硅基電極制作工藝及其儲能裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種儲能裝置，包括容置有電解液的殼體、硅基電極、正極板及隔離膜，且硅基電極、正極板及隔離膜浸潤于電解液內，且隔離膜設置在硅電極及正極板之間。其中，硅基電極包含導電基板、于表面具有原子摻雜層的硅層設置在導電基板上以及有機保護膜層鍍覆在具有原子摻雜層的硅層的表面上。利用經(jīng)過表面改質處理以及鍍覆有機保護膜層的硅基電極做為儲能裝置的負極電極，可以提升庫侖轉換效率以及降低界面阻抗，藉此增加儲存系統(tǒng)的使用壽命。除此之外，原子摻雜層與有機保護膜層的順序可替換或可為其組合。
【專利說明】
硅基電極制作工藝及其儲能裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明系有關于一種硅基電極的制作工藝，特別是一種應用于儲能裝置的硅基電 極。
【背景技術】
[0002] 由于鋰電池儲能裝置具較環(huán)保、較低成本以及較高能量密度等優(yōu)勢，近年來廣泛 被應用于可攜式電子產(chǎn)品以及電動車上。其中，商用鋰離子電池的負極材料多半是以碳系 材料為主，如天然石墨、人工石墨和瀝青等。盡管，碳系材料具有良好的穩(wěn)定性與安全性， 但其理論電容值僅有372mAh/g，隨著電子市場朝向輕薄短小發(fā)展，碳系材料已漸漸無法符 合現(xiàn)今鋰原子電池的高電容量需求。因此，理論電容值4400mAh/g的硅基負極，成為鋰電 池儲能裝置之技術發(fā)展的主要課題。然而，若欲使用硅作為鋰離子電池的負極材料，仍有 幾項需克服的問題：（1)體積膨脹：硅基電池的高能量密度，蓋因鋰離子在充電時，與硅形 成鋰硅合金，體積將膨脹至原有體積的三到四倍，此體積膨脹的程度與硅粉末的粒徑有著 極大的關系。一般來說，以納米維度之硅顆?；烊氩煌N類或是不同形貌之碳源，如瀝青、 各種醣類或是石墨烯、納米碳管等，可于極片空間上抑制硅基電池的體積膨脹，進而解決負 極電極板崩解，解決鋰離子電池的循環(huán)使用壽命問題；（2)固體電解質界面膜（SEI，Solid Electrolyte Interface):于充放電過程中，電解液與電極片之間因化學反應產(chǎn)生固體電 解質界面膜，其反應包括氧化鋰生成、有機溶劑以及電解液裂解等，而上述反應將造成電性 的不可逆以及循環(huán)壽命減低。而若欲抑制固體電解質界面膜的產(chǎn)生則是于電解液中加入電 解液添加劑或于電極片上涂布、鍍制保護膜來達到增加循環(huán)壽命、抑制反應與減低界面阻 抗的效果。
[0003] 然而，眾多研究著重于硅負極材料時，皆利用各種不同制作手段達到具有特殊形 貌并同時具有保護膜層的效果。達到效果的同時，亦提高了成本面，降低了量產(chǎn)商用的可能 性，也亦忽略了較簡化制作工藝的開發(fā)與應用的可能性。
[0004] 以臺灣發(fā)明專利公告第1332277號為例，其發(fā)明揭示了一種多孔的復合物粒子 作為負極活性材料。此復合物主要由納米硅及金屬硅化物組成。多孔的復合物粒子具有 10-60%體積百分比的內孔隙度（intra-particle porosity)及10-5000納米的粒子內孔 洞。在充放電鋰離子嵌入/嵌出的循環(huán)中，其多孔的復合物粒子相較于使用純硅粒子所制 備的負極，顯現(xiàn)出明顯較低的體積膨脹及電容量衰退率。此改良主要歸因于復合物粒子的 預置的內孔洞部份容納了硅鋰合金化所產(chǎn)生的體積膨脹。
[0005] 另以臺灣發(fā)明公告專利第1263702號為例，利用理論電容量可超越4000mAh/g的 硅材料來作為二次鋰離子電池負極材料的主體，并配合上披覆的金屬氧化物，氧化鈦或氧 化錯來增加娃顆粒的循環(huán)壽命。其披覆層的厚度可介于Inm至lOOOnm，可為單層結構或多 層結構。而硅顆粒的直徑小于100微米。于臺灣發(fā)明公告專利第1263702號指出，可增加二 次鋰離子電池中，鋰離子分布的均勻性，且金屬氧化層可作為人工的固相-電解質相界面 的鈍化層。上述兩例以納米硅，配合上金屬硅化物又或金屬氧化物，成功地抑制體積膨脹與 固態(tài)電解液介面膜。然而，其繁復的工藝，不僅增加了成本，亦提高了量產(chǎn)化的困難度。且 其真空系統(tǒng)維護及金屬氧化物的使用，皆于成本考慮上并不符合經(jīng)濟效益，且于環(huán)境友善 考慮上為多余的資源耗費。
