2017年中国科学院深圳先进技术研究院在材料方面的一些研究进展

中国科学院深圳先进技术研究院纳米医疗技术研究中心蔡林涛研究员与保罗C·劳特伯生物医学成像研究中心盛宗海副研究员及其团队主导的研究在纳米复合材料的体内示踪及载药方面取得进展（金团簇-吲哚菁绿纳米探针用于肿瘤成像、治疗以及基于荧光共振能量转移的实时监控）。

铜锌锡硫正极全固态薄膜锂离子电池的研究

采用铜锌锡硫(CZTS)四元硫化物材料作为全固态薄膜锂离子电池(TFLB)的正极功能层。通过磁控溅射及硫化工艺制备了CZTS多晶薄膜,并经过组分调控及硫化工艺控制等方案,提高了CZTS正极薄膜的电子导电性。此外,通过引入疏松的微观结构,抑制了由充放电过程中的体积膨胀所导致的容量衰减,提升了TFLB循环性能。所制得的TFLB结构为玻璃/Mo/CZTS/LiPON/Li,首圈放电容量高达200μAh·cm^(-2)·μm^(-1)(482 mAh·g^(-1)),放电平台约为1.1 V。

偏轴射频磁控溅射生长LiPON在高性能全固态薄膜锂离子电池中的应用

全固态薄膜锂离子电池(Thin Film Lithium Ion Battery,TFLB)在微型器件储能领域具有巨大的应用潜力,传统上多采用射频磁控溅射生长Li PON薄膜的方法获得稳定的固态电解质层。文章主要研究了基于偏轴磁控溅射技术的Li PON薄膜制备方法,通过改变薄膜沉积过程中的N2气压值,在0.2 Pa气压下获得了锂离子电导率达到2.4×10-6 S·cm-1的固态电解质层;同时,将优化后的Li PON薄膜应用于Li Co O2/Li PON/Li结构的TFLB中。实验结果表明,TFLB在0.1 C倍率下首次放电容量可达62.1μA·h·cm-2·μm-1,而在高倍率(4 C)条件下放电容量依然可达51.7μA·h·cm-2·μm-1,经过0.1 C、0.5 C、1 C、2 C、4 C倍率条件下各5次充放电循环后,TFLB在0.1 C倍率下的容量保有率仍高达90%,展示出了良好的器件性能。