CN101310400B - 混杂薄膜电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电化学设备，其中某些实施方式具有厚度大于约4微米且小于约200微米的阴极；厚度小于约10微米的薄电解质；厚度小于约30微米的阳极。本发明还揭示了一种电化学设备，该电化学设备包括厚度大于约0.5微米且小于约200微米的阴极；厚度小于约10微米的薄电解质；厚度小于约30微米的阳极，其中阴极是通过非气相沉积方法制造的。该电化学设备还可包括基板、集电器、阳极集电器、封装层和调节层。

Description

混杂薄膜电池组
相关申请
本申请根据35 U.S.C.§119要求于2005年11月17日提交的美国专利申请序列第60/737,613号，于2006年1月17日提交的美国专利申请序列第60/759,479号和于2006年3月16日提交的美国专利申请序列第60/782,792号的优先权；并且该申请是部分继续申请，根据35 U.S.C.§120要求于2005年8月23日提交的题为“具有受阻挡层保护的基板的电化学设备(ElectrochemicalApparatus with Barrier Layer Protected Substrate)”的美国专利申请序列第11/209,536号的优先权(该申请是继续申请)，并根据35 U.S.C.§120要求于2005年6月15日提交的题为″具有受阻挡层保护的基板的电化学设备(Electrochemical Apparatus with Barrier Layer Protected Substrate)″的美国专利申请序列第11/374,282号的优先权(该申请由美国临时申请序列第60/690,697号经过119(e)修改得到，该申请是部分继续申请)，还根据35 U.S.C.§120要求于2002年8月9日提交的题为″用于包封和端接电子器件的方法和设备(Methods of and device for encapsulation and termination of electronic devices)″的美国专利申请序列第10/215,190号的优先权(于2005年7月12日授权为美国专利第6,916,679号)，这些专利文献的内容都通过参考全文结合于此。
发明领域
本发明的领域涉及电化学设备及其制造方法，尤其涉及固态薄膜二次(secondary)和一次(primary)电化学设备(包括电池组)的组成、沉积和制造方法。
背景
厚型正阴极(positive cathode)有利于产生高能薄膜电池组。厚型正阴极可以明显提高每单位面积活性阴极物质的量。不幸的是，使用典型的真空气相方法生成这类阴极会遇到很多麻烦。
使用典型的真空气相方法制得的阴极具有许多局限性。例如，真空气相沉积的材料通常如图1所示以圆柱的形式生长。该图是截面图，示意性地显示了通过真空气相沉积方法生长的电化学设备的正阴极层的三个微观柱体。随着在沉积过程中柱体生长，这些柱体的基底保持固定在基板表面上，在柱体的高度生长时，这些基底的截面积实际上保持不变。随着柱体的高度增加，纵横比(柱高度/柱宽度)增加，由这些柱体组成的阴极膜和整个设备变得在机械意义上不稳定，通常在纵横比为15附近。因此，对于用真空沉积方法生长的柱体的高度以及厚度有限制。对于高度的限制直接对应于使用真空气相沉积方法能产生的阴极的厚度以及每单位面积电化学设备的能量。此外，使用真空气相方法时，厚型阴极的生长需要花费较长的时间，因此非常昂贵。例如，以真空气相沉积方法生长的厚度大于约3微米的LiCoO2正阴极由于沉积时间较长而过份昂贵。
