[發明專利]一種多孔結構SiCO基鋰電極

在審

• 申請號: 201710887625.8
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107634182A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 廖寧波
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/48;H01M4/1391;H01M4/04
• 代理公司: 杭州新源專利事務所(普通合伙)33234
• 代理人: 余冬

1.一種多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：包括單晶硅基板，單晶硅基板上自下而上依次設有TiN阻擋層、Al薄膜層、SiAlCO薄膜層、SiBCO薄膜層和SiCO薄膜層。

2.根據權利要求1所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述TiN阻擋層的厚度為95-105nm。

3.根據權利要求1所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述Al薄膜層的厚度為195-205nm。

4.根據權利要求1所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述SiAlCO薄膜層的厚度為45-55nm。

5.根據權利要求1所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述SiBCO薄膜層的厚度為195-205nm；所述SiCO薄膜層的厚度為195-205nm。

6.根據權利要求1所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述多孔結構SiCO基鋰電極的制備方法按下述步驟進行：

①對單晶硅基板用丙酮超聲清洗8分鐘，然后分別用去離子水和酒精超聲波清洗8分鐘；

②重復3遍步驟①，再在真空干燥箱中烘干；

③在真空條件下對單晶硅基板進行離子束濺射清洗；

④在純度為99.99％的氬氣作為工作氣體的環境下，采用磁控濺射的方法將濺射靶材濺射到單晶硅基板表面形成襯體；所述濺射靶材分別是TiN，Al，Si、石墨和Al，Si、石墨和硼，Si、石墨和硅聚四氟乙烯，SiO₂；所述襯體分別是TiN阻擋層、Al薄膜層、SiAlCO薄膜層、SiBCO薄膜層和SiCO薄膜層。

7.根據權利要求6所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述SiBCO薄膜層是具有多孔結構的SiBCO薄膜層，制備方法如下：將試樣浸入濃度40％的氫氟酸溶液4分鐘，然后浸入濃度20％的氫氟酸溶液30分鐘，從而得到具有多孔結構的SiBCO薄膜，最后用蒸餾水把試樣表面殘留的氫氟酸清洗干凈，并放入120攝氏度烘干箱烘干40分鐘去除殘余水分。

8.根據權利要求6所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述SiCO薄膜層是具有多孔結構的SiCO薄膜層。

9.根據權利要求8所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述具有多孔結構的SiCO薄膜層制備方法按下述步驟進行：①采用Si、石墨和硅聚四氟乙烯并通入氧氣得到SiCO基薄膜層，在其表面通過磁控濺射的方法制備一層厚度為50nm的SiO₂層；②將試樣放到800℃真空爐中加熱30分鐘，利用硅聚四氟乙烯裂解產生的氣體得到多孔結構；③將試樣浸入濃度40％的氫氟酸溶液5分鐘，然后浸入濃度20％氫氟酸溶液10分鐘，將表面的SiO₂層腐蝕去除；所述SiO₂在濺射過程中，濺射壓強為0.5Pa，功率為200w，濺射時間為60min，氬氣流量為25sccm。

10.根據權利要求6所述的多孔結構SiCO基鋰電極，其特征在于：所述靶材TiN在濺射過程中，濺射壓強為0.5Pa，功率為150w，濺射時間為90min，氬氣流量為30sccm；所述靶材Al在濺射過程中，濺射壓強為0.8Pa，功率為100w，濺射時間為120min，氬氣流量為50sccm；所述靶材Si、石墨和Al在濺射過程中，濺射壓強為0.4Pa，功率為200w，濺射時間為60min，氧氣流量為6sccm，氬氣流量為24sccm；所述靶材Si、石墨和硼在濺射過程中，濺射壓強為0.4Pa，功率為200w，濺射時間為90min，氧氣流量為6sccm，氬氣流量為24sccm；所述靶材Si、石墨和硅聚四氟乙烯在濺射過程中，濺射壓強為0.3Pa，功率為300w，濺射時間為90min，氧氣流量為6sccm，氬氣流量為24sccm。