[发明专利]用于再充式电池组的硅基固体电解质

权利要求书

1.一种再充式电化学电池，包括1)阳极；2)阴极；3)包含硅材料的固体电解质材料，其中硅材料为至少35at％硅至100at％硅，其中硅材料是非晶硅或多晶硅，并且非晶硅或多晶硅是饱和的以去除悬空键，所述固体电解质设置在阴极和阳极之间。

2.根据权利要求1所述的再充式电化学电池，其中硅材料为至少40at％硅至98at％硅。

3.根据权利要求2所述的再充式电化学电池，其中硅材料为至少45at％硅至95at％硅。

4.根据权利要求1所述的再充式电化学电池，其中固体电解质不进一步包含液体或凝胶。

5.根据权利要求4所述的电化学电池，其中固体电解质是电绝缘的并且能够在电池充电时将质子从阴极传导或输送到阳极，并且在电池放电时将质子从阳极传导或输送到阴极。

6.根据权利要求5所述的电化学电池，其中固体电解质具有10kΩcm的电阻率。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电化学电池，其中硅材料是非晶硅。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的电化学电池，其中硅材料被选自H、Li、F、N、B和C的原子饱和。

9.根据权利要求7所述的电化学电池，其中硅材料被选自H、Li、F、N、B和C的原子饱和。

10.根据权利要求8所述的电化学电池，其中硅材料用H、Li或F原子饱和。

11.根据权利要求9所述的电化学电池，其中硅材料用H、Li或F原子饱和。

12.根据权利要求11所述的电化学电池，其中硅材料用H原子饱和。

13.根据权利要求1-6、9-12中任一项所述的电化学电池，其中固体电解质是厚度为1-50微米的薄膜。

14.根据权利要求1-6、9-12中任一项所述的电化学电池，其中通过化学气相沉积、增强化学气相沉积技术(PECVD)、从溶液中沉淀或溶胶凝胶法，将阳极或阴极沉积在固体电解质上，或者将固体电解质沉积在阳极或阴极上。

15.根据权利要求1-6、9-12中任一项所述的电化学电池，其中阳极包含金属氢化物或金属氢化物的合金。

16.根据权利要求1-6、9-12中任一项所述的电化学电池，其中阳极是能够以低于-0.5Vvs.标准氢参比电极的电位可逆地储存氢的材料。

17.根据权利要求1-6、9-12中任一项所述的电化学电池，其中阳极是硅基、碳基、锗基或锡基的或其任何混合物。

18.根据权利要求17所述的电化学电池，其中阳极是p型硅、n型硅或石墨。

19.根据权利要求17所述的电化学电池，其中阳极是硅基的。

20.根据权利要求19所述的电化学电池，其中硅基阳极包含27重量％硅且重量％基于阳极的总重量。

21.根据权利要求19所述的电化学电池，其中阳极是硅并且是p型、n型硅或氢化硅。

22.根据权利要求21所述的电化学电池，其中阳极是p型或n型硅，并掺杂有选自氧化铝、膦、硼及其混合物的原子。