一种MEMS微型固态锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种MEMS微型固态锂离子电池及其制备方法。通过将锂电池整理设置为MEMS悬臂梁结构，硅负极层在电池充放电时的体积变化引起MEMS悬臂梁结构发生弯曲变形，有效释放和减小了由于硅体积变化在硅负极层内所引起的应力，降低了应力对硅负极层的损伤和破坏。本发明专利技术提供的MEMS微型固态锂离子电池具有尺寸小、结构简单、制作成本低、可靠性高、寿命长、能量密度高且具备在线检测功能等优点。

MEMS micro solid lithium ion battery and preparation method thereof

The invention discloses a MEMS micro solid lithium ion battery and a preparation method thereof. The lithium battery sorting settings for MEMS cantilever beam structure, the volume change of silicon anode layer in the battery charge and discharge caused by the deformation of MEMS cantilever beam structure, effective release and reduce the stress caused by the volume change of silicon in silicon anode layer, reduces stress on the silicon anode layer damage. The MEMS micro solid lithium ion battery provided by the invention has the advantages of small size, simple structure, low production cost, high reliability, long service life, high energy density, and on-line detection function, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS微型固态锂离子电池及其制备方法
本专利技术涉及一种微型固态锂离子电池及其制备方法，尤其涉及一种MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)微型固态锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
与镍镉或镍氢等类型电池相比，锂离子电池具有工作电压高、比容量大、循环寿命长、无记忆效应及环境污染小等优点，因此在手机、笔记本电脑、植入性医疗器械及电动汽车等众多领域得到广泛应用。传统的锂离子电池采用液态电解质溶液，这些电解质溶液通常具有很高的活性，极易燃烧，并存在泄漏和由于工作温度过高或短路引起爆炸的危险。采用固态电解质(采用固态电解质的锂离子电池称为固态锂离子电池)代替电解质溶液可避免上述危险，并可以有效地减小电池体积，因此固态锂离子电池具有广阔的发展和应用前景。微型固态锂离子电池主要用于为由微电子器件、微传感器等低功耗器件构成的微系统进行供电，是锂离子电池的一个重要分支。目前微系统正朝着小型化、集成化、智能化及低成本的目标发展，CMOSMEMS技术则是实现这些目标有效途径。微系统的不断发展也对为其供电的微型固态锂离子电池(如容量、体积、能量密度、可靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS微型固态锂离子电池，其特征在于：包括基底(1)，所述基底(1)为L型悬臂梁结构，分为横向自由面和纵向支撑部；在所述基底(1)上从下向上依次设置绝缘层(3)、正极集流体层(4)、正极层(5)、固态电解质层(6)、硅负极层(7)、负极集流体层(8)；其中，所述硅负极层(7)正对基底(1)的横向自由面设置，所述硅负极层(7)为厚度100‑3000nm的硅；在所述基底(1)的横向自由面和纵向支撑部的连接处设置敏感电阻(2)。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS微型固态锂离子电池，其特征在于：包括基底(1)，所述基底(1)为L型悬臂梁结构，分为横向自由面和纵向支撑部；在所述基底(1)上从下向上依次设置绝缘层(3)、正极集流体层(4)、正极层(5)、固态电解质层(6)、硅负极层(7)、负极集流体层(8)；其中，所述硅负极层(7)正对基底(1)的横向自由面设置，所述硅负极层(7)为厚度100-3000nm的硅；在所述基底(1)的横向自由面和纵向支撑部的连接处设置敏感电阻(2)。2.根据权利要求1所述的MEMS微型固态锂离子电池，其特征在于：所述敏感电阻(2)为基底(1)中注入硼离子形成区域。3.如权利要求1或2所述MEMS微型固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)，选用N型(100)Si作为基底材料，在基底材料上表面进行光刻并使用光刻胶作掩膜进行硼离子注入，形成敏感电阻(2)；(2)，通过热氧化在基底材料的上表面和下表面形成100nm厚度的SiO2，其中位于基底材料上表面的SiO2形成绝缘层(3)；(3)，对绝缘层(3)进行光刻，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓东，甘兴锋，黄见秋，黄庆安，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32