[0006] 另外，再以臺灣發(fā)明專利公開第201421772號為例，有關于一種含脂族腈 (aI iphat i c ni tri I e)化合物的電極，其中脂族腈化合物涂覆于陰極電極的表面，或是結合 于陰極電極的活性材料中，制作工藝包括涂布、壓印涂覆（diecoating)、滾式涂布或刮刀式 涂布等或是上述各手段的組合。臺灣發(fā)明專利公開第201421772號揭示含有此化合物的電 極所制作出的鋰離子二次電池具有優(yōu)異的安全性，并可避免電解液與電極片的反應，以及 因過度充電而發(fā)生的電極片結構破壞，所導致的熱散發(fā)，進而使電池內部溫度升高而引發(fā) 電池內部電路短路，造成灼燒與爆炸。然而，以工業(yè)化降低成本的考慮，脂族腈類等化合物 為高單價化學藥品且制作工藝較為繁復，若使用其為添加物，極為不妥。再以環(huán)境保護的觀 點來審視，此有機添加劑易造成環(huán)境污染以及難以回收的問題。因此，較低成本以及較環(huán)境 友善的技術開發(fā)，有其必要存在性。
[0007] 最后，再以臺灣發(fā)明專利公開第201421781號為例，提供一種含硅材料的制備工 藝，其包含下列步驟：提供線切割組件，線切割組件包括切割線及施用于切割線的切割漿 料，其中切割漿料含有切割液及分散于切割液中的多顆研磨顆粒，且這些研磨顆粒的粒徑 范圍介于1微米至50微米之間；使用線切割組件切割硅基材，以獲得混合漿料；使用固液 分離法分離混合漿料，以獲得液態(tài)混合物及固態(tài)混合物，其中固態(tài)混合物含有硅與切割線 的材料及研磨顆粒的料；以及粒徑分選固態(tài)混合物與移除固態(tài)混合物中的切割線的材料， 以制得含硅復合材料，所述含硅復合材料由5納米的納米硅與15微米的碳化硅組成。僅管 臺灣發(fā)明專利公開第201421781號專利公開專利提供由切削廢料至鋰電池原料的再利用 工藝，但其例并未對抑制界面反應物生成以及極片表面處理多有著墨。

【發(fā)明內容】

[0008] 有鑒于現(xiàn)有技術的缺點，硅基電池的界面反應與循環(huán)壽命是需要有待更進一步的 突破與研究。因此，本發(fā)明針對硅基電極，提出相較于現(xiàn)有技術所披露的電容量較多、成本 低廉以及環(huán)境有善的改進方法。本發(fā)明以硅粉體為出發(fā)點，從材料的根本問題下手，解決硅 粉體所面臨體積膨脹以及固態(tài)電解質界面層的嚴峻考驗。
[0009] 本發(fā)明目的提供一種可應用于儲能裝置的硅基電極，此硅基電極是以硅粉為主， 可以做為儲能裝置中的電極基底，于室溫下利用等離子體對此硅層的表面進行改質處理 后，再鍍覆有機保護膜層。經(jīng)改質之后可以降低硅的體積膨脹，以解決負極電極板崩解的問 題，并同時提升庫侖轉換效率以及降低界面阻抗，藉此增加儲能裝置的使用壽命。
[0010] 根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種硅基電極的制作工藝，其步驟包括：提供導電基 板；于導電基板上形成硅層；以及對硅層的表面執(zhí)行等離子體改質步驟，其中等離子體改 質步驟是將高能等離子體原子摻雜于硅層的表面，且于表面形成原子摻雜層。除此之外，再 于原子摻雜層上鍍覆有機保護膜層。其中，原子摻雜層與有機保護膜層的順序可替換或可 為其結合。
【附圖說明】
[0011] 圖1至圖3根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術，表示硅基電極的制作工藝流程示意圖。
