本發明屬于半導體器件生產，尤其涉及一種半導體器件生產用復合基底的制備方法。
背景技術：
1、自20世紀90年代商業化以來，鋰離子電池因其高能量密度、無記憶效應等特點被廣泛應用在消費電子、電動車、儲能等領域。當前鋰離子電池多以石墨作為負極材料，然而其較低的理論容量（約372?mah/g）制約了鋰離子電池進一步發展。隨著商業化石墨負極鋰離子電池已逐步逼近其極限能量密度，尋找具有更高容量的負極材料已經迫在眉睫。硅（si）因其低工作電位（<0.5?v?vs?li/li+）和高理論比容量（4200?mah/g）而被認為是鋰離子電池在實際應用中最有前景的潛在陽極材料之一。然而，硅陽極較低的本征電子電導率低和充放電過程中較大的體積效應（>300%）阻礙了其大規模應用。
2、現有技術使用的硅基負極在經歷多次充放電后無可避免地出現材料粉化、活性物質從集流體脫落等問題，使其循環壽命無法達到商業化應用的要求。為了進一步改善硅基負極的結構穩定性，人們嘗試了多種優化措施，例如將硅材料與其他金屬結合進行合金化，利用金屬良好的機械強度以及導電性來提升硅合金的性能。此外還采用高電導性的碳作為骨架，并將硅沉積在碳骨架上，以獲得具有優異循環穩定性的硅碳復合材料。但上述手段均是以犧牲部分比容量來減小膨脹效應；或者采用非常低負載的硅/碳復合，從而在長期循環中獲得較好穩定性，但整體硅含量下降，容量優勢被弱化。
技術實現思路
1、本發明所要解決的技術問題在于提供一種用于固態鋰離子電池的復合硅基負極極片的制備方法，旨在解決負極材料的硅含量不足，導致容量下降的問題。
2、為解決上述技術問題，本發明是這樣實現的，本發明提出一種用于固態鋰離子電池的復合硅基負極極片的制備方法，步驟包括：
3、s1、篩選微米級硅顆粒和納米級硅顆粒，并依據所述微米級硅顆粒：所述納米級硅顆粒=40～95：5～60的重量比進行混合，得到復合硅組分；
4、s2、將所述復合硅組分、導電炭黑、功能填料以及粘結劑在極性溶劑中混合，得到負極漿料；
5、s3、將負極漿料涂覆在負極集流體上，真空固化后得到復合硅基負極極片。
6、在本發明的一些實施例中，在所述步驟s2中，所述功能填料包括碳纖維管、導電聚合物以及離子導體；
7、所述粘結劑包括外層粘結劑、中層粘結劑以及內層粘結劑，所述外層粘結劑包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一種，所述中層粘結劑包括丁苯橡膠、羧甲基纖維素、聚丙烯酸中的至少一種，所述內層粘結劑包括聚環氧乙烷衍生物、聚丙烯腈改性聚合物、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物/鋰鹽共混物中的至少一種；
8、所述復合硅組分包括外層復合硅組分、中層復合硅組分以及內層復合硅組分，所述外層復合硅組分中所述微米級硅顆粒與所述納米級硅顆粒的重量比為10~15：5~10，所述中層復合硅組分中所述微米級硅顆粒與所述納米級硅顆粒的重量比為20~30：10~15，所述內層復合硅組分中所述微米級硅顆粒與所述納米級硅顆粒的重量比為40~50：5~8；
9、所述負極漿料包括依次涂覆在所述負極集流體表面的內層涂料、中層涂料以及外層涂料，所述外層涂料包括所述外層復合硅組分、導電炭黑、所述外層粘結劑以及極性溶劑，所述中層涂料包括所述中層復合硅組分、所述碳纖維管、所述中層粘結劑、所述導電聚合物以及極性溶劑，所述內層涂料包括所述內層復合硅組分、所述碳纖維管、所述內層粘結劑、所述離子導體以及極性溶劑。
10、在本發明的一些實施例中，所述導電聚合物包括導電單體，所述導電單體包括吡咯、苯胺、噻吩中的至少一個；
11、所述離子導體包括磷酸鋰、鋁摻雜的鈦酸鋰磷酸鹽、立方相鋰鑭鋯氧化物中的至少一種；
12、所述極性溶劑包括n-甲基吡咯烷酮、二甲苯、氯苯中的至少一種。
