李 軍，陶 熏，黃際偉

(廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院，廣東廣州510006)

近年來(lái)金屬空氣電池的研究開發(fā)備受關(guān)注，它憑借理論能量密度高、原材料資源豐富、操作溫度范圍廣以及對(duì)環(huán)境無(wú)污染等一系列優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)今世界新能源領(lǐng)域中逐漸嶄露頭角。其中尤以鋰空氣電池具有超高的比能量(11 140 Wh/kg)，且有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕便等競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，成為金屬空氣電池領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。

鋰空氣電池日前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，因?yàn)樗膽?yīng)用還存在許多問(wèn)題有待解決。影響鋰空氣電池性能的限制因素有許多種[1]，如充放電時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電位、空氣電極采用的催化劑活性、氧氣在陰極的擴(kuò)散速率及其在電解質(zhì)中的溶解度、電解質(zhì)類型及成分、外界操作環(huán)境條件等。這些限制因素歸結(jié)起來(lái)產(chǎn)生于電池的三大部件即正極、負(fù)極、電解質(zhì)中存在的問(wèn)題。本文著重對(duì)鋰空氣電池三大部件的研究最新進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并展望了其發(fā)展方向及應(yīng)用前景。

1 空氣正極的研究進(jìn)展

1.1 多孔碳空氣電極

空氣正極結(jié)構(gòu)及材料是影響鋰空氣電池性能主要因素。在非水性電解質(zhì)電池中，放電時(shí)產(chǎn)生的氧化鋰和過(guò)氧化鋰會(huì)堵塞氧氣擴(kuò)散通道，嚴(yán)重影響了電池的放電容量和持續(xù)放電能力。

研究發(fā)現(xiàn)，具有介孔結(jié)構(gòu)的大容量多孔碳材料有一定的體積膨脹能力，能有效地提高鋰空氣電池的容量[2]。這種多孔結(jié)構(gòu)材料可有效容納反應(yīng)產(chǎn)物，減少氧氣和電解液的傳輸阻礙。Yang等[2]研究表明如果正極材料介孔孔徑直徑低于10 nm，那么在放電時(shí)該介孔將不足以維持氧氣擴(kuò)散以及容納一定的還原產(chǎn)物。Hayashi等[3]指出電池的放電容量與碳上的比表面積有關(guān)，碳材料比表面積越大，放電容量越大。另有研究者也研究了電池性能與高比表面積多孔碳孔徑間的關(guān)系，并指出空氣電極的容量是由大尺寸孔道內(nèi)所含鋰氧化物的含量決定的[4]。由此可知碳材料上的孔容、孔徑、比表面積對(duì)電池放電容量有著重要影響。

除了考察碳材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)電池性能的影響外，很多小組也對(duì)碳材料進(jìn)行了一定的研究與改進(jìn)。改進(jìn)后的多孔碳材料與以往使用的商業(yè)碳材料相比，電池的放電容量明顯提高。例如，Yang等[2]研究的多孔SiO2作模板和S.D.Beattie等[5]研究的以泡沫鎳作基體的多孔碳泡沫結(jié)構(gòu)材料，由這些泡沫結(jié)構(gòu)材料組裝的正極經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，放電容量均有較大提升。Zhang等[6]利用碳纖維與單壁納米管制成了復(fù)合紙狀的多孔碳電極，實(shí)驗(yàn)表明，放電電容與紙狀電極的厚度及放電電流密度間有著密切的聯(lián)系。Kichambare等[7]則發(fā)現(xiàn)由Ketjenblack-Calgon活性碳摻雜氮后制作成陰極的鋰空氣電池，其放電電池容量要比不摻雜氮的鋰空氣電池高出兩倍。該材料具有較高的比表面積、孔隙度和電催化活性，已被證實(shí)能夠增加氧氣的還原反應(yīng)活性，還能夠有效改善電池容量。目前，在活性碳中摻雜氮已經(jīng)備受關(guān)注。而國(guó)內(nèi)，青島能源所的崔光磊團(tuán)隊(duì)利用氮摻雜石墨烯/MoN復(fù)合物構(gòu)筑了新型的空氣電極材料，該材料具有優(yōu)異的催化活性，大大減少了放電極化，提高了能量的利用率[8]。

