[发明专利]MEMS阳极电池

权利要求书

1.一种电池，包含：

金属阳极，其具有多个微加工的突起特征，其中，微加工的突起特征的纵横比高度/直径为至少1，间距为1-50微米；

第二金属的金属涂层，其与金属阳极和微加工的突起特征共形；

金属涂层上方的金属氧化物层，其中，金属氧化物层的微加工的微粗糙度为至少1nmrms。

2.如权利要求1所述的电池，其中，金属阳极包含钛，金属氧化物涂层包含TiO₂，其中，第二金属的金属涂层包含金、银、铂、铜和铝中至少一种，其电阻率小于1欧姆-米。

3.如权利要求1所述的电池，其中，金属阳极包含钛合金，金属氧化物层包含钛金属合金的氧化物。

4.如权利要求1所述的电池，其进一步包含阴极、阴极与阳极之间的电解质，其中，阴极包含层状锂过渡金属化合物。

5.如权利要求1所述的电池，其中，金属氧化物层的微粗糙度为1-1000nm rms。

6.如权利要求1所述的电池，其中，电池的总厚度为至少0.2mm。

7.如权利要求1所述的电池，其中，电池的横向尺寸小于约10mm。

8.如权利要求1所述的电池，其中，电池的比能量密度为至少约600W-hr/kg。

9.如权利要求1所述的电池，其中，金属氧化物层的微粗糙度为至少100-300nm rms。

10.如权利要求1所述的电池，其中，突起特征包含柱、支柱、沟槽、通道和四面体突起中至少一种。

11.如权利要求1所述的电池，其中，突起特征包含直径为0.5-10微米的柱，其中，柱相对于剩余表面高出10-50微米，使得柱的纵横比为至少1。

12.如权利要求1所述的电池，其中，突起特征包含直径为1-2μm且高度为10-12μm的柱，中心到中心间距为1.5-2.5μm，使得阳极表面积增加至少2倍。

13.如权利要求4所述的电池，其中，阳极、阴极和电解质被密封在钛壳体中。

14.如权利要求7所述的电池，其中，电池的厚度小于约0.5mm，使得电池具有挠性，从而在尺寸不规则的受限空间中匹配。

15.如权利要求4所述的电池，其中，阴极包含层状Li₂MnO₃⁺/LiMnO₂结构，电解质为碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯50/50混合物中的1M LiPF₆。

16.如权利要求11所述的电池，其中，柱的直径为5微米，其中，柱相对于剩余表面高出20微米，并且纵横比为至少10。

17.如权利要求1所述的电池，其中，金属氧化物层进一步包含由氧化钛形成的微粗糙度，rms粗糙度为至少1nm。

18.如权利要求4所述的电池，其中，电解质包含固态电解质。

19.如权利要求1所述的电池，其中，金属氧化物层包含钛氧化物，其设置在金属涂层上方，其中，钛氧化物进一步包含由氧化钛形成的微粗糙度。

20.如权利要求1所述的电池，其中，金属涂层的厚度小于约10微米。