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tape-casting electrode architecture permits low-temperature manufacturing of all-solid-state thin-film microbatteries

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Interdisciplinary Materials 2024年第4期3卷 621-631页

作者： Bingyuan Ke Congcong Zhang Shoulin Cheng Wangyang Li Renming Deng Hong Zhang Jie Lin Qingshui Xie Baihua Qu Dong-Liang Peng Xinghui Wang College of Physics and Information Engineering Institute of Micro-Nano Devices and Solar CellsFuzhou UniversityFuzhouChina Fujian Science&Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China FuzhouFujianChina Jiangsu Collaborative Innovation Center of Photovoltaic Science and Engineering ChangzhouChina College of Materials Xiamen UniversityXiamenChina College of Materials Science and Engineering Chongqing UniversityChongqingChina

Along with the constantly evolving functional microsystems toward more diversification,the more rigorous design deliberation of pursuing higher mass-loading of electrode materials and low-temperature fabrication compatibility have imposed unprecedented demand on integrable all-solid-state thin-film *** the classic thin-film intercalation cathode prepared by vacuum-based techniques inevitably encountered a post-annealing process,tape-casting technologies hold great merits both in terms of high-mass loading and low-temperature *** this work,a novel microbattery configura-tion is developed by the combination of traditional tape-casting thick electrodes and sputtered inorganic thin-film solid electrolytes(~3μm lithium phosphorus oxynitride).Enabled by physically pressed or vapor-deposited Li as an anode,solid-state batteries with tape-casted LiFePO_(4) electrodes exhibit outstanding cyclability and *** meet integration requirements,LiFePO4/LiPON/Si microbatteries were successfully fabricated at low temperatures and found to achieve a wide operating temperature *** novel configuration has good prospects in promoting the thin-film microbattery enabling a paradigm shift and satisfying diversified requirements.

关键词： all-solid-state batteries lithium phosphorus oxynitride on-chip integration silicon anodes tape-casting electrodes

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