1.2 正極催化劑

正極中使用催化劑有望降低電極過(guò)電位，此外還能減少在充放電曲線中觀察到的不對(duì)稱性，增加電池容量。當(dāng)非水性電解質(zhì)鋰空氣二次電池在充電時(shí)，催化劑的使用還能有效促進(jìn)放電時(shí)產(chǎn)生的氧化物和過(guò)氧化物的分解，改善電池循環(huán)性能。

常用的鋰空氣電池的催化劑主要有金屬和金屬氧化物兩大類。金屬催化劑主要有Au、Pt、Pd、Ru、Co等。最近，麻省理工的研究小組研發(fā)出了一種合金納米新型催化劑，該催化劑由Pt-Au合金納米粒子組成具有雙重催化性能[9]，測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Pt和Au分別能促進(jìn)充電及放電反應(yīng)的進(jìn)行，提高了鋰空氣電池的壽命，能有效減少放電時(shí)氧化鋰的堆積。與貴金屬催化劑相比，催化活性較高的金屬氧化物催化劑在性價(jià)比上則占有一定的優(yōu)勢(shì)。目前研究使用的金屬氧化物催化劑主要有MnO2、NiO、Fe2O3、CO3O4、RuO2等。其中 MnO2研究最多，Bruce等[10]發(fā)現(xiàn)錳氧化物具有很好的催化性能，能夠有效降低電極過(guò)電位，在不同結(jié)構(gòu)的錳氧化物中，納米線α-MnO2的催化性能最好。H.Cheng等[11]利用MnSO4和KMnSO4反應(yīng)也合成了納米氧化錳粒子(粒徑大小在50 nm左右)，將其負(fù)載在碳上制成的空氣電極，放電比容量可達(dá)4 750 mAh/g，比起商品二氧化錳電極其循環(huán)能力更佳。A.K.Thapa等[12]則通過(guò)酸性水溶液中KMnO4的還原制得了α-MnO2，它具有很高的比表面積(33～133.0 m2/g)，研究發(fā)現(xiàn)將Pd與介孔α-MnO2混合組成的催化劑能有效促進(jìn)放電時(shí)鋰反應(yīng)生成氧化鋰和過(guò)氧化鋰，并且能夠降低充電電勢(shì)，提高電池能源效率和循環(huán)壽命。

關(guān)于金屬與金屬氧化物哪一個(gè)更適合作鋰空氣二次電池的氧還原催化劑，H.Cheng小組[13]進(jìn)行了深入的研究。他們以Pd和PdO為代表，做了多種充放電循環(huán)測(cè)試，系統(tǒng)地比較了這兩種催化劑的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，并且將它們與目前在水溶液或非水溶液中廣泛使用的其他氧還原催化劑作了比較 (如Pt/C、Ru/C、RuO2/C、MnOx/C等)。研究結(jié)果表明，用金屬作催化劑的鋰空氣電池可以提供較高的初始放電電容和較高的放電電勢(shì)，但卻沒(méi)有它們對(duì)應(yīng)的金屬氧化物維持電容的時(shí)間長(zhǎng)。而鋰空氣二次電池在電動(dòng)車中應(yīng)用的主要障礙就是循環(huán)壽命問(wèn)題，對(duì)于鋰空氣二次電池而言，電池的循環(huán)使用能力要比其初始性能更重要。所以在這方面，金屬氧化物催化劑要比金屬催化劑更為有利。

2 負(fù)極鋰的研究進(jìn)展

負(fù)極鋰的研究主要集中在鋰的保護(hù)上，因?yàn)殇囈着c環(huán)境中的水氣發(fā)生反應(yīng)，造成自身腐蝕和自放電現(xiàn)象，且在充電時(shí)，容易產(chǎn)生鋰枝晶造成短路。目前眾多鋰空氣電池的研究都是在純氧環(huán)境無(wú)水分接觸情況下進(jìn)行的[14]。然而要讓電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，必須讓其適應(yīng)常態(tài)環(huán)境，所以負(fù)極鋰的保護(hù)研究意義重大。

