[发明专利]用于锂空气电池的电解质及包括其的锂空气电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0110718的权益，其公开内容全部通过参考引入本文。

技术领域

本公开内容涉及用于锂空气电池的电解质及包括其的锂空气电池。

背景技术

锂空气电池包括其中锂离子能嵌入和能脱嵌的负极、包括作为正极活性物质的氧气和氧的氧化还原催化剂的正极、以及在所述正极和负极之间的锂离子传导介质。

锂空气电池具有3000Wh/kg或更大的理论能量密度，其是锂离子电池的理论能量密度的约10倍大。另外，锂空气电池是环境安全的且具有比锂离子电池好的稳定性。因此，已积极开发锂空气电池。

锂空气电池可使用含水电解质或非水电解质作为锂离子传导介质。但是，电解质的蒸发使电池的性能退化，且因此防止其的方法是期望的。

发明内容

提供蒸发被抑制的用于锂空气电池的电解质和包括该电解质的具有改善的电特性的锂空气电池。

另外的方面将在随后的描述中部分地阐明，且部分地将从所述描述明晰，或者可通过所提供的实施方式的实践获知。

根据本发明的一方面，锂空气电池包括：其中锂离子能嵌入和能脱嵌的负极；锂离子传导固体电解质膜；和使用氧气作为正极活性物质的正极，其中在所述锂离子传导固体电解质膜和所述正极之间包括电解质，所述电解质包括锂离子传导聚合物、由下式1表示的化合物和锂盐：

式1

其中R₁和R₆各自独立地可表示氢原子、硝基、氨基、卤素原子、氰基、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C20杂芳基、或者取代或未取代的C3-C20碳环基团；R₂-R₅各自独立地可表示氢原子、硝基、氨基、羟基、卤素原子、氰基、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烷氧基羰基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C20碳环基团、取代或未取代的C3-C30杂芳基、取代或未取代的C2-C20烷基羰基、取代或未取代的C7-C30芳基羰基、或者取代或未取代的C4-C30杂芳基羰基；和n可在1-20范围内。

所述电解质在以下称作第一电解质。

所述锂离子传导固体电解质膜可设置在所述负极和所述正极之间，并形成在所述负极的一个表面上。

在所述负极和所述锂离子传导固体电解质膜之间可进一步包括第二电解质。所述第二电解质可为包括非水溶剂和锂盐的液体电解质、无机固体电解质膜、固体聚合物电解质膜、或其组合。

在所述锂离子传导固体电解质膜和所述正极之间可进一步设置隔板。

根据本发明的另一方面，用于锂空气电池的电解质包括锂离子传导聚合物、由下式1表示的化合物和锂盐：

式1

其中R₁和R₆各自独立地可表示氢原子、硝基、氨基、卤素原子、氰基、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C20杂芳基、或者取代或未取代的C3-C20碳环基团；R₂-R₅各自独立地表示氢原子、硝基、氨基、羟基、卤素原子、氰基、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烷氧基羰基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C20碳环基团、取代或未取代的C3-C30杂芳基、取代或未取代的C2-C20烷基羰基、取代或未取代的C7-C30芳基羰基、或者取代或未取代的C4-C30杂芳基羰基；和

n在1-20范围内。

根据本发明的另一方面，锂空气电池包括上述电解质。

附图说明

从结合附图考虑的实施方式的下列描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，在附图中：

图1是显示根据本发明的实施方式的锂空气电池的工作原理的图；

图2是根据本发明的实施方式的锂空气电池的示意图；

图3是显示观察到的根据制备实施例1和制备对比例1制备的第一电解质的随着时间的重量变化的结果的图；和