一种锂离子电池的原位组装方法

摘要

本发明属于锂离子电池制备技术领域，涉及一种利用单根纳米线或纳米管原位组装锂离子电池的工艺方法；选用透射电镜设备，先将金属Li或LiCoO2颗粒分别粘附在透射电镜原位样品台的AFM探针头上，构成锂离子电池的阴极，再以在金属颗粒上形成的氧化物层作为锂离子电池电解质，然后在透射电镜原位样品台的金探针上滴加分散有金属氧化物纳米线的液体，使金属氧化物纳米线粘附在金探针的尖端上作为锂离子电池阳极，再采用压电陶瓷驱动操纵单根金属氧化物纳米线接触到液态或固态电解质，实现原位组装成锂离子电池结构；其设计思路新颖，原理简单，制备成本低，生产环境友好，具有广泛的实用性。

主权项

一种锂离子电池的原位组装方法，其特征在于：具体步骤包括：(1)选用常规的透射电镜设备，先将金属Li或LiCoO2颗粒分别粘附在透射电镜原位样品台的AFM探针头上，构成锂离子电池的阴极；(2)再以在金属Li颗粒上形成的氧化物（Li2O）层作为锂离子电池的固态电解质或以在LiCoO2颗粒上形成的亚胺类的离子液体作为锂离子电池的液态电解质；(3)然后在透射电镜原位样品台的金探针上滴加分散有金属氧化物纳米线或纳米管的液体，使金属氧化物纳米线或纳米管粘附在金探针的尖端上作为锂离子电池阳极，其金属氧化物包括氧化铁、氧化铜和氧化锌；(4)再在所选用的高分辨透射电镜原位样品台上，采用压电陶瓷驱动操纵单根金属氧化物纳米线或纳米管接触到液态或固态电解质，实现原位组装成锂离子电池结构；当对锂离子电池结构进行充电时，锂离子电池结构的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解质运动到负极，到达负极的锂离子嵌入到金属氧化物纳米线或纳米管中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高；当对锂离子电池结构进行放电时，嵌在金属氧化物纳米线或纳米管中的锂离子脱出，又运动回正极，回正极的锂离子越多，放电容量越高；其原位组装的锂离子电池结构具有电池的效果。