CN1870325A - 具有三层单元结构的锂离子二次电池负极材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有三层单元结构的锂离子二次电池负极(阳极)材料及制备方法。这种材料的特征在于具有硅/金属/硅(Si/M/Si)的三层单元结构，即活性物质层可以由一个该单元结构构成，也可以由多个该单元构成，并采用镀膜的方法(如磁控溅射法等)在铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔基体上覆盖Si/M/Si材料制成电极，其中M是与锂反应和不与锂反应的金属元素。在本发明中，导电性良好的金属M的引入，可以有效改善电极活性材料硅的导电性，从而抑制了电极的电压滞后现象，并缓冲了活性物质硅的品格膨胀，达到可制备较厚的活性物质硅的目的。本发明应用于锂离子二次电池中，可显著提高其比能量。

Description

具有三层单元结构的锂离子二次电池负极材料及制备方法

技术领域

本发明涉及到二次电池，特别是一种具有三层单元结构的锂离子二次电池负极(阳极)材料及制备方法。

背景技术

目前商品化的锂离子二次电池均采用炭素材料作为负极材料。炭素材料的理论容量只有372mAh/g，不到金属锂(4010mAh/g)的十分之一，已难以适应现代电子设备的发展要求。在元素周期表中，Si是紧邻C的IVA族元素，理论重量比能量和体积比容量均为炭素材料的10倍，且嵌锂电位接近于炭素材料，成为下一代锂离子电池负极(阳极)材料的一个主要研究方向。

但硅作为锂离子电池负极(阳极)材料的主要问题是在吸、放锂的过程中，较大的晶格膨胀率(297％)使电极的寿命急速衰减，特别是随活性物质厚度的增加，循环性能显著变差。尽管研究者进行了一些尝试，如在Si颗粒外进行微包覆及形成多元合金等方法，目的就是使Si能均匀分散在材料中，能缓冲晶格膨胀。但研究发现，晶格膨胀造成的活性物质之间及活性物质与导电集流体之间的接触问题仍然是电极失效的主要原因。

申请人在中国专利CN1731599A中公开了采用磁控溅射法制备的Si电极和Si_1-xM_x电极，在很大程度上改善了硅电极的性能，50周期后电极的容量可达2000mAh/g左右。但发现实际容量与其理论容量相比仍有比较大的差距，而且寿命仍不足够理想。虽然金属元素M添加到Si中也在一定程度上改善了Si电极的性能，但其作用只是局限在缓冲Si的体积膨胀上。

另外，活性物质厚度也是一个影响电极乃至电池整体性能的重要因素。如果厚度过大到十几或几十个微米以上时，吸、放锂过程中，会有晶态产生，则活性物质之间由于品格膨胀必然会导致导电性能变差，从而使电极失效。但如果厚度过小，则电极的比能量必然会降低。申请人在中国专利CN1731599A中所陈述的实例中Si电极和Si_1-xM_x电极活性物质层在10-50μm，就发现它们的实际容量和寿命仍显不够理想，主要是因为电极活性物质层过厚造成的。此外，一个重要的原因是硅的导电性都较差，在吸、放锂过程中，存在严重的电压滞后现象。这些问题都阻碍了其实用化的进程。

发明内容

本发明旨在提供一种具有三层单元结构的锂离子二次电池负极材料及制备方法。可以克服已有技术的缺点。本发明是锂离子二次电池的具有硅/金属/硅(Si/M/Si，其中M是与锂反应和不与锂反应的金属元素)三层单元结构的新型负极(阳极)材料。可进一步提高锂离子电池负极(阳极)的性能。本发明中制备的Si/M/Si材料具有较高的比容量和长的循环寿命，使其成为了锂离子二次电池的新型的负极(阳极)材料。

本发明具有典型的三层单元结构(三明治式结构)，即活性物质层可以由一个该单元结构构成，也可以由多个该单元构成。在该结构中，两边的Si是电极活性物质，导电性良好的金属M的加入，可以有效改善电极活性材料Si的离子导电性和电子导电性，从而抑制了电极的电压滞后现象，并且金属M的加入，也缓冲了硅的晶格膨胀，可制备较厚的活性物质层，即可提高电极的比能量。

