licoo_2靶材的制备及性能研究

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1、分类号TB34学校代码10590UDC31密级公开深圳大学硕士学位论文LiCoO2靶材的制备及性能研究吴莲子学位类别工程硕士专业学位专业名称材料工程学院（系、所）材料学院指导教师杨海涛教授LiCoO2靶材的制备及性能研究摘要随着电子器件的不断微型化，全固态薄膜锂离子电池的研究日益受到人们的重视。锂离子电池的性能取决于电池内部材料的结构和性能，而正极材料的开发是制约锂离子电池（LIBs）性能进一步提高的关键因素。钴酸锂是锂离子电池中应用最多、研究最多的正极材料，目前国内外关于钴酸锂原料的合成和钴酸锂薄膜的研究较多，却基本没有钴酸锂靶材制备的相关报道。考虑到靶材的好坏同

2、样决定了沉积薄膜的质量，有必要对此内容展开研究。本论文详细研究了球料比、球磨时间、烧结温度、保温时间对LiCoO2靶材性能的影响，以及Al2O3粉体掺杂量、烧结温度对Li(AlxCo1-x)O2靶材各方面性能的影响，得出主要结论如下：1.采用干压成型、常压烧结的方法制备出致密度高达94.71%，强度140MPa的较高纯度的LiCoO2靶材和致密度93.61%，强度高达192MPa的3wt%Al2O3掺杂的Li(AlxCo1-x)O2靶材。2.球料比为5:1，球磨时间为96h时球磨效果较理想，磨球损耗较小、粉体纯度较高，此时粉体平均粒径降为615nm（钴酸锂原料平均粒

3、径为4.800um）；球料比为8:1时粉体粒径更细（512nm），但此时磨球损耗率接近0.1%。3.在900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃五个烧结温度中，钴酸锂靶材在1050℃烧结的性能最佳：收缩率达17.28%，失重率为0.63%，致密度达94.71%，强度达140MPa，纯度较高，基本无Co3O4相。在1050℃不同保温时间下（2h、3h、4h、5h、6h）烧结，样品经保温3h后基本性能最佳，失重较小。4.当Al2O3掺杂量不高于3wt%时，在1050℃烧结并保温3h后的Li(AlxCo1-x)O2靶材纯度较高，没有出现Co3O4峰，且样品失重

4、率基本都在0.62%左右（同纯钴酸锂样品基本一致），致密度约在93.00-94.00%（比纯钴酸锂样品的致密度略低），强度均有明显提高，3wt%掺杂量时样品具有致密度93.61%和最高强度192MPa。ILiCoO2靶材的制备及性能研究关键词：LiCoO2靶材；球磨；烧结；Al2O3；Li(AlxCo1-x)O2靶材IIPreparationandpropertiesofLiCoO2targetAbstractWiththeminiaturizationofelectronicdevices,researchonallsolidstatethinfilmlithiu

5、mionbatterywasincreasinglyattentioned.Theperformanceoflithiumionbatterymostlydependsonthestructureandperformanceofitsinternalmaterials,andthepropertiesoftheanodematerialsisthekeyfactorforLIBstofurtherimproveitsperformance.Uptonow,lithiumcobaltoxides,LiCoO2,asthemostcommoncathodemateria

6、l,hasbeenwidelystudied,especiallyonitsmaterialsynthesisanddepositedfilms,however,therearefewresearchonthepreparationofLiCoO2target.Consideringthepropertiesoftargetalsodecidesthequalityofdepositedfilm,itisnecessarytohaveadetailedstudy.Thispaperhasdetailedlydiscussedtheinfluenceofball-to

7、-powderweightratio,millingtime,sinteringtemperatureandholdingtimeofsinteringprocessonthepropertiesofLiCoO2ceramictarget.Inaddition,thesuitableconcentrationofAl2O3forLi(AlxCo1-x)O2targetwasalsodiscussed.Themainconclusionsareasfollows:1.Bythemethodofdrypressingmoldingcombinedwithatmosp