[发明专利]电极组件、锂氧薄膜电池及制备方法

权利要求书

1.一种电极组件，其特征在于，包括绝缘衬底、正极薄膜层、负极薄膜层和保护层，所述正极薄膜层和所述负极薄膜层位于所述绝缘衬底的同一表面，且所述正极薄膜层和所述负极薄膜层之间具有间距，所述保护层位于所述负极薄膜层的上表面；其中，所述正极薄膜层的厚度为50～200nm；所述负极薄膜层的厚度为50～200nm；所述保护层的厚度为100～250nm；所述保护层材料为金属铝；所述绝缘衬底的上表面积为1cm²，所述正极薄膜层的上表面的面积0.5cm²，所述负极薄膜层的上表面的面积0.4cm²，所述正极薄膜层和所述负极薄膜层之间的间距为1mm。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极薄膜层的材料为具有催化氧还原反应能力的下述物质中的至少一种：金属、过渡金属氧化物、过渡金属氮化物和金属碳化物。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述金属包括铂、金、钯、钌中的一种或多种；所述过渡金属氧化物包括钴氧化物、锰氧化物、铁氧化物、镍氧化物中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述负极薄膜层的材料为金属锂或含金属锂的合金。

5.一种锂氧薄膜电池，其特征在于，包括：

如权利要求1～4任意一项所述的电极组件；

填充于所述正极薄膜层和所述负极薄膜层之间的电解液，所述电解液为含可溶性锂盐的有机电解液、离子液体或可传导锂离子的固态电解液。

6.一种如权利要求1～4任意一项所述的电极组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)用第一铝箔遮挡绝缘衬底，使拟制备正极薄膜层的衬底区域裸露；

2)采用沉积法在步骤1)裸露的衬底区域上制备一层正极薄膜；

3)去除所述第一铝箔，用第二铝箔遮挡制备有所述正极薄膜层的绝缘衬底，使拟制备负极薄膜层的衬底区域裸露；

4)采用沉积法在步骤3)裸露的衬底区域上制备一层负极薄膜；

5)采用沉积法在所述负极薄膜层的上表面制备一层保护层。

7.一种如权利要求1～4任意一项所述的电极组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)用第一铝箔遮挡绝缘衬底，使拟制备负极薄膜层的衬底区域裸露；

2)采用沉积法在步骤1)裸露的衬底区域上制备一层负极薄膜；

3)采用沉积法在所述负极薄膜层的上表面制备一层保护层；

4)去除所述第一铝箔，用第二铝箔遮挡制备有所述保护层的绝缘衬底，使拟制备正极薄膜层的衬底区域裸露；

5)采用沉积法在步骤4)裸露的衬底区域上制备一层正极薄膜。

8.根据权利要求6或7任意一项所述的电极组件的制备方法，其特征在于，所述沉积法为化学气相沉积法或物理气相沉积法，所述物理气相沉积法包括溅射镀膜法、离子镀法或蒸发镀膜法。

9.根据权利要求6或7任意一项所述的电极组件的制备方法，其特征在于，所述负极薄膜为锂薄膜，制备所述负极薄膜的方法具体为：采用热蒸发镀膜法，在真空中用电流加热装有金属锂的钨舟，使所述绝缘衬底上形成锂薄膜，所述电流大小为110～150A。