13、在本發明的一些實施例中，依據重量百分比，在所述外層涂料中，所述外層復合硅組分占15~20wt%，所述導電炭黑占3~5wt%，所述外層粘結劑占5~10wt%，余量為所述極性溶劑；
14、在所述中層涂料中，所述中層復合硅組分占30~45wt%，所述碳纖維管占3~6wt%，所述中層粘結劑占5~10wt%，所述導電聚合物占8~12wt%，余量為所述極性溶劑；
15、在所述內層涂料中，所述內層復合硅組分占45~58wt%，所述碳纖維管占2~5wt%，所述內層粘結劑占3~6wt%，所述離子導體占3~8wt%，余量為所述極性溶劑。
16、在本發明的一些實施例中，所述步驟s3包括：
17、s3.1、在負極集流體上先涂覆所述內層涂料，進行半固化定向操作，形成所述碳纖維管定向排布的第一層，其中，所述第一層的厚度為15~25μm；
18、s3.2、在所述第一層表面涂覆所述中層涂料，進行半固化定向操作，形成所述碳纖維管定向排布的第二層，其中，所述第二層的厚度為5~10μm；
19、s3.3、在所述第二層表面涂覆所述外層涂料，進行真空固化操作，形成第三層，得到復合硅基負極極片，其中，所述第三層的厚度為5~10?μm。
20、在本發明的一些實施例中，所述半固化定向操作包括：
21、先升高環境溫度至50~70℃，再通入惰性氣體，形成半固化狀態涂料；
22、先對所述半固化狀態涂料施加水平方向的剪切力，再施加垂直方向的磁場，得到碳纖維管定向排布的涂料；
23、將所述碳纖維管定向排布的涂料升溫至70～100℃，并施加光源場，加熱60~120min完成半固化定向操作，其中，所述光源長中至少存在兩個光照強度不同的光源點。
24、在本發明的一些實施例中，所述步驟s1包括：
25、s1.1、將篩選出的微米級硅顆粒與納米級硅顆粒按質量比40～95：5～60投入攪拌容器，加入低極性溶劑，在50~100?rpm下攪拌60~120min，得到預混合物，其中，所述低極性溶劑包括正己烷、環己烷、甲苯中的至少一種，所述微米級硅顆粒的粒徑為1～5μm，所述納米級硅顆粒的粒徑為30～200nm；
26、s1.2、在所述預混合物中加入交聯劑，進行球磨混合，其中，交聯劑包括六亞甲基二異氰酸酯、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、三乙烯四胺中的至少一種，球磨混合時間60~360min，球磨機的轉速50~400?r/min，球料比為1:1~10：1；
27、s1.3、對球磨后的所述預混合物進行過濾或離心，在真空環境中升溫至80~100℃干燥240~360min，得到復合硅組分。
28、本發明中用于固態鋰離子電池的復合硅基負極極片的制備方法與現有技術相比，有益效果在于：
29、納米級硅顆粒比表面積大、活性位點多，可以提供更高的比容量；微米級硅顆粒在整體結構中起到骨架支撐作用，有效利用硅的高理論比容量，從而提升電池的能量密度。純納米硅或純微米硅常因體積膨脹導致電極粉化、脫落。通過合理配比的微米硅與納米硅協同，可在充放電過程中更好地緩沖體積變化，減少結構破壞并提升電池的循環穩定性。導電炭黑及功能填料在極片中形成有效的電子傳輸網絡，與復合硅組分均勻分布，能顯著降低電極內阻，增強離子與電子傳輸效率，提高倍率性能。
30、微米級與納米級顆粒共同使用，使負極漿料在極片涂覆和真空固化過程中能同時兼顧黏度、分散性與成膜質量，獲得均勻而致密的負極極片。在真空環境下固化極片，能更有效地排出溶劑和氣泡，減少孔洞、裂紋等缺陷的產生，進一步增強負極的機械強度和電化學穩定性。
31、綜合而言，采用微米級硅和納米級硅復合并配合導電劑、功能填料及粘結劑制備而成的負極極片，既能發揮硅材料高容量的優勢，又在一定程度上克服了硅體積膨脹造成的電極失效問題，為鋰離子電池帶來更高比容量、更長循環壽命與更佳倍率性能，提升電池的整體能量密度與使用可靠性。