[發明專利]一種新型薄膜鋰電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201910139669.1
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109904528A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 青木克裕
• 申請（專利權）人: 拓米（成都）應用技術研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/052;H01M2/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;管高峰

1.一種新型薄膜鋰電池，其特征在于，包括：基板、鋰電電芯和保護層；所述鋰電電芯包括：在基板上方自下而上依次設置的黏著層、下層集電體、負電極、固體電解質層、正電極、上層集電體和阻隔層；黏著層和下層集電體的左方具有相較于負電極、固體電解質層、正電極、上層集電體和阻隔層的左方的突出部分；負電極、固體電解質層、正電極、上層集電體和阻隔層均覆蓋下一層的上方和右方；所述保護層包括：Al₂O₃薄膜和SiO₂薄膜；Al₂O₃薄膜覆蓋鋰電電芯，SiO₂薄膜覆蓋Al₂O₃薄膜，或者SiO₂薄膜覆蓋鋰電電芯，Al₂O₃薄膜覆蓋SiO₂薄膜；所述保護層的兩側分別設置有露出下層集電體和上層集電體的電極板端口。

2.一種新型薄膜鋰電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，在基板上制備鋰電電芯：(1)采用第一金屬掩模板，在玻璃基板上制得黏著層，然后在黏著層上制得下層集電體；(2)采用第二金屬掩模板，在下層集電體上制得負電極；(3)采用第三金屬掩模板，依次在負電極上制得固體電解質層、正電極、上層集電體和阻隔層；第一金屬掩模板、第二金屬掩模板和第三金屬掩模板具有不同的開口形狀；第一金屬掩模板的開口相比第二金屬掩模板具有一個向左的突出口；第三金屬掩模板的開口右側相比第二金屬掩模板更大；

步驟2，在鋰電電芯上制備保護層：(1)在鋰電電芯上濺射一層Al₂O₃薄膜覆蓋鋰電電芯；(2)在Al₂O₃薄膜上沉積一層SiO₂薄膜覆蓋Al₂O₃薄膜；

步驟3，在保護層上蝕刻，分別露出下層集電體和上層集電體的電極板端口。

3.一種新型薄膜鋰電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，在基板上制備鋰電電芯：(1)采用第一金屬掩模板，在玻璃基板上制得黏著層，然后在黏著層上制得下層集電體；(2)采用第二金屬掩模板，在下層集電體上制得負電極；(3)采用第三金屬掩模板，依次在負電極上制得固體電解質層、正電極、上層集電體和阻隔層；第一金屬掩模板、第二金屬掩模板和第三金屬掩模板具有不同的開口形狀；第一金屬掩模板的開口相比第二金屬掩模板具有一個向左的突出口；第三金屬掩模板的開口右側相比第二金屬掩模板更大；

步驟2，在鋰電電芯上制備保護層：(1)在鋰電電芯上濺射一層SiO₂薄膜覆蓋鋰電電芯；(2)在SiO₂薄膜上沉積一層Al₂O₃薄膜覆蓋SiO₂薄膜；

步驟3，在保護層上蝕刻，分別露出下層集電體和上層集電體的電極板端口。

4.如權利要求2或3所述的新型薄膜鋰電池的制備方法，其特征在于，

所述基板為玻璃基板；

所述黏著層為通過在玻璃基板上濺射氮化鈦制得；

所述下層集電體為通過在黏著層上濺射鋁薄膜或銅薄膜制得；

所述負電極為通過在下層集電體上濺射鋰薄膜制得；

所述固體電解質層為通過在負電極上濺射鋰磷氧氮制得；

所述正電極為通過在固體電解質層上濺射氧化鈷鋰制得；

所述上層集電體為通過在正電極上濺射鋁薄膜或銅薄膜制得；

所述阻隔層為通過在上層集電體上濺射氮化鈦制得。

5.如權利要求2或3所述的新型薄膜鋰電池的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述在鋰電電芯上濺射一層Al₂O₃薄膜的方法為：以Al或者Al₂O₃作為反應物，采用氧氣反應性濺射工藝，在25℃～180℃的溫度環境下，在鋰電電芯上濺射一層Al₂O₃薄膜。