[發(fā)明專利]一種多元磁控濺射的方法及裝置、制備金屬鋰復(fù)合電極的方法、制備電極的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711370954.1
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108559961B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曉琨;稅烺
• 申請（專利權(quán)）人: 成都亦道科技合伙企業(yè)（有限合伙）
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/50
• 代理公司: 成都帝鵬知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多元磁控濺射的方法及裝置、制備金屬鋰復(fù)合電極的方法、制備電極的設(shè)備。本發(fā)明的多元磁控濺射的方法及裝置、制備金屬鋰復(fù)合電極的方法、制備電極的設(shè)備可以同時進(jìn)行多種靶材的濺射鍍膜，而且可以根據(jù)設(shè)定各個靶材的濺射速度來得到不同原子比例組分的薄膜，當(dāng)需要濺射獲得不同成分的薄膜時，直接替換靶材即可，流程簡單快捷，生產(chǎn)效率高，符合大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多元磁控濺射的方法及裝置、制備金屬鋰復(fù)合電極的方法、制備電極的設(shè)備。

【背景技術(shù)】

上世紀(jì)90年代，可安全利用的石墨負(fù)極的發(fā)明推動了鋰電池在個人電子設(shè)備等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。到本世紀(jì)，隨著科技的進(jìn)步，高端電子設(shè)備和電動汽車等的需求日趨增加，基于傳統(tǒng)的石墨負(fù)極的鋰電池逐漸難以滿足需求，因而發(fā)展更高能量密度的儲能系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。在已知的電池材料中，鋰金屬負(fù)極以3860mAh*g-1的大容量和最負(fù)的電勢(-3.040V vs.SHE)而受到了相關(guān)領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。

磁控濺射在制備鋰電池的過程中會經(jīng)常用到，但是現(xiàn)有的多元磁控濺射的方法都是先將靶材燒結(jié)成混合靶材后再進(jìn)行磁控濺射，存在流程復(fù)雜，生產(chǎn)效率低的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

針對上述問題，本發(fā)明提供一種多元磁控濺射的方法及裝置、制備金屬鋰復(fù)合電極的方法、制備電極的設(shè)備。

本發(fā)明解決技術(shù)問題的方案是提供一種多元磁控濺射的方法，該磁控濺射在磁控濺射腔內(nèi)進(jìn)行，所述磁控濺射腔具有多個靶材位，所述磁控濺射腔設(shè)定有多個通道，多個通道分別對多個靶材位上產(chǎn)生的原子進(jìn)行引導(dǎo)并通過一匯流口，多種原子在匯流口處進(jìn)行混合，該多元磁控濺射的方法包括以下步驟：

S1：在多個靶材位上安裝多個靶材并提供待鍍膜基片；

S2：對磁控濺射腔進(jìn)行抽真空；

S3：按預(yù)定待鍍膜中各原子組分比例設(shè)定每個靶材的濺射速度并開始磁控濺射以對匯流口處的待鍍膜基片沉積預(yù)定原子組分比例的膜；在鍍膜過程中，可移動待鍍膜極片經(jīng)過匯流口處時，位于匯流口處的多種原子的混合濺射源對待鍍膜基片進(jìn)行濺射鍍膜。

優(yōu)選地，所述步驟S2中磁控濺射腔的真空度為10^-7～10^-5Torr。

優(yōu)選地，所述基片可相對匯流口移動，基片的移動速度為0.1mm/min～1mm/min。

優(yōu)選地，該多元磁控濺射的方法在步驟S3之后進(jìn)一步包括以下步驟：

S5：由機械手取出濺射鍍膜后的基片。

優(yōu)選地，所述多元磁控濺射的方法在步驟S2和步驟S3之間進(jìn)一步包括以下步驟：

S21：向磁控濺射腔內(nèi)注入惰性氣體。

本發(fā)明還提供一種制備金屬鋰復(fù)合負(fù)極的方法，所述制備金屬鋰復(fù)合負(fù)極的方法包括如上所述的多元磁控濺射的方法和以下步驟：

S6：對濺射鍍膜后的基片進(jìn)行涂布處理；

S7：對涂布后的基片進(jìn)行熱壓處理。

優(yōu)選地，所述靶材為鋰靶、硅靶和碳靶。

本發(fā)明還提供一種多元磁控濺射裝置，所述多元磁控濺射裝置包括多個靶位、多個引導(dǎo)管、磁控濺射腔以及基片臺，所述多個靶位、多個引導(dǎo)管及基片臺均收納在磁控濺射腔內(nèi)，所述多個靶位用于安裝多個相同或者不同的靶材，所述多個引導(dǎo)管的一端分別與多個靶位一一對應(yīng)連接，另一端匯合在一處形成一混合濺射源匯流口，所述基片臺用于承載基片且相對于混合濺射源匯流口可移動。