电池测试中间体的制备方法技术

本发明专利技术提供一种电池测试中间体的制备方法，首先通过在衬底上沉积材料层，其中第一电极层的厚度沿第一方向逐渐减小，电解质层的厚度均一，第二电极层的厚度沿第一方向逐渐增大；然后在第二集流层的表面罩设模罩，模罩包括多个间隔设置的模板，多个模板呈阵列状，每一列模板中至少包括两个横截面积不同的模板，多个模板中至少包括两个横截面积相同的但位于不同列的模板；最后通过控制离子束刻蚀装置沿模板间隔区域依次刻蚀各层材料层，以使间隔区域对应的第一集流层裸露。由该制备方法得到的电池测试中间体，方便对多个组分比例相同但横截面积不同的电池，或者多个横截面积相同但组分比例不同的电池进行快速的批量化的电化学性能测试。

Preparation of Battery Test Intermediates

【技术实现步骤摘要】
电池测试中间体的制备方法
本专利技术涉及电池
，特别涉及一种电池测试中间体的制备方法。
技术介绍
在电池生产及制造的过程中，常常需要对电池的不同电学性能进行不同的测试，比如电阻和电导率的测试。而电池的电阻和电导率与其横截面积和组分比例有关系。因此，对于不同的横截面积或不同组分比例的电池的电阻和电导率的研究是非常重要的。目前，由于电池包括正极集流层、正极、电解质、负极和负极集流层等多层结构，特别是对于微米级别，甚至纳米级别的微型电池和薄膜电池，难以同时制备出多个总厚度一致，但仅横截面积不同或者仅组分比例不同的电池来进行电化学性能的研究，并且测试过程耗时、繁琐。另外，由于现有的电池单体之间材料和厚度的差异，难以准确地反映出横截面积差异或者组分比例差异所带来的对电池的电化学性能的影响。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种电池测试中间体的制备方法，旨在解决上述技术问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种电池测试中间体的制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1.控制薄膜沉积装置在衬底上依次沉积第一集流层、第一电极层、电解质层、第二电极层和第二集流层，其中所述第一集流层、所述电解质层和所述第二集流层的厚度分别均一，所述第一电极层的厚度沿第一方向逐渐减小，所述第二电极层的厚度沿第一方向逐渐增大；S2.控制模罩罩设于所述第二集流层的表面，所述模罩包括多个间隔设置模板，多个所述模板呈阵列状，每一列模板中至少包括两个横截面积不同的模板，多个所述模板中至少包括两个横截面积相同的但位于不同列的模板；S3.控制离子束刻蚀装置沿所述模板间隔区域的纵向依次刻蚀所述第二集流层、所述第二电极层、所述电解质层和所述第一电极层，以使所述间隔区域对应的第一集流层裸露。在一实施例中，所述模罩所限定的区域面积小于所述第一集流层的面积。在一实施例中，每一排模罩还包括多个面积不相同的模板。在一实施例中，每排模板中每一模板的横截面积均不同。在一实施例中，位于外侧的其中一排模板的横截面积沿第一方向逐渐递减，位于外侧的其中一列模板的横截面积沿第二方向逐渐递减。在一实施例中，位于外侧的另一排模板具有第一模板空缺位，所述第一模板空缺位异于该排模板空缺位的两端，位于外侧的另一列模板具有第二模板空缺位，所述第一模板空缺位异于该列模板空缺位的两端。在一实施例中，所述模板的中心间距相同。在一实施例中，所述模板为正方形模板。在一实施例中，所述模板的面积范围为0.05×0.05～500×500μm2，所述第一电极层、电解质层、第二电极层和第二集流层的总厚度d1的范围为10～500μm，所述第一集流层的厚度d2的范围为0.1～10μm。在一实施例中，所述步骤S3包括以下步骤：控制离子束刻蚀装置的刻蚀深度为d3，其中，d1≤d3＜d1+d2。本专利技术提出的电池测试中间体的制备方法，首先通过在衬底上依次沉积电池材料层，其中第一电极层的厚度沿第一方向逐渐减小，第二电极层的厚度沿第一方向逐渐增大；然后在第二集流层的表面罩设模罩，模罩包括多个间隔设置的模板，多个模板呈阵列状，每一列模板中至少包括两个横截面积不同的模板，多个模板中至少包括两个横截面积相同的但位于不同列的模板；最后通过控制离子束刻蚀装置沿模板间隔区域的纵向依次刻蚀各层材料层，以使间隔区域对应的第一集流层裸露。通过该制备方法能够一次成型得到具有多个电池单体的电池测试中间体，方便对多个组分比例相同但横截面积不同的电池，或者多个横截面积相同但组分比例不同的电池进行快速的批量化的电化学性能测试，从而一次性就能得到多组数据，大大减少了批量生产多个不同的电池测试单体的时间，提高了批量生产和批量测试的效率，并且能够准确地反映出横截面积差异或者组分比例差异对电池的电化学性能的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为由本专利技术所提供的电池测试中间体的制备方法一实施例的过程示意图；图2为本专利技术制备得到的电池测试中间体一实施例的结构示意图；图3为图2所示电池测试中间体的俯视图；图4为图2所示电池测试中间体与测试电极连接的示意图。附图标号说明：标号名称标号名称1电池测试中间体10衬底20第一集流层30单元组件31第一电极层32电解质层33第二电极层34第二集流层本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术实施例提出一种电池测试中间体的制备方法，请参阅图1所示，该电池测试中间体的制备方法包括以下步骤：S1.控制薄膜沉积装置在衬底10上依次沉积第一集流层20、第一电极层31、电解质层32、第二电极层33和第二集流层34，其中所述第一集流层20、所述电解质层32和所述第二集流层34的厚度分别均一，所述第一电极层31的厚度沿第一方向逐渐减小，所述第二电极层33的厚度沿第一方向逐渐增大；S2.控制模罩罩设于所述第二集流层34的表面，所述模罩包括多个间隔设置模板，多个所述模板呈阵列状，每一列模板中至少包括两个横截面积不同的模板，多个模板中至少包括两个横截面积相同的但位于不同列的模板；S3.控制离子束刻蚀装置沿所述模板间隔区域的纵向依次刻蚀所述第二集流层34、所述第二电极层33、所述电解质层32和所述第一电极层31，以使所述间隔区域对应的第一集流层20裸露。在所述步骤S1中，根据需要沉积的电池材料性质的不同，可以采用不同的薄膜沉积方法，包括溅射沉积、激光脉冲沉积、蒸镀沉积、化学气相沉积和分子束外延沉积。本实施例中，衬底10采用硅衬底。在所述步骤S3中，由于在第二集流层34的表面罩设有模罩，模罩中的多个模板呈间隔设置，因此，离子束仅能刻蚀掉模板之间的间隔区域，各层电池材料层的中被模板遮挡的区域则保留下来。值得注意的是，离子束的刻蚀深度仅到达第一集流层20的表面，以使间隔区域对应的第一集流层20裸露，并形成多个相互分隔的电池单体，多个电池单体共用第一集流层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池测试中间体的制备方法，其特征在于，包括：S1.控制薄膜沉积装置在衬底上依次沉积第一集流层、第一电极层、电解质层、第二电极层和第二集流层，其中所述第一集流层、所述电解质层和所述第二集流层的厚度分别均一，所述第一电极层的厚度沿第一方向逐渐减小，所述第二电极层的厚度沿第一方向逐渐增大；S2.控制模罩罩设于所述第二集流层的表面，所述模罩包括多个间隔设置模板，多个所述模板呈阵列状，每一列模板中至少包括两个横截面积不同的模板，多个所述模板中至少包括两个横截面积相同的但位于不同列的模板；S3.控制离子束刻蚀装置沿所述模板间隔区域的纵向依次刻蚀所述第二集流层、所述第二电极层、所述电解质层和所述第一电极层，以使所述间隔区域对应的第一集流层裸露。

