CN103144393B - 一种三明治结构硅基薄膜材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种三明治结构硅基薄膜材料，由金属层、硅层和金属层构成叠层三明治结构，金属层薄膜的厚度为20-100nm、Si层薄膜的厚度为60nm-9.8 μm；其制备方法是：采用金属层的金属靶、Si层的硅靶、金属层的金属靶交替溅射工艺，在基底上先制备金属导电附着层薄膜，然后制备硅薄膜，最后在硅薄膜表面覆盖金属薄层，形成三明治结构。本发明的优点是：三明治结构硅基薄膜用作锂电池负极材料，有效抑制了硅基材料在锂离子脱/嵌过程中较大的体积变化，具有较高的能量密度、循环稳定性和倍率性能；该方法工艺简单，成本较低，有望应用于高能、高功率的薄膜电池中。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池用硅基负极材料及制备方法，特别是一种三明治结构硅基薄膜材料及其制备方法和应用。
背景技术
锂电池由于很高的能量和功率密度而在移动电子产品市场占有举足轻重的地位，经过近年来研究技术以及应用领域的拓展，锂离子电池开始朝着多元化方向推进，在电动汽车及储能电站等领域也存在巨大需求。
正极材料的技术突破奠定了锂电池应用领域从手机、笔记本电脑等电子终端设备走向电动汽车和储能技术领域的基础，而目前广泛应用的石墨类负极材料，储锂容量较低，实际比容量已经接近372mAh/g的理论值，很难再有提升的空间。而且嵌锂电位接近金属锂电位，在高倍率充电时有安全隐患，开发新型负极材料已成为提高锂电池性能的关键。目前高容量负极材料的研究主要集中在Si、Sn等能与Li合金化的金属，该类合金负极的可逆脱嵌锂的量远远大于石墨，其中硅的理论嵌锂容量高达4200mAh/g（形成Li22Si5时）。但是由于其脱嵌锂反应伴随大的体积变化（约300%），造成材料结构破坏和机械粉化，导致电极材料间及电极材料与集流体的分离，进而失去电接触，致使容量迅速衰减，循环性能恶化。在获得高容量的同时，如何提高Si基负极材料的循环性能，是Si基材料的研究重点。
由于硅的体积效应，研究人员采用了各种硅的复合材料，如Si-碳、Si-金属如Si-Ni、Si-Cu、Si-Ca等和Si-非金属化合物复合材料如Si-TiN、Si-TiB2、Si-SiC等，虽在循环性能上得到了一定的改善，但依然不理想。除采用硅的复合材料外，研究人员也采用硅电极材料纳米化来改善循环性能，如硅纳米线、纳米空心球等。近年来薄膜材料发展迅速，硅薄膜比容量高，循环性能好，因此硅薄膜电极材料日益受到人们的重视，如采用磁控溅射或者化学沉积，在集流体上沉积硅薄膜；采用化学气相沉积，在石墨表面沉积纳米硅薄膜等，这些方法也在一定程度上改善了硅的循环性能，但单层膜改善程度有限，材料的循环性能依然不能满足需要。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种三明治结构硅基薄膜材料及其制备方法和应用，该硅基薄膜材料通过改进集流体和沉积层制备，可有效延长锂电池硅基负极容量衰减速度、改善循环性能，可用于锂电池的负极。
本发明的技术方案：
一种三明治结构硅基薄膜材料，由金属层（M层）、硅层（Si层）和金属层（M层）构成叠层三明治结构，金属层薄膜的厚度为20-100nm、Si层薄膜的厚度为60nm-9.8μm，三层薄膜（M-Si-M）的总厚度为0.1-10.0μm。
所述金属层为Y、Ti、Al或Zn靶，硅层为n型或p型单晶硅。
一种所述三明治结构硅基薄膜材料的制备方法，采用金属层的金属靶、Si层的硅靶、金属层的金属靶交替溅射工艺，在基底上先制备金属导电附着层薄膜，然后制备硅薄膜，最后在硅薄膜表面覆盖金属薄层，形成三明治结构，制备步骤如下：
1）在磁控溅射腔体内样品位置安装清洗好的基底，再安装靶材，靶材的纯度均大于99.9%，靶材指向样品位，靶材与基底的距离为5-10cm；
2）对腔体本底抽真空至1.0×10-3Pa以下，向腔体中通入纯度为99.99%以上的Ar气，流量为10-200sccm，调节溅射腔室内气压为0.1-10.0Pa，基底温度为25-400℃，基底转速为10-30r/min，使用直流或射频磁控溅射模式在基底上溅射金属导电附着层；
3）然后使用直流或射频磁控溅射模式在金属附着层溅射Si层；