J．Kumar等[15]研究出一種組合陶瓷膜保護(hù)層可應(yīng)用于鋰空氣二次電池，將此膜覆在鋰電極表面可很好地保護(hù)金屬鋰。該組合陶瓷膜由超離子導(dǎo)體 [Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3]和摻雜BN，AIN，Si3N4和Li2O的聚合物組成。Imanishi等[16-17]則系統(tǒng)地研究了水性電解質(zhì)中鋰空氣二次電池的陽(yáng)極鋰保護(hù)層，研究發(fā)現(xiàn)具有憎水性的LATP[Li1+xAlxTi2－x(PO4)3、Li1+x+yAlxTi2－xSiy-P3－yO12]系列導(dǎo)體膜能夠有效地保護(hù)金屬鋰且能防止鋰枝晶的生成。由于LATP不能直接跟金屬鋰接觸，一旦接觸很容易與金屬鋰發(fā)生反應(yīng)，造成界面阻抗急劇增加，所以他們?cè)贜ASICON型固體電解質(zhì)LATP上噴涂了一層鋰離子導(dǎo)體磷酸氮鋰(LiPON)作為緩沖層，經(jīng)過(guò)阻抗研究測(cè)得全電池阻抗主要來(lái)源于Li/LiPON的表面阻抗。后來(lái)，有人對(duì)LTAP在溶液中的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究[18]，發(fā)現(xiàn)其在強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中容易分解，使得該種LATP導(dǎo)體膜的適用范圍受到一定約束。Yu等[18]合成了一種LAGP玻璃陶瓷[Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3]，將其與環(huán)氧樹脂一起密封在負(fù)極鋰上，用NASICON型玻璃陶瓷作電解質(zhì)，α-MnO2納米棒作空氣極催化劑制作出的鋰空氣電池有很好的穩(wěn)定性能，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該材料能有效地保護(hù)負(fù)極鋰和防止電解質(zhì)退化。

J.Zhang小組[19]從空氣正極入手，在非水性電解質(zhì)電池空氣電極上，使用了一種特殊的氧氣選擇性膜有效地保護(hù)了負(fù)極鋰。該膜能夠允許氧氣滲透通過(guò)而阻止水分進(jìn)入，使用了該膜的鋰空氣電池在外界相對(duì)濕度為20%的環(huán)境下工作了16.3天。測(cè)得電池比容量為789 mAh/g，比能量為2 182 Wh/kg。此膜是將高粘度的硅油導(dǎo)入多孔介質(zhì)如多孔金屬片或者聚四氟乙烯 (PTFE)上制成的。其電池性能要比純粹采用商業(yè)多孔PTFE作防水層的電池要好。此外，D.Wang等[14]制作了一個(gè)非水性電解質(zhì)鋰空氣電池，該電池上裝有一個(gè)熱封聚合物膜，該膜既可以作氧氣擴(kuò)散膜，又可用作防潮膜，還能最大限度減少電池中電解質(zhì)的揮發(fā)。在氧分壓為0.021 MPa、相對(duì)濕度為20%的環(huán)境下，該電池可工作超過(guò)一個(gè)月之久。他們研究發(fā)現(xiàn)20μm厚的Melinex301H(ML)是氧氣擴(kuò)散膜和防潮膜的最好選擇，它還可用作鋰空氣電池的包裝材料。D.Zhang等[20]則合成了一種鋰空氣電池的復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜，該電解質(zhì)同樣能很好地保護(hù)鋰電極。除上述一些方法外，采用特殊電池結(jié)構(gòu)也可避免鋰電極的腐蝕自放電和鋰枝晶問(wèn)題，如采用多相電解質(zhì)結(jié)構(gòu)，將鋰完全隔離開同樣可以達(dá)到保護(hù)效果。

3 電解質(zhì)的研究進(jìn)展

目前鋰空氣電池中使用的電解質(zhì)主要分為水性電解質(zhì)、有機(jī)電解質(zhì)、離子液體電解質(zhì)、固體電解質(zhì)以及混合體系電解質(zhì)。

使用水性電解質(zhì)的鋰空氣電池往往放電容量不高，而且電池可充性也不好。但對(duì)于空氣正極而言，它的優(yōu)勢(shì)卻很突出。在水性電解質(zhì)中氧氣的擴(kuò)散率和溶解度要比在有機(jī)電解質(zhì)中大很多，而且也不存在氧氣堵塞正極材料孔阻礙反應(yīng)進(jìn)行的問(wèn)題。目前水性電解質(zhì)溶液主要為中性和弱酸性溶液，如LiCl、LiNO3、醋酸溶液等。Imanishi等[16]提出的Li/LISICON/LiCl水溶液/Pt和Li-Al/LiPON/LATP/LiCl水溶液/Pt等電池及T.Zhang等[21]組裝的Li/PEO18LiTFSI/LATP/HAc-H2O-LiAc/Pt鋰空氣電池。

