本发明专利技术公开了本发明专利技术提供了一种用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺，包括如下步骤：在基片上通过磁控溅射方法沉积Cu3N薄膜，其中Cu3N薄膜的厚度为10‑12nm；在Cu3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一TiO2薄膜，其中第一TiO2薄膜的厚度为12‑15nm；在第一TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Zn3N4薄膜，其中Zn3N4薄膜的厚度为10‑12nm；在Zn3N4薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一Li4Ti5O12薄膜，其中第一Li4Ti5O12薄膜的厚度为10‑12nm；在第一Li4Ti5O12薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二TiO2薄膜，其中第二TiO2薄膜的厚度为10‑12nm；在第二TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Fe3N薄膜，其中Fe3N薄膜的厚度为7‑9nm；在Fe3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积Al2O3薄膜，其中Al2O3薄膜的厚度为7‑9nm；以及在Al2O3薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二Li4Ti5O12薄膜。
Preparation of Ultra-thin Lithium Anode Film for All-solid-state Lithium Ion Batteries
【技术实现步骤摘要】
用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺
本专利技术是关于新能源
，特别是关于一种用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺。
技术介绍
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。全固态锂电池分为聚合物全固态锂电池和无机全固态锂电池。对于全固态锂电池的研究制造，锂电池厂家也极力追求轻薄的新型质轻薄的锂电池。全固态锂电池主要包括正极、固态电解质以及负极三部分，较于具有正极、负极、电解液及薄膜的液态锂离子电池，全固态锂离子电池在构造上更加的简化。现有技术CN202817039U公开了一种锂电池的电池芯，包含一芯棒、一第一隔离膜、一第二隔离膜、一正极膜、一负极膜及一外包膜。该第一隔离膜包括一第一初始反折段、一第一中间段及一第一结束段，该第二隔离膜包括一第二初始反折段、一第二中间段及一第二结束段，其中，该第一初始反折段与该第二初始反折段被夹置定位在该芯棒外，该正极膜、该第一中间段、该负极膜、该第二中间段依序叠置卷绕在该芯棒外，该第一结束段与该第二结束段结束卷绕，该外包膜包覆在该第二结束段外并包括一热封部。现有技术CN109461880A公开了一种负极极片及电池，所述负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上且包括负极活性材料的负极膜片，所述负极膜片满足：6.0≤PD×Dv50≤32.0以及0.2≤PD/Dn10≤12.0。现有技术CN108807974A公开了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上且包括正极活性材料的正极膜片层，所述负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上且包括负极活性材料的负极膜片层。所述正极活性材料包括化学式为LiaNixCoyMzO2的材料，所述负极活性材料包括石墨类碳材料，且所述电池满足58％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤72％。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺，其能够克服现有技术的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺，该用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺包括如下步骤：在基片上通过磁控溅射方法沉积Cu3N薄膜，其中Cu3N薄膜的厚度为10-12nm；在Cu3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一TiO2薄膜，其中第一TiO2薄膜的厚度为12-15nm；在第一TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Zn3N4薄膜，其中Zn3N4薄膜的厚度为10-12nm；在Zn3N4薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一Li4Ti5O12薄膜，其中第一Li4Ti5O12薄膜的厚度为10-12nm；在第一Li4Ti5O12薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二TiO2薄膜，其中第二TiO2薄膜的厚度为10-12nm；在第二TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Fe3N薄膜，其中Fe3N薄膜的厚度为7-9nm；在Fe3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积Al2O3薄膜，其中Al2O3薄膜的厚度为7-9nm；以及在Al2O3薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二Li4Ti5O12薄膜，其中第二Li4Ti5O12薄膜的厚度为7-9nm。在一优选的实施方式中，在基片上通过磁控溅射方法沉积Cu3N薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在基片上沉积Cu3N薄膜，溅射靶材为金属Cu靶，溅射功率为100-200W，溅射电压为50-100V，溅射气氛为氮气，氮气流量为30-50sccm，基片温度为300-400℃。在一优选的实施方式中，在Cu3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一TiO2薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在Cu3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一TiO2薄膜，溅射靶材为TiO2靶材，溅射功率为150-250W，溅射电压为70-120V，溅射气氛为氩气，氩气流量为30-50sccm，基片温度为300-400℃。在一优选的实施方式中，在第一TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Zn3N4薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在第一TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Zn3N4薄膜，溅射靶材为金属Zn靶，溅射功率为50-100W，溅射电压为60-80V，溅射气氛为氮气，氮气流量为40-60sccm，基片温度为200-300℃。在一优选的实施方式中，在Zn3N4薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一Li4Ti5O12薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在Zn3N4薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一Li4Ti5O12薄膜，溅射靶材为金属Li4Ti5O12陶瓷靶，溅射功率为100-150W，溅射电压为50-100V，溅射气氛为氩气，氩气流量为40-60sccm，基片温度为200-300℃。