本发明锂离子二次电池负极材料是在基体上覆盖有活性物质层，该活性物质层采用镀膜法制备，具有一个或一个以上的Si/M/Si的三层单元结构，其中，M＝Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、W、Ca、Al、Mg、Ag、Zn、Ge、Sn、Pb、Bi、Sb或In。

本发明提供具有三层结构的锂离子二次电池负极材料包括在基体上覆盖硅与硅的表面覆盖有活性物质金属层，基体是铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔，它是在基底上具有Si/M/Si的三层单元结构，其中，金属M是不与锂反应的金属：Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或W；或是与锂进行反应的金属：Ca、Al、Mg、Ag、Zn、Ge、Sn、Pb、Bi、Sb或In。

所述的活性物质层厚度在1～100μm之间。

本发明锂离子二次电池负极材料的制备方法采用任何镀膜的方法均可实现，即磁控溅射法：在铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔基体上首先覆盖Si，然后再覆盖金属M，最后再覆盖上Si制成。详细描述如下：

A、将Si靶和金属M靶分别放入磁控溅射仪中，然后将铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔放入Si靶和金属M靶之间；不锈钢钟罩作为阳极接地，外加磁场垂直靶面；

B、在真空度低于10^-4Pa的情况下，通入高纯氩气，并控制氩气压为0.1-5Pa；

C、调节电压至100-800V，电流至0.01-5A，溅射时间为0.1-10小时；

D、溅射完毕后取出铜箔，得到本发明所述的电极材料，所镀的活性物质厚度在1～100μm之间。

本发明中通过改变硅和金属的比例可制得一系列的具有三层单元结构的电极。本发明中所述的电极制备工艺不只限于磁控溅射法，其它镀膜法(如低压化学蒸镀法、物理蒸镀法、脉冲激光法、电子束蒸发等)也都适合。

本发明具有三层单元结构的锂离子二次电池负极材料克服了已有技术的缺点。采用任何镀膜法均可在铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔基体上制作具有三层单元结构(三明治式结构)的电极。导电性良好的金属M的加入，可以有效改善电极活性材料Si的导电性能，从而抑制了电极的电压滞后现象，并缓冲了硅的晶格膨胀，可制备较厚(至少在1μm以上)的活性物质层，即可提高电极的比能量。采用该方法可直接制作成电极，使材料和电极制作一体化。本发明制备的硅/金属/硅(Si/M/Si)三层单元结构的负极(阳极)材料容量高，且循环性能好，可成为锂离子二次电池理想的负极材料。本发明应用于锂离子二次电池中，可显著提高电极的比能量。

附图说明

图1在铜箔上溅射的Si/Fe/Si电极的扫描电镜图

图2在铜箔上溅射的Si电极的扫描电镜图

图3Si/Fe/Si(Cu箔)和Si电极(Cu箔)在1MLiPF₆(EC∶DMC＝1∶1v/v％)电解液中半电池的循环曲线

图4Si/Al/Si(Cu箔)和Si电极(Cu箔)在1MLiPF₆(EC∶DMC＝1∶1v/v％)电解液中半电池的循环曲线

具体实施方式

下面通过具体实例对本发明做进一步的说明(这里全部以磁控溅射法为例)：

实施例1：Si/Fe/Si负极(阳极)电极的制备和充、放电性能

将市售的两片Si靶和两片金属Fe靶分别平行放置在磁控溅射仪中，在四个靶中间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。首先给Si靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射3小时；然后给金属Fe靶施加电压为200V，电流为0.1A，溅射0.5小时；最后再给Si靶施加电压为400V，电流为0.15A，溅射3小时，取出集流体，即得本发明所述的具有三层结构的Si/Fe/Si负极(阳极)电极。采用台阶仪测得活性物质层(Si/Fe/Si)厚度为32μm，其中两层Si的厚度分别为11μm，总厚度为22μm，Fe层的厚度为10μm。由于铜箔与镀铜集流体相同，而镍箔与镀镍的铁箔集流体也相同，且在这四种集流体上溅射后的表观形貌基本相近，因此，这里只给出了铜箔上的溅射情况。图1为Si/Fe/Si负极(阳极)电极的扫描电镜(SEM)照片。

