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电芯叠片、锂空气二次电池单元及其组装方法

阅读：891发布：2024-01-02

专利汇可以提供电芯叠片、锂空气二次电池单元及其组装方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电芯叠片、锂空气二次电池单元及其组装方法，属于电池技术领域。该电芯叠片包括上密封垫片、上空气正极、上隔膜、金属锂负极、下隔膜、下空气正极、下密封垫片、负极极耳。该锂空气二次电池单元基于该电芯叠片而实现。通过该组装方法能够组装得到该锂空气二次电池单元。该锂空气二次电池单元可以正常充放电，且容量远大于常规的扣式电池及Swaglok型电池。，下面是电芯叠片、锂空气二次电池单元及其组装方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电芯叠片，其特征在于，包括上密封垫片、上空气正极、上隔膜、金属锂负极、下隔膜、下空气正极、下密封垫片、负极极耳，
所述上密封垫片中心开设有第一通孔，所述上空气正极放置于所述第一通孔中，紧贴上密封垫片上表面，所述上密封垫片还开设有上密封垫片注液孔，并与第一通孔相通；
所述下密封垫片中心开设有第二通孔，所述下空气正极放置于所述第二通孔中，紧贴下密封垫片下表面，所述下密封垫片还开设有下密封垫片注液孔，并与第二通孔连通；
所述第一通孔与第二通孔规格相同并对准；
所述上空气正极、上隔膜、金属锂负极、下隔膜、下空气正极依次叠置，所述负极极耳由所述金属锂负极伸出；
所述上密封垫片上设有上密封垫片气道孔进口、上密封垫片气道孔出口，
所述下密封垫片上设有下密封垫片气道孔进口、下密封垫片气道孔出口，
所述上密封垫片气道孔进口与下密封垫片气道孔进口对准，所述上密封垫片气道孔出口与下密封垫片气道孔出口对准；
所述上密封垫片注液孔、下密封垫片注液孔的数量分别至少为对应的2个。
2.根据权利要求1所述的电芯叠片，其特征在于，所述上密封垫片厚度与下密封垫片厚度之和≤所述上空气正极、上隔膜、金属锂负极、下隔膜、下空气正极厚度之和。
3.根据权利要求1所述的电芯叠片，其特征在于，
所述金属锂负极的规格≤所述上隔膜和所述下隔膜的规格。
4.根据权利要求1所述的电芯叠片，其特征在于，
所述上空气正极、下空气正极分别包括集流层和反应层，
所述集流层选自碳纸、碳布、巴基纸、金属网、泡沫金属中的至少一种材质制成。
5.根据权利要求1所述的电芯叠片，其特征在于，所述上隔膜、下隔膜分别选自玻璃纤维、聚丙烯、聚乙烯中的至少一种材质制成。
6.根据权利要求1所述的电芯叠片，其特征在于，所述上密封垫片、下密封垫片分别选自橡胶、聚四氟乙烯、派热克斯玻璃、玻璃/陶瓷复合材料中的至少一种材质制成。
7.一种锂空气二次电池单元，其特征在于，由上至下依次包括上端板、上气体导流板、权利要求1～6中任一所述的电芯叠片、下气体导流板、下端板，
所述上端板上设有上端板气道孔进口、上端板气道孔出口，
所述上气体导流板上设有上气体导流板气道孔进口、上气体导流板气道孔出口，上气体导流板下表面设有第一气体导流机构，
所述下气体导流板上表面设有第二气体导流机构，
所述上端板气道孔进口、上气体导流板气道孔进口、第一气体导流机构、上密封垫片气道孔进口、下密封垫片气道孔进口、第二气体导流机构、下密封垫片气道孔出口、上密封垫片气道孔出口、上气体导流板气道孔出口、上端板气道孔出口连通；
所述上端板上设有上端板注液孔，
所述上气体导流板上设有上气体导流板注液孔，
所述上端板注液孔、上气体导流板注液孔、上密封垫片注液孔、下密封垫片注液孔依次连通；
所述上端板与下端板之间固定连接。
