[实用新型]一种钴酸锂高密度旋转靶材

说明书

技术领域

本实用新型涉及薄膜锂电池靶材领域，具体涉及一种钴酸锂高密度旋转靶材。

背景技术

薄膜锂电池是一个新领域，现有的技术主要是制造平面钴酸锂靶材，以平面靶材进行磁控溅射镀膜来制造薄膜锂电池的技术，因为平面靶材的利用率低，只有25%左右，大部分的靶材被浪费掉，无形中增加了生产成本；采用旋转靶以后，利用率可以达到80%，溅射速度快，靶材使用寿命延长，为平面靶的 5-10倍。

目前市面上还未有高密度钴酸锂旋转靶材的产品出现，且常规旋转靶材的生产主要是喷涂工艺，此工艺的靶材密度低，一般小于80％，在使用过程中容易打火、掉渣，影响下游产品的质量及成品率，无法进行有效的商业化使用，所以对制备高致密性的旋转靶材工艺的开发是发展的必然趋势。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种高密度的钴酸锂旋转靶材，解决现有平面钴酸锂靶材利用率低和密度低的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：本实用新型的一种钴酸锂高密度旋转靶材，包括由外至内依次设置的旋转圆柱靶管、邦定层和刚性芯杆，所述靶管和刚性芯杆通过所述邦定层浇铸粘接在所述刚性芯杆上，所述靶管成分为LiCoO₂，密度为4.95g/cm³，厚度为5-15mm,所述邦定层为熔点低于350℃的金属，所述刚性芯杆为金属芯杆。

优选的，所述刚性芯杆为钛管或不锈钢管；优选的，所述刚性芯杆可浇铸粘接多段圆柱靶管，相邻两段圆柱靶管端面之间留有供热胀冷缩的伸缩缝；优选的，所述邦定层为铟层。

本实用新型的制备步骤如下：a.采用钴酸锂（LiCoO₂）纳米粉，按纳米粉的重量加水1-5倍，加粘贴剂0.2-1.5％，进行搅拌混合，喷雾干燥；b.使用压制工具进行压制，将压制工具的上堵头4打开，装入已喷雾干燥的钴酸锂粉5，均匀压实装紧后盖上上堵头4并扎紧两端，放入冷等静压机压制，压制力50-300MPa，时间为3-60min，以获得圆管形的成型生坯；c.取出压制完成后形成的生坯进行外形加工，再放入压力烧结炉中进行烧结；d.将步骤b制得的钴酸锂生坯放入压力烧结炉中，密封锁紧，开始缓慢加热，同时输入氧气，开启抽气阀，使炉内气体循环排出；e.当温度达到750—800℃，关闭抽气阀，通入纯氧，并随着温度的提高逐步提高压力，压力范围为-0.1-2MPa，继续加温并加氧气，直到温度达到1000-1390℃，控制通入纯氧的流量，使压力逐渐升到0.2-2.0MPa；f.保温0.5-5h，将炉内压力缓慢降压到大气，随炉冷却到200℃以下，取出旋转靶材管，冷却到室温后进行机械加工。加工完成后将其用纯铟浇铸粘接绑定到刚性金属芯杆上，获得密度不小于95％的钴酸锂旋转靶材。

本实用新型的有益效果是： 本实用新型提供一种高密度的钴酸锂旋转靶材，解决现有平面钴酸锂靶材利用率低，喷涂靶密度低及其镀膜性能不良的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型所述压制工具的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种钴酸锂高密度旋转靶材，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更佳清楚、明确，以下参考附图并举实例对本实用新型进一步详细说明，应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型所述压制工具的结构示意图。

如图1-图2所示，本实用新型的一种钴酸锂高密度陶瓷烧结旋转靶材，包括由外至内依次设置的旋转圆柱靶管1、邦定层2和刚性芯杆3，靶管1和刚性芯杆3通过邦定层2浇铸粘接在刚性芯杆3上，靶管1成分为LiCoO₂，密度为4.95g/cm³，厚度为5-15mm，邦定层2选用熔点低于350℃的金属，刚性芯杆3为金属芯杆。

作为最优实施例，本实施例中的刚性芯杆3为钛管或不锈钢管，刚性芯杆3上可浇铸粘接多段圆柱靶管1，相邻两段圆柱靶管端面之间留有供热胀冷缩的伸缩缝4；此外选用铟作为邦定层2的材料，形成铟层。