一種鈷酸鋰高密度旋轉(zhuǎn)靶材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及薄膜鋰電池靶材領(lǐng)域，具體涉及一種鈷酸鋰高密度旋轉(zhuǎn)靶材。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜鋰電池是一個(gè)新領(lǐng)域，現(xiàn)有的技術(shù)主要是制造平面鈷酸鋰靶材，以平面靶材進(jìn)行磁控濺射鍍膜來(lái)制造薄膜鋰電池的技術(shù)，因?yàn)槠矫姘胁牡睦寐实?，只?5%左右，大部分的靶材被浪費(fèi)掉，無(wú)形中增加了生產(chǎn)成本；采用旋轉(zhuǎn)靶以后，利用率可以達(dá)到80%，濺射速度快，靶材使用壽命延長(zhǎng)，為平面靶的5-10倍。
[0003]目前市面上還未有高密度鈷酸鋰旋轉(zhuǎn)靶材的產(chǎn)品出現(xiàn)，且常規(guī)旋轉(zhuǎn)靶材的生產(chǎn)主要是噴涂工藝，此工藝的靶材密度低，一般小于80%，在使用過(guò)程中容易打火、掉渣，影響下游產(chǎn)品的質(zhì)量及成品率，無(wú)法進(jìn)行有效的商業(yè)化使用，所以對(duì)制備高致密性的旋轉(zhuǎn)靶材工藝的開(kāi)發(fā)是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高密度的鈷酸鋰旋轉(zhuǎn)靶材，解決現(xiàn)有平面鈷酸鋰靶材利用率低和密度低的問(wèn)題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案:本實(shí)用新型的一種鈷酸鋰高密度旋轉(zhuǎn)靶材，包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的旋轉(zhuǎn)圓柱靶管、邦定層和剛性芯桿，所述靶管和剛性芯桿通過(guò)所述邦定層澆鑄粘接在所述剛性芯桿上，所述靶管成分為L(zhǎng)iCoO2，密度為
4.95g/cm3，厚度為5-15mm,所述邦定層為恪點(diǎn)低于350°C的金屬，所述剛性芯桿為金屬芯桿。
[0006]優(yōu)選的，所述剛性芯桿為鈦管或不銹鋼管；優(yōu)選的，所述剛性芯桿可澆鑄粘接多段圓柱靶管，相鄰兩段圓柱靶管端面之間留有供熱脹冷縮的伸縮縫；優(yōu)選的，所述邦定層為銦層O
[0007]本實(shí)用新型的制備步驟如下:a.采用鈷酸鋰(LiCoO2)納米粉，按納米粉的重量加水1-5倍，加粘貼劑0.2-1.5%，進(jìn)行攪拌混合，噴霧干燥；b.使用壓制工具進(jìn)行壓制，將壓制工具的上堵頭4打開(kāi)，裝入已噴霧干燥的鈷酸鋰粉5，均勻壓實(shí)裝緊后蓋上上堵頭4并扎緊兩端，放入冷等靜壓機(jī)壓制，壓制力50-300MPa，時(shí)間為3_60min，以獲得圓管形的成型生坯；c.取出壓制完成后形成的生坯進(jìn)行外形加工，再放入壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)；d.將步驟b制得的鈷酸鋰生坯放入壓力燒結(jié)爐中，密封鎖緊，開(kāi)始緩慢加熱，同時(shí)輸入氧氣，開(kāi)啟抽氣閥，使?fàn)t內(nèi)氣體循環(huán)排出；e.當(dāng)溫度達(dá)到750— 800°C，關(guān)閉抽氣閥，通入純氧，并隨著溫度的提高逐步提高壓力，壓力范圍為-0.l_2MPa，繼續(xù)加溫并加氧氣，直到溫度達(dá)到1000-1390°C，控制通入純氧的流量，使壓力逐漸升到0.2-2.0MPa ；f.保溫0.5_5h，將爐內(nèi)壓力緩慢降壓到大氣，隨爐冷卻到200°C以下，取出旋轉(zhuǎn)靶材管，冷卻到室溫后進(jìn)行機(jī)械加工。加工完成后將其用純銦澆鑄粘接綁定到剛性金屬芯桿上，獲得密度不小于95%的鈷酸鋰旋轉(zhuǎn)靶材。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供一種高密度的鈷酸鋰旋轉(zhuǎn)靶材，解決現(xiàn)有平面鈷酸鋰靶材利用率低，噴涂靶密度低及其鍍膜性能不良的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型所述壓制工具的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本實(shí)用新型提供了一種鈷酸鋰高密度旋轉(zhuǎn)靶材，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更佳清楚、明確，以下參考附圖并舉實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型所述壓制工具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]如圖1-圖2所示，本實(shí)用新型的一種鈷酸鋰高密度陶瓷燒結(jié)旋轉(zhuǎn)靶材，包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的旋轉(zhuǎn)圓柱靶管1、邦定層2和剛性芯桿3，靶管I和剛性芯桿3通過(guò)邦定層2澆鑄粘接在剛性芯桿3上，靶管I成分為L(zhǎng)iCoO2,密度為4.95g/cm3，厚度為5_15mm，邦定層2選用熔點(diǎn)低于350°C的金屬，剛性芯桿3為金屬芯桿。
