全固態(tài)微型薄膜鋰離子電池的制備和性能研究.pdf

1、由于MEMS技術的發(fā)展對微能源的微型化和集成化提出更高的要求，希望將微能源直接集成在微器件當中。微型薄膜鋰電池因其高能量密度、高開路電壓、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢，而倍受人們的重視，是一種應用前景廣泛的微型電池。
　　 由于電極材料的性能對微電池性能有巨大影響，所以本文首先采用磁控濺射方法制備了用于正極材料的LiCoO2薄膜，并對其進行退火處理。XRD分析和SEM分析表明在低氣壓條件下制各的薄膜呈非晶態(tài)，但是經(jīng)過400℃退火后，薄膜沿(

2、003)峰相呈晶體結構，且排列致密；循環(huán)伏安測試和恒電流充放電測試表明，未經(jīng)過退火處理的LiCoO2薄膜不具有鋰離子嵌入/脫出的可逆性，而經(jīng)過退火處理的LiCoO2薄膜首次循環(huán)和隨后的循環(huán)之間存在較大的差異，但是從第二圈開始具有較好的可逆性。
　　 然后采用磁控濺射了用作負極的V2O5薄膜，XRD分析和SEM分析表明磁控濺射制備的V2O5薄膜呈晶體結構，摻雜Cu使薄膜轉為非定型態(tài)；循環(huán)伏安測試和恒電流充放電測試表明，摻雜的V2O

3、5薄膜比未摻雜的V2O5薄膜表現(xiàn)出更穩(wěn)定的循環(huán)性，且充放電平臺相對較寬，雖然首次充放電時不可逆容量損失很高，但是鋰離子的嵌入量有所提高，增加了充放電容量。
　　 最后我們利用廈門大學薩本棟微納米技術研究中心的實驗條件，制備了以LiCoO2為正極，CuxV2O5為負極的LiCoO2/LiPON/CuxV2O5微型鋰離子電池，并對其電化學性能進行研究。循環(huán)800次充放電測試發(fā)現(xiàn)微型電池的穩(wěn)定放電容量保持在2.02nAh～2.25nA