[发明专利]一种全固态电解质薄膜溅射所用靶材的制备方法

说明书

一种全固态电解质薄膜溅射所用靶材的制备方法，属于锂离子电池领域。靶材成分为Li₃PO₄·Li₂SiO₃靶材，采用压制烧结的方法制得，制备步骤如下：(1)将试剂级的Li₂CO₃，SiO₂和NH₄H₂PO₄按照一定比例混合；(2)将混合物与Al₂O₃球混合，球料比为1:12，研磨介质为去离子水；在球磨罐中进行球磨，球磨时间为45‑51h，在球磨最后4个小时加入PEG‑2000；(3)球磨后，将粉料干燥22‑26h，进行过筛和造粒处理；(4)采用干压成型的方式将粉料压制成型；(5)然后在空气中烧结得到Li₃PO₄·Li₂SiO₃靶材，所述靶材直径为76.2mm，厚度为3mm。本发明方法制备得到的靶材致密度较高，具有足够的纯度和强度。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及到固态电解质薄膜所用靶材的制备方法。

背景技术

随着电子器件的不断微型化，人们越来越重视对全固态薄膜锂离子电池的研究。锂离子电池的性能取决于电池内部材料的结构和性能。其中固态薄膜电解质是制约电池性能进一步提升的关键。

电解质薄膜目前广泛采用的是美国橡树岭国家实验室研发的LiPON薄膜。LiPON薄膜与低电极电位的金属锂阳极和高电极电位的过渡金属氧化物阴极接触时都非常稳定，所以采用LiPON电解质薄膜可以很好的克服锂枝晶生长、钝化层的不断增厚和电池循环寿命低等问题，成为一种广泛应用在全固态锂电池中的电解质薄膜。

LiPON薄膜作为电解质具有诸多优点，但是其在潮湿环境中易于水解还原问题严重抑制了LiPON薄膜的使用和阻碍固态薄膜电池的发展。这一问题可以通过掺杂金属离子来提高LiPON薄膜的稳定性以及通过掺杂磷酸锂粉体制备相应的陶瓷靶材。考虑到靶材的好坏同样决定了沉积薄膜的质量，有必要对此内容展开研究。本发明制备掺杂Si的Li3PO4·Li2SiO3靶材。

发明内容

本发明的目的是提供得到致密度高，强度大，纯度高的Li₃PO₄·Li₂SiO₃靶材的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种全固态电解质薄膜溅射所用靶材的制备方法，其特征在于靶材成分为Li₃PO₄·Li₂SiO₃靶材，采用压制烧结的方法制得，具体制备步骤如下：

(1)将试剂级的Li₂CO₃，SiO₂和NH₄H₂PO₄按照一定比例混合；

(2)将混合物与Al₂O₃球混合，球料比为1:12，研磨介质为去离子水；在球磨罐中进行球磨，球磨时间为45-51h，在球磨最后4个小时加入PEG-2000；

(3)球磨后，将粉料干燥22-26h，进行过筛和造粒处理；

(4)采用干压成型的方式将粉料压制成型；

(5)然后在空气中烧结得到Li₃PO₄·Li₂SiO₃靶材。

进一步地，制备的所述靶材直径为76.2mm，厚度为3mm。