有機(jī)電解質(zhì)能夠降低負(fù)極鋰的不良反應(yīng)，電池開路電壓、能量密度和總放電容量均要略高并且熱穩(wěn)定性較高。但氧氣在這類電解質(zhì)中的溶解度和擴(kuò)散率不高且陰極上氧還原反應(yīng)機(jī)制至今仍存在著眾多的復(fù)雜性和不確定性。另外一個(gè)很大缺陷就是電池放電時(shí)產(chǎn)生的氧化物和過(guò)氧化物不溶于電解質(zhì)，會(huì)堵塞多孔碳正極，阻止氧氣的擴(kuò)散最終導(dǎo)致電池停止工作。

有機(jī)電解質(zhì)主要是將鋰鹽溶解于烷烴類、醚類、碳酸酯類(如EC,PC)等溶劑中形成的。J.Read[22]比較了幾種不同的有機(jī)電解質(zhì)后發(fā)現(xiàn)，在達(dá)到相同氧氣溶解度時(shí)，醚類電解質(zhì)的黏度最低，并且穩(wěn)定性最高。W.Xu等[23]剛開始也同樣比較了幾種不同的有機(jī)電解質(zhì)，認(rèn)為PC/EC混合物是有機(jī)電解質(zhì)中最可行的溶劑，而雙(三氟甲烷磺?；?酰亞胺鋰是配合該溶劑使用最好的鋰鹽。后來(lái)該小組又在電解質(zhì)中加入冠醚作為添加劑，發(fā)現(xiàn)冠醚能與鋰離子形成絡(luò)合離子，能有效促進(jìn)放電產(chǎn)物的溶解以及提高電解質(zhì)的導(dǎo)電率。C.O.Laoire等[24]對(duì)有機(jī)電解質(zhì)中溶劑對(duì)氧氣還原反應(yīng)(ORR)的影響進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究，他們分別將六氟磷酸鋰(LiPF6)和四丁基銨六氟磷酸(TBAPF6)加入四種不同的溶劑中構(gòu)成電解液，這四種溶劑分別是二甲基亞砜、乙腈、二甲醚和四甘醇二甲醚。研究發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)中的溶劑和導(dǎo)電鹽陽(yáng)離子對(duì)電池的還原產(chǎn)物及可充性能有很大的影響。他們還發(fā)現(xiàn)將摻雜K+或者四丁基銨離子(TBA+)的鋰鹽與高供電子數(shù)溶劑混合組成的電解液穩(wěn)定性能好，而且還能促進(jìn)放電產(chǎn)物的溶解。

離子液體作電解液的研究也有一些相關(guān)報(bào)道。其中，Kuboki等[25]以疏水性離子液體(1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酸酰亞胺)作為鋰空氣電池的電解液。該電解液有較高的電導(dǎo)率，能避免與負(fù)極鋰發(fā)生不良反應(yīng)，表現(xiàn)出良好的電解質(zhì)特性。

固體電解質(zhì)電池不存在漏液?jiǎn)栴}且不用像液態(tài)電解質(zhì)那樣擔(dān)心電解質(zhì)中所含的水或是吸濕性導(dǎo)致負(fù)極鋰的副反應(yīng)，但其存在成膜工藝復(fù)雜、離子電導(dǎo)率低、電池內(nèi)阻大，且負(fù)極鋰與電解質(zhì)之間存在較大的接觸阻抗的缺點(diǎn)。所以目前研究主要集中在提高鋰離子導(dǎo)電率、降低電池內(nèi)阻及減少表面接觸阻抗上。提高離子導(dǎo)電率往往通過(guò)在電解質(zhì)中摻雜其它物質(zhì)的辦法。Kumar等[15]將Li2O、AIN、Si3N4和BN摻雜在固體聚合物陶瓷中，有效地提高了固體電解質(zhì)中鋰離子的導(dǎo)電率。后來(lái)，該小組采用金屬鋰作負(fù)極，在金屬鋰的外面包覆一層鋁箔用來(lái)保護(hù)金屬鋰及穩(wěn)定電池阻抗，用導(dǎo)電玻璃-陶瓷(GC)粉末與高比表面積碳混合制成的復(fù)合材料作空氣正極，電解質(zhì)則由PC(Li2O)、GC、PC(BN)三層固態(tài)電解質(zhì)膜組成。研究表明PC膜有提高負(fù)極電荷傳遞，降低電池阻抗的作用。該電池在30~105℃有很好的可充電性及熱穩(wěn)定性，且在充放電時(shí)，電池極化低，電壓可逆性好，但在低溫時(shí)，電池輸出性能較差[26]。

