[发明专利]硅碳薄膜负极材料及其制备方法

摘要

本发明属于复合薄膜材料制备技术领域，特别是涉及一种锂离子电池用的硅碳薄膜负极材料及其制备方法。本发明在室温条件下采用射频磁控溅射技术和直流磁控溅射技术，在集流体上制备了硅薄膜和碳薄膜交替堆叠的结构，交替堆叠结构的层数为2~4层，硅薄膜先沉积在集流体上，与集流体直接接触。本发明通过工艺简单的磁控溅射沉积技术在集流体上一步法直接溅射生长活性物质硅碳薄膜，省去了传统电极制备过程中粘结剂的使用，以及辊压、涂覆、烘干等步骤，减少了制作工序和成本，此外，碳薄膜作为填充物质和导电剂，有效地解决了纯硅薄膜电极循环性能差的不足，提高了电极的循环稳定性。

主权项

1.硅碳薄膜负极材料及其制备方法，包括集流体、硅薄膜和碳薄膜，其特征在于：所述硅薄膜和碳薄膜为交替堆叠的结构，且硅薄膜先沉积在集流体上，硅薄膜与集流体直接接触；集流体在放入真空溅射腔体之前，先进行裁切和清洗；溅射腔体的本底真空度优于3.0×10‑4 Pa，工作气体是纯度为99.999%的高纯氩气，氩气的流量为8~12 sccm；所述硅薄膜采用射频磁控溅射的方法制备，溅射功率为50 W~150 W，溅射所用靶材是纯度为99.999%的N型硅靶，所述碳薄膜采用直流磁控溅射的方法制备，溅射功率为20 W~50 W，溅射所用靶材是纯度为99.99%的无定形的石墨靶；硅薄膜和碳薄膜的溅射压强均为2 Pa~10 Pa，单层硅薄膜的厚度为30 nm~200 nm，单层碳薄膜的厚度为5 nm~50 nm；所有硅薄膜和碳薄膜均在室温下沉积。