[發明專利]用于再充式電池組的硅基固體電解質

有效

• 申請號: 201780019616.5
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN108886175B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: K·揚;T·孟;J·內伊;D·翁
• 申請（專利權）人: 巴斯夫公司
• 主分類號: H01M10/34
• 分類號: H01M10/34;H01M4/38
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 唐秀玲;林柏楠

1.一種再充式電化學電池，包括1)陽極；2)陰極；3)包含硅材料的固體電解質材料，其中硅材料為至少35at％硅至100at％硅，其中硅材料是非晶硅或多晶硅，并且非晶硅或多晶硅是飽和的以去除懸空鍵，所述固體電解質設置在陰極和陽極之間。

2.根據權利要求1所述的再充式電化學電池，其中硅材料為至少40at％硅至98at％硅。

3.根據權利要求2所述的再充式電化學電池，其中硅材料為至少45at％硅至95at％硅。

4.根據權利要求1所述的再充式電化學電池，其中固體電解質不進一步包含液體或凝膠。

5.根據權利要求4所述的電化學電池，其中固體電解質是電絕緣的并且能夠在電池充電時將質子從陰極傳導或輸送到陽極，并且在電池放電時將質子從陽極傳導或輸送到陰極。

6.根據權利要求5所述的電化學電池，其中固體電解質具有10kΩcm的電阻率。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的電化學電池，其中硅材料是非晶硅。

8.根據權利要求1-6中任一項所述的電化學電池，其中硅材料被選自H、Li、F、N、B和C的原子飽和。

9.根據權利要求7所述的電化學電池，其中硅材料被選自H、Li、F、N、B和C的原子飽和。

10.根據權利要求8所述的電化學電池，其中硅材料用H、Li或F原子飽和。

11.根據權利要求9所述的電化學電池，其中硅材料用H、Li或F原子飽和。

12.根據權利要求11所述的電化學電池，其中硅材料用H原子飽和。

13.根據權利要求1-6、9-12中任一項所述的電化學電池，其中固體電解質是厚度為1-50微米的薄膜。

14.根據權利要求1-6、9-12中任一項所述的電化學電池，其中通過化學氣相沉積、增強化學氣相沉積技術(PECVD)、從溶液中沉淀或溶膠凝膠法，將陽極或陰極沉積在固體電解質上，或者將固體電解質沉積在陽極或陰極上。

15.根據權利要求1-6、9-12中任一項所述的電化學電池，其中陽極包含金屬氫化物或金屬氫化物的合金。

16.根據權利要求1-6、9-12中任一項所述的電化學電池，其中陽極是能夠以低于-0.5Vvs.標準氫參比電極的電位可逆地儲存氫的材料。

17.根據權利要求1-6、9-12中任一項所述的電化學電池，其中陽極是硅基、碳基、鍺基或錫基的或其任何混合物。

18.根據權利要求17所述的電化學電池，其中陽極是p型硅、n型硅或石墨。

19.根據權利要求17所述的電化學電池，其中陽極是硅基的。

20.根據權利要求19所述的電化學電池，其中硅基陽極包含27重量％硅且重量％基于陽極的總重量。

21.根據權利要求19所述的電化學電池，其中陽極是硅并且是p型、n型硅或氫化硅。

22.根據權利要求21所述的電化學電池，其中陽極是p型或n型硅，并摻雜有選自氧化鋁、膦、硼及其混合物的原子。