摘要
锂空气电池以其高能量密度和环境友好等优势得到了业界广泛的关注，其中有机电解液体系是研究的重点。本文针对该体系的电池在空气中放电时电解液易挥发、易吸水和产物堵塞空气电极等问题开展工作。 综合运用恒流放电、EIS、XRD和SEM等方法对放电性能、阻抗和放电产物进行了较为系统的研究。制备的电池以0.1mA/cm2在25℃、RH30％空气中，截止电压为1.5V（条件下同），放电205h。经分析，电池中电解液挥发导致的电荷转移阻抗增加是其放电终止的主要原因。 选择了具有憎水性的流延聚丙烯(CPP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)低气体透过性膜和对H2O、O2选择性透过的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为防水透氧膜。在使用CPP、PE、PET膜时，电池在0.01mA/cm2下分别能放电498h、801h和1627h。使用145μmPDMS膜在0.1mA/cm2下放电时间为301h，比容量为4703mAh/g碳。 研究了空气电极中碳材料的种类、载量，粘结剂的种类、组分和空气电极孔率等对放电性能的影响。科琴黑ECP-600JD兼顾了高比表面和较高的孔体积因而获得了较好的放电性能;碳载量为9mg/cm2时电池可放电310h，比容量为3444mAh/g碳;PTFE粘结剂和78％的空气电极孔率时均具有较好的放电性能，电池可放电351h，比容量为3900mAh/g碳。 对电解液中溶剂、锂盐的成分和配比以及电解液用量等进行了较为系统的研究。结果表明，PC（碳酸丙烯酯）和PC/EC（碳酸乙烯酯）的挥发性和吸湿性较小，更适宜用于上述电池;电解液吸湿性主要受锂盐影响;2025型扣式电池中，230mg的1MLiAsF6PC/EC（体积比1:1）电解液的电池放电平台在2.8V左右，放电时间为508h，放电比容量为5644mAh/g碳。
NETL