这里以同一制备条件下的Si电极作比较。其制备方法与上相同，只是没有了金属靶。将市售的两片硅靶平行放置在磁控溅射仪中，硅靶作为阴极相对放置，不锈钢钟罩作为阳极接地，外加磁场垂直靶面。在两片硅靶之间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或/和镀镍铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。然后，给硅靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射6小时，取出集流体。采用台阶仪测得活性物质层(Si)厚度为22μm。同样这里只给出了铜箔上的溅射情况。图2为Si电极的扫描电镜(SEM)照片。对比图1可知，由于图1中的表面只有Si，因此从SEM图片中看不出二者之间有明显的区别，只是未添加金属的电极表面更平整一些。

将Si/Fe/Si和Si电极分别与金属Li片组成半电池来测量其在液体电解液中的电化学充、放电容量。电解液为1MLiPF₆(EC∶DMC＝1∶1v/v％)溶液。充放电制式为：0.1mA/cm²放电到0V，停10分钟后用0.1mA/cm²充电至1.5V。从图3中可以看出，Si电极第一周期具有最高容量，达2748mAh/g。该值与其理论容量3980mAh/g相差比较大，主要是由于过厚的电极活性物质层内部没有完全参与电化学反应的缘故。随着循环的进行，也因电极过厚容量衰减较快，第25周期时，为2643mAh/g，而50周期时就降到2280mAh/g，100周期时更下降到1957mAh/g，为初始容量的71％。而对于Si/Fe/Si电极来说，第一周期容量达2850mAh/g。该值更接近于其理论容量，说明作为三层的“芯”-Fe-起到了作用。由于Fe是不与Li反应的，因此Fe起到了导电作用，使内部的Si更多的参与了电化学反应。随着循环的进行，与上述的Si电极相比，其容量衰减较慢。随着循环周期的增加，内层活性物质逐渐得到活化，容量逐渐增加，第25周期时，其容量比第一周略有升高，为2883mAh/g，进一步说明了Fe的导电作用使内层的Si参与了反应。50周期时就达到2957mAh/g，100周期时仍维持在2593mAh/g，为初始容量的91％。该实例说明，具有三层结构的Si/Fe/Si电极可以应用于锂离子二次电池中。

实施例2：Si/Ti/Si负极(阳极)电极的制备和充、放电性能

该合金的制备方法与实施例1相同。将市售的两片Si靶和两片金属Ti靶分别平行放置在磁控溅射仪中，在四个靶中间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或镀镍铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。首先给Si靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射3小时；然后给金属Ti靶施加电压为150V，电流为0.08A，溅射0.5小时；最后再给Si靶施加电压为400V，电流为0.15A，溅射3小时，取出集流体，即得本发明所述的具有三层结构的Si/Ti/Si负极(阳极)电极。采用台阶仪测得活性物质层(Si/Ti/Si层)厚度为32μm，其中两层Si的厚度分别为11μm，总厚度为22μm，Ti层的厚度为10μm。其表面形貌与图1相似。

Si/Ti/Si与Li的半电池制作方法和电极电化学性能测试方法与实施例1相同。其循环寿命曲线与图3相似。第一周期容量达2910mAh/g，该值也高于Si电极的数据，说明Ti的添加起到了作用。由于Ti是不与Li反应的，因此起到了导电作用，使内部的Si更多的参与了电化学反应。随着循环的进行，与实施例1中所述的Si电极相比，其容量衰减较慢。随着循环周期的增加，内层活性物质逐渐得到活化，容量逐渐增加，第25周期时，其容量比第一周略有升高，为2950mAh/g，进一步说明了Ti的导电作用使内层的Si参与了反应。50周期时达到2720mAh/g，100周期时仍维持在2610mAh/g，为初始容量的90％。该实例说明，具有三层结构的Si/Ti/Si电极也可以应用于锂离子二次电池中。