因此，需要一类电化学设备，该电化学设备的阴极可以较厚且可靠的方式生产，并且该阴极的生产迅速且花费低。此外，希望使用许多众所周知的非气相沉积技术和方法中的任何方法实现这些要求，这些非气相沉积技术例如浆料涂布、迈耶(Meyer)棒涂布、直接(direct)和逆转(reverse)辊涂、刮涂、旋涂、电泳沉积、溶胶-凝胶沉积、喷涂、浸涂和喷墨印刷等。
沉积较厚的阴极以提高电化学设备每单位面积的能量，结果增加了设备的总厚度。因为毫米、微米或纳米级设备总厚度的增加通常是不希望发生的，因此设备制造者必须研究如何补偿或弥补这种厚度增加的措施。通常可行且适宜的方法是最大程度地减小电化学设备中所有不提供能量的部件的厚度和体积。
诸多措施中的一种是减少电化学设备的不提供能量的包装物。封装物和基板是包装物固有的通常较大的组成部分。
例如，将封装物的厚度从层压封装典型的厚度100微米减小到实际薄膜封装的1-10微米厚度，将使得电化学设备制造者可以将载能阴极的厚度增加几乎100微米，而不会产生任何可分辨的设备总厚度的变化。该设计方法能够明显提高电化学设备的能量、容量和功率的容积量。因为对于大部分毫米、微米或纳米级电化学设备，这些表现物理性能的数量需要在体积尽可能小的情况下获得，因此缩减电化学设备内不提供能量的部件对于该设备被市场接受来说非常重要。
另一种措施是在尽可能薄的基板上制造电化学设备，作为独立的设备使用、流通或出售。这不同于非独立的情况，在该非独立的情况中设备制造者可以利用电子设备中已有的自由表面(芯片表面、印刷电路板表面等)，然后直接在该自由表面上整合、制造或沉积电化学设备。该表面随后也用作电化学设备的基板。可以认为这种电化学设备的构造中基板的厚度为零，因为通过该电化学设备没有将额外的基板厚度引入最终的电子设备中。但是，在更普通的独立情况中，当基板不能提供足够的化学和物理(主要是机械)保护或功能以支持电化学设备时，基板达到最薄的限度。因为大部分真空沉积的阴极材料需要进行高温处理以完全获得它们的物理性质，进而产生传递到基板中的膜应力，这些真空气相沉积的阴极材料的机械性质可根据机械变形情况用于任何基板。
与高温处理联合的真空气相沉积的膜的典型结果是基板发生弯曲、翘曲或普遍的变形，因此影响整个电化学设备。如果该情况发生，则很难完成电化学设备的制造，另外变形的电化学设备也不适合用于设备整合。相反，非气相沉积的阴极材料的大部分甚至全部重要的物理性质在沉积时就已经获得，因此任何高温处理都变得多余。因此，非气相沉积的阴极材料和电化学设备的其它组件在基板中产生较小的应力，因而可以使用较薄的基板，而没有基板显著变形的风险。
因此，还需要表现出较佳的高温性质的封装层。
因此，需要一种电化学设备，该电化学设备具有以下特征：(i)其阴极可以较厚，且可以迅速、廉价且可靠地制造；(ii)其基板的厚度可以尽可能地薄，同时不会由于电化学设备的组件层而变形；(iii)其封装层尽可能地薄，同时仍然提供足够的保护，以避免受到这些设备运行环境的影响；和/或(iv)其封装层由高温材料组成，使整个电化学设备具有更高的热弹性。
发明概述
通过以下例子更详细描述的本发明的各个方面以及实施方式解决了背景技术的某些欠缺以及相关工业中产生的需求。
本发明的一个方面是一种电化学设备，该电化学设备包括：厚度大于约0.5微米且小于约200微米的正阴极；厚度小于约10微米的薄电解质；和厚度小于约30微米的阳极。该设备还包括基板、集电器、端子、防湿层和封装层。在本发明的一个实施方式中，阴极的厚度可以大于约5微米且小于约100微米。阴极的厚度还可以大于约30微米且小于约80微米。
本发明的另一方面是一种电化学设备，该设备包括：非气相沉积的阴极、阳极和厚度小于10微米的电解质。在本发明的一个实施方式中，阴极的厚度可以大于约0.5微米且小于约200微米，阳极的厚度可以小于约30微米。
依据本发明的实施方式的一个方面的阴极可以是非气相沉积的。该阴极可以通过以下方法中的任一种进行沉积：浆液涂布、迈耶棒涂布、直接和逆转辊涂、刮涂、旋涂、电泳沉积或喷墨印刷。
