[發(fā)明專利]一種三明治結(jié)構(gòu)硅基薄膜電極體系及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110359473.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113097449B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖寧波;許軻
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/62;H01M4/38;H01M10/0525;H01M4/1395
• 代理公司: 杭州萬合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 余冬;萬珠明

1.一種三明治結(jié)構(gòu)硅基薄膜電極體系，其特征在于：包括硅基板（1），硅基板（1）上覆蓋有一層SiCN阻擋層（2），SiCN阻擋層（2）上覆蓋有一層Al薄膜層（3），Al薄膜層（3）上覆蓋有一層SiAlCO過渡層（4），SiAlCO過渡層（4）上設(shè)有負(fù)極材料層；所述的負(fù)極材料層由兩層硅膜層（5）和一層位于硅膜層中間的SiAlCO層（6）組成；所述SiCN阻擋層（2）的厚度為200nm；所述Al薄膜層（3）的厚度為300m；所述SiAlCO過渡層（4）的厚度為100nm；所述硅膜層（5）的厚度為400nm；所述SiAlCO層（6）的厚度為800nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治結(jié)構(gòu)硅基薄膜電極體系的制備方法，其特征在于：按以下步驟進(jìn)行：

S1、對硅基板進(jìn)行預(yù)清洗，先用丙酮超聲清洗3-8分鐘，然后分別用去離子水和酒精超聲波清洗3-8分鐘，重復(fù)上述過程2-5遍后烘干；

S2、在高真空條件下對硅基板進(jìn)行離子束濺射清洗；

S3、在氬氣作為工作氣體的環(huán)境下，采用非平衡磁控濺射的方法將不同的濺射靶材濺射到硅基板表面形成不同的襯體，得到硅基薄膜電極體系；其中，所述濺射靶材是石墨和氮化硅，對應(yīng)形成的襯體是SiCN阻擋層；所述濺射靶材是鋁，對應(yīng)形成的襯體是Al薄膜層；所述濺射靶材是硅、石墨和鋁，同時通入氧氣作為反應(yīng)氣體，對應(yīng)形成的襯體是SiAlCO過渡層；所述濺射靶材是硅，對應(yīng)的襯體為硅膜層；所述濺射靶材是二氧化硅、石墨和鋁，對應(yīng)的襯體為SiAlCO層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三明治結(jié)構(gòu)硅基薄膜電極體系的制備方法，其特征在于：所述濺射靶材置于硅基板的距離為8cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三明治結(jié)構(gòu)硅基薄膜電極體系的制備方法，其特征在于：所述SiCN阻擋層的濺射形成過程中，濺射壓強(qiáng)為0.3Pa，石墨的濺射功率為150w，氮化硅的濺射功率為200w，襯底溫度為300℃，濺射時間為100min，氬氣流量為25sccm；所述Al薄膜層的濺射形成過程中，濺射壓強(qiáng)為0.6Pa，濺射功率為200w，襯底溫度為200℃，濺射時間為150min，氬氣流量為30sccm；所述SiAlCO過渡層的濺射形成過程中，濺射壓強(qiáng)為0.3Pa，硅的濺射功率為100w，石墨的濺射功率為100w，鋁的濺射功率為50w，襯底溫度為200℃，氧氣和氬氣流量比為0.2∶0.8，濺射時間為100min，氬氣流量為30sccm；所述硅膜層的濺射形成過程中，濺射壓強(qiáng)為0.8Pa，濺射功率為100w，襯底溫度為200℃，濺射時間為120min，氬氣流量為30sccm；所述SiAlCO層的濺射形成過程中，濺射壓強(qiáng)為0.8Pa，二氧化硅的濺射功率為50w，石墨的濺射功率為100w，鋁的濺射功率為30w,襯底溫度為100℃,濺射時間為200min，氬氣流量為30sccm。