8.根据权利要求7所述的锂空气二次电池单元，其特征在于，所述上气体导流板与下气体导流板上设有凸出的极耳。
9.根据权利要求7所述的锂空气二次电池单元，其特征在于，所述导流机构包括第一导流板气孔道、第二导流板气孔道、导流槽，
所述导流槽设置于所述第一导流板气孔道和第二导流板气孔道之间，
所述第一导流板气孔道向左侧具有第一凸出部，所述第二导流板气孔道向右侧具有第二凸出部，
所述上端板气道孔进口、上气体导流板气道孔进口、上密封垫片气道孔进口、下密封垫片气道孔进口、第一凸出部、第二凸出部、下密封垫片气道孔出口、上密封垫片气道孔出口、上气体导流板气道孔出口、上端板气道孔出口依次连通。
10.根据权利要求7所述的锂空气二次电池单元，其特征在于，
所述上端板上设有上端板第一螺纹孔、上端板第二螺纹孔、上端板第三螺纹孔、上端板第四螺纹孔；
所述下端板上设有下端板第一螺纹孔、下端板第二螺纹孔、下端板第三螺纹孔、下端板第四螺纹孔；
所述上端板第一螺纹孔与所述下端板第一螺纹孔对准，
所述上端板第二螺纹孔与所述下端板第二螺纹孔对准，
所述上端板第三螺纹孔与所述下端板第三螺纹孔对准，
所述上端板第四螺纹孔与所述下端板第四螺纹孔对准，
通过锁紧螺栓能够将所述上端板与所述下端板固定连接。
11.根据权利要求7所述的锂空气二次电池单元，其特征在于，所述上气体导流板下表面、下气体导流板上表面之间的导流槽流场选自平行流场、蛇形流场、交指型流场、点状流场、仿生流场中的一种。
12.根据权利要求7所述的锂空气二次电池单元，其特征在于，所述锂空气二次电池单元的电解液包括有机溶剂和锂盐；
所述有机溶剂选自碳酸酯类、醚类、酰胺类、砜类、亚砜类、离子液体中的至少一种；
所述锂盐选自LiPF6,LiBF4,LiB(CN)4,LiClO4,LiSO3CF3,LiN(SO2CF3)2中的至少一种。
13.根据权利要求7所述的锂空气二次电池单元，其特征在于，所述上端板、下端板分别选自金属、有机玻璃、工程塑料、木质材料中的一种制成。
14.根据权利要求7所述的锂空气二次电池单元，其特征在于，所述锂空气二次电池单元的横截面选自四边形、圆形、三角形、扇形、不规则图形中的一种。
15.权利要求7～14中任一所述的锂空气二次电池单元的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述上空气正极组装至所述上密封垫片；
将所述下空气正极组装至所述下密封垫片；
将所述负极极耳组装至所述金属锂负极；
自下之上依次叠放所述下端板、下气体导流板、组装有所述下空气正极的下密封垫片、下隔膜、组装有负极极耳的金属锂电极、上隔膜、组装有所述上空气正极的上密封垫片、上气体导流板、上端板；
将所述上端板、下端板固定连接在一起；
通过注液孔注入电解液，使得所述上隔膜和下隔膜均被所述电解液浸湿；
连接外部电路及气路，完成所述锂空气二次电池单元的组装。
16.根据权利要求15所述的锂空气二次电池单元的组装方法，其特征在于，通过注液孔注入电解液时，从其中一组注液孔注入电解液，同时，从剩余的注液孔抽负压。
17.根据权利要求15所述的锂空气二次电池单元的组装方法，其特征在于，所述方法是在干燥的环境中进行的。
18.根据权利要求15所述的锂空气二次电池单元的组装方法，其特征在于，在对所述锂空气二次电池单元进行组装之前，还包括对所述上端板、上气体导流板、上密封垫片、上空气正极、上隔膜、下密封垫片、下隔膜、下空气正极、负极极耳、下气体导流板、下端板进行干燥的步骤。
19.根据权利要求18所述的锂空气二次电池单元的组装方法，其特征在于，所述干燥的步骤是通过烘干实现的。
20.根据权利要求19所述的锂空气二次电池单元的组装方法，其特征在于，在执行所述烘干的步骤时，烘箱的温度取值范围是60℃～100℃，持续时间的取值范围是2h～15h。