在一优选的实施方式中，在第一Li4Ti5O12薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二TiO2薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在第一Li4Ti5O12薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二TiO2薄膜，溅射靶材为TiO2靶材，溅射功率为100-150W，溅射电压为50-100V，溅射气氛为氩气，氩气流量为40-60sccm，基片温度为200-300℃。在一优选的实施方式中，在第二TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Fe3N薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在第二TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Fe3N薄膜，溅射靶材为金属Fe靶，溅射功率为120-150W，溅射电压为40-60V，溅射气氛为氮气，氮气流量为40-60sccm，基片温度为300-400℃。在一优选的实施方式中，在Fe3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积Al2O3薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在Fe3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积Al2O3薄膜，溅射靶材为Al2O3靶材，溅射功率为70-120W，溅射电压为60-80V，溅射气氛为氮气，氩气流量为40-60sccm，基片温度为300-400℃。在一优选的实施方式中，在Al2O3薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二Li4Ti5O12薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在Al2O3薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二Li4Ti5O12薄膜，溅射靶材为金属Li4Ti5O12陶瓷靶，溅射功率为60-90W，溅射电压为60-90V，溅射气氛为氩气，氩气流量为30-50sccm，基片温度为200-300℃。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：随着国家不断重视新能源材料，锂电池越来越广泛的受到人们的关注。目前锂电池的电池容量以及充放电循环特性很大程度上受到负极材料的影响，尤其对于全固态锂电池来说，负极材料的性能直接制约了材料性能的进一步提高。目前有很多利用磁控溅射法制备负极膜的现有技术，这些现有技术中提及的负极膜有的具有较高的电池容量，但是往往这种材料充放电循环本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺，其特征在于：所述用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺包括如下步骤：在基片上通过磁控溅射方法沉积Cu3N薄膜，其中所述Cu3N薄膜的厚度为10‑12nm；在所述Cu3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一TiO2薄膜，其中所述第一TiO2薄膜的厚度为12‑15nm；在所述第一TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Zn3N4薄膜，其中所述Zn3N4薄膜的厚度为10‑12nm；在所述Zn3N4薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一Li4Ti5O12薄膜，其中所述第一Li4Ti5O12薄膜的厚度为10‑12nm；在所述第一Li4Ti5O12薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二TiO2薄膜，其中所述第二TiO2薄膜的厚度为10‑12nm；在所述第二TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Fe3N薄膜，其中所述Fe3N薄膜的厚度为7‑9nm；在所述Fe3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积Al2O3薄膜，其中所述Al2O3薄膜的厚度为7‑9nm；以及在所述Al2O3薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二Li4Ti5O12薄膜，其中第二Li4Ti5O12薄膜的厚度为7‑9nm。
【技术特征摘要】
1.一种用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺，其特征在于：所述用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺包括如下步骤：在基片上通过磁控溅射方法沉积Cu3N薄膜，其中所述Cu3N薄膜的厚度为10-12nm；在所述Cu3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一TiO2薄膜，其中所述第一TiO2薄膜的厚度为12-15nm；在所述第一TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Zn3N4薄膜，其中所述Zn3N4薄膜的厚度为10-12nm；在所述Zn3N4薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一Li4Ti5O12薄膜，其中所述第一Li4Ti5O12薄膜的厚度为10-12nm；在所述第一Li4Ti5O12薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二TiO2薄膜，其中所述第二TiO2薄膜的厚度为10-12nm；在所述第二TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Fe3N薄膜，其中所述Fe3N薄膜的厚度为7-9nm；在所述Fe3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积Al2O3薄膜，其中所述Al2O3薄膜的厚度为7-9nm；以及在所述Al2O3薄膜上通过磁控溅射方法沉积第二Li4Ti5O12薄膜，其中第二Li4Ti5O12薄膜的厚度为7-9nm。2.如权利要求1所述的用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺，其特征在于：在基片上通过磁控溅射方法沉积Cu3N薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在基片上沉积Cu3N薄膜，溅射靶材为金属Cu靶，溅射功率为100-200W，溅射电压为50-100V，溅射气氛为氮气，氮气流量为30-50sccm，基片温度为300-400℃。3.如权利要求1所述的用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺，其特征在于：在所述Cu3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一TiO2薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在所述Cu3N薄膜上通过磁控溅射方法沉积第一TiO2薄膜，溅射靶材为TiO2靶材，溅射功率为150-250W，溅射电压为70-120V，溅射气氛为氩气，氩气流量为30-50sccm，基片温度为300-400℃。4.如权利要求1所述的用于全固态锂离子电池的超薄锂负极膜的制备工艺，其特征在于：在所述第一TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Zn3N4薄膜的具体工艺为：利用射频磁控溅射在所述第一TiO2薄膜上通过磁控溅射方法沉积Zn3N4薄膜，溅射靶材为金属Zn靶，溅射功率为50-100W，溅射电压为60-80V，溅射气氛为氮气，氮气流量...
【专利技术属性】
技术研发人员：张渊君，董启妍，刘志华，胡家漓，刘爽，秦天兴，
申请(专利权)人：新乡芯蕴智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。