超薄鋰電池制備陰極薄膜材料主要有兩種沉積工藝，即物理方法和化學方法。其中物理氣相沉積法又包括：磁控濺射（Magnetron sputtermg）、電子束蒸發沉積、脈沖激光沉積（PLD）等。化學方法主要是溶膠凝膠方法。

（一）濺射(she)法

1.濺(jian)(jian)射(she)(she)技術(shu)是利用(yong)高能(neng)離子(zi)轟(hong)擊靶材形成(cheng)濺(jian)(jian)射(she)(she)物流，在襯底表(biao)面沉積形成(cheng)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)的一種(zhong)鍍膜(mo)(mo)技術(shu)。濺(jian)(jian)射(she)(she)技術(shu)包(bao)括射(she)(she)頻磁(ci)控濺(jian)(jian)射(she)(she)、反應(ying)濺(jian)(jian)射(she)(she)、多(duo)元靶濺(jian)(jian)射(she)(she)及離子(zi)束濺(jian)(jian)射(she)(she)。其中(zhong)，磁(ci)控濺(jian)(jian)射(she)(she)由(you)于(yu)沉積速率可以比(bi)其他(ta)濺(jian)(jian)射(she)(she)方法大很多(duo)，是目前應(ying)用(yong)最為廣泛的一種(zhong)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)沉積方法。由(you)于(yu)優良的結構穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)循環(huan)性(xing)能(neng)，氧化鉆鋰被廣泛應(ying)用(yong)在商品化的鋰離子(zi)電(dian)池中(zhong)。在薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)鋰離子(zi)電(dian)池研究中(zhong)也經常使用(yong)其薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)作為陰極材料。Jang等采用(yong)射(she)(she)頻磁(ci)控濺(jian)(jian)射(she)(she)法得(de)到LiCoO2薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)，研究得(de)出(chu)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)中(zhong)顆粒(li)變小可以提高電(dian)壓循環(huan)穩(wen)定(ding)性(xing)從(cong)而提高容量和(he)能(neng)量密度。

2.H.Y.Park等在不(bu)同(tong)偏壓(ya)(ya)下采用射頻磁控濺射法沉積(ji)LiCoO2了(le)陰(yin)極(ji)薄膜，循環伏安和充放(fang)電測試表明(ming)沉積(ji)過程中采取不(bu)同(tong)基體偏壓(ya)(ya)對其結構和電化學性(xing)能有著明(ming)顯影(ying)響。采用這(zhe)種方法可不(bu)需要(yao)后(hou)續(xu)退(tui)火過程而直接用于薄膜電池的(de)陰(yin)極(ji)材料。

3.劉文元(yuan)等采(cai)用(yong)射頻(pin)磁控濺射技術制(zhi)備了(le)(le)非(fei)晶(jing)態(tai)和(he)(he)不(bu)(bu)同(tong)取向的(de)多晶(jing)LiCoO2薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)，利用(yong)XRD和(he)(he)SEM研究了(le)(le)不(bu)(bu)同(tong)溫(wen)度退火后LiCoO2薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)結構(gou)和(he)(he)形貌。以(yi)具有(you)不(bu)(bu)同(tong)結構(gou)的(de)LiCoO2薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)為(wei)(wei)(wei)陰極、含氨磷酸鋰(li)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)為(wei)(wei)(wei)電解質以(yi)及金(jin)屬鋰(li)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)為(wei)(wei)(wei)陽(yang)極，成(cheng)功地(di)制(zhi)備了(le)(le)電化學(xue)(xue)性(xing)能不(bu)(bu)同(tong)的(de)全(quan)固態(tai)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)鋰(li)電池。由電化學(xue)(xue)研究結果表(biao)明(ming)，LiCoO2薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)結構(gou)和(he)(he)多晶(jing)取向決定了(le)(le)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)電池的(de)電化學(xue)(xue)性(xing)能。采(cai)用(yong)具有(you)一定取向的(de)多晶(jing)LiCoO2薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)制(zhi)備的(de)全(quan)固態(tai)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)鋰(li)電池具有(you)最佳的(de)性(xing)能，穩定放電容(rong)量達到(dao)55.4uAh/cm2·um，充放電循(xun)環次數(shu)超過450次。

