[发明专利]一种固态电解质薄膜离子电导率的测试方法

说明书

本发明涉及一种固态电解质薄膜离子电导率的测试方法，包括：在金属基底上制备固态电解质薄膜，在金属基底上留出空白空间作为测试电极，在固态电解质薄膜上制备顶层金属薄膜作为测试对电极；或在非金属基底上制备底层金属薄膜，在底层金属薄膜上制备固态电解质薄膜，底层金属薄膜留出空白空间作为测试电极，于固态电解质薄膜上制备顶层金属薄膜作为测试对电极。利用电化学工作站分别以电解质薄膜的上下层金属作为电极与对电极，采用交流阻抗A.C Impedance的测试方法，得到Z’阻抗实部与‑Z’’阻抗虚部的曲线，通过计算得到电解质薄膜的离子电导率。本发明具有测试方法简单、测试效率高即精度高的优点。

技术领域

本发明属于薄膜性能测试领域，涉及一种固态电解质薄膜离子电导率的测试方法。

技术背景

固态电解质是一种固体离子导体电解质，在锂离子电池和电致变色领域有者广泛的应用。锂离子电池领域所用到的固态电解质膜通常较厚，采用金属构件作为电极。而在电致变色领域所用到的固态电解质一般以薄膜为主，厚度通常在几百纳米，但也不超过微米的级别，这个级别厚度的薄膜是难以单独取下测试的。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有的固态电解质薄膜难以测试离子电导率的缺陷，提供的一种固态电解质薄膜离子电导率的测试方法。

一种固态电解质薄膜离子电导率的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

1）采用金属或非金属基底；

2）对于金属基底，首先于金属基底上制备固态电解质薄膜，并在金属基底上留出无镀膜空白边，以作为测试电极，其次在固态电解质薄膜上再次制备顶层金属薄膜，作为外接的测试对电极；

或者对于非金属基底，首先在非金属基底上制备底层金属薄膜，其次在底层金属薄膜上制备固态电解质薄膜，使底层金属薄膜留出无镀膜空白边作为测试电极，最后于固态电解质薄膜上制备顶层金属薄膜，顶部金属薄膜作为测试对电极，形成底层金属薄膜-固态电解质薄膜-顶层金属薄膜的三明治夹层结构；

3）在电化学工作站，分别以电解质薄膜的测试电极和测试对电极，采用交流阻抗A.C Impedance的测试方法，得到Z’阻抗实部与-Z’’阻抗虚部的曲线，通过计算得到电解质薄膜的离子电导率。

进一步的，所述金属薄膜采用磁控溅射方法制备，所述金属薄膜厚度为10～500nm。

进一步的，固态电解质薄膜采用磁控溅射、化学液相法、化学气相沉积、ALD方法制备，所述固态电解质薄膜厚度为30-100um。

进一步的，所述非金属基底为玻璃。

本发明的优点是：提供的一种固态电解质薄膜离子电导率的测试方法，具有测试方法简单、测试效率高即精度高的优点。

附图说明

图1为金属基底的固态电解质薄膜测试样品断面示意图；

图2为非金属基底的固态电解质薄膜测试样品断面示意图；

图3为实施例1所制备样品测试所得到的Z’与-Z’’图谱；

图4为实施例2所制备样品测试所得到的Z’与-Z’’图谱。

具体实施方式

下面实施例结合附图进一步介绍本发明，但是实施例不会构成对本发明的限制。

实施例1

以5×5cm²大小的金属铜片为镀膜基底，在金属基底上留出边部1×5cm²空白无镀膜空白边，以作为后续测试电极，然后首先于金属基底制备固态电解质LiTaO₃薄膜，采用射频磁控溅射方法以陶瓷LiTaO₃靶为溅射阴极制备，制备厚度为60nm。其次在固态电解质薄膜上再次制备金属铜薄膜，采用直流磁控溅射方法制备，金属铜靶为溅射阴极，外接测试对电极。