[发明专利]一种多层膜电极及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种多层膜锂离子电池负极，包括基材、硅基层和碳层，所述的硅基层和碳层交替叠加，所述的硅基层由硅、二氧化硅以及填充于他们之间的碳组成。本发明还公开了利用MPECVD制备本发明的方法，本发明的多层膜电极，电极层数和厚度可控，由于这种结构的优点，电极具有良好的导电性和机械粘合力，因此允许电极通过增加层数提高活性物质的载量，从而提高电极的能量密度。在本节中，12层的三明治结构SiO2&Si/C膜电极获得了良好的容量持有率，且在1/8C的电流密度下，其可逆容量达到0.46mAh/cm2的单位面积比容量。这种材料结构策略还可以应用到其他材料中去，相信同样可以获得优异的性能。

主权项

一种多层膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将基材放入微波等离子体增强化学气相沉积设备中，将甲烷、硅烷和氢气作为气源，进行等离子体分解沉积，采用氢气和甲烷的混合气体，分解沉积生成碳层，采用氢气和硅烷的混合气体，分解沉积生成硅基层，一次沉积生成一层碳层或硅基层，反复沉积多次，即得；所述硅基层的二氧化硅的氧原子是在切换气体时，在残余的CH4的保护下首先生成非晶硅，当消耗完残余的CH4后与氧气生成SiO2，其中SiO2中的氧原子来自于残留气体中的氧气，所述多层膜电极，包括基材、硅基层和碳层，所述的碳层位于基材上，硅基层和碳层交替叠加，所述的碳层比硅基层的层数多一层，所述的硅基层由硅、二氧化硅以及填充于它们之间的碳组成；所述的多层膜电极包括3~12层硅基层；所述的硅和二氧化硅为纳米级的颗粒，二氧化硅为晶体颗粒。