[发明专利]一种电极活性材料、电池电极及半导体纳米电池

权利要求书

1.一种半导体纳米电池，其特征在于，包括第一电极、第二电极及位于第一电极与第二电极之间的电解质，所述第二电极包括集电体及附着于集电体上的活性材料层，所述活性材料层中含有电极活性材料，所述电极活性材料包括：硅活性材料、石墨烯及石墨；所述硅活性材料的颗粒粒径为30～200nm；所述硅活性材料、石墨烯、石墨的量为20≥石墨重量/石墨烯重量≥3，30≥硅活性材料重量/石墨烯重量≥4；

所述电解质为全固态电解质，所述电解质为钙钛矿结构层，所述钙钛矿结构层含有铅和碘元素；

将PbI_２的N，N-二甲基甲酰胺溶液溶液浓度40%在所述第二电极表面上进行涂布干燥，将ＣＨ_３ＮＨ_３Ｉ按浓度45%在2-丙醇中溶解后涂布在干燥的所述第二电极表面，干燥之后在-100kPa且105度的真空干燥的环境下保管72个小时使之电池化，在所述第二电极表面形成4~6μｍ的所述钙钛矿结构层。

2.根据权利要求1所述的半导体纳米电池，其特征在于， 所述硅活性材料选自硅、硅的氧化物、硅的合金中的一种或多种；所述石墨烯为多层结构，优选石墨烯含低于10层的纳米级层石墨烯。

3.根据权利要求1所述的半导体纳米电池，其特征在于， 所述石墨烯包括锂掺杂的石墨烯；

和/或，硅活性材料包括锂掺杂的硅活性材料；

和/或，石墨包括锂掺杂的石墨；

和/或，电极活性材料中掺杂有卤素。

4.根据权利要求1所述的半导体纳米电池，其特征在于，所述活性材料层表面还附着有锂金属；

和/或，所述活性材料层中还掺杂有氧化磷和/或硫磺氧化物；

和/或，所述活性材料层表面还附着有钙钛矿结构层，优选，所述钙钛矿结构层为ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_３层。

5.根据权利要求1所述的半导体纳米电池，其特征在于，所述电解质含有磷和硫磺元素。

6.根据权利要求1所述的半导体纳米电池，其特征在于，所述电解质含有甲磺酸丙炔和/或磺化合物，优选，磺化合物为2-丁炔-1、4-二醇二甲烷磺酸盐。

7.根据权利要求1所述的半导体纳米电池，其特征在于，所述第一电极与第二电极之间还含有陶瓷隔膜。

8.根据权利要求1所述的半导体纳米电池，其特征在于，所述第一电极包括第一集电体及附着于第一集电体上的第一活性材料层，所述第一活性材料层中含有第一电极活性材料，所述第一电极活性材料含p 型半导体材料；优选，第一电极活性材料含锂和镍元素；优选，第一电极活性材料含LixNiyMzOα，其中，0 ＜x ＜3、y ＋z＝1、1 ＜α＜4，M 选自锑、铅、磷、硼、铝、镓中的一种或多种；

优选，所述第一活性材料层中还含有粘结剂，所述粘结剂中还含有石墨烯或离子传导性玻璃或磷元素。