磁控濺射Li-Co-O正極薄膜工藝參數(shù)優(yōu)化及全固態(tài)電池研究.pdf

1、本文簡要對固體電池的發(fā)展及與其相關(guān)的電極材料和電解質(zhì)材料進(jìn)行了一些描述。由于現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池采用了有機(jī)液體電解液，存在著泄露、著火等安全隱患，故試圖采用固態(tài)電解質(zhì)代替液體電解質(zhì)來研究全固態(tài)電池，這對于解決電池現(xiàn)有的安全問題具有一定的意義。另外，固態(tài)電池的電池結(jié)構(gòu)相對于液態(tài)電池來說要簡單，尤其是薄膜固態(tài)電池，其厚度、尺寸形狀均可控制，在微電子器械上的應(yīng)用越來越廣泛。因此，國內(nèi)外逐漸開始研究固態(tài)電池及全固態(tài)薄膜電池并取得一定進(jìn)展。本論文一

2、方面對磁控濺射制備薄膜電極的工藝進(jìn)行了一系列研究，在不同濺射條件下，通過SEM、XRD、拉曼、AFM、CV、充放電等對薄膜進(jìn)行表征，系統(tǒng)的研究了薄膜電極的制備工藝、結(jié)構(gòu)、性能等，優(yōu)化工藝參數(shù)。另一方面又初步探索了冷壓法制備Li/固態(tài)電解質(zhì)/LiCoO2固態(tài)電池，為后續(xù)進(jìn)一步研究固態(tài)電池，實現(xiàn)規(guī)?；c生產(chǎn)化打下一定基礎(chǔ)。本論文主要以固態(tài)鋰離子電池為中心，對其薄膜電極材料、固態(tài)電池構(gòu)建進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性研究，目前主要有以下階段性進(jìn)展：

3、　　首先采用磁控濺射法制備正極薄膜材料Li-Co-O，通過調(diào)節(jié)濺射過程中各工藝參數(shù)，制備出一系列的Li-Co-O薄膜，退火與否、濺射參數(shù)不同，其形貌、組分、結(jié)構(gòu)及性能均有一定差別：通過實驗，退火后的薄膜性能有了很大的提高，在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)功率范圍80-160 W、氬氧流量（氣體壓強(qiáng)：0.5-0.9 Pa）、氬氧比（1:3、1:1、2:1、3:1、4:1、1:0）、濺射時間（1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h、3.5 h、4.0

4、 h），在290℃下濺射可獲得性能相對較好的薄膜材料，其不同倍率下（0.05 C、0.1 C、0.2 C、0.5 C、0.2 C、0.05 C），容量有一定變化，可見，這種薄膜型電極材料比較適合應(yīng)用于小電流器件中的薄膜電池的電極材料。
　　采用冷壓法對Li/固態(tài)電解質(zhì)/LiCoO2固態(tài)電池進(jìn)行構(gòu)建，對其進(jìn)行了初步探索。首先對所采用的固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行了一系列表征，研究其在一定壓力下的電導(dǎo)率、電化學(xué)穩(wěn)定性能，并在此基礎(chǔ)上探索固態(tài)電池構(gòu)建