本發明屬于電化學領域，具體涉及一種電池。

背景技術：

金屬空氣電池，是新一代電動汽車用動力電池的強有力的候選者。金屬空氣電池通常以活性金屬作為陽極側電化學活性組分，以空氣中的氧氣作為陰極側電化學活性組分之一。由于氧氣直接來源于空氣而不需存儲在電池內部，金屬-空氣電池因此具有較高的理論比容量。金屬空氣電池有可能實現1000wh/kg以上的器件能量密度，該能量密度與汽油接近。

金屬空氣電池的陽極側電化學活性組分可以是堿金屬、堿土金屬或其它活性金屬。在眾多金屬空氣電池中，鋰空氣電池是當前研究的熱點。金屬鋰具有較負的電極電位(-3.04vvs.she)以及較小的密度(6.95g·mol^-1)。當鋰作為電池陽極極材料時，其具有約3.81ahg^-1的比容量，此時，鋰空氣電池的能量密度理論值有可能達3505wh/kg。在此能量密度下，配備鋰空氣電池的電動汽車續航里程可以達到600公里以上。

中國專利cn104701588a公開了一種鋰空氣電池，其特征在于，所述鋰空氣電池包括負極、多孔氧電極、以及夾在負極和多孔氧電極之間的固態電解質層，其中，負極材質包括鋰、鋰合金和/或含金屬鋰的復合物，多孔氧電極采用多孔導電載體、催化劑、離子導體材料、鋰鹽和/或粘接劑均勻混合后干燥得到，固態電解質層的材質包括鋰鑭鋯氧基陶瓷、鋰鑭鈦氧基陶瓷、磷酸鈦鋁鋰基陶瓷和/或硅磷酸鋰基陶瓷。該專利采用高達180-250℃的測試溫度，在該溫度下，固態電解質中的鋰離子電導率接近1s/cm^-1。

技術實現要素：

本發明的一個目的是提供一種電池，本發明的再一個目的是提供一種高功率的電池，本發明再一個目的是提供一種低成本的電池,本發明再一個目的是提供一種體積小的電池。

發明人發現，一些電池中隔膜的離子透過率較低，該因素是限制電池功率性能的短板。

發明人進一步發現，通過提高隔膜與陰極(和/或陽極)的面積之比，能夠針對性地提高電池在單位時間的離子透過量，進而顯著改善電池的性能，尤其是功率性能和倍率性能，同時不增加電池其它部分的成本或體積。

發明人進一步發現，在空間有限的電池空間內，非平面的隔膜(例如曲面的隔膜)比平面的隔膜具有更大的表面積，單位時間的離子透過量更大。非平面的隔膜在改善的電池的性能的同時，還節約電池的體積和成本。

本發明第一方面提供一種電池，包括：

陽極結構，所述陽極結構包括陽極側電化學活性組分和陽極側液體電解質，所述陽極側電化學活性組分包括以下物質的一種或多種：活性金屬單質、活性金屬離子、活性金屬合金和活性金屬嵌入材料；

陰極結構，所述陰極結構包括陰極側電化學活性組分、陰極側液體電解質和陰極側電子導電體，陰極側液體電解質是含水的；和

隔膜，所述隔膜位于陽極結構和陰極結構之間，并將陽極側液體電解質與陰極側液體電解質分隔，所述隔膜是基本不透水的；

隔膜與陰極側液體電解質接觸的表面的面積為am²，陰極側電子導電體與陰極側液體電解質接觸的表面的面積為bm²；a:b大于1，優選大于或等于2，再優選大于或等于3，再優選大于或等于4，再優選大于或等于5。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，隔膜與陽極側液體電解質接觸的表面的面積為cm²，陽極側電化學活性組分與陽極側液體電解質接觸的表面的面積為dm²，c:d大于1，優選大于或等于2，再優選大于或等于3，再優選大于或等于4，再優選大于或等于5。

