固态锂离子电池薄膜电解质的特性分析

固态锂离子电池薄膜电解质的特性分析

通过在氩气环境中使用磁控溅射沉积法，可为固态锂充电电池制备无定形硫化锗锂薄膜来作为电解质。通过磁控溅射法优化硫化锗锂电池薄膜已经成功地合成为固态电解质。尽管这些材料在空气中不稳定，但可以通过X射线衍射和扫描电子能谱、拉曼光谱、红外光谱以及全电阻光谱等防止其被污染。

通过化学试验的方法制备3种硫化锗锂化合物。为拉曼光谱特性试验制备镍/硅基板，镍/硅基板被加载到射频磁控管溅射室中，使薄膜在其中生长并进行沉积。几种硫化锂锗化合物依次通过X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱以及全电阻光谱扫描，完成试验。

当温度从25℃增加到100℃时，薄膜材料离子电导率持续上升，这意味着薄膜材料可在较大的温度范围内保持稳定。同时，该电池薄膜的离子导电率是传统电池氧化薄膜的3倍。所有薄膜的拉曼光谱都没有显示出明显的峰值，这表明磁控溅射法可以用来扩展非晶体材料的形成范围。通过制造高质量和高导电率薄膜，使其可以作为固态电池薄膜的电解质，为固态锂离子电池新薄膜电解质的开发提供了新的方向和途径。但在这种薄膜电解质投入使用前，还需要进一步地研究电池整体的装配问题。

图1 3种硫化锗锂化合物离子电导率与温度、频率的关系

刊名：Journal of Alloys and Compounds（英）

刊期：2016年第6期

作者：Inseok Seo

编译：罗钧夫