[0012] 圖4根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術，表示硅基電極應用于儲能裝置的示意圖。
[0013] 圖5根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術，表示硅層的顆粒過大，在第一圈充放電過程中會 造成娃層的表面的碎裂的掃描式電子顯微鏡外觀圖式。
[0014] 圖6根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術，表示以X光電子光譜儀（X-ray Photoelectron Spectrometer、XPS)對經(jīng)改質的娃層的表面進行分析，以確認于娃層的表面所摻雜的氮原 子的強度，進而計算出其多寡。
[0015] 圖7表不于不同的實施例中，電容量與庫侖轉換效率的關系。
[0016] 【主要組件符號說明】
[0017] 10硅基電極 11導電基板
[0018] 12硅層 122原子摻雜層
[0019] 13等離子體改質步驟14有機保護膜層
[0020] 30儲能裝置 32正極板
[0021] 34隔離膜 36電解液
[0022] 38 殼體
【具體實施方式】
[0023] 請參考圖1至圖3,表示硅基電極的制作工藝各步驟示意圖。如圖1所示，先提供 導電基板11，然后在導電基板11上披覆硅層12。其中，導電基板11為金屬箱，于本發(fā)明的 實施例是以銅箱做為導電基板11。將硅層12披覆在導電基板11的步驟包括：先將硅組合 物的涂層以涂布的方式形成在導電基板11上，然后再對形成在導電基板11上的涂層進行 烘干技術，將硅層12形成在導電基板11上。于本實施例中，涂布的手段包括網(wǎng)?。╯creen printing)、旋轉涂布法（spin coating)、棒狀涂布法（bar coating)、刮刀涂布法（blade coating)、滾筒涂布法（roller coating)或者浸漬涂布法（dip coating)，然而在本發(fā)明 中，將涂層形成在導電基板11上的手段不限于以上所述。在本發(fā)明的實施例是利用刮刀涂 布法將含有硅組合物的涂層涂布在導電基板11上。另外，烘干工藝的溫度在40°C _150°C 之間。含有硅組合物至少由硅基材料、黏著劑及助導劑所構成。其中，硅基材料可以是單晶 硅、多晶硅、各式納米硅，例如碳/硅復合材料、回收硅或者是經(jīng)過摻雜處理的硅基材。黏著 劑可以是水系復合增黏劑、有機增黏劑或者是上述兩種增黏劑的組合。于本實施例中，水系 復合增黏劑或者有機增黏劑可以是羧甲基纖維素鈉鹽（CMC, Carboxymethyl Cellulose)、 海藻酸鈉 （Sodium alginate)、苯乙稀-丁二稀橡膠（SBR, styrene butadiene rubber)、或 是聚偏氟乙?。≒VDF, Polyvinylidene fluoride)。助導劑可以是石墨、各式碳黑、乙炔黑 (acetylene black)或者上述的組合。于本發(fā)明的實施例中，在娃組合物中的黏著劑為海藻 酸鈉及助導劑為乙炔黑。
[0024] 接著，如圖2所示，對于在導電基板11上的硅層12進行等離子體改質步驟13,主 要是將欲摻雜的原子利用等離子體反應器產(chǎn)生高能原子與硅層反應，摻雜原子至硅層12 表面，使得在硅層12的表面形成原子摻雜層122,此目的是為了提升硅層12的電化學特性， 例如接口阻抗與庫侖轉換效率，進而提升電容量及循環(huán)壽命。其等離子體改質步驟13包 含：通入承載氣體以及欲摻雜的原子的氣體源，透過等離子體反應器對硅層12進行改質， 藉此在硅層12的表面形成原子摻雜層122。要說明的是，由于本發(fā)明僅需將等離子體原子 摻雜至硅層12的表面，不需要將摻雜的原子擴散至整個硅層12,因此在改質步驟中，不需 要長時間的擴散以及加熱，或是在真空下操作以防止導電基板11氧化。另外，于等離子體 改質步驟13的操作過程中，可依實際需要調整反應氣體的流量、承載氣體流量、反應壓力、 功率、反應時間、處理次數(shù)及/或硅層12與電漿反應器之間的距離，其中等離子體改質步驟 的處理功率的范圍在10-1000瓦（W)之間，處理次數(shù)范圍在一次至數(shù)百次之間及處理時間 范圍在一秒到一小時之間，承載氣體可以是氦氣、氬氣、氮氣、氖氣或是上述氣體的組合，欲 摻雜的原子的氣體源為氮氣、氨氣、空氣中的氣體分子或者上述任意組合，且原子摻雜層之 原子摻雜量介于〇. 34-0. 72atom%之間。于本發(fā)明的實施例中，以氬氣為承載氣體，摻雜的 原子為氮氣中的氮原子。
