一种制备金属氧化物正极的方法技术

本发明专利技术涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种制备金属氧化物正极的方法。本发明专利技术的制备金属氧化物正极的方法可以同时进行多种靶材的溅射镀膜，而且可以根据设定各个靶材的溅射速度来得到不同原子比例组分的薄膜，当需要溅射获得不同成分的金属氧化物正极薄膜时，直接替换靶材即可，流程简单快捷，生产效率高，符合大规模生产的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种制备金属氧化物正极的方法
本专利技术涉及锂电池
，尤其涉及一种制备金属氧化物正极的方法。
技术介绍
离子电池商业化应用以来，其主要的正极材料包括：LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O4,LiFePO4等。随着科技的发展，电子设备和电动汽车的对锂电池的提出了更高的要求，这一类正极材料的电压较低、容量较小的缺点日渐凸显出来。在新一代的正极材料中，高电压高理论容量金属氧化物LiβMxNyQzOα受到了广泛的关注。这一类正极材料具有较高的放电电压平台和较高的理论容量，因此未来有望在消费电子产品、电动工具和电动汽车领域得到推广。这一类正极材料常见的制备方法是运用化学手段，采用固相生长或液相生长法制备，制备步骤较多、流程较长，且针对每一种具体材料需要设计各自的制备流程，较为复杂。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种制备金属氧化物正极的方法。本专利技术解决技术问题的方案是提供一种制备金属氧化物正极的方法，该制备金属氧化物正极的过程是在磁控溅射腔内进行，所述磁控溅射腔具有多个靶材位，所述磁控溅射腔设定有多个通道，多个通道分别对多个靶材位上产生的原子进行引导并通过一汇流口，多种原子在汇流口处进行混合，所述制备金属氧化物正极的方法包括以下步骤：T1：在多个靶材位上安装多个靶材并提供待镀膜基片，多个靶材包括多个金属靶材或者包括至少一金属靶材和至少一金属氧化物靶材；T2：对磁控溅射腔进行抽真空；T3：按预定待镀膜中各原子组分比例设定每个靶材的溅射速度并开始磁控溅射以对汇流口处的待镀膜基片沉积预定原子组分比例的膜。优选地，当多个靶材包括多个金属靶材时，所述制备金属氧化物正极的方法在步骤T2～T3之间进一步包括以下步骤：T21：向磁控溅射腔内注入惰性气体和含氧气体。优选地，当多个靶材包括至少一金属靶材和至少一金属氧化物靶材时，所述制备金属氧化物正极的方法在步骤T2～T3之间进一步包括以下步骤：T22：向磁控溅射腔内注入惰性气体。优选地，所述步骤T3包括以下步骤：T31：移动待镀膜基片经过汇流口处以进行溅射镀膜。优选地，在步骤T3中同时设定基片的移动速度。优选地，所述基片的移动速度为0.1mm/min～1mm/min。优选地，所述制备金属氧化物正极的方法在步骤T3之后进一步包括以下步骤：T5：由机械手取出溅射镀膜后的基片。优选地，所述制备金属氧化物正极的方法在步骤T3和T5之间执行以下步骤：T4:向磁控溅射腔内注入常压气体或者使磁控溅射腔与外界连通。优选地，所述靶材中至少包括锂金属或者锂金属氧化物。优选地，所述步骤T2中磁控溅射腔的真空度为10-7～10-5Torr。与现有技术相比，本专利技术的制备金属氧化物正极的方法，一种制备金属氧化物正极的方法，该制备金属氧化物正极的过程是在磁控溅射腔内进行，所述磁控溅射腔具有多个靶材位，所述磁控溅射腔设定有多个通道，多个通道分别对多个靶材位上产生的原子进行引导并通过一汇流口，多种原子在汇流口处进行混合，所述制备金属氧化物正极的方法包括以下步骤：T1：在多个靶材位上安装多个靶材并提供待镀膜基片，多个靶材包括多个金属靶材或者包括至少一金属靶材和至少一金属氧化物靶材；T2：对磁控溅射腔进行抽真空；T3：按预定待镀膜中各原子组分比例设定每个靶材的溅射速度并开始磁控溅射以对汇流口处的待镀膜基片沉积预定原子组分比例的膜。本专利技术的制备金属氧化物正极的方法可以同时进行多种靶材的溅射镀膜，而且可以根据设定各个靶材的溅射速度来得到不同原子比例组分的薄膜，当需要溅射获得不同成分的金属氧化物正极薄膜时，直接替换靶材即可，流程简单快捷，生产效率高，符合大规模生产的需求。另外，基片在溅射镀膜的过程中是匀速经过汇流口的，从而确保基片上沉积的薄膜具有良好的均匀性。【附图说明】图1是本专利技术第一实施例的多元磁控溅射装置的结构示意图。图2是本专利技术第二实施例的制备电极的设备的结构示意图。图3是本专利技术第三实施例的多元磁控溅射方法的流程示意图。图4是本专利技术第四实施例的制备金属锂复合负极的方法的流程示意图。图5是本专利技术第五实施例的制备金属氧化物正极的方法的流程示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参考图1，本专利技术的第一实施例提供一种多元磁控溅射装置10，所述多元磁控溅射装置10包括多个靶位11、多个引导管13、磁控溅射腔15以及基片台17，所述多个靶位11、多个引导管13及基片台17均收纳在磁控溅射腔15内。