上述技術方案中的隔膜面積相對于陽極側電化學活性物質或陰極側電子導電體的面積較大，從而利用較低的電池成本和較小的電池體積，有效提高了電池內部單位時間的離子透過量，實現了電池的功率性能和倍率性能的改善。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述陽極側液體電解質位于陽極側電化學活性組分與隔膜之間。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述陰極側液體電解質位于陰極側電子導電體與隔膜之間。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述陽極側液體電解質是非水的。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述陽極側電化學活性組分是電子導電的固體。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述陰極側電化學活性組分包括水。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述陰極側電化學活性組分包括水溶性的氣態氧化劑、水溶性的液態氧化劑或水溶性的固態氧化劑，所述水溶性的氣態氧化劑優選為o2、空氣、so2或no2。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，隔膜與陽極側液體電解質接觸的表面或隔膜與陰極側液體電解質接觸的表面是非平面的。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，隔膜與陽極側液體電解質接觸的表面或隔膜與陰極側液體電解質接觸的表面包括曲面。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，隔膜與陽極側液體電解質接觸的表面或隔膜與陰極側液體電解質接觸的表面包括n次曲面的部分或全部，n為大于或等于2的整數。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述曲面為柱面、球面、橢球面、拋物面、雙曲面或折線形曲面。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述曲面具有一個或多個凸棱和一個或多個凹槽，優選地，所述凸棱和凹槽并排延伸。該電池的隔膜具有較大的表面積和較高的結構強度。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述曲面的母線是折線或曲線。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述曲面的母線為折線，所述折線由多個波浪線線段首尾相接而成。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述曲面的母線為蛇形、波浪形、折線形、凹入的錐形或凹入的盆地形。

非平面的隔膜，例如曲面的隔膜，在有限的空間內具有更大的表面積，進而在單位時間內具有更高的離子透過量，從而利用較低的電池成本和電池空間，實現電池功率性能和倍率性能的改善。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜的厚度為0.1mm以上，例如1～10mm，例如3～5mm。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜是離子導電的。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜是鋰離子導體。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜的離子電導率大于或等于10^-7s/cm，例如大于或等于10^-5s/cm，例如大于或等于10^-3s/cm。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜是固體隔膜，

優選地，所述隔膜包括固體電解質；

優選地，所述隔膜包括：選自鈣鈦礦型固體電解質、石榴石型固體電解質、lisicon型固體電解質、thio-lisicon型固體電解質、nasicon型固體電解質、lipon型固體電解質中的一種或多種。

在一個實施方案中，隔膜與含水液體電解質化學相容。優選地，隔膜與含水液體電解質接觸時，不會反應形成對電池運行有害的產物。

在一個實施方案中，隔膜基本無間隙。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜包括固體電解質。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜包括選自以下固體電解質中的一種或多種：

鈣鈦礦(perovskite)型固體電解質，例如li0.5-3xla0.5+xtio3；

石榴石(garnet)型固體電解質，例如li7la3zr2o12或li5la3m2o12；

lisicon型固體電解質，例如li14zn(geo4)4；

thio-lisicon型固體電解質，例如li4ges4、li2s-p2s5或li3.25ge0.25p0.75s4；

nasicon型固體電解質，例如lim2(po4)3(m＝ti、ge、zr)；

lipon型固體電解質。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，nasicon型固體電解質包括以下一種或多種固體電解質：latp型固體電解質，例如li1+xalxti2-x(po4)3；latsp型固體電解質，例如li1+x+yalxti2-x(siyp1-yo4)3；lagp型固體電解質，例如li3-2x(al1-xgex)2(po4)3；lagtp型固體電解質，例如li1.4al0.4ge1.07ti0.53(po4)3和llzp型固體電解質，例如li0.8la0.6zr2(po4)3。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述固體電解質的材料包括以下一種或多種：玻璃態活性金屬離子導體、陶瓷活性金屬離子導體或玻璃-陶瓷活性金屬離子導體。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述固體電解質的材料包括：美國專利4985317、5702995、6030909、6315881和6485622中描述的合適的陶瓷離子活性金屬離子導體，本文全文引入作為參考并用于各種目的。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述固體電解質的材料可由oharacorporation，japan獲得。