阴极可包括LiCoO2、LiMn2O4、LiMnO2、LiNiO2、LiFePO4、LiVO2和它们的任何混合物或化学衍生物。或者，这些阴极材料中可掺混有元素周期表第1-17族的元素。
在一个实施方式中，电解质可包括锂磷氧氮化物(LiPON)。电解质可包括薄膜电解质。电解质可通过真空气相生长方法或非气相方法沉积。
阳极可包括锂、锂合金或可与锂形成固溶体或化学化合物(chemicalcompound)的金属，或者适合用作锂基电池组中的负阳极(negative anode)材料的所谓锂离子化合物，例如Li4Ti5O12。
在本发明实施方式的另一方面，还可以用选自以下的封装方法封装电化学设备：真空气相生长的薄膜封装，如Snyder等在美国专利第6,916,679号中所述的加压-加热层叠(该文献的内容通过参考全文结合于此)、金属箔附着和金属罐装。
所述设备还可包括阴极集电器和任选的阳极集电器，它们位于薄电解质层的上方或下方。如果封装层具有开口使得任选的阳极集电器可以与潮湿环境直接接触的话，则直接位于任选的阳极集电器下方的电解质可以用防湿层(例如ZrO2)保护。
依据本发明的实施方式的一方面，可以使用非气相制造方法形成正阴极，该阴极与电化学设备中全部或部分地通过真空气相方法制造的单元部件组合。使用这类不同方法的组合的示例性实施方式被视为混杂制造方法，所得的设备被称为例如“混杂薄膜电池组”。
依据本发明的实施方式的另一方面，非气相制造正阴极的方法不需要高温制造步骤，从而限制了电化学设备的部件叠层结构内的应力产生。从而允许使用较薄的基板。尽管较薄的基板在给定量级的应力下容易发生不利的形变，但是使用薄基板获得的益处包括可以使用较薄的电化学设备实现给定的能量、容量和功率性能。换句话说，使用较薄的基板可以获得电化学设备能量、容量和功率的容积量的增加。
另一方面，阴极可以是真空气相生长的，或者通过非气相方法制造的，然后可以通过机械压印或其它方法形成这样的结构，这些结构在相同的之前涂布的足迹内增加了其表面积，但是得到增加的最大厚度和减小的最小厚度。该结构或架构最大程度地减小了阴极内任何体积元件相对于邻近的固态薄膜电解质层的平均距离，该固态薄膜电解质层不同于具有凝胶或液体类型的电解质的电化学设备，通常不会直接渗透阴极体相。因此，最大程度地减小阴极内任何体积元件相对于固态薄膜电解质的平均距离可以减少电化学设备运行过程中离子扩散的长度，从而提高电化学设备的功率容量。
本发明的实施方式的另一方面涉及将导电材料(例如碳)混入经过压印或其它增加表面的操作的阴极结构中，以最大程度地减小阴极体相中电子扩散长度，从而提高电化学设备的功率容量。
在本发明的实施方式的另一方面，电化学设备包括由表现出极佳的高温特性的无机材料组成或构成的薄膜封装层。
在本发明的实施方式的另一方面，使用薄膜封装层最大程度地减小封装层对电化学设备的总厚度的厚度贡献。
另一方面，薄封装(例如薄膜封装)可以过度补偿或至少完全或部分地补偿阴极相对于电化学设备的总厚度的任何厚度增加。另外，与例如加压-加热层压比较，使用较薄的封装层可以直接增加给定电化学设备的能量、容量和功率的容积量。
在本发明的实施方式的另一方面，薄膜封装层由多个无机层构成，这些无机层都表现出固有的高温稳定性，该特性使整个电化学设备的温度稳定性和弹性提高至一定程度。
附图简要说明
为了进一步理解本发明作为本说明书的一部分的附图说明了本发明的示例性实施方式，以及用于解释本发明原理的叙述。在附图中：
图1示意性地显示了具有依据现有技术中使用的方法生长的柱体的阴极。
图2显示了依据本发明的示例性实施方式的混杂薄膜电化学设备。
图3显示了依据本发明的示例性实施方式，通过浆液涂布沉积复合LiCoO2阴极，然后再涂布LiPON薄膜电解质得到的结构的扫描电子显微摄像的截面图。