【技术特征摘要】
1.一种电池测试中间体的制备方法，其特征在于，包括：S1.控制薄膜沉积装置在衬底上依次沉积第一集流层、第一电极层、电解质层、第二电极层和第二集流层，其中所述第一集流层、所述电解质层和所述第二集流层的厚度分别均一，所述第一电极层的厚度沿第一方向逐渐减小，所述第二电极层的厚度沿第一方向逐渐增大；S2.控制模罩罩设于所述第二集流层的表面，所述模罩包括多个间隔设置模板，多个所述模板呈阵列状，每一列模板中至少包括两个横截面积不同的模板，多个所述模板中至少包括两个横截面积相同的但位于不同列的模板；S3.控制离子束刻蚀装置沿所述模板间隔区域的纵向依次刻蚀所述第二集流层、所述第二电极层、所述电解质层和所述第一电极层，以使所述间隔区域对应的第一集流层裸露。2.如权利要求1所述的电池测试中间体的制备方法，其特征在于，所述模罩所限定的区域面积小于所述第一集流层的面积。3.如权利要求2所述的电池测试中间体的制备方法，其特征在于，每一排模罩还包括多个面积不相同的模板。4.如权利要求3所述的电池测试中间体的制备方法，其特征在于，每排模板中每一模板的横截面积均不同。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李致朋，区定容，
申请(专利权)人：深圳市致远动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44