[发明专利]一种MEMS锂电池的制造方法

摘要

本发明公开了一种MEMS锂电池的制造方法，包括分别制造第一外壳，其上形成有一空腔且在空腔内一体形成电池正极，以及第二外壳，采用与第一外壳相同材料制成，其上形成有一与第一外壳相对接的空腔，且在空腔内一体形成电池负极；然后将第一外壳和第二外壳封装在一起形成电池。本发明的锂电池制备工艺简单，可批量化生产，降低生产成本；可大幅提高电池制备的一致性和可靠性；可使电极由二维结构变成三维结构，大幅提高了电极的表面积，减少电荷转移电阻，提高离子迁移数，使得电池的能量密度及功率密度得到大幅提高；可缩短离子迁移路程，缩短电池的充电时间。

主权项

一种MEMS锂电池的制备方法，包括以下步骤：以半导体材料为第一壳体的基底，在其上通过MEMS工艺形成第一引出电极、第一三维立柱阵列及第一池体，其中所述第一三维立柱阵列位于所述第一池体中；其中，所述在基底上形成第一引出电极的步骤中，包括在所述基底上形成Au/Cr金属层作为掩膜的步骤，其中所述Au层厚度为100～500nm，Cr层厚度为10～50nm；在所述第一三维立柱阵列表面修饰固定第一纳米材料作为正极；利用同样的方法，通过MEMS工艺制备出包含负极的第二壳体，在所述第二壳体上形成第二引出电极、第二三维立柱阵列及第二池体，并在所述第二三维立柱阵列表面修饰固定第二纳米材料作为负极，其中所述第二三维立柱阵列位于所述第二池体中，且所述第二池体与所述第一池体对准形成一个容纳空腔，所述第一三维立柱阵列和所述第二三维立柱阵列彼此错开；其中，所述在基底上形成第二引出电极的步骤中，包括在所述基底上形成Au/Cr金属层作为掩膜的步骤，其中所述Au层厚度为100～500nm，Cr层厚度为10～50nm；将所述第一壳体和第二壳体对准并封装，形成所述MEMS锂电池的壳体；其中，在形成所述第一引出电极和/或第二引出电极之前，通过深刻蚀或化学腐蚀工艺在所述第一壳体和/或第二壳体的基底上表面上形成第一凸台和/或第二凸台，从而在其后的蚀刻工艺过程中，利用所述第一凸台和第二凸台形成叉指结构。