说明书全文

电芯叠片、锂空气二次电池单元及其组装方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电芯叠片、锂空气二次电池单元及其组装方法。

背景技术

[0002] 随着社会经济的不断发展，能源资源短缺、环境污染及全球变暖已逐渐成为必须面对的社会问题。面对当前能源和环境问题备受关注的国际大背景下，革命性的能源技术、节能技术和环境保护技术的综合开发和利用已成为当前的首要课题，研究与开发高性能的电源体系及其材料势在必行。

[0003] 锂空气电池是一种以金属锂或含锂合金作为负极，以空气中的氧气作为正极反应物的高比能化学电源，其理论比能量以Li2O2为放电产物计，高达3505Wh/kg，远远高于传统的锂离子电池，是一种很有前景的新体系电池。发展锂空气电池对未来的新能源汽车及清洁能源储能有重要的意义。

[0004] 由于锂空气电池的正极反应物是空气中的氧气，电池放电时，正极需要从外界得到氧气发生反应。目前锂空气电池测试时多采用扣式或软包形式。氧气通过正极盖板上的气孔(扣式电池)或铝塑膜上的开孔(软包)进出空气正极。采用这种形式，氧气以自由扩散的方式与空气正极进行气体交换，速率与效率较低，空气正极的利用率不高。特别是对于大面积空气正极，均匀地提供反应气体是十分重要的，传统的锂空气电池未考虑这一点，很难将空气均匀分配到空气正极不同区域。此外，传统的锂空气电池，如Swaglok型锂空气电池，结构稳定性不高、组装较为复杂。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明提供一种电芯叠片、基于该电芯叠片而形成的锂空气二次电池单元，及，该锂空气二次电池单元的组装方法，从而更加适于实用。

[0006] 为了达到上述第一个目的，本发明提供的电芯叠片技术方案如下：

[0007] 本发明提供的电芯叠片包括上密封垫片、上空气正极、上隔膜、金属锂负极、下隔膜、下空气正极、下密封垫片、负极极耳，

[0008] 所述上密封垫片中心开设有第一通孔，所述上空气正极放置于所述第一通孔中，紧贴上密封垫片上表面，所述上密封垫片还开设有上密封垫片注液孔，并与第一通孔相通；

[0009] 所述下密封垫片中心开设有第二通孔，所述下空气正极放置于所述第二通孔中，紧贴下密封垫片下表面，所述下密封垫片还开设有下密封垫片注液孔，并与第二通孔连通；

[0010] 所述第一通孔与第二通孔规格相同并对准；

[0011] 所述上空气正极、上隔膜、金属锂负极、下隔膜、下空气正极依次叠置，所述负极极耳由所述金属锂负极伸出；

[0012] 所述上密封垫片上设有上密封垫片气道孔进口、上密封垫片气道孔出口，[0013] 所述下密封垫片上设有下密封垫片气道孔进口、下密封垫片气道孔出口，[0014] 所述上密封垫片气道孔进口与下密封垫片气道孔进口对准，所述上密封垫片气道孔出口与下密封垫片气道孔出口对准；

[0015] 所述上密封垫片注液孔、下密封垫片注液孔的数量分别至少为对应的2个。

[0016] 本发明提供的电芯叠片还可采用以下技术措施进一步实现。

[0017] 作为优选，所述上密封垫片厚度与下密封垫片厚度之和≤所述上空气正极、上隔膜、金属锂负极、下隔膜、下空气正极厚度之和。

[0018] 作为优选，所述金属锂负极的规格≤所述上隔膜，和，所述下隔膜的规格。

[0019] 作为优选，所述上空气正极、下空气正极分别包括集流层和反应层，[0020] 所述集流层选自碳纸、碳布、巴基纸、金属网、泡沫金属中的至少一种材质制成。

[0021] 作为优选，所述上隔膜、下隔膜分别选自玻璃纤维、聚丙烯、聚乙烯中的至少一种材质制成。

[0022] 作为优选，所述上密封垫片、下密封垫片分别选自橡胶、聚四氟乙烯、派热克斯玻璃、玻璃/陶瓷复合材料中的至少一种材质制成。

[0023] 为了达到上述第二个目的，本发明提供的锂空气二次电池单元技术方案如下：

[0024] 本发明提供的锂空气二次电池单元由上至下依次包括上端板、上气体导流板、本发明提供的电芯叠片、下气体导流板、下端板，

[0025] 所述上端板上设有上端板气道孔进口、上端板气道孔出口，

[0026] 所述上气体导流板上设有上气体导流板气道孔进口、上气体导流板气道孔出口，上气体导流板下表面设有第一气体导流机构，

[0027] 所述下气体导流板上表面设有第二气体导流机构，

[0028] 所述上端板气道孔进口、上气体导流板气道孔进口、第一气体导流机构、上密封垫片气道孔进口、下密封垫片气道孔进口、第二气体导流机构、下密封垫片气道孔出口、上密封垫片气道孔出口、上气体导流板气道孔出口、上端板气道孔出口连通；