4.LiNiO2理論容量較(jiao)高，比(bi)LiCoO2價格(ge)便(bian)宜，對(dui)環境污(wu)染也較(jiao)小，所以有希(xi)望成為(wei)(wei)取代LiCoO2的(de)(de)電極(ji)材(cai)料。H.K.Kim等以LiNiO2為(wei)(wei)靶材(cai)，O2/（Ar+O2）比(bi)為(wei)(wei)0.1氣(qi)氛(fen)下，采用(yong)射(she)頻磁控(kong)濺射(she)法沉積得到(dao)非(fei)晶(jing)態(tai)(tai)LiNiO2薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)，在700℃氧氣(qi)氣(qi)氛(fen)下快(kuai)速熱退(tui)火(huo)(huo)10分(fen)鐘后得到(dao)結(jie)晶(jing)的(de)(de)LiNiO2薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)。采用(yong)經快(kuai)速熱退(tui)火(huo)(huo)處理的(de)(de)LiNiO2薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)陰極(ji)（厚1.13um）組(zu)裝的(de)(de)全固(gu)態(tai)(tai)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)電池顯示出穩(wen)定(ding)的(de)(de)循環性能。作者(zhe)指出，經快(kuai)速熱退(tui)火(huo)(huo)處理的(de)(de)LiNiO2薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)陰極(ji)是制備高性能全固(gu)態(tai)(tai)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)電池很有希(xi)望的(de)(de)陰極(ji)材(cai)料。

5.A.Urbano等人(ren)用射頻磁控濺(jian)射的(de)方法制備了LixNiOy薄(bo)膜，為LixNiOy陰極膜的(de)濺(jian)射提供了部(bu)分依(yi)據(ju)。

Duksu Kim等(deng)人首先用射(she)(she)(she)頻磁控濺射(she)(she)(she)的(de)(de)方法(fa)制備(bei)了(le)有(you)(you)良好電(dian)化學活(huo)性的(de)(de)LiNixCo12×O2陰(yin)極(ji)膜(mo)，實驗對(dui)兩(liang)種不同摩(mo)爾比(bi)(bi)合成靶(ba)材濺射(she)(she)(she)的(de)(de)LiNixCo12xO2陰(yin)極(ji)膜(mo)作(zuo)了(le)對(dui)比(bi)(bi)研究，指出在(zai)(zai)氬氣(qi)和(he)氧氣(qi)（摩(mo)爾比(bi)(bi)為(wei)(wei)2：1）混合壓為(wei)(wei)1.33Pa、濺射(she)(she)(she)功(gong)率(lv)密度1.23W/cm2條件下(xia)LiNO3、NiCO3和(he)Co（NO3）2-6H20按摩(mo)爾比(bi)(bi)1.05：0.5：0.5合成粉末靶(ba)，在(zai)(zai)Pt（50nm）/SiO2/Si（100）襯(chen)底(di)上濺射(she)(she)(she)的(de)(de)LiNixCo12xO2膜(mo)，經過(guo)快(kuai)速退(tui)火處(chu)理(li)，有(you)(you)良好的(de)(de)容量保(bao)持(chi)性能(neng)(neng)。隨著循環次(ci)數的(de)(de)增加，容量只(zhi)有(you)(you)很(hen)少的(de)(de)降低(di)。Cheng LL等(deng)討論了(le)在(zai)(zai)不同條件下(xia)制備(bei)的(de)(de)LiCoO2薄膜(mo)的(de)(de)性能(neng)(neng)，結果(guo)表(biao)明在(zai)(zai)250℃條件下(xia)以(yi)Si基板為(wei)(wei)襯(chen)底(di)，氧氣(qi)分(fen)壓在(zai)(zai)0.665~1.33Pa范圍內，可以(yi)制得納米晶型(xing)的(de)(de)LiCoO2薄膜(mo)，當氧氣(qi)分(fen)壓高于(yu)1.33Pa或低(di)于(yu)0.665 Pa時(shi)，會有(you)(you)Co304雜相產生，這說明氧氣(qi)分(fen)壓在(zai)(zai)制備(bei)過(guo)程中(zhong)起很(hen)重要的(de)(de)作(zuo)用。同時(shi)還討論了(le)退(tui)火溫度對(dui)LiCoO2的(de)(de)電(dian)化學性能(neng)(neng)的(de)(de)影響，當退(tui)火溫度分(fen)別為(wei)(wei)500℃、600℃、700℃時(shi)，電(dian)池的(de)(de)放電(dian)容量分(fen)別為(wei)(wei)41.77、50.62和(he)61.16Ah/（cm2um）。