4）再使用直流或射频磁控溅射模式在Si层表面溅射金属薄层，自然冷却至25℃后，即可制得三明治结构硅基薄膜材料。
所述基底为泡沫铜、泡沫镍、铜网/片或不锈钢网/片。
所述直流或射频磁控溅射的工艺参数：电源的电流为100-350mA，电压为500-1500V，每一层的溅射时间为5-180min以控制薄膜厚度。
一种所述三明治结构硅基薄膜材料的应用，用作锂电池的电极材料，方法是：将三明治结构硅基薄膜材料直接作为电极使用，基底作为集流体，以硅基薄膜材料为正极，金属锂为负极，两电极以隔膜分隔，加入电解液，在干燥氩气或空气中组装成半电池。
所述隔膜为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、纤维素和玻璃纤维的一种或两种以上任意比例的混合薄膜。
所述电解液为由锂盐溶解于溶剂制备的溶液，锂盐在溶剂中的浓度为0.2-1.5mol/L，其中锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂和双（三氟甲基磺酰）亚胺锂的一种或两种以上任意比例的混合物；溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、环丁砜、γ-丁内酯、二甲氧基乙烷、1,3-二噁烷、1-甲基-3-烷基咪唑盐和1,2-二甲基-3-烷基咪唑盐中的一种或两种以上任意比例的混合物，其中涉及烷基咪唑盐中的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、烯丙基、正丁基或异丁基。
本发明的优势在于：通过使用交替磁控溅射技术，可以保证两种元素在原子尺度上实现均匀沉积，增加溅射时间可以有效增加厚度，提高电极的比能量；制备过程中，通过基底加热方式原位退火，所得到的M-Si-M合金主要以非晶态形式存在，薄膜循环性能得到明显改善；相比与纯Si膜和双层膜，三明治结构（M-Si-M）更有利于缓冲Si层在充放电过程中产生的体积效应，提高薄膜负极的循环寿命；该方法制备工艺简单，电极材料和电极制作一体化，有利于降低生产成本，提高薄膜制备的可重复性，有望应用于高能、高功率的薄膜型锂电池。
附图说明
图1为三明治结构Zn-Si-Zn薄膜材料结构示意图。
图2为三明治结构Zn-Si-Zn薄膜材料的表面SEM照片。
图3为三明治结构Zn-Si-Zn薄膜材料的TEM照片。
图4为三明治结构Al-Si-Al薄膜材料的XRD谱。
图5为采用半电池装置测试的Al-Si-Al薄膜的充放电曲线。
图6为三明治结构Y-Si-Y薄膜材料的EDX图。
图7为三明治结构Y-Si-Y薄膜断面SEM图（a）和EDX-Mapping图（b,c）。
图8为三明治结构Y-Si-Y薄膜电极组装的半电池的循环寿命曲线。
图9为三明治结构三明治结构Ti-Si-Ti薄膜电极组装的半电池的倍率放电性能曲线。
图10为对比例单层Si薄膜的循环寿命曲线。
图11为是对比例纯硅薄膜和Y-Si-Y薄膜电极在循环50周后的SEM图。
具体实施方式
实施例1：
一种三明治结构硅基薄膜材料，如图1所示，由Zn层、Si层和Zn层构成叠层三明治结构，Zn层薄膜的厚度为50nm、Si层薄膜的厚度为100nm；采用交替溅射工艺制备三明治结构Zn-Si-Zn薄膜材料，步骤如下：
1）在磁控溅射腔体内样品位置安装清洗好的基底不锈钢网，Zn靶和n型Si靶，靶材的纯度均大于99.9%，靶材指向样品位，靶材与基底的距离为5cm；
2）对腔体本底抽真空至1.0×10-3Pa以下，向腔体中通入纯度为99.99%以上的Ar气，流量为10sccm，调节溅射腔室内气压为0.5Pa，基底温度为25℃，基底转速为25r/min，关闭金属Zn靶上的挡板，利用直流溅射电源在靶材上施加1000V直流电压，电流为0.1A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Zn靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Zn层厚度达到50nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低为零；
