固態(tài)鋰離子電池薄膜電解質(zhì)的特性分析

通過在氬氣環(huán)境中使用磁控濺射沉積法，可為固態(tài)鋰充電電池制備無定形硫化鍺鋰薄膜來作為電解質(zhì)。通過磁控濺射法優(yōu)化硫化鍺鋰電池薄膜已經(jīng)成功地合成為固態(tài)電解質(zhì)。盡管這些材料在空氣中不穩(wěn)定，但可以通過X射線衍射和掃描電子能譜、拉曼光譜、紅外光譜以及全電阻光譜等防止其被污染。

通過化學(xué)試驗(yàn)的方法制備3種硫化鍺鋰化合物。為拉曼光譜特性試驗(yàn)制備鎳/硅基板，鎳/硅基板被加載到射頻磁控管濺射室中，使薄膜在其中生長并進(jìn)行沉積。幾種硫化鋰鍺化合物依次通過X射線衍射、拉曼光譜、紅外光譜以及全電阻光譜掃描，完成試驗(yàn)。

當(dāng)溫度從25℃增加到100℃時(shí)，薄膜材料離子電導(dǎo)率持續(xù)上升，這意味著薄膜材料可在較大的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。同時(shí)，該電池薄膜的離子導(dǎo)電率是傳統(tǒng)電池氧化薄膜的3倍。所有薄膜的拉曼光譜都沒有顯示出明顯的峰值，這表明磁控濺射法可以用來擴(kuò)展非晶體材料的形成范圍。通過制造高質(zhì)量和高導(dǎo)電率薄膜，使其可以作為固態(tài)電池薄膜的電解質(zhì)，為固態(tài)鋰離子電池新薄膜電解質(zhì)的開發(fā)提供了新的方向和途徑。但在這種薄膜電解質(zhì)投入使用前，還需要進(jìn)一步地研究電池整體的裝配問題。

圖1 3種硫化鍺鋰化合物離子電導(dǎo)率與溫度、頻率的關(guān)系

刊名：Journal of Alloys and Compounds（英）

刊期：2016年第6期

作者：Inseok Seo

編譯：羅鈞夫