[0015]作為最優(yōu)實(shí)施例，本實(shí)施例中的剛性芯桿3為鈦管或不銹鋼管，剛性芯桿3上可澆鑄粘接多段圓柱靶管1，相鄰兩段圓柱靶管端面之間留有供熱脹冷縮的伸縮縫4 ;此外選用銦作為邦定層2的材料，形成銦層。
[0016]本實(shí)用新型的制備步驟如下:a.采用鈷酸鋰(LiCoO2)粉，按粉的重量加水1-3倍，加粘貼劑0.2-1.5%，進(jìn)行攪拌混合，噴霧干燥；b.使用壓制工具進(jìn)行壓制，，將壓制工具的上堵頭4打開(kāi)，裝入已噴霧干燥的鈷酸鋰粉5，均勻壓實(shí)裝緊后蓋上上堵頭4并扎緊兩端，放入冷等靜壓機(jī)壓制，壓制力50-300MPa，時(shí)間為3_60min，以獲得圓管形的成型生坯；c.取出壓制完成后形成的生坯進(jìn)行外形機(jī)械加工，再將加工好的生坯放入壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)；d.將步驟b制得的鈷酸鋰生坯放入壓力燒結(jié)爐中，密封鎖緊，開(kāi)始緩慢加熱，同時(shí)輸入氧氣，開(kāi)啟抽氣閥，使?fàn)t內(nèi)氣體循環(huán)排除；e.當(dāng)溫度達(dá)到750— 800°C，關(guān)閉抽氣閥，通入純氧，并隨著溫度的提高逐步提高壓力，壓力范圍為-0.1-2.0MPa，繼續(xù)加溫并加氧氣，直到溫度達(dá)到1000-1390°C，控制通入純氧的流量，使壓力逐漸升到0.2-2.0MPa ；f.保溫0.5_5h，將爐內(nèi)壓力緩慢降壓到大氣，隨爐冷卻到200°C以下，取出旋轉(zhuǎn)靶材，冷卻到室溫后進(jìn)行機(jī)械加工，加工完成后將其用純銦澆鑄粘接綁定到剛性金屬芯桿上，獲得密度不小于95%的鈷酸鋰旋轉(zhuǎn)靶材。
[0017]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈷酸鋰高密度旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的高溫?zé)Y(jié)而成的高密度鈷酸鋰陶瓷旋轉(zhuǎn)圓柱靶管、邦定層和剛性芯桿，所述靶管通過(guò)所述邦定層澆鑄粘接在所述剛性芯桿上，所述靶管成分為L(zhǎng)iCoO2，密度為4.95g/cm3，相對(duì)密度不小于95%，厚度為5-15mm，所述邦定層為恪點(diǎn)低于350°C的金屬，所述剛性芯桿為金屬芯桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈷酸鋰高密度旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:所述剛性芯桿為鈦管或不銹鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈷酸鋰高密度旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:所述剛性芯桿可澆鑄粘接多段圓柱靶管，相鄰兩段圓柱靶管端面之間留有供熱脹冷縮的伸縮縫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈷酸鋰高密度旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:所述的邦定層為銦層。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高密度鈷酸鋰旋轉(zhuǎn)靶材，包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的高溫?zé)Y(jié)而成的高密度鈷酸鋰旋轉(zhuǎn)圓柱靶管、邦定層和剛性芯桿，所述靶管和剛性芯桿通過(guò)所述邦定層澆鑄粘接在所述剛性芯桿上，所述靶管成分為L(zhǎng)iCoO2，密度為4.95g/cm3，相對(duì)密度不小于95％，厚度為5-15mm,所述邦定層為熔點(diǎn)低于350℃的金屬，所述剛性芯桿為金屬芯桿，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有平面鈷酸鋰靶材利用率低，噴涂靶密度低及其性能不良的問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】C23C14-35, C23C14-06
【公開(kāi)號(hào)】CN204417583
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520014670
【發(fā)明人】胡茂橫
【申請(qǐng)人】深圳恒泰克科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日