[0025] 需說明的是，于圖2中的等離子體改質處理步驟中，所使用的反應器可采用低壓 (low pressure)或是常壓（atmospheric pressure)操作的等離子體反應器，其形式可以 是噴嘴式（jet)或是平板式（plate)等設計。于本實施例中是以噴嘴式常壓等離子體機臺 (atmospheric pressure plasma jet)來對娃層12的進行表面改質步驟。
[0026] 接著如圖3所示，將有機保護膜層14形成在原子摻雜層122上，以完成硅基電極 10的制作。于本實施例中，將有機保護膜層14形成在原子摻雜層122上的方式可以利用涂 布、蒸鍍、或是濺鍍等技術手段來達成，但不限于此。于本發(fā)明的實施例，以蒸鍍的方式將有 機保護膜層14形成在原子摻雜層122上，其厚度范圍約在為50nm-150nm之間。有機保護 膜層14材料以有機碳材為主，可包含但不限制是不同結晶性與不同種類碳材。
[0027] 接著請參考圖4。圖4是將娃基電極應用于儲能裝置的不意圖。在圖4中，儲能 裝置30具有殼體38,于殼體38內容置有電解液36。于殼體38內還設置有上述的硅基電 極10,做為儲能裝置30的負電極，以及采用正極板32作為正電極，且在硅基電極10與正 極板32之間還設置有隔離膜34,而上述的硅基電極10、正極板32及隔離膜34均浸潤于電 解液36中。于本實施例中，正極板32可以是鋰金屬極板或是含有鋰的氧化物極板，例如 鋰錳氧化物、鋰鎳氧化物與鋰鈷氧化物等鋰與過渡金屬的復合氧化物，如LiCo0 2、LiMn204、 LiFeP04、LiNixCoyMnzO 2 (0 < X，y，z < I)、LiNixCoyAlzO2 (0 < X，y，z < I)、LiNiaSMnh5O4或 其組合。隔離膜34可以是單層膜或是雙層膜，隔離膜34的材料是采用現(xiàn)有技術中鋰電池 隔離膜，如無機紙、不織布或高分子聚合物多孔膜等。
[0028] 另外，于本實施例中，在儲能裝置30中所使用的電解液是由有機溶劑及電解質所 組成，其中有機溶劑可以是由一種或是幾種有機溶劑所組成的混合溶劑，電解質也可以是 一種電解質或是幾種電解質所組成。于本發(fā)明中，有機溶劑可以是碳酸異丙烯酯、碳酸亞乙 酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或1，2-二甲氧基乙烷。電解質為鋰 鹽電解質或聚合物電解質，其中鋰鹽電解質為高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲 基磺酸鋰或六氟砷酸鋰。聚合物電解質為含高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲基 磺酸鋰、六氟砷酸鋰等鋰鹽的聚乙烯氧烷、聚丙烯氧烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚偏氟乙烯。
[0029] 需說明的是，儲能裝置30的殼體38的材料可以是金屬、合金、塑料、鋁箱或是上述 各種材料的組合。而本發(fā)明所揭露的儲能裝置30可以根據(jù)需求制作成所需要的型式，例 如圓型儲能裝置、矩型儲能裝置、高分子型儲能裝置或是鋁箱包儲能裝置，其形式并不限于 此。
