[發明專利]鋰離子薄膜微電池及其制造方法

在審

• 申請號: 201780046957.1
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN110462889A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 達妮埃萊·佩雷戈;拉賈莫利·奧馬姆普利約爾·蘇瓦米納丹;黃家寶;邵陽;蔡維強;卡爾·韋內特·湯普森三世
• 申請（專利權）人: 麻省理工學院;新加坡國立大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/42;H01M4/02;H01M4/44;H01M4/58;H01M4/38;H01M4/48
• 代理公司: 44414 深圳中一聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 李艷麗<國際申請>=PCT/US2017

1.一種鋰離子薄膜微電池，包括：

包含過渡金屬氧化物薄膜的無鋰陰極；

包含鋰化的鍺或硅薄膜的陽極；以及

設于所述陰極與所述陽極之間的電解質膜；

其中，所述鋰離子薄膜微電池的鋰源由所述鋰化的鍺或硅薄膜提供。

2.根據權利要求1所述的鋰離子薄膜微電池，其中，所述過渡金屬氧化物包括V₂O₅,CrO₃,和/或RuO₂。

3.根據權利要求1或2所述的鋰離子薄膜微電池，其中，所述電解質膜包含LiPON。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的鋰離子薄膜微電池，還包括電耦合到所述陰極和所述陽極的一個或多個電源管理電子電路層。

5.根據權利要求4所述的鋰離子薄膜微電池，其中，所述電源管理電子電路層形成在第一基板上，包括所述無鋰陰極、所述陽極和所述電解質膜的微電池組形成在第二基板上，其中，所述第一基板的頂面與第二基板的頂面彼此粘接。

6.根據權利要求4所述的鋰離子薄膜微電池，其中，所述電源管理電子電路層與包括所述無鋰陰極、所述陽極和所述電解質膜的微電池組形成在同一基板上。

7.根據權利要求6所述的鋰離子薄膜微電池，其中，所述電子電路層和所述微電池組形成在所述基板的同一側。

8.根據權利要求6所述的鋰離子薄膜微電池，其中，所述電子電路層和所述微電池組形成在所述基板的相反側。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的鋰離子薄膜微電池，包括布置在相同水平上的所述無鋰陰極和所述陽極的集電觸點。

10.一種微電池陣列，包括兩個以上的根據權利要求1至9中任一項所述的鋰離子薄膜微電池。

11.一種制造鋰離子薄膜微電池的方法，包括以下步驟：

提供包含過渡金屬氧化物薄膜的無鋰陰極；

提供包含鋰化的鍺或硅薄膜的陽極；以及

提供設于所述陰極和所述陽極之間的電解質膜；

其中，所述鋰離子薄膜微電池的鋰源由所述鋰化的鍺或硅薄膜提供。

12.根據權利要求11的方法，其中過渡金屬氧化物包括V₂O₅,CrO₃和/或RuO₂。

13.根據權利要求11或12所述的方法，其中，所述電解質膜包含LiPON。

14.根據權利要求11至13中任一項所述的方法，還包括提供電耦合到所述陰極和所述陽極的一個或多個電源管理電子電路層。

15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述電源管理電子電路層形成在第一基板上，包括所述無鋰陰極、所述陽極和所述電解質膜的微電池組形成在第二基板上，其中，所述第一基板的頂面與第二基板的頂面彼此粘接。

16.根據權利要求14所述的方法，包括在同一基板上形成所述電源管理電子電路層以及微電池組，所述微電池組包括所述無鋰陰極、所述陽極和所述電解質膜。

17.根據權利要求16所述的方法，包括在所述基板的同一側形成所述電子電路層和所述微電池組。

18.根據權利要求16所述的方法，包括在所述基板的相反側形成所述電子電路層和所述微電池組。