[发明专利]一种不对称的锂氧电池

权利要求书

1.一种不对称的锂氧电池，其特征在于，以过氧化锂为正极活性物质，将混合均匀的过氧化锂和催化剂负载在多孔碳材料上形成正极，可脱嵌锂离子的材料为负极；所述过氧化锂在正极材料中质量含量为1~50%。

2.根据权利要求1所述的锂氧电池，其特征在于，所述的正极材料通过两段真空球磨制成；第一段球磨是先将过氧化锂和催化剂真空球磨后，再加入多孔碳材料进行第二段球磨；其中球料比5~100:1。

3.根据权利要求2所述的锂氧电池，其特征在于，所述的两段真空球磨是在真空条件下，先将过氧化锂和催化剂在转速50~1000r/min时球磨0.5~20小时后；加入多孔碳材料在转速50~1000r/min时再球磨0.5~20小时。

4.根据权利要求1所述的锂氧电池，其特征在于，所述可脱嵌锂离子的材料的嵌锂电位不大于2.9V。

5.根据权利要求1所述的锂氧电池，其特征在于，所述可脱嵌锂离子的材料为石墨、无定形碳、硅、硅的氧化物、硅合金、锡的氧化物、锡合金或钛酸锂中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的锂氧电池，其特征在于，所述负极脱嵌锂材料容纳锂离子的摩尔量不少于正极活性物质的过氧化锂中锂离子的摩尔量。

7.根据权利要求1所述的锂氧电池，其特征在于，所述多孔碳材料的比表面积为100~3000m²/g。

8.根据权利要求1或7任一项所述的锂氧电池，其特征在于，所述多孔碳材料为活性碳、中间相碳微球、介孔碳、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的锂氧电池，其特征在于，锂氧电池的电解介质包括：有机电解液或固体电解质；所述的有机电解液是LiPF₆、LiPF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CFSO₂)₂、LiC(SO₂CF₃)₃或LiBOB中的一种或几种溶于EC、PC、DMC、DEC或EMC中一种或几种，或者溶于DME、TEGDME中的一种或两种形成的电解液；所述固体电解质包括：含PEO基或PAN基的有机固体电解质，或锂硫化物、锂氧化物或锂磷酸盐无机固体电解质中的一种或几种。

10.根据权利要求2所述的锂氧电池，其特征在于，按如下步骤制备：

（1）将过氧化锂与催化剂置入球磨机中真空机械球磨10小时，然后再加入活性碳继续真空球磨10小时，球磨转速500r/min，球料比50:1；

（2）将混合粉末与导电碳和粘接剂按重量比80:10:10混合制成正极，极片冲压成直径为10mm的电极片，以石墨为负极，电解液为1M LiTFSI/TEGDME；

所述（1）步中的催化剂为金属单质Pt、Au、Ag、Co、V、Pd、Mo、Ni，金属氧化物MnO₂、Co₃O₄、Fe₂O₃、V₂O₅、NiO，金属复合氧化物尖晶石型、钙钛矿型，过渡金属有机螯合物MoN₃中的一种或几种。