磁控溅射参数和锂添加对LiPON薄膜离子电导率的影响

锂磷氧氮化合物(LiPON)是一种广泛应用于全固态薄膜电池体系的固态电解质。本文采用射频磁控溅射工艺制备LiPON薄膜，研究了溅射工艺参数和烧结锂片添锂对LiPON薄膜离子电导率的影响。结果表明，在溅射功率为120 W时，随着N₂/Ar流量比由3∶7升高至7∶3,薄膜离子电导率由1.31×10^-6 S/cm增至2.24×10^-6 S/cm;当N₂/Ar流量比为7∶3时，随着溅射功率由160 W降至120 W,薄膜离子电导率由2.09×10^-6 S/cm增至2.24×10^-6 S/cm。分析认为，高氮气比例和低溅射功率有助于双配位和三配位氮结构含量的提升，从而提高LiPON薄膜的离子电导率。此外，烧结锂片添锂法能有效实现靶材添锂，相同溅射参数下，所制薄膜的离子电导率提升了21.4%。