薄膜型全固态锂离子电池正极材料制备及其性能研究

正极材料作为薄膜型全固态锂离子电池的关键组成部分，需要发展低能耗、低成本、批量生产的薄膜制备技术。本项目将以LiMPO4（M=Fe，Mn）、MX（M=Mo，Ti；X=S,O）型化合物等薄膜正极材料为研究对象，探索致密、均匀薄膜的影响因素和制备方法，寻求电极材料结构优化与调控的工艺、流程和设备，进一步阐明正极/电解质之间的界面特性，采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理平面波赝势方法，研究薄膜型全固态锂离子电池正极/电解质间的电子/离子的运动及传递规律，揭示薄膜微观结构与电化学性能之间的内在联系，深入研究LiMPO4（M=Fe，Mn）、MX（M=Mo，Ti；X=S，O）型化合物等薄膜正极材料及正极/电解质之间的化学反应动力学，为薄膜型全固态锂离子电池在微电子器件实际应用的工业化设计、放大奠定理论基础。

薄膜型锂离子电池由于在微电子范围的优势而受人瞩目，小尺寸的装置如CMOS、FE-RAM、液晶屏、微型计算机、MEMs和医疗植入的发展加速了微尺度储能装置的研究。正极材料作为薄膜型全固态锂离子电池的关键组成部分，需要发展低能耗、低成本、批量生产的薄膜制备技术。本项目开展了LiCoO2薄膜、TiO2薄膜、MnS2薄膜、Si-Y薄膜、Ti-Si-Ti薄膜、Sn薄膜、多孔LiMn2O4、Li2FeSiO4/C等电极材料的研究，并对所合成的材料进行了结构表征和电化学性能测试，探索了薄膜微观结构与电化学性能之间的内在联系，为薄膜型全固态锂离子电池在微电子器件实际应用的工业化设计、放大奠定了理论基础。