导　　师： 杨海涛

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 随着电子产品的尺寸开始微小化和轻量化,全固态薄膜锂离子电池开始大量的被研究应用。负极薄膜作为构成全固态薄膜锂离子电池的关键组成部分,对整个电池的性能有着重要影响。尖晶石型的钛酸锂材料是一种新型的锂离子电池负极材料,它具有脱嵌锂时基本无体积变化、循环性能良好、循环寿命长、电压平台低和结构稳定等优点,因此被广泛地关注和研究。但是钛酸锂电极的导电性能差(电子电导率仅为10 S/cm)和大倍率充放电能力不足严重地限制了它在锂离子电池中的应用。掺杂改性是提高钛酸锂薄膜导电性能的有效方法,其关键之一在于陶瓷靶材制备过程中引入均匀的异质原子且不影响靶材的镀膜使用性能。这是掺杂钛酸锂陶膜化的重要前提,也是该领域仍未解决的难点问题。本文研采用了传统的粉末冶金工艺,使用湿法球磨、干压成型、常压烧结的方法烧结制备出钛酸锂陶瓷靶材,同时对靶材进行了LiCO和Mg的改性掺杂。分别研究了不同烧结温度、保温时间、掺杂物质、以及掺杂物物质的量等因素对钛酸锂陶瓷靶材各项性能的影响,实验的主要结论如下:1.LiTiO陶瓷靶材在烧结时,随着温度的升高靶材的收缩率、致密度、力学性能都开始升高,随着保温时间的延长,靶材晶粒长大。通过XRD分析得到,当温度超过930℃会因为锂流失导致锂源过少生成贫锂相LiTiO。通过研究靶材的基本性可以得出结论,在烧结温度为930℃保温时间为10 h烧结时能够得到性能最佳、物相单一的LiTiO陶瓷靶材,其收缩率为18.2%,致密度为88.1%,抗弯强度为73.79 MPa,维氏硬度为309.83 HV。2.根据相图可以看出,在无论是锂源过量还是锂源少量都会生成对应的富锂相或贫锂相。由于在高温烧结时容易造成锂离子的流失,此时LiCO掺杂作为锂源补充在陶瓷靶材烧结时由于高温造成的锂流失。�

关 键 词： 陶瓷靶材 掺杂改性 烧结工艺 力学性能 负极薄膜

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