隔膜離子電導率為至少10^-7s/cm，例如至少10^-6s/cm，例如至少10^-5s/cm，例如高至10^-4s/cm，例如高至10^-3s/cm或更高。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜采用模具鑄造的方法制備得到。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜采用高溫固相熔融法制備得到。

在一個實施方案中，隔膜由以下方法制備而成：將含有所需成分的前驅體熔化為熔漿，將熔漿注入具有合適腔體形狀的模具內，待熔漿凝固后脫模，獲得所需形狀的隔膜。

在一個實施方案中，隔膜、陽極側電化學活性組分或陰極側電子導電體的表面面積是名義面積。

在一個實施方案中，隔膜、陽極側電化學活性組分或陰極側電子導電體的表面面積由其外部尺寸(或宏觀尺寸)所決定。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述隔膜內部含有增強材料；

優選地，所述增強材料為金屬支撐結構，所述金屬支撐結構優選為鎢網；

優選地，所述增強材料為石墨烯；石墨烯優選分散在隔膜內部，石墨烯在隔膜中的含量優選為1～5重量％，例如3重量％。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述電池包括電池殼體，所述隔膜包括固體電解質和彈性聚合物，彈性聚合物連接在固體電解質的邊緣，彈性聚合物與電池殼體連接；優選地，固體電解質不與電池殼體直接接觸。優選地，所述彈性聚合物是橡膠。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，其具有以下一項或多項特征：

a)陽極側電化學活性組分包括鋰金屬；

b)陽極側液體電解質是有機液體電解質；

c)隔膜包括鋰離子固體電解質；

d)陰極側電化學活性組分包括水和氧氣；

e)陰極側液體電解質是酸、堿或鹽的水溶液；

f)陰極側電子導電體包括多孔碳材料。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述活性金屬包括堿金屬、堿土金屬和過渡金屬中的一種或多種。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述活性金屬包括選自li、na、k、ca、mg、ba、zn中的一種或多種；優選活性金屬包括li。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述活性金屬離子包括選自li⁺、na⁺、k⁺、ca²⁺、mg²⁺、ba²⁺、zn²⁺中的一種或多種。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述活性金屬合金包括：含有li、na、k、ca、mg、ba、zn中的一種或多種元素的合金；優選包括：由選自li、na、k、ca、mg、ba、zn中的一種或多種元素和選自sn、si、zn、al、sb、ge、pb、mg、ca、as、bi、pt、ag、au、cd、hg等中的一種或多種金屬構成的二元或三元以上的合金；優選包括選自鋰鋁合金、鋰硅合金、鋰錫合金、和鋰銀合金中的一種或多種。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述活性金屬嵌入材料為鋰碳化合物或碳。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，陽極側液體電解質為有機液體電解質。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，陽極側液體電解質是有機液體電解質，所述有機液體電解質優選為溶有鋰鹽的有機溶劑。有機溶劑優選包括以下物質的一種或多種：乙烯碳酸酯(ec)、丙烯碳酸酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，陰極側電子導電體是多孔的。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，陰極側電子導電體包括碳材料。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述碳材料為炭黑(superp、ketjenblack、vulcanxc-72等)、碳納米管和石墨烯等。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，陰極側電子導電體包括粘結劑。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述粘結劑包括選自pvdf、ptfe或鋰化的nafion中的一種或多種。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，陰極側電子導電體包括催化劑。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述催化劑包括選自：貴金屬、過渡金屬氧化物或鈣欽礦型物質中的一種或多種。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，貴金屬包括選自：pt、pd、au或ru中的一種或多種。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，過渡金屬氧化物包括選自：nio、co3o4、ruo2、fe2o3中的一種或多種。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述電池放電時，陰極為正極，陽極為負極。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池，所述電池為金屬空氣電池，所述金屬空氣電池優選為鋰空氣電池、鈉空氣電池、鋅空氣電池、鈣空氣電池或鎂空氣電池。