6.Dudney研究發現由(you)于在濺射過程中難以控制和(he)(he)優化鋰錳氧計量比，LiMn204晶(jing)態薄膜電極(ji)的循環性能和(he)(he)內阻表(biao)現出(chu)的再生能力比LiCoO2差。

（二）脈(mo)沖激(ji)光沉積法(fa)

1.PLD最早出(chu)現于20世(shi)紀60年代(dai)，一開(kai)始由于氣相(xiang)鍍膜(mo)(mo)方(fang)式(shi)占據(ju)了制(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)統治地位和(he)PLD方(fang)法(fa)(fa)本身的(de)(de)發(fa)展不(bu)夠(gou)，并沒有(you)受到(dao)(dao)(dao)重視。1987年PLD因成功(gong)(gong)制(zhi)(zhi)備YBCO高(gao)(gao)溫超(chao)導薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)而發(fa)展起(qi)來，近些年來，更(geng)是在制(zhi)(zhi)備鐵電(dian)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)中得(de)到(dao)(dao)(dao)廣泛應用(yong)。它的(de)(de)基(ji)本過(guo)程是將(jiang)一束(shu)高(gao)(gao)功(gong)(gong)率脈沖(chong)激(ji)(ji)光聚焦到(dao)(dao)(dao)符合化學(xue)計量(liang)比的(de)(de)陶瓷燒結(jie)靶表(biao)(biao)面(mian)上(shang)，靶表(biao)(biao)面(mian)瞬時局部(bu)溫度可達103℃~104℃，蒸發(fa)出(chu)含有(you)靶材(cai)成分(fen)的(de)(de)等(deng)離子(zi)體羽輝，羽輝中包含處于基(ji)態(tai)和(he)激(ji)(ji)發(fa)態(tai)的(de)(de)原子(zi)、分(fen)子(zi)、團(tuan)簇(cu)和(he)高(gao)(gao)能電(dian)子(zi)，這些粒(li)子(zi)以(yi)較高(gao)(gao)的(de)(de)能量(liang)到(dao)(dao)(dao)達加(jia)熱的(de)(de)基(ji)片(pian)表(biao)(biao)面(mian)而成膜(mo)(mo)。使用(yong)該方(fang)法(fa)(fa)制(zhi)(zhi)得(de)的(de)(de)膜(mo)(mo)的(de)(de)主(zhu)要優(you)點(dian)是：污染小；薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)與靶材(cai)的(de)(de)成份保(bao)持一致；逸出(chu)粒(li)子(zi)具有(you)較大的(de)(de)能量(liang)，沿襯底表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)擴散較為激(ji)(ji)烈，沉(chen)積(ji)速率高(gao)(gao)；另(ling)外，在制(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)的(de)(de)過(guo)程中，脈沖(chong)重復頻率低，原子(zi)在兩次(ci)脈沖(chong)蒸發(fa)間(jian)有(you)足夠(gou)的(de)(de)時間(jian)擴散到(dao)(dao)(dao)吉布斯(si)自(zi)由能最低位置，這樣有(you)利于薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)生長，提高(gao)(gao)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)質量(liang)。Sriehe等(deng)用(yong)248nm激(ji)(ji)光制(zhi)(zhi)備了LiCoO2和(he)LiMn204薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)。復旦大學(xue)化學(xue)系激(ji)(ji)光化學(xue)研究所薛明喆等(deng)采用(yong)脈沖(chong)激(ji)(ji)光沉(chen)積(ji)結(jie)合高(gao)(gao)溫退火的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)在不(bu)銹(xiu)鋼基(ji)片(pian)上(shang)制(zhi)(zhi)備了LiFePO4薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)電(dian)極，充(chong)放電(dian)測試表(biao)(biao)明，LiFePO4薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)具有(you)3.45~3.40V的(de)(de)充(chong)放電(dian)平臺，與LiFePO4粉體材(cai)料相(xiang)當，首次(ci)放電(dian)容量(liang)為27mAh/g。