离子束溅射制备锂离子电池高容量硅负极薄膜及电化学性能的研究.pdf

离子束溅射制备锂离子电池高容量硅负极薄膜 及其电化学性能研究。 文钟晟。 田 丰 田如锦 孙俊才 王 亮 刘 莎 (大连海事大学材料工艺研究所，大连116026) 摘 要：采用离子束溅射沉积得到了锂离子电池高容量硅负极薄膜，通过SEM、XRD 等方法研究了其形貌结构特征。采用电化学循环测试方法表征了其电化学性能。较常用 的涂浆法制备的粉末电极来说，相同电极厚度条件下，离子束溅射沉积得到的硅负极薄 膜表现了良好的电化学循环性能，经过了100次循环以后，薄膜电极的稳定可逆容量为 0．218mA·h，保持在其第二次循环容量94％左右。硅薄膜电极经过长期的电化学循环 后，仍然不可避免地出现了活性颗粒的粉化现象，并且电极表面出现微裂纹，然而与普 通的硅粉末电极不同的是，硅薄膜并未出现与铜集流体的脱离，仍然保持了良好的电接 触性能，这是硅薄膜电极较粉末电极具有更高的循环稳定性的主要原因之一。 关键词：离子束溅射；硅负极薄膜；锂离子电池；电化学性能 ElectrochemicalStudiesof SiliconFilmasAnodefor HighCapacity LithiumIonBatteries Ion-beam Preparedby Sputteringo Wen Tianin Sununcai LiuSha Zhongsheng·TianFeng Ruj J WangLiang ofMaterialsand Maritine 116026) (Institute Technology，DalianUniversity，Dalian anodematerialwith for carbon— Abstract：Newalternative highcapacityreplacing anodeforlithiumionbatterieshasbeen for type exploitedmanyyears．Amorphous siliconfilm onCusubstratewas ion-beam deposited preparedby sputtering。Its retentionofsiliconfilmas electrochemicalwasstudied．The performance capacity anodefor1ithiumionbatteriescanbe after100 ca．0．218mA·hcycles，94％of the forthesecond excellent relatively cyclability．The capacity cycle，representing film af- micrometerofsiliconelectrodewastransformedintofine grain nano—particle