[0029] 所述上端板上设有上端板注液孔，

[0030] 所述上气体导流板上设有上气体导流板注液孔，

[0031] 所述上端板注液孔、上气体导流板注液孔、上密封垫片注液孔、下密封垫片注液孔依次连通；

[0032] 所述上端板与下端板之间固定连接。

[0033] 本发明提供的锂空气二次电池单元还可采用以下技术措施进一步实现。

[0034] 作为优选，所述上气体导流板与下气体导流板上设有凸出的极耳。

[0035] 作为优选，所述导流机构包括第一导流板气孔道、第二导流板气孔道、导流槽，[0036] 所述导流槽设置于所述第一导流板气孔道和第二导流板气孔道之间，[0037] 所述第一导流板气孔道向左侧具有第一凸出部，所述第二导流板气孔道向右侧具有第二凸出部，

[0038] 所述上端板气道孔进口、上气体导流板气道孔进口、上密封垫片气道孔进口、下密封垫片气道孔进口、第一凸出部、第二凸出部、下密封垫片气道孔出口、上密封垫片气道孔出口、上气体导流板气道孔出口、上端板气道孔出口依次连通。

[0039] 作为优选，所述上端板上设有上端板第一螺纹孔、上端板第二螺纹孔、上端板第三螺纹孔、上端板第四螺纹孔；

[0040] 所述下端板上设有下端板第一螺纹孔、下端板第二螺纹孔、下端板第三螺纹孔、下端板第四螺纹孔；

[0041] 所述上端板第一螺纹孔与所述下端板第一螺纹孔对准，

[0042] 所述上端板第二螺纹孔与所述下端板第二螺纹孔对准，

[0043] 所述上端板第三螺纹孔与所述下端板第三螺纹孔对准，

[0044] 所述上端板第四螺纹孔与所述下端板第四螺纹孔对准，

[0045] 通过锁紧螺栓能够将所述上端板与所述下端板固定连接。

[0046] 作为优选，所述上气体导流板下表面、下气体导流板上表面之间的导流槽流场选自平行流场、蛇形流场、交指型流场、点状流场、仿生流场中的一种。

[0047] 作为优选，所述锂空气二次电池单元的电解液包括有机溶剂和锂盐；

[0048] 所述有机溶剂选自碳酸酯类、醚类、酰胺类、砜类、亚砜类、离子液体中的至少一种；

[0049] 所述锂盐选自LiPF6,LiBF4,LiB(CN)4,LiClO4,LiSO3CF3,LiN(SO2CF3)2中的至少一种。

[0050] 作为优选，所述上端板、下端板分别选自金属、有机玻璃、工程塑料、木质材料中的一种制成。

[0051] 作为优选，所述锂空气二次电池单元的横截面选自四边形、圆形、三角形、扇形、不规则图形中的一种。

[0052] 为了达到上述第三个目的，本发明提供的锂空气二次电池单元的组装方法技术方案如下：

[0053] 本发明提供的锂空气二次电池单元的组装方法包括以下步骤：

[0054] 将所述上空气正极组装至所述上密封垫片；

[0055] 将所述下空气正极组装至所述下密封垫片；

[0056] 将所述负极极耳组装至所述金属锂负极；

[0057] 自下之上依次叠放所述下端板、下气体导流板、组装有所述下空气正极的下密封垫片、下隔膜、组装有负极极耳的金属锂电极、上隔膜、组装有所述上空气正极的上密封垫片、上气体导流板、上端板；