混合體系電解質(zhì)鋰空氣電池是最近幾年才發(fā)展起來(lái)的。這類電池中往往存在三種電解質(zhì)：在負(fù)極鋰一側(cè)為有機(jī)電解質(zhì)，能夠有效降低負(fù)極鋰的副反應(yīng)及保護(hù)金屬鋰；空氣正極一側(cè)為水性電解質(zhì)，這樣放電時(shí)將不存在過(guò)氧化物或氧化物堵塞正極孔的問(wèn)題；在有機(jī)電解質(zhì)與水性電解質(zhì)之間還存在一個(gè)鋰離子導(dǎo)電的固態(tài)電解質(zhì)膜，用來(lái)阻止有機(jī)電解質(zhì)與水性電解質(zhì)之間某些物質(zhì)的傳遞造成對(duì)電池的不良影響。PolyPlus電池公司提出了在鋰空氣電池中采用混合體系電解質(zhì)的概念，并申請(qǐng)了相關(guān)保護(hù)負(fù)極鋰的專利[27]。GY Wang等[28]則用氧化錳型催化劑Mn3O4代替價(jià)格昂貴的Pt催化劑，研發(fā)出了Li/有機(jī)電解質(zhì)/LISICON/1 mol/L KOH/Mn3O4結(jié)構(gòu)的可連續(xù)放電的高容量鋰空氣電池。該電池可實(shí)現(xiàn)連續(xù)放電500 h，空氣正極比容量可高達(dá)到50 000 mAh/g，充分展現(xiàn)了混合體系電解質(zhì)鋰空氣電池具有作為動(dòng)力電池的潛力。

4 鋰空氣電池的應(yīng)用前景

目前鋰空氣電池尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，如果能夠有效解決目前仍存在的問(wèn)題，如循環(huán)壽命短、成本高、倍率性能欠佳等，那么其巨大的應(yīng)用前景及由此帶來(lái)的能源經(jīng)濟(jì)效益將不可估量，它將可能成為下一個(gè)推動(dòng)能源發(fā)展的領(lǐng)軍者。由于它具有的巨大比容量及比能量等優(yōu)勢(shì)，將會(huì)在電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車等交通領(lǐng)域有很好的應(yīng)用；能夠?yàn)轱L(fēng)能和太陽(yáng)能等再生能源領(lǐng)域提供備用能源；還能取代鋰離子電池應(yīng)用于移動(dòng)能源諸如手機(jī)、筆記本電腦等各類電子產(chǎn)品設(shè)備中；此外它還有望成為航天工業(yè)和水下軍用電源。總之，鋰空氣電池的成功投入生產(chǎn)應(yīng)用，將能推動(dòng)交通、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、航天、軍事、可再生能源等領(lǐng)域的巨大發(fā)展，引領(lǐng)各科技領(lǐng)域的不斷進(jìn)步。

[1]PADBURY R,ZHANG X W.Lithium-oxygen batteries-limiting factors that affect performance[J].Journal of Power Sources,2011,196(10):4436-4444.

[2]YANG X H,HE P,XIA Y Y.Preparation of mesocellular carbon foam and its application for lithium/oxygen battery[J].Electrochem Commun,2009,11(6):1127-1130.

[3]HAYASHIM,MINOWA H,TAKAHASHIM,et al.Suface properties and electrochemical performance of carbon materials for air electrodes for air electrodes of lithium-air batteries[J].Electrochemistry,2010,78(5):325-328.

[4]TRAN C,YANG X Q,QU D.Investigation of the gas-diffusion-electrode used as lithium/air cathodein non-aqueous electrolyte used the importance of carbon materical porosity[J].Journal of Power Source,2010,195(7):2057-2063.

[5]BEATTIE S D,MANOLESCU D M,BLAIR S L.High-capacity lithium-air cathode[J].Electrochem Soc,2009,156(1):A44-A47.

[6]ZHANG G Q,ZHENG J P,LIANG R,et al.Lithium-air batteries using SWNT/CNF buckypapers as air electrodes[J].Journal of the Electrochemical Society,2010,157(8):A953-A956.

