LiCoO2正極薄膜和Sn-Ti負(fù)極薄膜的磁控濺射法制備及性能研究.pdf

1、由于化石能源的日益短缺，開發(fā)清潔、高效、環(huán)保的新能源已成為當(dāng)務(wù)之急。鋰離子電池作為能量的存儲與轉(zhuǎn)換單元在新能源領(lǐng)域占有重要地位。諸如數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、筆記本這些便攜設(shè)備中鋰離子電池的身影隨處可見。隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及微機(jī)電系統(tǒng)和設(shè)備小型化的要求，鋰離子電池已經(jīng)不能滿足其需求。薄膜鋰離子電池因其輕薄、與微電子工藝兼容、可制備為任意形狀的特點(diǎn)而成為研究熱點(diǎn)。
　　本文采用了磁控濺射法分別制備了正極鈷酸鋰薄膜和錫鈦合金負(fù)極薄膜。研究內(nèi)容

2、如下：
　　采用冷壓燒結(jié)法制備了鈷酸鋰靶材。使用射頻磁控濺射法制備薄膜，通過控制濺射參數(shù)對薄膜沉積進(jìn)行了系統(tǒng)研究。首先使用不同功率制備了鈷酸鋰薄膜，功率范圍140W至180W，實(shí)驗(yàn)證實(shí)最優(yōu)功率為160W。分別使用了304不銹鋼基片、硅基片、鋁基片、以及金基片進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同基片對薄膜有取向誘導(dǎo)。在160W條件下，分別以300℃、550℃和650℃的基片溫度沉積LiCoO2薄膜。隨著溫度的升高，薄膜結(jié)晶度提高，結(jié)晶良好的薄膜有著平

3、坦的充放電平臺、高的可逆容量及良好的循環(huán)性能。氬氧比例為45:5和40:10的氣氛中制備了c軸取向的薄膜和a軸取向薄膜。且a軸（104）取向薄膜表現(xiàn)為有序的柱狀晶粒倒伏于基片表面，有著優(yōu)良的電化學(xué)性能。原位后退火有利于基片應(yīng)力釋放，使得薄膜晶體結(jié)構(gòu)畸變更小。
　　采用直流磁控濺射分別制備了金屬錫薄膜、Ti/Sn、和Sn/Ti薄膜。純錫薄膜由于在充放電中存在巨大體積膨脹，導(dǎo)致循環(huán)壽命差。Ti/Sn薄膜，由于先沉積鈦后濺射錫，薄膜未充