[0030] 根據(jù)以上所述，本發(fā)明以實施例來說明硅基電極的制作工藝流程及儲能裝置。首 先將硅基材料與做為助導劑的乙炔黑依不同比例混合以得到含有硅的粉末。接著，取0.1 g 海藻酸鈉與6g的去離子水置于容器中浸泡約3-4小時。接著，以均質機以轉速為IOOrpm 的轉速下于反應瓶中進行攪拌并除泡，其攪拌時間約為20分鐘。于攪拌步驟完成之后，加 入0. 2g片狀人工石墨（KS6)，其目的是為了硅層12作為儲能裝置的負極電極時有較佳的穩(wěn) 定性。然后，再將〇. 7g含有硅的粉末加入前述的反應瓶中，以得到含有微米硅的組合物。
[0031] 接著，利用0. 2mm的刮刀以刮刀涂布法將含有微米硅的組合物涂布于做為導電基 板11的銅箱上以形成涂層。然后，再于溫度范圍為110°c -120°c的條件下，對導電基板11 上的涂層進行烘干步驟，而在導電基板11上形成硅層12。于烘干步驟完成之后，即已經(jīng) 完成硅基電極10的制作。然后，將此硅基電極10裁切以形成適當?shù)拇笮〕叽?，例如直?為13mm，來做為儲能裝置30的負極電極，并以鋰金屬極板32作為正極板，并搭配由聚乙 烯/聚丙烯（PE/PP)復合膜做為隔離膜34設置在硅基電極10及鋰金屬極板32之間，其 中隔離膜34的厚度約為20um，并以乙二醇碳酸酯（EC, ethylene carbonate)、碳酸二乙酯 (DEC, Diethyl carbonate)以及濃度為 IM 的 LiPF6 (Lithium hexafluorophosphate)作為 電解液，以構成儲能裝置30。于此儲能裝置30中的負極電極10并未經(jīng)過改質步驟，因此由 于硅層12的顆粒過大，在第一圈充放電過程中會造成硅層12的表面的碎裂，以致于硅層12 具有更多的表面積可與電解液進行反應，進而產(chǎn)生不可逆反應，于此所進行的不可逆反應 相較于納米尺寸的硅粉體要來得更多，因此尚未經(jīng)過等離子改質步驟的硅層12很容易與 電解液反應，因此降低了儲能裝置30的使用壽命，如圖5所示。于表1中表示，實施例1-6 在不同的硅層12中的硅粉體含量與乙炔黑在一定的比例下所對應的不可逆反應的關系， 由結果可知，于實施例3中的乙炔黑硅粉體的比例所發(fā)生的不可逆反應有最低的電容量。
[0032] 表1:不同比例的硅粉體與乙炔黑與不可逆反應關系表
[0034] 因此，根據(jù)上述的實施例3所得到的最低的不可逆反應的硅粉體與乙炔黑比例 (乙炔黑含量30%及硅粉體含量70% )來對硅層12進行改質步驟。首先將比例為乙炔黑 含量30%及硅粉體含量70%的硅層12置于等離子體處理平臺，其中硅層12與等離子體反 應器之間的距離為0. 1公分-2公分。接著，通入摻雜氣體為氮氣，流量約為每分鐘40立方 厘米（seem, standard cubic centimeter per minute)及通入承載氣體為氬氣，其流量約 為每分鐘15升（slm, standard liter per minute)，操作壓力為1大氣壓（Iatm)，在射頻 (RF)功率分別為25瓦（W)、50瓦及75瓦對硅層12的表面進行改質步驟，其處理的次數(shù)可 以依須求來設定，可以是1-5次。
[0035] 接著，以 X 射線光電子能譜儀（X-ray Photoelectron Spectrometer、XPS)對經(jīng)等 離子體改質的硅層12的表面進行分析，以確認于硅層12的表面是否成功摻雜氮原子的依 據(jù)，其結果如圖6所示。在圖6中，實施例3、7-12是分別對應于未經(jīng)過等離子體改質步驟 的硅層12在射頻功率為25瓦、50瓦及75瓦的條件下進行處理1次及5次的結果。由圖6 中可得知，于實施例9-12的硅層12,其表面含有氮原子，也證實氮原子經(jīng)過等離子體改質 步驟之后進入到硅層12的表面。由圖6的結果也可以顯示出，隨著功率的瓦數(shù)增加以及處 理次數(shù)增加，氮原子的訊號強度也隨之增強，這也表示所摻雜進入硅層12表面的氮原子數(shù) 量可以隨著參數(shù)調整，并進一步可以利用控制氮原子摻雜多寡的手段來解決前述固體電解 質界面膜（SEI, Solid Electrolyte Interface)的問題。于表2則是表示在實施例7-12 中，等離子體改質步驟的制程參數(shù)，并且根據(jù)其X射線光電子能譜儀（XPS)積分結果計算出 其氮原子的摻雜量。然而要說明的是，當電漿的功率高于50瓦之后，經(jīng)改質步驟的硅層12 有明顯的粉末脫落的現(xiàn)象，因此在本發(fā)明中于后續(xù)形成有機保護膜層14于硅層12上的參 數(shù)將以含氮量為〇. 56 %的實施例10為基準。
