[发明专利]一种高容量硅基锂离子电池负极复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量硅基锂离子电池负极复合膜，其特征在于，包括沉积于基片上的镍钛层和沉积于镍钛层之上的硅层，所述镍钛层与硅层的厚度之比为0.8～5∶1，镍钛层中镍的原子数百分比为49.5～51.5％，其余为钛。

2.根据权利要求1所述的一种高容量硅基锂离子电池负极复合膜，其特征在于，所述镍钛层厚度为2～30μm，硅层厚度为2～10μm。

3.如权利要求1或2所述的一种高容量硅基锂离子电池负极复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基片预处理

丙酮擦拭基片并干燥，然后将基片安装在真空室的基片架上；

(2)镍钛合金靶材和硅靶材预处理

靶材表面打磨光滑后，依次将靶材放入煤油、丙酮和酒精中清洗后干燥靶材，然后将镍钛合金靶材和硅靶材分别安装在独立的射频阴极上；

(3)真空室预处理

对磁控溅射腔室抽真空，真空室内背底真空小于5×10^-4Pa后通入氩气；

(4)沉积镍钛层

射频功率为100～200W，溅射气压0.3～0.9Pa，溅射时间在20～60分钟，获得2～30μm的镍钛层；

(5)沉积硅层

射频功率为120～250W，溅射气压0.3～0.9Pa，溅射时间在30～120分钟，获得2～10μm的硅层。

4.根据权利要求1所述的一种高容量硅基锂离子电池负极复合膜的制备方法，其特征在于，所述靶材在磁控溅射腔室中的靶基距为50mm。

5.根据权利要求1所述的一种高容量硅基锂离子电池负极复合膜的制备方法，其特征在于，所述氩气纯度为99.999％。

6.根据权利要求1所述的一种高容量硅基锂离子电池负极复合膜的制备方法，其特征在于，所述镍钛合金靶材的制备方法如下：

(101)组份确定

单质镍的原子数百分比为25％～45％，其余为单质钛；

(102)熔炼

通过真空感应熔炼对单质镍和单质钛进行熔炼，熔炼炉体先抽真空至2×10^-3Pa，然后充入氩气至-0.3Mpa，随后进行熔炼，熔炼温度为1300℃；

(103)退火处理

获得铸锭在950℃进行12小时的真空均匀化退火；

(104)冷轧处理

对退火后的铸锭进行冷轧处理，得到镍钛合金靶材。

7.根据权利要求1所述的一种高容量硅基锂离子电池负极复合膜的制备方法，其特征在于，所述单质镍、单质钛的纯度至少为99.9wt％。