[发明专利]一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法

权利要求书

1.一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于利用反应磁控共溅射技术，通过调节两个共溅射靶材的溅射功率在氮化铝涂层中引入不同含量的单质金属银位点，具体包括以下步骤：

1)将腔室和样品台加热，用机械泵和分子泵将腔室抽真空；通入Ar气，采用Hall离子源清洗锌箔表面的氧化锌等杂质；

2)通入Ar气，预溅射铝和银金属靶材，清除靶材表面的杂质；再通入N₂，共溅射铝和银金属靶材，调节铝和银靶材的功率调整银的掺杂量；

3)对涂覆银掺杂氮化铝涂层的锌箔进行加热处理；

4)对加热处理后的锌箔用离子源对其表面刻蚀30nm深度；

5)利用氮气吹扫刻蚀后的样品表面，最终得到银掺杂氮化铝涂层保护的锌阳极。

2.如权利要求1所述一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述Hall离子源清洗条件为：Ar气流量设定为10sccm，调节腔室内压力至0.6Pa，阴极电压设置为50V，阳极电压设置为80V，偏压为-150V，离子源清洗时间为6min。

3.如权利要求1所述一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述通入Ar气，预溅射铝和银金属靶材的具体条件为：Ar气流量设定为40sccm，调节腔室内沉积压力至1.0Pa，铝和银金属靶材功率分别调至200和50W，预溅射时间均5min。

4.如权利要求1所述一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述共溅射铝和银金属靶材的具体条件为：通入N₂，控制N₂流量分压比为14％，气体总流量为60sccm；将铝金属靶材功率调至0～250W，银靶材功率调至0～50W，溅射压力维持在1.0Pa，溅射时间为30min；制得的涂层厚度约为1.0～2.0μm。

5.如权利要求1所述一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述银的掺杂量，氮化铝涂层中的银单质含量较佳范围为10％～20％。

6.如权利要求1所述一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于在步骤2)中，通过调节铝和银靶材的功率在氮化铝涂层中引入不同含量的单质金属银位点，银纳米颗粒均匀分布在整个氮化铝涂层内部及表面。

7.如权利要求1所述一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述对涂覆银掺杂氮化铝涂层的锌箔进行加热处理，具体温度为基底温度设置为100℃，腔室温度为120℃；气体氛围为40sccm的N₂气，加热处理的时间为60min。

8.如权利要求1所述一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述对加热处理后的锌箔用离子源对其表面刻蚀30nm深度，具体参数为Ar气流量设定为30sccm，调节腔室内压力至1.0Pa，阴极电压设置为55V，阳极电压设置为85V，偏压为-250V，离子源刻蚀时间为5min。

9.如权利要求1所述一种高性能二次锌电池负极银掺杂氮化铝涂层的制备方法，其特征在于在步骤5)中，所述利用氮气吹扫刻蚀后的样品表面的具体条件为：将样品固定在腔室中，用气枪通入氮气吹扫10s，除去刻蚀后表面杂质。

10.如权利要求1～9中任一所述制备方法制备的银掺杂氮化铝涂层保护的二次锌电池负极。