3）将沉积Zn后的样品移动到对着Si靶样品位，关闭挡板，利用射频溅射电源在靶材上施加500V电压，电流控制在0.12A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Si靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Si层厚度达到100nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低至零；
4）将沉积Si/Zn后的样品移动到对着Zn靶样品位，关闭挡板，利用直流溅射电源在靶材上施加1000V直流电压，电流控制在0.1A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Zn靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Zn层厚度达到50nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低为零，自然冷却至25℃后，即可制得三明治结构Zn-Si-Zn硅基薄膜材料。
制备的三明治结构硅基薄膜材料用作锂电池的电极材料，方法是：将三明治结构硅基薄膜材料直接作为电极使用，基底作为集流体，以硅基薄膜材料为正极，金属锂为负极，两电极以隔膜分隔，加入电解液，在干燥氩气或空气中组装成半电池即可，其中：隔膜为聚乙烯薄膜，电解液为高氯酸锂溶解于碳酸乙烯酯制备的溶液，锂盐在溶剂中的浓度为1.0mol/L。
图2为实施例1中交替溅射法所制备的三明治结构Zn-Si-Zn薄膜材料的表面SEM照片。从图中可以看出，薄膜由致密、细小的纳米颗粒组成。
图3为实施例1中交替溅射法所制备的三明治结构Zn-Si-Zn薄膜材料的TEM照片，从图中可以看出薄膜材料由Zn-Si-Zn三明治结构组成。由于在刮取薄膜和超声过程中会对样品形貌有一定程度的破坏，因此TEM观察到的是复合薄膜碎片，和样品真实情况有一定的偏差。
实施例2：
一种三明治结构硅基薄膜材料，如图1所示，由Al层、Si层和Al层构成叠层三明治结构，Al层薄膜的厚度为100nm、Si层薄膜的厚度为250nm；采用交替溅射工艺制备三明治结构Al-Si-Al薄膜材料，步骤如下：
1）在磁控溅射腔体内样品位置安装清洗好的基底泡沫镍，Al靶和n型Si靶，靶材的纯度均大于99.9%，靶材指向样品位，靶材与基底的距离为8cm；
2）对腔体本底抽真空至1.0×10-3Pa以下，向腔体中通入纯度为99.99%以上的Ar气，流量为15sccm，调节溅射腔室内气压为0.5Pa，基底温度为200℃，基底转速为15r/min，关闭金属Al靶上的挡板，利用直流溅射电源在靶材上施加800V直流电压，电流为0.12A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Al靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Al层厚度达到100nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低为零；
3）将沉积Al后的样品移动到对着Si靶样品位，关闭挡板，利用射频溅射电源在靶材上施加500V电压，电流控制在0.12A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Si靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Si层厚度达到250nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低至零；
4）将沉积Si/Al后的样品移动到对着Al靶样品位，关闭挡板，利用直流溅射电源在靶材上施加800V直流电压，电流控制在0.12A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Al靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Al层厚度达到100nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低为零，自然冷却至25℃后，即可制得三明治结构Al-Si-Al硅基薄膜材料。
