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锂微电池可广泛应用于智能卡、CMOS基集成电路和微设备等领域,是近几年电池研究的主要方向之一。近年来,尽管一些全固态薄膜锂微电池逐渐面世,但它们的性能仍需进一步改善,特别是对于正极薄膜性能的改善和制造工艺的优化。因此,研制高性能、低成本的正极薄膜对开发全固态薄膜锂微电池具有非常重要的意义。 本文选择引人注目的锂电池正极材料LiMn2O4作为研究对象,采用旋涂技术的溶液沉积法成功制备了尖晶石结构的锂微电池LiMn2O4正极膜。考察了采用该法在制备LiMn2O4薄膜过程中前驱体溶液中溶剂、溶液浓度、匀胶速度和时间等对薄膜质量的影响。同时还结合TG/DSC,XRD,（FE）SEM,AFM,ICP,CV测试和电化学性能测试等手段,并系统地研究了原料配比、退火温度和时间、干燥温度等工艺参数对LiMn2O4薄膜的结构、形貌及电化学性能的影响。对这些工艺参数的优化结果表明:原始Li:Mn配比为1.05:2.00,干燥温度为280℃,在280℃退火30min获得的LiMn2O4薄膜具有最佳的综合性能。该条件下制得的薄膜表面均一、致密、无裂痕,在3.0～4.3V以50μA/cm2的电流充放电时,首次放电容量为37.3μAh/（cm2·μm）,经50次循环后的每次容量损失仅为0.011%。 在此基础上,本文还研究了Al3+离子掺杂对LiMn2O4薄膜结构及电化学性能的影响。研究表明:少量的Al掺杂并没有改变LiMn2O4的尖晶石结构,且随着Al3+的掺杂量的增多,晶格产生收缩,尖晶石结构的稳定性增强。掺Al之后的LiAl0.Mn1.9O4与没有掺杂的LiMn2O4相比,相变程度得到了抑制。充放电结果表明,Al的掺入会降低LiMn2O4正极膜的放电容量,但能在一定程度上提高锂锰氧薄膜的循环性能。LiAl0.05Mn1.95O4正极膜不但具有较高的初始放电容量,循环性能也较理想,是一个比较理想的掺杂比例。