[发明专利]一种多元磁控溅射的方法及装置、制备金属锂复合电极的方法、制备电极的设备

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种多元磁控溅射的方法及装置、制备金属锂复合电极的方法、制备电极的设备。本发明的多元磁控溅射的方法及装置、制备金属锂复合电极的方法、制备电极的设备可以同时进行多种靶材的溅射镀膜，而且可以根据设定各个靶材的溅射速度来得到不同原子比例组分的薄膜，当需要溅射获得不同成分的薄膜时，直接替换靶材即可，流程简单快捷，生产效率高，符合大规模生产的需求。

【技术领域】

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种多元磁控溅射的方法及装置、制备金属锂复合电极的方法、制备电极的设备。

【背景技术】

上世纪90年代，可安全利用的石墨负极的发明推动了锂电池在个人电子设备等领域的大规模应用。到本世纪，随着科技的进步，高端电子设备和电动汽车等的需求日趋增加，基于传统的石墨负极的锂电池逐渐难以满足需求，因而发展更高能量密度的储能系统已经迫在眉睫。在已知的电池材料中，锂金属负极以3860mAh*g-1的大容量和最负的电势(-3.040V vs.SHE)而受到了相关领域研究者的广泛关注。

磁控溅射在制备锂电池的过程中会经常用到，但是现有的多元磁控溅射的方法都是先将靶材烧结成混合靶材后再进行磁控溅射，存在流程复杂，生产效率低的缺点。

【发明内容】

针对上述问题，本发明提供一种多元磁控溅射的方法及装置、制备金属锂复合电极的方法、制备电极的设备。

本发明解决技术问题的方案是提供一种多元磁控溅射的方法，该磁控溅射在磁控溅射腔内进行，所述磁控溅射腔具有多个靶材位，所述磁控溅射腔设定有多个通道，多个通道分别对多个靶材位上产生的原子进行引导并通过一汇流口，多种原子在汇流口处进行混合，该多元磁控溅射的方法包括以下步骤：

S1：在多个靶材位上安装多个靶材并提供待镀膜基片；

S2：对磁控溅射腔进行抽真空；

S3：按预定待镀膜中各原子组分比例设定每个靶材的溅射速度并开始磁控溅射以对汇流口处的待镀膜基片沉积预定原子组分比例的膜；在镀膜过程中，可移动待镀膜极片经过汇流口处时，位于汇流口处的多种原子的混合溅射源对待镀膜基片进行溅射镀膜。

优选地，所述步骤S2中磁控溅射腔的真空度为10^-7～10^-5Torr。

优选地，所述基片可相对汇流口移动，基片的移动速度为0.1mm/min～1mm/min。

优选地，该多元磁控溅射的方法在步骤S3之后进一步包括以下步骤：

S5：由机械手取出溅射镀膜后的基片。

优选地，所述多元磁控溅射的方法在步骤S2和步骤S3之间进一步包括以下步骤：

S21：向磁控溅射腔内注入惰性气体。

本发明还提供一种制备金属锂复合负极的方法，所述制备金属锂复合负极的方法包括如上所述的多元磁控溅射的方法和以下步骤：

S6：对溅射镀膜后的基片进行涂布处理；

S7：对涂布后的基片进行热压处理。

优选地，所述靶材为锂靶、硅靶和碳靶。

本发明还提供一种多元磁控溅射装置，所述多元磁控溅射装置包括多个靶位、多个引导管、磁控溅射腔以及基片台，所述多个靶位、多个引导管及基片台均收纳在磁控溅射腔内，所述多个靶位用于安装多个相同或者不同的靶材，所述多个引导管的一端分别与多个靶位一一对应连接，另一端汇合在一处形成一混合溅射源汇流口，所述基片台用于承载基片且相对于混合溅射源汇流口可移动。