制备的三明治结构硅基薄膜材料用作锂电池的电极材料，方法是：将三明治结构硅基薄膜材料直接作为电极使用，基底作为集流体，以硅基薄膜材料为正极，金属锂为负极，两电极以隔膜分隔，加入电解液，在干燥氩气或空气中组装成半电池即可，其中：隔膜为聚丙烯薄膜，电解液为六氟磷酸锂溶解于碳酸二乙酯制备的溶液，锂盐在溶剂中的浓度为1.0mol/L。
图4是三明治结构Al-Si-Al薄膜材料的XRD谱图。由图4可以看出，所制备的薄膜具有非晶结构，材料整体的衍射峰强度很低，比较明显的是28°出现的毛刺峰，是硅的（111）晶面的特征峰，没有Al或者Al-Si合金的衍射峰。
图5所示为采用两电极半电池装置测试的Al-Si-Al薄膜的充放电曲线。电池的组装测试采用如下条件：Al-Si-Al薄膜为工作电极，高纯锂片为对电极，聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层膜作隔膜、六氟磷酸锂在体积比为1:1的碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯混合溶剂的1mol/L溶液作电解液，电池的组装在充满氩气的手套箱中完成，电池的测试在蓝电测试系统上完成。电池在0.5C下进行恒流充放电，放电电压范围为0.01-2.0V。可以看出，薄膜的充、放电压区间分别为0.4～0.01V和0.25～0.7V，在首次充放电过程中容量损失较大，主要是由于形成SEI膜所造成的不可逆容量损失。在随后的循环中，保持了较高的库仑效率，比容量衰减较慢，50个循环后比容量仍然保持在2100mAh/g。
实施例3：
一种三明治结构硅基薄膜材料，如图1所示，由Y层、Si层和Y层构成叠层三明治结构，Y层薄膜的厚度为50nm、Si层薄膜的厚度为450nm；采用交替溅射工艺制备三明治结构Y-Si-Y薄膜材料，步骤如下：
1）在磁控溅射腔体内样品位置安装清洗好的基底泡沫铜，Y靶和p型Si靶，靶材的纯度均大于99.9%，靶材指向样品位，靶材与基底的距离为10cm；
2）对腔体本底抽真空至1.0×10-3Pa以下，向腔体中通入纯度为99.99%以上的Ar气，流量为18sccm，调节溅射腔室内气压为0.5Pa，基底温度为300℃，基底转速为20r/min，关闭金属Y靶上的挡板，利用直流溅射电源在靶材上施加1000V直流电压，电流为0.12A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Y靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Y层厚度达到50nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低为零；
3）将沉积Y后的样品移动到对着Si靶样品位，关闭挡板，利用射频溅射电源在靶材上施加600V电压，电流控制在0.15A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Si靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Si层厚度达到450nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低至零；
4）将沉积Si/Y后的样品移动到对着Y靶样品位，关闭挡板，利用直流溅射电源在靶材上施加1000V直流电压，电流控制在0.12A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Y靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Y层厚度达到50nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低为零，自然冷却至25℃后，即可制得三明治结构Y-Si-Y硅基薄膜材料。
制备的三明治结构硅基薄膜材料用作锂电池的电极材料，方法是：将三明治结构硅基薄膜材料直接作为电极使用，基底作为集流体，以硅基薄膜材料为正极，金属锂为负极，两电极以隔膜分隔，加入电解液，在干燥氩气或空气中组装成半电池即可，其中：隔膜为聚四氟乙烯薄膜，电解液为双（三氟甲基磺酰）亚胺锂溶解于环丁砜制备的溶液，锂盐在溶剂中的浓度为1.0mol/L。