[0058] 将所述上端板、下端板固定连接在一起；

[0059] 通过注液孔注入电解液，使得所述上隔膜和下隔膜均被所述电解液浸湿；

[0060] 连接外部电路及气路，完成所述锂空气二次电池单元的组装。

[0061] 本发明提供的锂空气二次电池单元的组装方法还可采用以下技术措施进一步实现。

[0062] 作为优选，通过注液孔注入电解也时，从其中一组注液孔注入电解液，同时，从剩余的注液孔抽负压。

[0063] 作为优选，所述方法是在干燥的环境中进行的。

[0064] 作为优选，在对所述锂空气二次电池单元进行组装之前，还包括对所述上端板、上气体导流板、上密封垫片、下密封垫片、上空气正极、上隔膜、下隔膜、下空气正极、负极极耳、下气体导流板、下端板进行干燥的步骤。

[0065] 作为优选，所述干燥的步骤是通过烘干实现的。

[0066] 作为优选，在执行所述烘干的步骤时，烘箱的温度取值范围是60℃～100℃，持续时间的取值范围是2h～15h。

[0067] 采用本发明提供的组装方法组装制成的具有该电芯叠片的锂空气二次电池单元与空气正极相接触的气体导流板一方面作为正极集流体，另一方面其表面的气体流道为锂空气电池空气正极端分配反应气体，可以达到气场分布均匀，气体流量及压力可控的效果；采用“正极-隔膜-负极-隔膜-正极”的叠片方式，锂负极作为公共负极；电池单元可靠性高、结构稳定性好、模块化水平高、无需软包电池热封等工艺，组装方便。根据该锂空气二次电池单元的首次充放电曲线图，可以证明该锂空气二次电池单元的可以正常充放电，且容量远大于实验室常规的扣式电池及Swaglok型电池。
附图说明

[0068] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

[0069] 图1为本发明实施例一提供的电芯叠片的爆炸图；

[0070] 图2为本发明实施例二提供的锂空气二次电池单元的爆炸图(其中，上空气正极、上隔膜、金属锂负极、下隔膜、下空气正极、负极极耳未示出)；

[0071] 图3为本发明实施例三提供的锂空气二次电池单元的组装方法的步骤流程图；

[0072] 图4为本发明实施例二提供的锂空气二次电池单元的首周充放电曲线(其中，充放电电流为0.1mA/cm2)。

具体实施方式

[0073] 本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种电芯叠片、基于该电芯叠片而形成的锂空气二次电池单元，及，该锂空气二次电池单元的组装方法，从而更加适于实用。

[0074] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电芯叠片、锂空气二次电池单元及其组装方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

[0075] 本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

[0076] 实施例1

[0077] 参见附图1，本发明实施例1提供的电芯叠片包括上密封垫片3a、上空气正极20、上隔膜21、金属锂负极22、下隔膜23、下空气正极24、负极极耳25、下密封垫片3b，上密封垫片3a中心开设有第一通孔27a，上空气正极20组装于第一通孔27a中，上空气正极20与上密封垫片3a之间还开设有第一上密封垫片注液孔15aa、第二上密封垫片注液孔15ab；下密封垫片3b中心开设有第二通孔27b，下空气正极24组装于第二通孔27b中，下空气正极24与下密封垫片3b之间还开设有第一下密封垫片注液孔15ba、第二下密封垫片注液孔15bb；上空气正极20、上隔膜21、金属锂负极22、下隔膜23、下空气正极24依次叠置，负极极耳25由金属锂负极22伸出；上密封垫片3a上设有上密封垫片气道孔进口13a、上密封垫片气道孔出口14a，下密封垫片3b上设有下密封垫片气道孔进口13b、下密封垫片气道孔出口14b，上密封垫片气道孔进口13a与下密封垫片气道孔进口13b对准，上密封垫片气道孔出口14a与下密封垫片气道孔出口14b对准。

[0078] 其中，第一通孔27a的规格与上空气正极20的规格相同，第二通孔27b的规格与下空气正极24的规格相同。在这种情况下，能够保证上空气正极20与上密封垫片3a之间密封，下空气正极24与下密封垫片3b之间密封。

[0079] 其中，上隔膜24的规格≥上空气正极20的规格，下隔膜23的规格≥下空气正极24的规格，金属锂负极22的规格小于上隔膜21，和，下隔膜23的规格。在这种情况下，能够保证上空气正极20、金属锂负极22、下空气电极24之间彼此绝缘。