在一個實施方案中，本發明任一項的電池是鋰-空氣電池、鋰-水電池、鋰-金屬氫化物電池、鋰-金屬氧化物電池。

本發明的有益效果：

1)一些實施例的電池具有高的功率密度；

2)一些實施例的電池具有改善的倍率性能；

3)一些實施例的電池具有改善的大電流充放電能力；

4)一些實施例的電池具有較低的成本；

5)一些實施例的電池具有較小的體積；

6)一些實施例的隔膜具有改善的力學性能，例如更好的耐壓性；

7)一些實施例的隔膜具有抗震性能或抗沖擊性能；

8)一些實施例的隔膜的制備方法簡單易行，可規模化生產，便于推廣。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的限定。在附圖中：

圖1為對比例1的鋰空氣電池的軸截面示意圖；

圖2為實施例1的鋰空氣電池的軸截面示意圖；

圖3為實施例1的隔膜的橫截面示意圖；

圖4為實施例2的鋰空氣電池的軸截面示意圖；

圖5為實施例2的隔膜的橫截面示意圖；

圖6為實施例3的隔膜的橫截面示意圖；

圖7為實施例5的鋰空氣電池的軸截面示意圖。

各附圖標記分別代表：陽極結構1、陽極側電化學活性組分110、陽極側液體電解質120、陰極結構2、陰極側電化學活性組分210、陰極側液體電解質220、陰極側電子導電體230、隔膜3、固體電解質310、彈性聚合物320、電池殼體4、凸棱7、凹槽8、金屬支撐結構9、隔膜3的厚度d、隔膜3的直徑l。

具體實施方式

現在將詳細提及本發明的具體實施方案。具體實施方案的例子圖示在附圖中。盡管結合這些具體的實施方案描述本發明，但應認識到不打算限制本發明到這些具體實施方案。相反，這些實施方案意欲覆蓋可包括在由權利要求限定的發明精神和范圍內的替代、改變或等價實施方案。在下面的描述中，闡述了大量具體細節以便提供對本發明的全面理解。本發明可在沒有部分或全部這些具體細節的情況下被實施。在其它情況下，為了不使本發明不必要地模糊，沒有詳細描述熟知的工藝操作。

當與本說明書和附加權利要求中的“包括”、“方法包括”、“裝置包括”或類似語言聯合使用時，單數形式“某”、“某個”、“該”包括復數引用，除非上下文另外清楚指明。除非另外定義，本文中使用的所有技術和科學術語具有本發明所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。

對比例1

對比例1的鋰空氣電池為圓柱形，圖1是對比例1的鋰空氣電池的軸截面的示意圖。如圖1所示，對比例1的鋰空氣電池包括：

陽極結構1，所述陽極結構1包括陽極側電化學活性組分110和陽極側液體電解質120，所述陽極側電化學活性組分110為鋰金屬，陽極側液體電解質120為含有1mol/lliasf6的碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯混合溶液(碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯的體積比為1:1)；

陰極結構2，所述陰極結構2包括陰極側電化學活性組分210、陰極側液體電解質220和陰極側電子導電體230，陰極側電化學組分210包括氧氣和水，陰極側液體電解質220為含有0.1mol/llicl和0.05mol/llioh的水溶液，陰極側電子導電體230為含有釕和碳的多孔結構電子導電體。

隔膜3，所述隔膜3位于陽極結構1和陰極結構2之間，并將陽極側液體電解質120與陰極側液體電解質220分隔，所述隔膜3的材料為磷酸鈦鋁鋰(latp)固體電解質li2alti(po4)3，隔膜3是基本不透水的。隔膜3的直徑l為30cm，厚度d為3mm。

隔膜3與陰極側液體電解質220接觸的表面是平面，陰極側電子導電體230與陰極側液體電解質220接觸的表面是平面，這兩個表面的面積之比為1。隔膜3與陽極側液體電解質120接觸的表面也是平面，陽極側電化學活性組分110與陽極側液體電解質120接觸的表面是平面，這兩個表面的面積之比為1。

隔膜3的面積相對較小，單位時間內透過的鋰離子數量有限，限制了電池的功率性能和倍率性能。

隔膜3的材料為磷酸鈦鋁鋰(latp)固體電解質li2alti(po4)3，其可以采用高溫固相熔融法制備：

(1)將反應前驅體li2co3、al2o3、tio2、nh4h2po4以14:9:38:39摩爾比進行混合，并且加入約5％重量比的硼酸助熔劑，在氧氣的氛圍下，以約10℃/min的升溫速率升溫到約600℃，保持約90min。之后以約6℃/min的升溫速率升溫到約1200℃，并保持約2h，獲得熔漿。