图6为三明治结构Y-Si-Y薄膜材料的EDX图，图中可以观察到硅和钇的信号峰，证明这两种元素的存在。另外，图中铜的信号峰很强，这主要是由于X射线透过复合薄膜达到集流体泡沫铜上造成的。
图7为Y-Si-Y薄膜断面SEM图（a）和EDX-Mapping图（b,c），钇薄膜的厚度为50nm，硅薄膜的厚度为450nm，（b）和（c）分别对应Si和Y两元素的EDX-Mapping图，不仅对复合薄膜断面进行了成分分析，而且清晰地表明了复合薄膜的三明治型分层结构。
图8为采用Y-Si-Y薄膜电极组装的半电池的循环寿命曲线，电池组装测试条件与实施例2相同。可以看出，在首次充放电过程中容量损失较大，主要是由于形成SEI膜所造成的不可逆容量损失。在随后的循环中，比容量衰减不明显，循环过程中库仑效率接近100%，50个循环后比容量仍然保持在2500mAh/g。
实施例4：
一种三明治结构硅基薄膜材料，如图1所示，由Ti层、Si层和Ti层构成叠层三明治结构，Ti层薄膜的厚度为40nm、Si层薄膜的厚度为200nm；采用交替溅射工艺制备三明治结构Ti-Si-Ti薄膜材料，步骤如下：
1）在磁控溅射腔体内样品位置安装清洗好的基底铜网，Ti靶和p型Si靶，靶材的纯度均大于99.9%，靶材指向样品位，靶材与基底的距离为8cm；
2）对腔体本底抽真空至1.0×10-3Pa以下，向腔体中通入纯度为99.99%以上的Ar气，流量为20sccm，调节溅射腔室内气压为0.5Pa，基底温度为280℃，基底转速为15r/min，关闭金属Ti靶上的挡板，利用直流溅射电源在靶材上施加700V直流电压，电流为0.23A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Ti靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Ti层厚度达到40nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低为零；
3）将沉积Ti后的样品移动到对着Si靶样品位，关闭挡板，利用射频溅射电源在靶材上施加800V电压，电流控制在0.12A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Si靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Si层厚度达到200nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低至零；
4）将沉积Si/Ti后的样品移动到对着Ti靶样品位，关闭挡板，利用直流溅射电源在靶材上施加700V直流电压，电流控制在0.23A，起辉后利用自溅射方式清洗靶材表面，待Ti靶的自溅射时间达到5min之后，开启靶的挡板，沉积的Ti层厚度达到40nm后，关闭挡板，并将靶的功率降低为零，自然冷却至25℃后，即可制得三明治结构Ti-Si-Ti硅基薄膜材料。
制备的三明治结构硅基薄膜材料用作锂电池的电极材料，方法是：将三明治结构硅基薄膜材料直接作为电极使用，基底作为集流体，以硅基薄膜材料为正极，金属锂为负极，两电极以隔膜分隔，加入电解液，在干燥氩气或空气中组装成半电池即可，其中：隔膜为玻璃纤维薄膜，电解液为质量比为1:1的高氯酸锂和六氟磷酸锂混合物溶解于二甲氧基乙烷制备的溶液，锂盐在溶剂中的浓度为1.0mol/L。
图9为采用Ti-Si-Ti薄膜电极组装的半电池的倍率放电性能曲线，电池组装条件与实施例2相同，电池在0.5C下进行恒流充电，放电电压范围为0.01-2.0V。复合薄膜的可逆容量从倍率为0.5C时的2450mAh/g下降到倍率为8C时的1250mAh/g。而当倍率重新升到0.5C时，可逆容量可以基本恢复，表明三明治型薄膜电极拥有很好的倍率放电性能和结构的完整性。
对比实例分析：
本对比例为单层Si薄膜，Si膜厚度与实施例3相同，只是没有在基底铜网和Si薄膜表面沉积金属层。薄膜的制备方法和电池制作与实施例3相同。图10为单层Si薄膜的循环寿命曲线。可以看出，在首次充放电过程中容量损失较大，在随后的循环中，比容量衰减明显，只是到循环后期容量衰减趋缓，50个循环后比容量仅为610mAh/g左右。