所述多个靶位11用于安装多种靶材，所述多个引导管13的一端分别与多个靶位11一一对应连接，另一端汇合在一处形成一汇流口，从而位于各个靶位11的靶材溅射产生的多种原子在汇流口处形成混合溅射源，所述基片台17用于承载基片20且相对于汇流口可移动。可以理解，所述磁控溅射腔15内设有轨道(图未示)，所述基片台17可沿轨道移动。当基片台17承载着基片20移动并经过汇流口时，位于汇流口处的混合溅射源对承载在基片台17上的基片20进行溅射镀膜。优选的，所述基片台17是匀速移动的，所述基片台20的移动速度为0.1mm/min～1mm/min，进一步优选为0.2mm/min。可以理解，所述基片台17的尺寸可以根据实际需要进行设定，例如进行样品制备时，基片台17上只放置有一块或几块基片20，则基片台17的尺寸可以较小；而当进行大批量生产时，基片台17上通常会设置有数以十计、百计或者更多的基片20，基片台17的尺寸就需要适当地增大。另外，所述多元磁控溅射装置10还包括一挡板16，所述挡板16设置在引导管13和基片台17之间，所述挡板16上开设有通孔161，该通孔161即为汇流口，多个引导管13的一端在通孔161的上方处汇合。所述挡板16的直径或边长为40mm～100mm，可以理解，所有挡板16的尺寸可以根据基片台17的尺寸进行设定。所述挡板16的材质为金属材质。所述通孔161的孔径或边长为1μm～0.1mm，通孔161的孔径与所需镀膜厚度和基片20的尺寸有关，可以根据不同的需要进行设定。另外，所述多元磁控溅射装置10还包括一冷却元件12，其设置在磁控溅射腔15内，其可将挡板16上的热量传导走从而使挡板16的温度维持在10℃～50℃之间。例如，所述冷却元件12为水冷装置，在挡板16上设置有密封的水流通道(图未示)，冷却元件12向挡板16上的水流通道中通入低温液体，从而对挡板16进行降温，及时将挡板16上的热量传导走。或者所述冷却元件12直接与挡板16接触以直接传导走挡板16的热量。请参考图2，本专利技术第二实施例还提供一种制备电极的设备1，所述制备电极的设备1包括如第一实施例所述的多元磁控溅射装置10和手套箱30，所述多元磁控溅射装置10设置在手套箱30中，所述手套箱30中填充有保护性气体，所述保护性气体优选为惰性气体。所述手套箱30内设置有机械手(图未示)，其用于转移基片20。所述制备电极的设备1还包括涂布装置40和热压装置50，所述涂布装置40和热压装置50均设置在手套箱30内，所述涂布装置40与多元磁控溅射装置10相连，其用于对溅射沉积后的基片20进行涂布处理，所述热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备金属氧化物正极的方法，其特征在于：该制备金属氧化物正极的过程是在磁控溅射腔内进行，所述磁控溅射腔具有多个靶材位，所述磁控溅射腔设定有多个通道，多个通道分别对多个靶材位上产生的原子进行引导并通过一汇流口，多种原子在汇流口处进行混合，所述制备金属氧化物正极的方法包括以下步骤：T1：在多个靶材位上安装多个靶材并提供待镀膜基片，多个靶材包括多个金属靶材或者包括至少一金属靶材和至少一金属氧化物靶材；T2：对磁控溅射腔进行抽真空；T3：按预定待镀膜中各原子组分比例设定每个靶材的溅射速度并开始磁控溅射以对汇流口处的待镀膜基片沉积预定原子组分比例的膜。

【技术特征摘要】
1.一种制备金属氧化物正极的方法，其特征在于：该制备金属氧化物正极的过程是在磁控溅射腔内进行，所述磁控溅射腔具有多个靶材位，所述磁控溅射腔设定有多个通道，多个通道分别对多个靶材位上产生的原子进行引导并通过一汇流口，多种原子在汇流口处进行混合，所述制备金属氧化物正极的方法包括以下步骤：T1：在多个靶材位上安装多个靶材并提供待镀膜基片，多个靶材包括多个金属靶材或者包括至少一金属靶材和至少一金属氧化物靶材；T2：对磁控溅射腔进行抽真空；T3：按预定待镀膜中各原子组分比例设定每个靶材的溅射速度并开始磁控溅射以对汇流口处的待镀膜基片沉积预定原子组分比例的膜。2.如权利要求1所述的制备金属氧化物正极的方法，其特征在于：当多个靶材包括多个金属靶材时，所述制备金属氧化物正极的方法在步骤T2～T3之间进一步包括以下步骤：T21：向磁控溅射腔内注入惰性气体和含氧气体。3.如权利要求1所述的制备金属氧化物正极的方法，其特征在于：当多个靶材包括至少一金属靶材和至少一金属氧化物靶材时，所述制备金属氧化物正极的方法在步骤T2～T3之间进一步包括以下步骤：T2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓琨，税烺，
申请(专利权)人：成都亦道科技合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：四川,51