[0036] 圖7是表示于不同的實施例中，電容量與庫侖轉換效率的關系。如圖7所示，欲驗 證本發(fā)明所采用的原子摻雜層122與有機保護膜層14可以將其順序替換或是結合，另以 實施例14,先鍍覆有機保護膜層14再以表面大氣等離子體處理有機保護膜層14與實施例 15,于實施例13的硅層上12進行表面大氣電漿處理。實施例13-15的硅基電極10制成鈕 扣型電池進行長圈數(shù)充放電后，其結果可明顯得知循環(huán)壽命以及庫侖轉換效率都比前述的 實施例3的電池來得優(yōu)益。
[0037] 表2:電漿改質制程的制程參數(shù)與含氮量的關系表
[0039] 綜合以上所述，本發(fā)明的制作工藝簡單，可大幅降低制作工藝成本，與現(xiàn)有粉末納 米化技術相比，本發(fā)明所提出利用較大尺寸的含硅粉體組合物的電極結構制作工藝，不但 能解決利用硅粉體做為電極結構所面臨的體積膨脹問題，還能進一步透過等離子體氣體原 子的改質處理來解決固態(tài)電解質接口層問題，使得硅粉體組合物層的電極結構能達成高循 環(huán)壽命、及庫侖轉換效率增加與降低界面阻抗的效果。
[0040] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，非因此局限本發(fā)明之權利要求，故舉凡 應用本發(fā)明說明書及圖式內容所為的等效技術變化，均包含于本發(fā)明范圍內。
【主權項】
1. 一種娃基電極的制作工藝，其特征在于，包括： 提供導電基板； 形成硅層于所述導電基板上； 對所述硅層的表面執(zhí)行等離子體改質步驟，所述等離子體改質步驟是將多個原子摻雜 于所述硅層的所述表面，且于所述表面形成原子摻雜層；以及于所述原子摻雜層上鍍覆有 機保護膜層。2. 如權利要求1所述的制作工藝，其特征在于，所述等離子體改質步驟的處理功率的 范圍在10~1000瓦（W)之間，處理次數(shù)范圍在一次至數(shù)百次之間及處理時間范圍在一秒 到一小時之間。3. 如權利要求1所述的制作工藝，其特征在于，所述原子摻雜層所摻雜的原子包含 氮氣、氨氣、空氣中的氣體分子或者上述任意組合，且所述原子摻雜層的原子摻雜量介于 0· 34-0. 72atom%之間。4. 如權利要求1所述的制作工藝，其特征在于，所述硅層為單晶硅、多晶硅、非晶硅、納 米硅、碳/硅復合材或回收硅。5. 如權利要求1所述的制作工藝，其特征在于，所述硅層為鋰嵌入類負極材料，所述鋰 嵌入類負極材料為鍺、硫或錫。6. 如權利要求1所述的制作工藝，其特征在于，鍍覆所述有機保護膜層的手段為涂布、 蒸鍍或派鍍。7. -種儲能裝置，其特征在于，包括： 殼體，容置有電解液； 娃基電極，包括： 導電基板； 于表面具有原子摻雜層的硅層，設置于所述導電基板上；以及 有機保護膜層，設置在具有所述原子摻雜層的所述硅層的所述表面上； 正極板，與所述硅基電極以間隔距離設置；以及 隔離膜，設置于所述硅基電極及所述正極板之間，且所述硅基電極、所述正極板及所述 隔離膜浸潤于所述電解液內。8. 如權利要求1所述的儲能裝置，其特征在于，所述硅層為單晶硅、多晶硅、非晶硅、納 米硅、碳/硅復合材或回收硅。9. 如權利要求1所述的儲能裝置，其特征在于，所述硅層為鋰嵌入類負極材料，且所述 鋰嵌入類負極材料為鍺、硫或錫。10. 如權利要求1所述的儲能裝置，其特征在于，所述隔離膜的材料為無機紙、不織布 或高分子聚合物多孔膜。
【文檔編號】H01M4/1395GK106033807SQ201510115323
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月17日
【發(fā)明人】石東益, 杜正恭, 劉偉仁, 陳秉宏, 莊上毅
【申請人】石東益, 杜正恭, 陳秉宏