锂钴氧化物作为可充电锂电池的阴极材料

选用平面射频磁控溅射的方法，在Coors的ADS-996氧化铝板上制备了锂钴氧化物薄膜。在几种情况下，薄膜一起堆积在石墨上用于离子束和核反应剖析的衬底。以纯LiCoO2 (Aifa, 99.5%)为资料，在900℃下冷约束烧结2小时，制得方针物。经过处理，方针丈量2英寸直径约3毫米厚。Ar和02进入真空室的流量被调节在12-5 sccm总流量，以坚持3/1 Ar/O2比和20 mTorr的恒定压力。假定胶片密度5.06克/立方厘米的堆积速率丈量之前和之后与石英晶体堆积厚度监控定位5厘米以上的方针通常是7 - 12 /分钟的净功率运用40 - 50 w。溅射方针1 h后,底物被旋转到位5厘米以上的方针。等离子体的发射光谱用前面描绘的设备(i4)周期性地记录下来。锂发射线在-671纳米处的强度简直与氩发射线在-750纳米处的强度相同，堆积速率在堆积前后大致相同，标明溅射进程是安稳的。阴极薄膜是经过铝掩膜堆积的，铝掩膜的面积为11毫米x11毫米。阴极的厚度从用轮廓仪丈量的0.3-0.5 um不等，与假定理论密度为5.06 g/cm3的速率丈量值估计的厚度很好地共同。根据这种密度，阴极的估计质量为0.2-0.3 mg。堆积后，部分阴极在500-700℃的FG实验回转窑中退火2小时，逐渐冷却至室温。

选用质子诱导yray发射剖析(PIGE)和卢瑟福背散射光谱法(RBS)测定了堆积在石墨衬底上的阴极薄膜的组成，得到了锂/钴比。RBS频谱的一个比方。如图1所示;实线是模仿后向散射得到Co/O比值。PIGE和RBS测定的Li/Co和O/Co比值为1.15。(±0.02)和2.16(±0.13)，均匀得到Lil15Co02.16的膜组成选用铜Ka辐射闪耀衍射仪和高纯锗探测器对薄膜进行了粉末x射线衍射丈量。数据收集规划为20 ~ 70，扫描速度为3/min。堆积薄膜为x射线非晶态。图2闪现了在Coors氧化铝衬底上退火后的LiCoO2薄膜的衍射图样示例。退火后，在20 = 18.64处出现一个峰，可以从LiCo02的d-NaFeO结构的(003)平面进行衍射。用四探针法和银漆触点丈量了其间一种退火薄膜的直流电阻率随温度的改动。效果如图3所示。薄膜电阻率随温度的下降而增大，半导体资料的电阻率随温度的下降而增大，室温电阻率为-2 s2 cm。以往对体和薄fims的热电研讨标明，LiCoO2是p型半导体，电子空穴是主要的载流子(7)。