实施例3：Si/Ni/Si负极(阳极)电极的制备和充、放电性能

该合金的制备方法与实施例1相同。将市售的两片Si靶和两片金属Ni靶分别平行放置在磁控溅射仪中，在四个靶中间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。首先给Si靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射3小时；然后给金属Ni靶施加电压为250V，电流为0.15A，溅射0.5小时；最后再给Si靶施加电压为400V，电流为0.15A，溅射3小时，取出集流体，即得本发明所述的具有三层结构的Si/Ni/Si负极(阳极)电极。采用台阶仪测得活性物质层(Si/Ni/Si层)厚度为32μm，其中两层Si的厚度分别为11μm，总厚度为22μm，Ni层的厚度为10μm。其表明形貌与图1相似。

Si/Ni/Si与Li的半电池制作方法和电极电化学性能测试方法与实施例1相同。其循环寿命曲线与图3相似。第一周期容量达2830mAh/g，该值也高于Si电极的数据，说明Ni的添加起到了作用。由于Ni是不与Li反应的，因此起到了导电作用，使内部的Si更多的参与了电化学反应。随着循环的进行，与实施例1中所述的Si电极相比，其容量衰减较慢。随着循环周期的增加，内层活性物质逐渐得到活化，使容量逐渐增加，第25周期时，其容量比第一周略有升高，为2850mAh/g，进一步说明了Ni的导电作用使内层的Si参与了反应。50周期时达到2630mAh/g，100周期时仍维持在2560mAh/g，为初始容量的90％。该实例说明，具有三层结构的Si/Ni/Si电极可以应用于锂离子二次电池中。

实施例4：Si/Cu/Si负极(阳极)电极的制备和充、放电性能

该合金的制备方法与实施例1相同。将市售的两片Si靶和两片金属Cu靶分别平行放置在磁控溅射仪中，在四个靶中间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。首先给Si靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射3小时；然后给金属Cu靶施加电压为280V，电流为0.12A，溅射0.5小时；最后再给Si靶施加电压为400V，电流为0.15A，溅射3小时，取出集流体，即得本发明所述的具有三层结构的Si/Cu/Si负极(阳极)电极。采用台阶仪测得活性物质层(Si/Cu/Si层)厚度为32μm，其中两层Si的厚度分别为11μm，总厚度为22μm，Cu层的厚度为10μm。其表明形貌与图1相似。

Si/Cu/Si与Li的半电池制作方法和电极电化学性能测试方法与实施例1相同。其循环寿命曲线与图3相似。第一周期容量达2780mAh/g，该值也略高于Si电极的数据，说明Cu的添加起到了作用。由于Cu是不与Li反应的，因此起到了导电作用，使内部的Si更多的参与了电化学反应。随着循环的进行，与实施例1中所述的Si电极相比，其容量衰减较慢。随着循环周期的增加，内层活性物质逐渐得到活化，容量逐渐增加，第25周期时，其容量比第一周略有升高，为2788mAh/g，进一步说明了Cu的导电作用使内层的Si参与了反应。50周期时达到2530mAh/g，100周期时仍维持在2460mAh/g，为初始容量的88％。该实例说明，具有三层结构的Si/Cu/Si电极可以应用于锂离子二次电池中。

实施例5：Si/Al/Si负极(阳极)电极的制备和充、放电性能

该合金的制备方法与实施例1相同。将市售的两片Si靶和两片金属Al靶分别平行放置在磁控溅射仪中，在四个靶中间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。首先给Si靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射3小时；然后给金属Al靶施加电压为300V，电流为0.1A，溅射0.5小时；最后再给Si靶施加电压400V，电流为0.15A，溅射3小时，取出集流体，即得本发明所述的具有三层结构的Si/Al/Si负极(阳极)电极。采用台阶仪测得活性物质层(Si/Al/Si层)厚度为32μm，其中两层Si的厚度分别为11μm，总厚度为22μm，Al层的厚度为10μm。电极表面形貌与图1相似。

