[发明专利]辐伏-锂电一体化电池

权利要求书

1.辐伏-锂电一体化电池，包括从上到下依次设置的集流体、负极和隔膜以及填充于电池内的锂电电解液；其特征在于：还包括导电材料、半导体纳米棒阵列薄膜、活性材料层、同位素辐射源以及底部电极；所述半导体纳米棒阵列薄膜垂直设于底部电极上；所述活性材料层附着在半导体纳米棒阵列薄膜的表面或者填充在半导体纳米棒阵列薄膜的间隙或者上方、或者与导电材料混合后填充于半导体纳米棒阵列薄膜的间隙或者上方；所述同位素辐射源设于半导体纳米棒阵列薄膜的间隙中。

2.如权利要求1所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述集流体为铜箔、铝箔、复合铜箔或复合铝箔；所述负极为锂箔或者锂合金箔；所述隔膜为聚烯烃微孔膜或玻璃纤维隔膜；所述锂电电解液为LiClO₄、LiPF₆、LiBF₆或LiAsF₆的导电盐溶解在有机物中形成的电解液；所述有机物为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸甲乙酯中的至少一种。

3.如权利要求1所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述导电材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维、导电石墨颗粒中的至少一种；优选地，所述导电材料包括碳-14制备的碳基材料。

4.如权利要求1所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述半导体纳米棒阵列薄膜为禁带宽度大于2.3eV的晶态宽禁带半导体薄膜，其由多个相互平行的纳米棒并排排列而成；所述半导体纳米棒阵列薄膜的棒直径为10～1000nm，棒长为200nm～100μm。

5.如权利要求4所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述半导体纳米棒阵列薄膜的半导体材料包含二氧化钛、氧化锌、二氧化锆、氧化镉、五氧化二铌、氧化铈、三氧化二镓、二氧化锡、三氧化钨、碳化硅、氮化镓、铟镓氮、磷化镓、氮化铟、氮化铝、磷化铝、砷化铝等、二硫化钼、硫化镉、硫化锌、硫化镁、硒化锌、硒化镁、金刚石中的至少一种。

6.如权利要求1所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述活性材料层为层状结构化合物，禁带宽度从1～5eV。

7.如权利要求6所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述活性材料层选自五氧化二钒、二硫化钼、氧化钼、硫化镉中的至少一种。

8.如权利要求1所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述同位素辐射源为在衰变时能够辐射贝塔粒子的辐射源，其半衰期不低于10年。

9.如权利要求8所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述同位素辐射源使用氚、碳-14、镍-63、钷-147同位素中的至少一种。

10.如权利要求1所述的辐伏-锂电一体化电池，其特征在于：所述底部电极采用具有导电性能的放射性同位素材料制备，包括镍-63、钷-147、碳-14中的至少一种。