(2)將熔漿注入已預先預熱的模具(模具溫度為約700℃)中，模具內腔的形狀與隔膜的形狀相對應，接著以約5℃/min的降溫速率進行降溫，使熔漿緩慢結晶，獲得對比例1的隔膜3。

實施例1

除了隔膜的形狀不同，實施例1的鋰空氣電池結構及成分基本與對比例1相同。圖2為實施例1的鋰空氣電池的軸截面示意圖。如圖2所示，該鋰空氣電池的隔膜3與陰極側液體電解質220接觸的表面為折線形曲面，隔膜3與陽極側液體電解質120接觸的表面是折線形曲面。陰極側電子導電體230與陰極側液體電解質220接觸的表面為平面，陽極側電化學活性組分110與陽極側液體電解質120接觸的表面為平面。

圖3為隔膜3的橫截面示意圖。如圖3所示，該隔膜具有多個凸棱7和凹槽8，凸棱7和凹槽8并排延伸且交替排列。隔膜3兩側表面的母線是折線，該折線由多條線段首尾連接而成，這些線段兩兩之間的夾角α為60°。隔膜3的直徑l為30cm，厚度d為3mm。

根據隔膜3的形狀可推知，隔膜3與陰極側液體電解質220接觸的表面是折線形曲面，陰極側電子導電體230與陰極側液體電解質220接觸的表面是平面，這兩個表面的面積之比為2。隔膜3與陽極側液體電解質120接觸的表面也是折線形曲面，陽極側電化學活性組分110與陽極側液體電解質120接觸的表面是平面，這兩個表面的面積之比為2。

隔膜3的材料為磷酸鈦鋁鋰(latp)固體電解質li2alti(po4)3，其可以采用高溫固相熔融法制備：

(1)將反應前驅體li2co3、al2o3、tio2、nh4h2po4以14:9:38:39摩爾比進行混合，并且加入約5％重量比的硼酸助熔劑，在氬氣的氛圍下，以約10℃/min的升溫速率升溫到約550℃，保持約60min。之后以約6℃/min的升溫速率升溫到約1300℃，并保持約3h，獲得熔漿。

(2)將熔漿注入已預先預熱的模具(模具溫度為約700℃)中，模具內腔的形狀與隔膜的形狀相對應，接著以約3℃/min的降溫速率進行降溫，使熔漿緩慢結晶，獲得實施例1的隔膜3。

實施例2

除了隔膜的形狀不同，實施例2的鋰空氣電池結構及成分基本與對比例1相同。圖4為實施例2的鋰空氣軸截面的示意圖。如圖4所示，該鋰空氣電池的隔膜3與陰極側液體電解質220接觸的表面為曲面，隔膜3與陽極側液體電解質120接觸的表面是曲面。陰極側電子導電體230與陰極側液體電解質220接觸的表面為平面，陽極側電化學活性組分110與陽極側液體電解質120接觸的表面為平面。

圖5為該鋰空電池的隔膜3的橫截面示意圖。如圖5所示，該隔膜3兩側表面的母線是蛇形曲線，該蛇形曲線由多條半圓曲線首尾連接而成。隔膜3的直徑l為30cm，隔膜3的厚度d為4mm。

根據隔膜3的形狀可推知，隔膜3與陰極側液體電解質220接觸的表面是曲面(半圓曲面)，陰極側電子導電體230與陰極側液體電解質220接觸的表面是平面，這兩個面積之比為約1.57。隔膜3與陽極側液體電解質120接觸的表面是曲面，陽極側電化學活性組分110與陽極側液體電解質120接觸的表面是平面，這兩個面積之比為約1.57。