[0080] 其中，上空气正极20、下空气正极24分别包括集流层和反应层，集流层选自碳纸、碳布、巴基纸、金属网、泡沫金属中的至少一种材质制成。

[0081] 其中，上隔膜21、下隔膜23分别选自纤维隔膜、聚丙烯、聚乙烯中的至少一种材质制成。

[0082] 其中，上密封垫片3a、下密封垫片3b分别选自橡胶、聚四氟乙烯、派热克斯玻璃、玻璃、陶瓷复合材料中的至少一种材质制成。

[0083] 实施例2

[0084] 参见附图2，本发明实施例2提供的锂空气二次电池单元由上至下依次包括上端板1、上气体导流板2、本发明实施例1提供的电芯叠片、下气体导流板4、下端板5，上端板1上设有上端板气道孔进口7、上端板气道孔出口8，上气体导流板2上设有上气体导流板气道孔进口10、上气体导流板气道孔出口11，上气体导流板2下表面与下气体导流板4上表面均设有气体导流机构，上端板气道孔进口7、上气体导流板气道孔进口10、上密封垫片气道孔进口
13a、下密封垫片气道孔进口13b、导流机构、下密封垫片气道孔出口14b、上密封垫片气道孔出口14a、上气体导流板气道孔出口11、上端板气道孔出口8依次连通；上端板1上设有第一上端板注液孔9a、第二上端板注液孔9b，上气体导流板2上设有第一上气体导流板注液孔
12a、第二上气体导流板注液孔12b，第一上端板注液孔9a、第一上气体导流板注液孔12a、第一上密封垫片注液孔15aa、第一下密封垫片注液孔15ba依次连通，第二上端板注液孔9b、第二上气体导流板注液孔12b、第二上密封垫片注液孔15ab、第二下密封垫片注液孔15bb依次连通；上端板1与下端板5之间固定连接。

[0085] 其中，下气体导流板4上设有凸出的极耳19b。在这种情况下，上气体导流板2上也设有突出的极耳19a，极耳19a上设有连接孔26a、极耳19b上设有连接孔26b，通过锁紧螺栓，能够将上气体导流板2、下气体导流板4固定连接在一起。

[0086] 其中，导流机构包括第一导流板气孔道16、第二导流板气孔道17、导流槽18，导流槽18设置于第一导流板气孔道16和第二导流板气孔道17之间，第一导流板气孔道16向左侧具有第一凸出部，第二导流板气孔道17向右侧具有第二凸出部，上端板气道孔进口7、上气体导流板气道孔进口10、上密封垫片气道孔进口13a、下密封垫片气道孔进口13b、第一凸出部、第二凸出部、下密封垫片气道孔出口14b、上密封垫片气道孔出口14a、上气体导流板气道孔出口11、上端板气道孔出口8依次连通。

[0087] 其中，上端板1上设有上端板第一螺纹孔1a、上端板第二螺纹孔1b、上端板第三螺纹孔1c、上端板第四螺纹孔1d；下端板上设有下端板第一螺纹孔6a、下端板第二螺纹孔6b、下端板第三螺纹孔6c、下端板第四螺纹孔6d；上端板第一螺纹孔1a与下端板第一螺纹孔6a对准，上端板第二螺纹孔1b与下端板第二螺纹孔6b对准，上端板第三螺纹孔1c与下端板第三螺纹孔6c对准，上端板第四螺纹孔1d与下端板第四螺纹孔6d对准，通过锁紧螺栓能够将上端板1与下端板5固定连接。

[0088] 其中，上气体导流板2下表面、下气体导流板4上表面之间的流场选自平行流场、蛇形流场、交指型流场、点状流场、仿生流场中的一种。

[0089] 其中，锂空气二次电池单元的电解液包括有机溶剂和锂盐；有机溶剂选自碳酸酯类、醚类、酰胺类、砜类、亚砜类、离子液体中的至少一种；锂盐选自LiPF6,LiBF4,LiB(CN)4,LiClO4,LiSO3CF3,LiN(SO2CF3)2中的至少一种。

