【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂金属负极材料制备，尤其涉及一种磁控溅射制备锂负极合金sei膜的方法。
技术介绍
1、随着现代电子设备的兴起，对高能量密度储能装置的需求日益迫切。锂金属具有突出的高理论比容量(3860mahg-1)和较低的氧化还原电位(-3.04vvs.标准氢电极)，受到研究者的青睐。但锂金属表面不稳定的固态电解质膜(sei)，会导致无规则锂枝晶的生长，威胁锂金属电池的库伦效率、寿命、安全等问题，使得锂金属电池在实际应用方面受到极大阻碍。锂硼(lib)合金，具有电化学电位与锂金属相近、亲锂性好、能在降低局部电流密度的同时不引入过多的质量负担、且成本低、制备技术成熟，使其电化学性能优于锂金属，但是其相对较高的离子扩散势垒会导致沉积/剥离过程不均匀，最终生成无规则枝晶，影响lib合金负极的寿命与稳定性，因此，降低lib合金的离子扩散势垒，抑制枝晶的生成，是推进lib合金研究的关键一步。
2、目前对于lib合金的改性方法中，主流的是刮涂-转印制备表面膜的方式，但是该方法制备的膜结构单一，可调控的功能单一，并且无法精准控制膜的厚度，例如一但膜的厚度太厚会不利于离子扩散，会提高扩散势垒，并且制备膜的均匀性也有待提高，倘若不均匀，容易造成局部电流密度过高，或者枝晶成核的活跃点出现。磁控溅射技术可用于制膜，并且操作便捷，可精准控制膜的厚度、结构、以及均匀性，因此，本专利技术通过控制磁控溅射的时间来制备不同厚度的lizn合金膜，探究对lib合金负极电化学性能的影响，从而得到最佳的lizn合金膜参数。
技术实
1、针对上述锂硼合金负极存在的锂枝晶生长的问题，本专利技术旨在利用锂硼合金结构优势的同时，通过磁控溅射在锂硼合金表面引入锂锌合金(lizn)膜，精准控制膜厚度、均匀性等，以抑制锂枝晶无序生长，提升锂硼合金负极的稳定性与寿命。
2、为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种磁控溅射制备锂负极合金sei膜的方法，包括以下步骤：
4、s1、将锂硼合金带裁剪成圆形薄片；
5、s2、将裁好的锂硼合金圆形薄片放在磁控溅射载物台，并将设备内部抽至真空，然后以一定的气体流速通入氩气，并当内部压强调至一定值后，在一定的工作功率下，通过氩气刻蚀并清理圆片表面；
6、s3、利用氧化锌为靶材，以一定的氩气流速和工作功率，向步骤s2中清理好的锂硼合金圆形薄片表面进行磁控溅射，最终得到锂锌合金膜覆盖的锂硼合金。
7、锂硼合金骨架质量轻，电化学电位低，亲锂性好，可在一定程度上减小局部电流密度，具有比锂更好的电化学性能。在锂硼合金表面，引入均匀的锂锌合金层可在降低扩散势垒的同时，调控锂离子均匀沉积。二者协同实现稳定的界面，以提升锂硼电极的稳定性与寿命。
8、进一步的，步骤s1中所述锂硼合金带的硼质量分数为20％。
9、进一步的，步骤s1中圆形薄片的厚度为2-16mm。
10、进一步的，步骤s2中真空压强为1-104pa。
11、进一步的，步骤s2中气体流速为20-1000sccm。
12、进一步的，步骤s2中内部压强调至1.0-100.0pa。
13、进一步的，步骤s2中工作功率为80-450w。
14、进一步的，步骤s2中氩气刻蚀并清理圆片表面5-20min。
15、进一步的，步骤s3中氩气流速为20-1000sccm。
16、进一步的，步骤s3中工作功率为80-105w。
17、进一步的，步骤s3中磁控溅射时间为10-20min。
18、进一步的，所述步骤s1-s3均在手套箱中完成。
19、进一步的，步骤s3中，通过将锂硼合金片放在磁控溅射载物台，经过磁控溅射处理不同时间后取出，从而在锂硼合金上形成均匀致密的锂锌合金层。
20、进一步的，步骤s3中锂锌合金层的厚度为10-30μm。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术通过磁控溅射进行lib合金负极表面lizn的构建。1)采用的lib合金相较于其他合金，能减小局部电流密度，质量更轻，可实现高质量能量密度电池；2)磁控溅射处理简便，lib合金表面均匀致密的锂锌合金层，可被精准控制厚度，从而调控锂离子均匀沉积，解决界面锂枝晶的无序生长，造成电池安全隐患的问题。
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1.一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S1中圆形薄片的厚度为2-16mm。
3.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S2中真空压强为1-104Pa。
4.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S2中气体流速为20-1000sccm。
5.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S2中内部压强调至1.0-100.0Pa。
6.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S2中工作功率为80-450W。
7.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S2中氩气刻蚀并清理圆片表面5-20min。
8.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S3中氩气流速为20-1
9.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S3中工作功率为80-105W。
10.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金SEI膜的方法，其特征在于，步骤S3中磁控溅射时间为10-20min。
...【技术特征摘要】
1.一种磁控溅射制备锂负极合金sei膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金sei膜的方法，其特征在于，步骤s1中圆形薄片的厚度为2-16mm。
3.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金sei膜的方法，其特征在于，步骤s2中真空压强为1-104pa。
4.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金sei膜的方法，其特征在于，步骤s2中气体流速为20-1000sccm。
5.根据权利要求1所述的一种磁控溅射制备锂负极合金sei膜的方法，其特征在于，步骤s2中内部压强调至1.0-100.0pa。
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴孟强，蒋凌雁，周海平，葛震，司业晨，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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