全固态薄膜锂离子电池相关靶材及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102206802A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102206802A(43)申请公布日2011.10.05(21)申请号201010133629.5(22)申请日2010.03.29(71)申请人北京品一材料科技有限责任公司地址100085北京市海淀区上地10街辉煌国际5号楼1114室(72)发明人钟小亮王广欣(51)Int.Cl.C23C14/34(2006.01)C23C14/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称全固态薄膜锂离子电池相关靶材及其制造方法(57)摘要本发明涉及全固态薄膜锂离子电池相关靶材及其制造方法。该方法主要包括选料、烧结前处理、热压烧结、靶材后处理等步骤组成，可以制造的靶材有：LiCoO2、LiFePO4、Li3PO4等。该方法使用石墨模具，用钼箔做模具与靶材的隔离材料，上下表面均用钼箔作为保护。预压1～5MPa，抽真空至10-3Pa，以10～15℃/min的速度加热至100～400℃，保温0.5h～1h，充入氩气。然后以10～15℃/min的速度加热至400℃～1000℃，逐步升温，加压，最终的烧结压力为20～60MPa，保温1～5h。保压随炉冷，取出将表层磨掉。该方法能够获得高纯，高致密的全固态薄膜锂离子电池用靶材，工艺过程设计简单易行，成本较低。CN10268ACCNN110220680202206808A权利要求书1/1页1.本发明提供了生产高品质LiCoO2、LiFePO4、Li3PO4靶材的一种热压方法，其步骤主要包括：粉末前处理、脱气过程、阶段性加压烧结、靶材后处理。该方法使用石墨模具，用钼箔做模具与靶材的隔离材料，上下表面均用钼箔作为保护。预压1～5MPa，抽真空至10-3Pa，以10～15℃/min的速度加热至100～400℃，保温0.5h～1h，充入氩气。然后以10～15℃/min的速度加热至400℃～1000℃，逐步升温，加压，最终的烧结压力为20～60MPa，保温1～5h。保压随炉冷，取出将表层磨掉。2.按权利1的方法，生产的LiCoO2溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于98％，平均晶粒不大于10微米。3.按权利1的方法，生产的LiCoO2溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于98％，平均晶粒不大于5微米。4.按权利1的方法，生产的LiCoO2溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于99％，平均晶粒不大于5微米。5.按权利1的方法，生产的LiFePO4溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于98％，平均晶粒不大于10微米。6.按权利1的方法，生产的LiFePO4溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于98％，平均晶粒不大于5微米。7.按权利1的方法，生产的LiFePO4溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于99％，平均晶粒不大于5微米。8.按权利1的方法，生产的Li3PO4溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于98％，平均晶粒不大于10微米。9.按权利1的方法，生产的Li3PO4溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于98％，平均晶粒不大于5微米。10.按权利1的方法，生产的Li3PO4溅射靶材，其纯度至少为99.9％，密度不低于99％，平均晶粒不大于5微米。2CCNN110220680202206808A说明书1/4页全固态薄膜锂离子电池相关靶材及其制造方法技术领域[0001]本发明制备的是全固态薄膜锂离子电池使用的材料LiCoO2、LiFePO4、Li3PO4等，该方法能制备出高纯度、高致密度的LiCoO2、LiFePO4、Li3PO4溅射靶材。在适当条件下，溅射这些靶材能获得性能优良的薄膜，从而提高全固态薄膜锂离子电池的储能量和循环次数。背景技术[0002]传感器、MEMS、CMOS芯片等电子器件微型化的快速发展，要求有体积小、重量轻、比容量高的微型致密电源与其匹配。全固态薄膜锂离子电池由于具有高功率密度、低自放电率、优良的充放电循环性能、形状和尺寸可以任意设计，以及无溶液泄漏、不爆炸、使用安全等优点，近年来在国内外得到广泛关注，部分国家已实现工业化生产。这类电池可用作各种便携式微电子器件的独立或备用电源，以及MEMS的电源，无论在民用还是在军事上都展现出了广阔的应用前景。全固态薄膜锂离子电池在不同领域中都有其用武之地，如在航天领域中，该微电池小型化、轻量化对航天飞行器具有相当重要的吸引力；在军事上，美国Sandia国家实验室、橡树岭国家实验室(ORNL)、美国航空航天局(NASA)的射流喷气实验室(JPL)以及美国空军研究实验室都在积极开发将薄膜锂离子电池用于武器智能化监控和管理系统的微电池芯片技术；它的用途还包括：微型无人驾驶侦察飞机动力电源(包