[发明专利]基于光辅助的等离子增强光电性能二次电池

权利要求书

1.基于光辅助的等离子增强光电性能二次电池，其特征在于，采用等离子体复合含锂半导体材料或自身具有等离子效应的无锂半导体材料作为正极，所述的等离子体复合含锂半导体材料为具有等离子体效应的纳米材料掺杂含锂半导体材料所得，所述的具有等离子体效应的纳米材料与含锂半导体材料具有完全重合或部分重合的光响应范围，且二次电池的正极壳设有光学窗口或正极薄膜的基底具有透光性。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述的具有等离子体效应的无锂半导体材料为五氧化二钒、氧化钼或氧化钨；所述的含锂半导体材料为磷酸铁锂、钴酸锂或锰酸锂；所述的具有等离子体效应的纳米材料为金、银、钌、铜、钴、镍、钛或其相应的金属氧化物。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述的等离子体复合含锂半导体材料为掺杂Ag纳米颗粒的LiCoO₂、掺杂Au纳米颗粒的LiCoO₂或掺杂Ru纳米颗粒的LiCoO₂。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述的等离子体复合含锂半导体材料中，具有等离子体效应的纳米材料的氧化物或盐的掺杂量为0.5wt.％～5wt.％。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，正极为薄膜状或者片状，所述的具有透光性的基底为体型固态电池使用的网状正极集流体或固态薄膜电池使用的FTO导电玻璃。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，正极通过以下方法制备：将等离子体复合含锂半导体材料或自身具有等离子效应的无锂半导体材料、粘结剂和导电剂按比例混合后均匀涂敷在网状正极集流体表面制作片状正极，或者将等离子体复合含锂半导体材料或自身具有等离子效应的无锂半导体材料磁控溅射到FTO导电玻璃表面，溅射沉积薄膜状正极。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，正极的制备方法，包括以下步骤：

在具有透光性的基底表面修饰等离子体复合含锂半导体材料或自身具有等离子效应的无锂半导体材料，得到正极；其中等离子体复合含锂半导体材料通过以下步骤制备：

将含锂半导体材料与具有等离子体效应的金属纳米材料的前驱体混合均匀，然后煅烧获得等离子体复合含锂半导体材料，所述的具有等离子体效应的金属纳米材料的前驱体为具有等离子体效应的金属的氧化物或盐；

或将含锂半导体材料与具有等离子体效应的金属氧化物纳米材料直接混合，获得等离子体复合含锂半导体材料。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，为固态薄膜电池或者体型固态电池。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述的体型固态电池从上至下依次包括：正极壳、等离子体复合含锂半导体材料或自身具有等离子效应的无锂半导体材料正极、固态电解质以及负极、负极壳，所述的正极壳设有光学窗口。

10.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述的固态薄膜电池从下至上依次包括：FTO导电玻璃基底、等离子体复合含锂半导体材料或自身具有等离子效应的无锂半导体材料正极薄膜、固态电解质薄膜、负极薄膜和负极集流体薄膜。