隔膜3的材料為磷酸鈦鋁鋰(latp)固體電解質li2alti(po4)3，其可以采用高溫固相熔融法制備：

(1)將反應前驅體li2co3、al2o3、tio2、nh4h2po4以14:9:38:39摩爾比進行混合，并且加入約5％重量比的硼酸助熔劑，在氧氣的氛圍下，以約10℃/min的升溫速率升溫到約600℃，保持約90min。之后以約5℃/min的升溫速率升溫到約1400℃，并保持約2h，獲得熔漿。

(2)將熔漿注入已預先預熱的模具(模具溫度為約700℃)中，模具內腔的形狀與隔膜的形狀相對應，接著以約3℃/min的降溫速率進行降溫，使熔漿緩慢結晶，獲得實施例2的隔膜3。

對比實施例1和2與對比例1可知，實施例1和2的鋰空氣電池針對性地增加了隔膜3的面積，同時保持陽極側電化學活性組分110和與陰極側電子導電體230的面積不變，即，增大了隔膜3與陽極側電化學活性組分110和陰極側電子導電體230的面積之比。由于增大了隔膜的面積，提高了單位時間的離子通過量，電池的功率性能和倍率性能都得到的提高，表現出良好的大電流充放電能力。實施例1和2既有效地改善了隔膜離子透過率低的問題，提高了電池的功率性能，又沒有增加電池其它部分的體積或成本。因此，實施例1或2的鋰空氣電池具有較高的功率密度、改善的倍率性能(大電流充放電能力)、以及較小的體積和較低的成本。

實施例1(或實施例2)的隔膜3的表面是曲面，曲面在有限的空間內具有更大的表面積，進而在較小的電池體積內，有效提高了電池內部單位時間的離子透過量，實現了電池的功率性能和倍率性能的改善。

實施例3

圖6為實施例3的隔膜的橫截面示意圖。如圖6所示，在實施例1的鋰空氣電池的隔膜的基礎上，實施例3的隔膜中還含有金屬支撐結構9，該金屬支撐結構9固定在隔膜3的內部。實施例3的金屬支撐結構9為鎢網。

固體電解質隔膜有脆性高的缺點，在制備和組裝過程中如處理不當，較容易導致膜的破碎。含有金屬支撐結構的隔膜具有改善的力學性能，尤其是耐壓性。

實施例3的隔膜可以采用下述方法制備：參照實施例1的隔膜制備方法，特別地，在反應前驅體熔融物注入模具之前，先在模具內放置支撐體鎢網。當熔融物冷卻后，金屬支撐體鎢網被包含在固體電解質隔膜中，獲得實施例3的隔膜。

實施例4

在實施例1的鋰空氣電池的隔膜的基礎上，實施例4的隔膜中還含有石墨烯，石墨烯分散在隔膜內部，石墨烯在隔膜中的重量含量為約3重量％。

固體電解質隔膜有脆性高的缺點，在制備和組裝過程中如處理不當，較容易導致膜的破碎。含有石墨烯的隔膜具有改善的力學性能，尤其是改善的耐壓性。

實施例4的隔膜可以采用下述方法制備：參照實施例1的隔膜制備方法，特別地，在反應前驅體中加入占總質量3％的石墨烯，將反應前驅體熔融后注入模具，獲得實施例4的隔膜。

實施例5

圖7為實施例5的鋰空氣電池的軸截面示意圖。如圖7所示，在實施例1的鋰空氣電池的隔膜的基礎上，實施例5的隔膜包括固體電解質310和彈性聚合物320，彈性聚合物320連接在固體電解質310的邊緣。彈性聚合物可以是橡膠。

實施例5的鋰空氣電池包括電池殼體4。在電池殼體4中，隔膜3通過其邊緣的彈性聚合物320與電池殼體4的內壁連接，隔膜3的固體電解質310不與電池殼體4直接接觸。由于彈性聚合物320具有良好的彈性和韌性，能夠吸收應力，因此當該鋰空氣電池收到撞擊或震動時，彈性聚合物320能夠起到減震和緩沖的作用，保護固體電解質310免受震蕩或沖擊。因此該隔膜3具有更好的抗震、抗沖擊性能。

實施例1～5的制備隔膜的方法簡單易行，可規模化生產，便于推廣。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。