将循环50周后的单层Si薄膜电池和Y-Si-Y薄膜电池解剖处理，用碳酸二乙酯（DEC）清洗，以除去电解液和锂盐，烘干后进行SEM分析。图11是纯硅薄膜（a）和Y-Si-Y薄膜（b）电极在循环50周后的SEM图。纯Si薄膜在锂离子嵌/脱过程中存在较大的体积变化，循环后的Si薄膜发生了严重的粉化、开裂和脱落，这些都将导致电极结构不稳和较差的电化学循环性能。而Y-Si-Y薄膜在循环50周后并未出现大量的凸起、脱落现象，而仅是由开裂形成的一个个小岛组成。这些岛状结构和集流体紧密结合来提供导电通道，可以抵抗充放电过程中活性物质体积膨胀带来的应力变化。
从实施例和对比例的结果可见，本发明提出的三明治结构薄膜材料，可以缓解充放电过程中Si的体积效应，改善Si基材料的循环性能。通过合理的电极/电池制作工艺优化，该类材料能展现出更优异的倍率性能和循环稳定性。所以，本发明提出的三明治结构硅基材料在高能、高功率的薄膜电池中具有良好的应用前景。
Claims (7)
1.一种三明治结构硅基薄膜材料，其特征在于：由金属层(M层)、硅层(Si层)和金属层(M层)依次构成叠层三明治结构，金属层薄膜的厚度为20-100nm、Si层薄膜的厚度为60nm-9.8μm，三层薄膜的总厚度为0.1-10.0μm；所述金属层为Y、Ti、Al或Zn靶，硅层为n型或p型单晶硅。
2.一种如权利要求1所述三明治结构硅基薄膜材料的制备方法，其特征在于：采用金属层的金属靶、Si层的硅靶、金属层的金属靶交替溅射工艺，在基底上先制备金属导电附着层薄膜，然后制备硅薄膜，最后在硅薄膜表面覆盖金属薄层，形成三明治结构，制备步骤如下：
1)在磁控溅射腔体内样品位置安装清洗好的基底，再安装靶材，靶材的纯度均大于99.9％，靶材指向样品位，靶材与基底的距离为5-10cm；
2)对腔体抽真空至1.0×10-3Pa以下，向腔体中通入纯度为99.99％以上的Ar气，流量为10-200sccm，调节溅射腔室内气压为0.1-10.0Pa，基底温度为25-400℃，基底转速为10-30r/min，使用直流或射频磁控溅射模式在基底上溅射金属导电附着层；
3)然后使用直流或射频磁控溅射模式在金属附着层表面溅射Si层；
4)再使用直流或射频磁控溅射模式在Si层表面溅射金属薄层，自然冷却至25℃后，即可制得三明治结构硅基薄膜材料。
3.根据权利要求2所述所述三明治结构硅基薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述基底为泡沫铜、泡沫镍、铜网/片或不锈钢网/片。
4.根据权利要求2所述所述三明治结构硅基薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述直流或射频磁控溅射的工艺参数：电源的电流为100-350mA，电压为500-1500V，每一层的溅射时间为5-180min以控制薄膜厚度。
5.一种如权利要求1所述三明治结构硅基薄膜材料的应用，其特征在于：用作锂电池的电极材料，方法是：将三明治结构硅基薄膜材料直接作为电极使用，基底作为集流体，以硅基薄膜材料为正极，金属锂为负极，两电极以隔膜分隔，加入电解液，在干燥氩气或空气中组装成半电池。
6.根据权利要求5所述三明治结构硅基薄膜材料的应用，其特征在于：所述隔膜为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、纤维素和玻璃纤维的一种或两种以上任意比例的混合薄膜。
7.根据权利要求5所述三明治结构硅基薄膜材料的应用，其特征在于：所述电解液为由锂盐溶解于溶剂制备的溶液，锂盐在溶剂中的浓度为0.2-1.5mol/L，其中锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂和双(三氟甲基磺酰)亚胺锂的一种或两种以上任意比例的混合物；溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、环丁砜、γ-丁内酯、二甲氧基乙烷、1,3-二噁烷、1-甲基-3-烷基咪唑盐和1,2-二甲基-3-烷基咪唑盐中的一种或两种以上任意比例的混合物，其中涉及烷基咪唑盐中的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、烯丙基、正丁基或异丁基。
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