯槽（23）中；所述的锂氧电池芯（22）包括依次排布的硅胶槽（221）、负极集流体（222）、锂片负极（223）、隔膜（224）、正极（225）、正极集流体（226）和气体导槽（227）；所述的正极集流体（226）、负极集流体（222）分别通过汇流排与正极接线柱（5）、负极接线柱（6）相连；所述的硅胶槽（221）结构由封底（2211）和边框（2212）构成，以保护锂片负极防止电解液挥发或泄漏；所述的气体导槽（227）正反两面都开设横向气体流道（2271）和纵向气体流道（2272），横向气体流道（2271）和纵向气体流道（2272）交点处开设通孔（2273），以确保气体能够均匀的到达电池正极。

2.一种全封闭结构有机电解质锂氧电池的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）电解液配制：

支持电解质使用前在100~180 ℃的真空干燥箱中干燥12~24 h；在手套箱内，将干燥后的支持电解质溶解到有机溶剂中，制成浓度为0.1 ~ 5.0 mol/L的电解液，加入活化后的分子筛，除去电解液中的微量水分，然后封闭保存于手套箱内备用；

（2）电池组装：

在氩气保护下，将硅胶槽（221）、负极集流体（222）、锂片负极（223）、隔膜（224）、正极（225）、正极集流体（226）和气体导槽（227）按照顺序组装成具有开放结构的锂氧电池芯（22），并以正极几何面积计，向隔膜（224）滴加0.1～0.4 mL/cm²的电解液；

将锂氧电池芯（22）按顺序排列，组装到单元外壳（21）内相应的电池电芯槽（23）中，并将正极集流体（226）和负极集流体（222）分别通过汇流排通过汇流排与正极接线柱（5）、负极接线柱（6）相连，将电流导出到电池组外壳（1）外部；封闭电池组外壳（1），检查电池的气密性；

（3）化成处理：

电池组外壳（1）设有进气口（3）、出气口（4）各1个，分别带有控制阀；其中，将进气口（3）连接氧气瓶，出气口（4）连接真空泵；首先，打开出气阀，启动连接的真空泵，排出电池组外壳（1）内部气体，至0.01-0.05MPa时关闭出气阀；然后，打开进气阀通入氧气，使电池组外壳（1）内部充满纯氧，保持压强1atm，完成1次换气操作；重复换气操作1～3次；

将电池静置10～20h，然后以正极几何面积计，以小电流密度0.001～0.01mA/cm²和小容量10～500mAh/m²充放电循环5～20次进行活化；然后，以电流密度0.01～0.1mA/cm²和容量100-5000mAh/m²放电；结束后，进行换气操作1次；封闭锂氧电池的进气口（3）、出气口（4），使电池处于全封闭状态，完成化成处理。

3.根据权利要求2所述的一种全封闭结构有机电解质锂氧电池的制备方法，其特征在于，所述支持电解质为高氯酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、硝酸锂、六氟磷酸锂或四氟硼酸锂。

4.根据权利要求2所述的一种全封闭结构有机电解质锂氧电池的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲醚、二甲亚砜或四乙二醇二甲醚。

5.根据权利要求2所述的一种全封闭结构有机电解质锂氧电池的制备方法，其特征在于，制备得到的全封闭结构有机电解质锂氧电池使用前先进行预充电，条件为电流密度0.1～1 mA/cm²，容量500～5000 mAh/m² ；然后，该锂氧电池即可以正常使用，以正极几何面积计，充放电条件为电流密度0.1～1 mA/cm²，容量500～5000 mAh/m²，循环充放电过程中无需补充氧气。