一种三明治结构硅基薄膜电极体系及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三明治结构硅基薄膜电极体系及其制备方法，包括硅基板，硅基板上覆盖有一层SiCN阻挡层，SiCN阻挡层上覆盖有一层Al薄膜层，Al薄膜层上覆盖有一层SiAlCO过渡层，SiAlCO过渡层上设有负极材料层；所述的负极材料层由两层硅膜层和一层位于硅膜层中间的SiAlCO层组成。本发明专利技术可以大大缓解硅薄膜在充放电时的产生体积变化，从而解决了薄膜电极循环稳定性差和倍率性能差的不足的问题。循环稳定性差和倍率性能差的不足的问题。循环稳定性差和倍率性能差的不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种三明治结构硅基薄膜电极体系及其制备方法


[0001]本专利技术涉及多层薄膜电极
，特别涉及一种三明治结构硅基薄膜电极体系及其制备方法。

技术介绍

[0002]可充电锂离子电池的能量密度在所有已知能量储存技术中居于首位，同时它还具有循环稳定性好、工作温度适当、自放电效应弱、无记忆效应和绿色环保等优点，锂离子电池正广泛地为消费电子产品提供动力。在当前众多的高比容量锂离子电池负极材料中，硅材料具有最高的理论比容量(可达4200mAh/g)，是商业化应用石墨负极理论比容量的近10倍，同时具有较低的放电平台(0.4V)，且安全无毒储量丰富，因此被广泛被认为是一种极具应用前景的电极材料。然而，硅电极在嵌锂过程中会产生严重的体积膨胀和容量损失，研究各种硅基纳米材料和复合材料，解决其体积膨胀的问题，成为当前硅基材料研究的关键。根据硅在复合材料中不同的分布位置可分为包覆型、嵌入型等，尽管目前的方法能一定程度抑制硅在嵌锂过程的体积变化，但是改进后的硅材料在倍率性能与容量保持率上仍有不足。
[0003]碳材料具有脱/嵌锂电位低、价格低廉、稳定性高、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三明治结构硅基薄膜电极体系，其特征在于：包括硅基板(1)，硅基板(1)上覆盖有一层SiCN阻挡层(2)，SiCN阻挡层(2)上覆盖有一层Al薄膜层(3)，Al薄膜层(3)上覆盖有一层SiAlCO过渡层(4)，SiAlCO过渡层(4)上设有负极材料层；所述的负极材料层由两层硅膜层(5)和一层位于硅膜层中间的SiAlCO层(6)组成。2.根据权利要求1所述的三明治结构硅基薄膜电极体系，其特征在于：所述SiCN阻挡层(2)的厚度为200nm。3.根据权利要求1所述的三明治结构硅基薄膜电极体系，其特征在于：所述Al薄膜层(3)的厚度为300m。4.根据权利要求1所述的三明治结构硅基薄膜电极体系，其特征在于：所述SiAlCO过渡层(4)的厚度为100nm。5.根据权利要求1所述的三明治结构硅基薄膜电极体系，其特征在于：所述硅膜层(5)的厚度为400nm。6.根据权利要求1所述的三明治结构硅基薄膜电极体系，其特征在于：所述SiAlCO层(6)的厚度为800nm。7.根据权利要求1
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6任一项所述的三明治结构硅基薄膜电极体系的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：S1、对硅基板进行预清洗，先用丙酮超声清洗3
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8分钟，然后分别用去离子水和酒精超声波清洗3
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8分钟，重复上述过程2
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5遍后烘干；S2、在高真空条件下对硅基板进行离子束溅射清洗；S3、在氩气作为工作气体的环境下，采用非平衡磁控溅射的方法将不同的溅射靶材溅射到不锈钢基板表面形成不同的衬体，得到硅基薄膜电极体系；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖宁波，许轲，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：