Si/Al/Si与Li的半电池制作和电化学性能测试方法与实施例1相同。其循环寿命曲线如图4所示。第一周期容量达3030mAh/g，该值也高于Si电极的数据，说明Al的添加起到了作用。由于Al既与Li反应，又可以起到导电作用，所以容量较实施例1-4中所述的值略高。随着循环的进行，与实施例1中所述的Si电极相比，其容量衰减较慢。随着循环周期的增加，内层活性物质逐渐得到活化，容量逐渐增加，第25周期时，其容量比第一周略有升高，为3311mAh/g，进一步说明了Al的导电作用使内层的Si参与了反应。50周期时达到3140mAh/g，100周期时仍维持在2716mAh/g，为初始容量的90％。该实例说明，具有三层结构的Si/Al/Si电极可以应用于锂离子二次电池中。

实施例6：Si/Mg/Si负极(阳极)电极的制备和充、放电性能

该合金的制备方法与实施例1相同。将市售的两片Si靶和两片金属Al靶分别平行放置在磁控溅射仪中，在四个靶中间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。首先给Si靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射3小时；然后给金属Mg靶施加电压200V，电流为0.08A，溅射0.5小时；最后再给Si靶施加电压400V，电流为0.15A，溅射3小时，取出集流体，即得本发明所述的具有三层结构的Si/Mg/Si负极(阳极)电极。采用台阶仪测得活性物质层(Si/Mg/Si层)厚度为32μm，其中两层Si的厚度分别为11μm，总厚度为22μm，Mg层的厚度为10μm。电极表面形貌与图1相似。

Si/Mg/Si与Li的半电池制作方法和电极电化学性能测试方法与实施例1相同。其循环寿命曲线与图4相似。第一周期容量达3010mAh/g，该值也高于Si电极的数据，说明Mg的添加起到了作用。由于Mg既与Li反应，又可以起到导电作用，所以容量较实施例1-4中所述的值略高。随着循环的进行，与实施例1中所述的Si电极相比，容量衰减较慢，内层活性物质逐渐得到活化，容量逐渐增加，第25周期时，其容量比第一周略有升高，为2940mAh/g，进一步说明了Al的导电作用使内层的Si参与了反应。50周期时达到2765mAh/g，100周期时仍维持在2680mAh/g，为初始容量的89％。该实例说明，具有三层结构的Si/Mg/Si电极可以应用于锂离子二次电池中。

实施例7：Si/Sn/Si负极(阳极)电极的制备和充、放电性能

该合金的制备方法与实施例1相同。将市售的两片Si靶和两片金属Sn靶分别平行放置在磁控溅射仪中，在四个靶中间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。首先给Si靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射3小时；然后给金属Sn靶施加电压为150V，电流为0.1A，溅射0.5小时；最后再给Si靶施加电压为400V，电流为0.15A，溅射3小时，取出集流体，即得本发明所述的具有三层结构的Si/Sn/Si负极(阳极)电极。采用台阶仪测得活性物质层(Si/Sn/Si层)厚度为32μm，其中两层Si的厚度分别为11μm，总厚度为22μm，Sn层的厚度为10μm。其表明形貌与图1相似。

Si/Sn/Si与Li的半电池制作方法和电极电化学性能测试方法与实施例1相同。其循环寿命曲线与图4相似。第一周期容量达3280mAh/g，该值也高于Si电极的数据，说明Sn的添加起到了作用。由于Sn既与Li反应，又可以起到导电作用，所以容量较实施例1-4中所述的值略高。随着循环的进行，与实施例1中所述的Si电极相比，其容量衰减较慢。随着循环周期的增加，内层活性物质逐渐得到活化，容量逐渐增加，第25周期时，其容量比第一周略有升高，为3160mAh/g，进一步说明了Sn的导电作用使内层的Si参与了反应。50周期时达到2985mAh/g，100周期时仍维持在2880mAh/g，为初始容量的88％。该实例说明，具有三层结构的Si/Sn/Si电极可以应用于锂离子二次电池中。

