[發(fā)明專利]納米線電極結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011382059.3
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112582590B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設計）人: 武青青;朱建軍;林威豪
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

1.一種納米線電極結(jié)構(gòu)，用于鋰離子電池，其特征在于，包括：

襯底，位于所述襯底上的納米線陣列，所述納米線陣列包括多個納米線結(jié)構(gòu)，所述納米線結(jié)構(gòu)包括：

納米線中間核；

第一包覆殼，所述第一包覆殼包覆所述納米線中間核，所述第一包覆殼為硅基包覆殼，所述硅基包覆殼的材料為包括摻雜元素的硅基材料，所述摻雜元素包括鈦、鎢、鉑、鍺、磷、氮、砷中的一種或多種組合；所述包括摻雜元素的硅基材料的含硅量大于或等于50％；且摻雜濃度或摻雜元素隨厚度而變化；

空隙層及殘留的過渡殼，由所述過渡殼部分去除而形成，所述過渡殼位于所述第一包覆殼與所述納米線中間核之間，且所述過渡殼材料包括鈷，并經(jīng)部分去除以形成所述空隙層及所述殘留的過渡殼。

2.如權(quán)利要求1所述的納米線電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，m層所述第一包覆殼和m層所述空隙層及所述殘留的過渡殼交替包覆所述納米線中間核，m為大于或等于1，且小于或等于100的整數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的納米線電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述納米線結(jié)構(gòu)還包括第二包覆殼，所述第二包覆殼部分或全部包覆所述第一包覆殼的表面，所述第二包覆殼為鍺基包覆殼，所述鍺基包覆殼的材料為包括摻雜元素的鍺基材料，所述摻雜元素包括鈦、鎢、鉑、磷、氮、砷、硅中的一種或多種組合；所述包括摻雜元素的鍺基材料的含鍺量大于或等于20％。

4.如權(quán)利要求3所述的納米線電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述納米線結(jié)構(gòu)還包括第三包覆殼，所述第三包覆殼包覆所述第二包覆殼的表面，所述第三包覆殼為碳基包覆殼。

5.如權(quán)利要求4所述的納米線電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳基包覆殼包括石墨烯包覆殼，所述石墨烯包覆殼為單層石墨烯包覆殼或少層石墨烯包覆殼，所述少層石墨烯包覆殼為n層石墨烯包覆殼，n為大于或等于2，且小于或等于10的整數(shù)；所述石墨烯包覆殼全部包覆所述第二包覆殼的表面。

6.一種權(quán)利要求1所述納米線電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括：

步驟S01，制備所述襯底以及位于所述襯底上的所述納米線中間核，所述納米線陣列包括多個所述納米線結(jié)構(gòu)，所述納米線結(jié)構(gòu)包括所述納米線中間核；

步驟S02，在所述納米線中間核上形成所述過渡殼；

步驟S03，在所述過渡殼表面形成所述第一包覆殼，且所述第一包覆殼的摻雜濃度或摻雜元素隨厚度而變化；

步驟S04，去除部分所述過渡殼，在所述第一包覆殼與所述納米線中間核之間形成所述空隙層及所述殘留的過渡殼。

7.如權(quán)利要求6所述的納米線電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，還包括在所述第一包覆殼表面形成第二包覆殼的步驟，所述第二包覆殼部分或全部包覆所述第一包覆殼的表面，所述第二包覆殼為鍺基包覆殼。

8.如權(quán)利要求7所述的納米線電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，在所述第一包覆殼表面形成第二包覆殼的步驟在步驟S03和步驟S04之間進行；

形成第二包覆殼之后，去除部分所述過渡殼，在所述第一包覆殼與所述納米線中間核之間形成所述空隙層及所述殘留的過渡殼。