[发明专利]用于锂薄膜电池的基材

权利要求书

1.一种薄膜锂离子交换器件，包含：基材、覆盖所述基材的第一电极、覆 盖所述第一电极的电解质、覆盖所述电解质的可选的第二电极、以及与所述第 二电极接触或覆盖所述电解质的第二集流体，其中电极之一或两者必须充当锂 原子的贮存体，该贮存体具有不同的相对于锂的电化学势，这促使锂电离和通 过电解质移动到具有较低电化学势的相对电极，以达到热力学平衡，其特征在 于：

所述基材包含可用作第一集流体的层，该层由包含三种合金元素的合金制 成，其中每一种元素均以大于1重量％的量存在，所述三种合金元素是第一金属、 第二金属、以及第三金属或硅，其中第一金属比第二金属更高贵，第二金属比 第三金属或硅更高贵，所述第三金属或硅能形成作为对于锂的扩散屏障的氧化 皮，其中所述层还以至少0.02重量％的浓度包含选自Y、Hf、Zr、Ce和La中的 一种或多种金属以形成氧化物弥散，以提高所述氧化皮对所述层的附着性。

2.权利要求1所述器件，其中所述第一金属是选自Fe、Ni、Sn、Cu中的 一种，所述第二金属是选自Cr、Zn、Fe中的一种，所述第三金属自Mg、 Al、Zn中的一种或是Si。

3.权利要求2所述器件，其中第一金属为Fe，第二金属为Cr，且第三金 属为Al。

4.权利要求3所述器件，其中Al量为至少3重量％。

5.权利要求4所述器件，其中Al量为至少5重量％。

6.权利要求1-5任一项所述器件，其中所述层在所述层和所述第一电极材 料之间的界面处还以小于0.5重量％的可测得量包含选自Ag、Bi、Zn、Sn和Sb 中的一种。

7.权利要求1-5任一项所述器件，其中所述第一电极材料是选自钴酸锂、 锰酸锂、镍酸锂、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂钒氧化 物、磷酸锂铁、磷酸锂钒、锂钴钒氧化物、锂钛氧化物、锂硅锡氮氧化物中的 一种。

8.权利要求1-5任一项所述器件，其中电解质是选自磷酸锂、锂磷氮氧化 物、铌酸锂、锂铌氮氧化物、钽酸锂、锂钽氮氧化物、锂钽铌氮氧化物、硅酸 锂、硅酸锂铝、锂硅氮氧化物和锂硅磷氮氧化物、氟化锂铝、锂硼氮氧化物、 锂硼磷氮氧化物、锂硼钒氧化物、锂硼硒氧化物、锂硅磷硫氧化物、磷酸锂硅、 钛酸镧锂、钽酸镧理、铌酸镧锂、磷酸锂钛铝、磷酸锂铝锗、磷酸锂铝钇、硫 硅化锂、硫硼化锂、硫铝化锂、硫磷化锂中的一种。

9.权利要求1-5任一项所述器件，其中所述第二电极是选自锂、碳、石墨、 锡、硅、硅锡、铝、硅锡铝、锡锑、硅碳、硅钴碳、氮化硅钛、硼化硅钛、镁 硅、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴氧化 物、锂钒氧化物、磷酸锂铁、磷酸锂钒、锂钴钒氧化物、锂钛氧化物、锂硅锡 氮氧化物、氧化钒、硫酸钛中的一种。

10.权利要求1至5任一项所述器件，其中不存在所述第二电极，且其中所 述第二集流体是选自Cu、Ti、Cr、Ni、Au、Pt Pd、Ru或不与锂形成合 金的任何其它金属中的一种。