[0090] 其中，上端板1、下端板5分别选自金属、有机玻璃、工程塑料、木质材料中的一种制成。

[0091] 其中，锂空气二次电池单元的横截面选自四边形、圆形、三角形、扇形、不规则图形中的一种。

[0092] 实施例3

[0093] 参见附图3，本发明实施例3提供的锂空气二次电池单元的组装方法包括以下步骤：

[0094] 步骤1：将上空气正极20组装至上密封垫片3a；将下空气正极24组装至下密封垫片3b；将负极极耳25组装至金属锂负极22；

[0095] 步骤2：自下之上依次叠放下端板5、下气体导流板4、组装有下空气正极24的下密封垫片3b、下隔膜23、组装有负极极耳25的金属锂电极22、上隔膜21、组装有上空气正极20的上密封垫片3a、上气体导流板2、上端板1；

[0096] 步骤3：将上端板2、下端板5固定连接在一起；

[0097] 步骤4：通过其中一组注液孔9a-12a-15aa-15ba注入电解液，使得上隔膜21和下隔膜23均被电解液浸湿；本实施例中，通过其中一组注液孔9a-12a-15aa-15ba注入电解液同时，从剩余的注液孔15bb-15ab-12b-9b抽负压，通过这种方式，能够提高注液效率和上隔膜21、下隔膜23被电解液浸湿的效果。

[0098] 步骤5：连接外部电路及气路，完成锂空气二次电池单元的组装。

[0099] 其中，方法是在干燥的环境中进行的。

[0100] 其中，在对锂空气二次电池单元进行组装之前，还包括对上端板1、上气体导流板2、上密封垫片3a、下密封垫片3b、上空气正极20、上隔膜21、、下隔膜23、下空气正极24、负极极耳25、下气体导流板4、下端板5进行干燥的步骤。

[0101] 其中，干燥的步骤是通过烘干实现的。

[0102] 其中，在执行烘干的步骤时，烘箱的温度取值范围是60℃～90℃，持续时间的取值范围是2h～15h。

[0103] 实施例4

[0104] 将上端板1、上气体导流板2、上密封垫片3a、下密封垫片3b、下气体导流板4、下端板5、上空气正极20、下空气电极24、玻璃纤维隔膜21、23、负极极耳25等放入烘箱中80℃烘干12h，取出。其中上端板1与下端板5采用有机玻璃板，上气体导流板2与下气体导流板4采用石墨板加工而成，一侧表面有蛇形流场。在干燥间或手套箱中，依次叠放下端板5、下气体导流板4、第一片密封垫片3b，在密封垫片形成的凹槽内依次叠放下空气正极24、玻璃纤维隔膜23、金属锂负极22、玻璃纤维隔膜21、上空气正极20，随后再依次放置第二片密封垫片3a、上气体导流板2、上端板1。其中，上空气正极20与下空气正极24是将XC-72:PTFE(质量比
8:2)浆料涂覆在疏水碳纸上制备而成，碳载量为5mg/cm2；上、下气体导流板2、4挖有流道的一面分别与上空气正极20、下空气正极24相接触，负极极耳25从上密封垫片3a、下密封垫片
3b之间引出，避免与上气体导流板2、下气体导流板4接触短路。组装时保证各层中心处在一条直线上，保证气道孔进口7-10-13a-13b-16对准，气孔道出口17-14b-14a-11-8对准，注液孔9a-12a-15aa-15ba对准，注液孔15bb-15ab-12b-9b对准。在上端板1、下端板5四个对应的角1a-6a、1b-6b、1c-6c、1d-6d中穿入螺杆，用螺丝紧固后完成组装。通过其中一个注液孔
9a-12a-15aa-15ba向装置内注射1MLiN(SO2CF3)2/TEGDME电解液，同时从注液孔15bb-15ab-
12b-9b抽负压，使上玻璃纤维隔膜21、下玻璃纤维隔膜23浸湿，静置后完成最终的装配。电池测量时，将上气体导流及下气体导流板伸出的极耳19并联作为正极端，伸出的负极极耳
25作为负极端，通过气道孔进口7向电池内通入干燥高纯氧气。