实施例8：Si/Zn/Si负极(阳极)电极的制备和充、放电性能

该合金的制备方法与实施例1相同。将市售的两片Si靶和两片金属Zn靶分别平行放置在磁控溅射仪中，在四个靶中间的样品架上放一片铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔作为电极集流体，然后抽真空至10^-4Pa以下。通入高纯氩气，使氩气压达到0.1Pa。首先给Si靶施加电压到400V，控制电流为0.15A，溅射3小时；然后给金属Zn靶施加电压为300V，电流为0.08A，溅射0.5小时；最后再给Si靶施加电压为400V，电流为0.15A，溅射3小时，取出集流体，即得本发明所述的具有三层结构的Si/Zn/Si负极(阳极)电极。采用台阶仪测得活性物质层(Si/Zn/Si层)厚度为32μm，其中两层Si的厚度分别为11μm，总厚度为22μm，Zn层的厚度为10μm。电极表面形貌与图1相似。

Si/Zn/Si与Li的半电池制作方法和电极电化学性能测试方法与实施例1相同。其循环寿命曲线与图4相似。第一周期容量达2890mAh/g，该值也高于Si电极的数据，说明Zn的添加起到了作用。由于Zn既与Li反应，又可以起到导电作用，所以容量较实施例1-4中所述的值略高。随着循环的进行，与实施例1中所述的Si电极相比，其容量衰减较慢。随着循环周期的增加，内层活性物质得到活化，容量逐渐增加，第25周期时，其容量比第一周略有升高，为2810mAh/g，进一步说明了Zn的导电作用使内层的Si参与了反应。50周期时达到2595mAh/g，100周期时仍维持在2470mAh/g，为初始容量的85％。该实例说明，具有三层结构的Si/Zn/Si电极可以应用于锂离子二次电池中。

Claims (5)

1、一种锂离子二次电池负极材料，它是在基体上覆盖有活性物质层，其特征在于该活性物质层采用镀膜法制备，具有一个或一个以上的Si/M/Si的三层单元结构，其中，M＝Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、W、Ca、Al、Mg、Ag、Zn、Ge、Sn、Pb、Bi、Sb或In。

2、根据权利要求1所述的锂离子二次电池负极材料，其特征在于所述的活性物质层厚度在1～100μm之间。

3、一种锂离子二次电池负极材料，它是在基体上覆盖硅与硅的表面覆盖有活性物质金属层，基体是铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔，其特征在于：它是在基底上具有Si/M/Si的三层结构，其中，金属M是不与锂反应的金属：Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或W；或是与锂进行反应的金属：Ca、Al、Mg、Ag、Zn、Ge、Sn、Pb、Bi、Sb或In。

4、根据权利要求3所述的锂离子二次电池负极材料，其特征在于所述的活性物质层厚度在1～100μm之间。

5、权利要求3所述的锂离子二次电池负极材料的制备方法，其特征在于它包括下述步骤：采用磁控溅射镀膜的方法，在铜箔、镍箔、镀铜或镀镍的铁箔基体上首先覆盖Si，然后再覆盖金属M，最后再覆盖上Si制成；具体步骤如下：

A、将Si靶和金属M靶分别放入磁控溅射仪中，然后将基体放入Si靶和金属M靶之间；不锈钢钟罩作为阳极接地，外加磁场垂直靶面；

B、在真空度低于10^-4Pa的情况下，通入高纯氩气，并控制氩气压为0.1-5Pa；

C、调节电压至100-800V，电流至0.01-5A，溅射时间为0.1-10小时；

D、溅射完毕后取出基流体，得到产物。

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