本文研究了在101kPa氧流量下，使用均温热处理系统在不同温度和不同持续时间下退火对激光脉冲沉积后的LiCoMnO₄薄膜的影响。用X射线衍射(XRD)、X射线吸收光谱(XAS)和电化学极化曲线对退火后的薄膜进行了表征。结果表明，薄膜中的氧容量与电池能量密度之间具有相关性。

一、实验过程

LiCoMnO₄通过Li₂CO₃(99.99%)，CoO(>90.0%),和MnCO₃(≧99.9%)之间的固相反应制备。采用脉冲激光沉积(PLD)技术，在室温、氧气压力为0.1Pa的条件下，在Pt/Cr/SiO₂基体上制备LiCoMnO₄薄膜。

   沉积的薄膜是非晶态。用表面轮廓仪测量的到的薄膜厚度为80nm左右，面积为1.16cm²。将所沉积的薄膜在500℃、600℃和700℃的氧气氛围中退火1-72小时，用于退火的均温热处理系统(GFA430VN，Thermo Riko，Japan，如下图所示)以800℃/h的速率升到退火温度。经过沉积后的退火，将样品冷却至室温。使用一种超微量天平通过重量差来测量每个薄膜的重量。

二、结果讨论

2.1 XRD和XAS测量

XRD图谱显示生成的LiCoMnO₄薄膜是非晶态的，并且衍射峰的位置随着退火时间的改变会发生位移。如图1、2、3、4所示。

2.2  LiCoMnO₄薄膜的电化学特性

氧气容量与LiCoMnO₄薄膜的能量密度有关联。如图5所示。

2.3 LiCoMnO₄薄膜中的氧气容量与电化学性能的关系

对沉积后薄膜在氧气氛围中进行退火处理，可以改善LiCoMnO₄薄膜的充放电特性。

图1 在Pt/Cr/SiO₂基体上生成LCoMnO₄ 薄膜的XRD的图谱