[发明专利]具有受保护负电极的电化学单元

说明书

一种制造用于电化学单元的负电极的方法可包含：提供导电基板；在所述基板上沉积金属层；阳极化所述金属层，以在所述基板上形成多孔层；在所述多孔层上沉积离子传导材料层，所述离子传导材料层至少部分地延伸到所述多孔层的孔隙内；致密化所述离子传导材料层；在所述致密化离子传导材料层上沉积碱金属层；将临时电极附接到所述碱金属层并使电流在所述临时电极与所述基板之间通过以驱动碱金属通过所述致密化离子传导材料层到所述基板的表面，从而在所述基板的表面处形成碱金属储存器。而且，导电网孔可用以取代所述基板上的所述多孔层。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月23日提交的美国临时申请No.62/054,267的权益，并且所述临时申请以引用的方式整体结合在此。

技术领域

本公开内容的实施方式通常涉及电化学单元，并且更具体地(尽管不是专有地)涉及受保护负电极。

背景技术

锂基电池的故障的一般模式是锂树突(lithium dendrites)的生长，这会生长到使电池电极短路。显然，存在着减少树突形成的发生的碱金属基电池单元设计的需求。

发明内容

本公开内容描述一种电化学能源储存装置(诸如电池)，包含被分隔件分离的正电极与负电极以及电解质，所述电解质作为离子传导基质，其中负电极经配置以减少或去除碱金属树突形成的发生。所述负电极可以具有致密化离子传导材料作为分隔件来制造。而且，所述负电极可被配置作为受保护碱金属电极。

根据一些实施方式，一种制造用于电化学单元的负电极的方法可包含：提供基板，所述基板可导电；在所述基板上沉积金属层；阳极化所述金属层，以在所述基板上形成多孔层；在所述多孔层上沉积离子传导材料层，所述离子传导材料层至少部分地延伸到所述多孔层的孔隙内；致密化所述离子传导材料层；在所述致密化离子传导材料层上沉积碱金属层；将临时电极附接到所述碱金属层并使电流在所述临时电极与所述基板之间通过以驱动碱金属通过所述致密化离子传导材料层到所述基板的表面，而在所述基板的表面处形成碱金属储存器。

根据一些实施方式，一种制造用于电化学单元的负电极的方法可包含：提供导电网孔；在所述导电网孔上沉积离子传导材料层，所述离子传导材料层至少部分地延伸到所述导电网孔的孔洞内；致密化所述离子传导材料层；在所述致密化离子传导材料层上沉积碱金属层；以及将临时电极附接到所述碱金属层并使电流在所述临时电极与所述导电基板之间通过以驱动碱金属通过所述致密化离子传导材料层到所述导电网孔的表面，而在所述导电网孔的表面处形成碱金属储存器。

根据一些实施方式，一种制造用于电化学单元的负电极的方法可包含：提供导电基板；在所述导电基板上沉积离子传导材料层；致密化所述离子传导材料层；在所述致密化离子传导材料层上沉积碱金属层；以及将临时电极附接到所述碱金属层并使电流在所述临时电极与所述导电网孔之间通过以驱动碱金属通过所述致密化离子传导材料层到所述导电基板的表面，而在所述导电基板的表面处形成碱金属储存器。

附图说明

结合附图参照以下具体实施方式的说明，本发明的这些与其他方面和特征对本领域技术人员来说将变得显而易见，其中：

图1-5是根据一些实施方式的代表第一负电极制造过程的示意性横截面图；

图6-11是根据一些实施方式的代表第二负电极制造过程的示意性横截面图；

图12示出了根据一些实施方式的当多孔层203是锂离子导体时锂金属移动到基板之后的图11的结构；

图13示出了根据一些实施方式的当多孔层203不是锂离子导体时锂金属移动到基板之后的图11的结构。

图14和15是根据一些实施方式的代表第三负电极制造过程的示意性横截面图；以及