[7]KICHAMBAREP,KUMARJ,RODRIGUESS,et al.Electrochemical performance of highly mesoporous nitrogen doped carbon cathode in lithium-oxygen batteries[J].Journal of Power Sources,2011,196(6):3310-3316.

[8]崔光磊，董杉木，陳驍，等.一種鋰空氣電池氧電極及制備方法和應(yīng)用：中國(guó)，102034985A[P].2011-04-27.

[9]LU Y,XU Z,GASTEIGER H A,et al.Platinum-gold nanoparticles:a highly active bifunctional electrocatalyst for rechargeable lithi-um-air batteries[J].JAm Chem Soc,2010,132(25):12170-12171.

[10]DéBART A,PATERSON A J,BAO J,et al.α-MnO2nanowires:A catalyst for the O2electrode in rechargeable lithium batteries[J].Angewandte Chemie International Edition,2008,47(24):4521-4524.

[11]CHENG H,SCOTT K.Carbon-supported manganese oxide nanocatalysts for rechargeable lithium-air batteries[J].Journal of Power Sources,2010,195(5):1370-1374.

[12]THAPA A K,ISHIHARA T.Mesoporousα-MnO2/Pd catalyst air electrode for rechargeable lithium-air battery[J].Journal of Power Sources,2011,196(16):7016-7020.

[13]CHENG H,SCOTT K.Selection of oxygen reduction catalysts for rechargeable lithium-air batteries-metal or oxide[J].Applied Catalysis B:Environmental,2011,108-109：140-151.

[14]ZHANG JG,WANG D Y,XU W,et al.Ambient operation of Li/Air batteries[J].Journal of Power Sources,2010,195(13):4332-4337.

[15]KUMARJ,KUMARB.Developmemt of membranes and a study of their interfaces for rechangeable lithium-air battery[J].Journal of Power Sources,2009,194(2):1113-1119.

[16]HASEGAWA S,IMANISHIN,ZHANG T,et al.Study on lithium/air secondary batteries-stability of NASICON-type lithium ion conducting glass-ceramics with water[J].Journal of Power Sources,2009,189(1):371-377.

[17]SHIMONISHIY,ZHANGT,JOHNSONP,et al.A study on lithium/air secondary batteries-stability of NASICON-type glass ceramics in acid solutions[J].Journal of Power Sources,2010,195(18):6187-6191.

[18]ALESHIN G Y,SEMENENKO D A.Protected anodes for lithiumair batteries[J].Solid State Ionics,2011,184(1):62-64.

[19]ZHANG J,XU W,LIU W.Oxygen-selective immobilized liquid membranes for operation of lithium-air batteries in ambient air[J].Journal of Power Sources,2010,195(21):7438-7444.

[20]ZHANG D,LI R S,HUANG T,et al.Novel composite polymer electrolyte for lithium air batteries[J].Journal of Power Sources,2010,195(4):1202-1206.

[21]ZHANG T,IMANISHIN,SHIMONISHIY,et al.A novel high energy density rechargeable lithium-air battery[J].Chem Commun,2010,46(10):1661-1663.

[22]READ J.Ether-based electrolytes for the lithium-oxygen organic electrolytebattery[J].Electrochem Soc,2006,153(1):A90-A100.

[23]XU W,XIAOJ,ZHANG J,et al.Optimization of nonaqueous electrolytes for primary lithium/air batteries operated in ambient environment[J].Journal of the Electrochemical Society,2009,156(10):A773-A779.

[24]LAOIRECO,MUKERJEES,ABRAHAM K M.Influence of nonaqueous solventson the electrochemistry of oxygen in the rechargeable lithium-air battery[J].JPhys Chem C,2010,114(19):9178-9186.

[25]KUBOKIT,OKUYAMA T,OHSAKIT,et al.Lithium-air batteries using hydrophobic room temperature ionic liquid electrolyte[J].Journal of Power Sources,2005,146(1/2):766-769.

[26]KUMARB,KUMARJ,LEESE R,et al.A solid-state,rechargeable,long cycle life lithium-air battery[J].Journal of the Electrochemical Society,2010,157(1):A50-A54.

[27]VISCO SJ,KATZ B D,NIMON Y S,et al.Protected active metal electrode and battery cell structures with nonaqueous interlayer architecture:US,7282295[P].2007-10-16.

[28]WANGY G,ZHOU H S.A lithium-air battery with apotential to continuously reduce O2from air for delivering energy[J].Journal of Power Sources,2010,195(1):358-361.