[0105] 实施例5

[0106] 将上端板1、上气体导流板2、上密封垫片3a、下密封垫片3b、下气体导流板4、下端板5、上空气正极20、下空气电极24、上玻璃纤维隔膜21、下玻璃纤维隔膜23、负极极耳25等放入烘箱中80℃烘干12h，取出。其中上端板1与下端板5采用不锈钢板，上气体导流板2与下气体导流板4采用金属板加工而成，一侧表面有平行流场。在干燥间或手套箱中，依次叠放下端板5、下气体导流板4、下密封垫片3b、在密封垫片3b形成的凹槽内依次叠放下空气正极24、下玻璃纤维隔膜23、金属锂负极22、玻璃纤维隔膜21、上空气正极20、随后再依次放置上密封垫片3a、上气体导流板2、上端板1。其中，上空气正极20与下空气正极24是将Super P:
PTFE(质量比8:2)浆料涂覆在不锈钢网上制备而成，碳载量3mg/cm2；上、下气体导流板2、4挖有流道的一面与上空气正极20、下空气正极24相接触，负极极耳25从上密封垫片3a、下密封垫片3b中引出，避免与上气体导流板2、下气体导流板4接触短路，上端板1、下端板5与上气体导流板2、下气体导流板4间放置绝缘垫片。组装时保证各层中心处在一条直线上，保证气道孔进口7-10-13a-13b-16对准，气孔道出口17-14b-14a-11-8对准，注液孔9a-12a-
15aa-15ba对准，注液孔15bb-15ab-12b-9b对准。在上端板1、下端板5四个对应的角1a-6a、
1b-6b、1c-6c、1d-6d中穿入螺杆，用螺丝紧固后完成组装。通过其中一个注液孔9a-12a-
15aa-15ba向模具内注射1MLiClO4/DMSO电解液，同时从注液孔15bb-15ab-12b-9b抽负压，使上玻璃纤维隔膜21、下玻璃纤维隔膜23浸湿，静置后完成最终的装配。电池测量时，将上气体导流板及下气体导流板伸出的极耳19并联作为正极端，伸出的负极极耳25作为负极端，通过气道孔进口7向电池内通入干燥高纯氧气。

[0107] 实施例6

[0108] 将上端板1、上气体导流板2、上密封垫片3a、下密封垫片3b、下气体导流板4、下端板5、上空气正极20、下空气电极24、上玻璃纤维隔膜21、下玻璃纤维隔膜23、负极极耳25等放入烘箱中80℃烘干12h，取出。其中上端板1与下端板5采用硬木，上气体导流板2与下气体导流板4采用金属板加工而成，一侧表面有平行流场。在干燥间或手套箱中，依次叠放下端板5、下气体导流板4、下密封垫片3b、在下密封垫片3b形成的凹槽内依次叠放下空气正极24、玻璃纤维隔膜23、金属锂负极22、上玻璃纤维隔膜21、上空气正极20、随后再依次放置上密封垫片3a、上气体导流板2、上端板1。其中，上空气正极20与下空气正极24是将Kejten Black:PTFE:MnO2(质量比7:1:2)浆料涂覆在泡沫镍经辊压制备而成，碳载量3mg/cm2；上气体导流板2、下气体导流板4挖有流道的一面与上空气正极20、下空气正极24相接触，负极极耳25从两片密封垫片3中引出，避免与上气体导流板2、下气体导流板4接触短路，上端板1、下端板5与上气体导流板2、下气体导流板4间放置绝缘垫片。组装时保证各层中心处在一条直线上，保证气道孔进口7-10-13a-13b-16对准，气孔道出口17-14b-14a-11-8对准，注液孔
9a-12a-15aa-15ba对准，注液孔15bb-15ab-12b-9b对准。在上端板1、下端板5四个对应的角
1a-6a、1b-6b、1c-6c、1d-6d中穿入螺杆，用螺丝紧固后完成组装。通过其中一个注液孔9a-
12a-15aa-15ba向模具内注射1M LiCF3SO3/TEGDME电解液，同时从注液孔15bb-15ab-12b-9b抽负压，使上玻璃纤维隔膜21、下玻璃纤维隔膜23浸湿，静置后完成最终的装配。电池测量时，将上气体导流板2及下气体导流板4伸出的极耳19并联作为正极端，伸出的负极极耳25作为负极端，通过气道孔进口7-10-13a-13b-16向电池内通入干燥高纯氧气。

[0109] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0110] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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电芯叠片、锂空气二次电池单元及其组装方法

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