图4显示了依据本发明的示例性实施方式，使用图3的复合LiCoO2阴极和LiPON薄膜的电化学设备的电化学循环行为。
图5显示了依据本发明的示例性实施方式，通过电泳沉积制造的9微米厚的完全晶体化的LiCoO2正阴极膜的扫描电子显微照片。
图6显示了具有依据本发明的示例性实施方式通过电泳沉积制造的LiCoO2正阴极的薄膜电化学设备的电流-放电电压性能。
图7显示了具有依据本发明的示例性实施方式通过电泳沉积制造的LiCoO2正阴极的薄膜电化学设备的可逆放电容量与循环次数的函数关系。
图8显示了依据本发明的示例性实施方式，通过喷墨印刷制造的15微米厚的完全晶体化的LiCoO2正阴极膜的扫描电子显微照片。
图9显示了依据本发明的示例性实施方式的无基板的混杂薄膜电化学设备。
图10显示了依据本发明的示例性实施方式的用于封装电化学设备的多层薄膜。
图11显示了依据本发明的示例性实施方式的包括调节(modulating)LiPON层和多层薄膜封装层的图2所示的电化学设备。
图12显示了依据本发明的示例性实施方式的反向薄膜电池组构造。
图13显示了反向薄膜电池组的示例性实施方式。
图14显示了经过压印的阴极层的示例性实施方式。
发明详述
图1显示了在基板100上的金属集电器101上制造的典型阴极层120的截面示意图。在通过真空气相沉积方法生产的电化学设备中，阴极可例如以柱体120生长，具有内柱状空隙空间111。图1还显示了在薄膜电化学设备的制造过程序列中的下一层，电解质110以及内柱状空隙空间111上方的典型的桥结构。
图2显示了依据本发明的示例性实施方式，具有没有使用真空气相方法沉积的阴极210的混杂薄膜电化学设备。在该实施方式中，阴极210直接沉积在基板200上。如果是金属性导电的，则该实施方式中的基板200还可用作阴极集电器。否则，可以在基板200和阴极210之间设置金属性导电的集电器(未示出)。阴极210例如可包括LiCoO2、LiMn2O4、LiMnO2、LiNiO2、LiFePO4、LiVO2或它们的任何混合物或化学衍生物。例如，在一个实施方式中，阴极210的厚度可以约为0.5微米至200微米。在一个优选的实施方式中，例如，阴极210的厚度约为5微米至100微米。在最优选的实施方式中，例如，阴极210的厚度约为30微米至80微米。
如图2所示，电解质层220可沉积在阴极层210的上表面上。电解质层可例如包括锂磷氧氮化物(LiPON)或如美国专利第4,367,267号中所述的其它固态薄膜电解质如LiAlF4，或者如Yamamura等在美国专利第5,217,826号中所讨论的Li3PO4掺杂的Li4SiS4。这些专利的内容都通过参考全文结合于此。该电解质层220的厚度可以例如小于约10微米。
当与电解质220、基板200和电解质220上形成的阳极230的相对尺寸比较时，阴极210是较厚的。在其它实施方式中，与阳极集电器240和薄膜封装层250相比，阴极210的相对尺寸也是较厚的。
可以使用各种方法将电解质220沉积在阴极210上。这些方法可包括例如真空气相生长法或非气相方法。真空气相方法可包括例如反应性或非反应性RF磁控溅射、反应性或非反应性DC二极管溅射、反应性或非反应性热(电阻)蒸发、反应性或非反应性电子束蒸发、离子束辅助沉积、等离子体增强化学气相沉积等。非气相方法可包括例如旋涂、喷墨印刷、热喷涂沉积或浸涂。例如，Stetter等在美国专利第4,795,543号、Venkatasetty在美国专利第4,948,490号或Schmidt等在美国专利第6,005,705号中讨论了旋涂。Delnick在美国专利第5,865,860号中揭示了一种这样的喷墨印刷方法。Inda在美国专利公开第2004/0106046号中揭示了热喷涂沉积方法。Kejha在美国专利第5,443,602号和美国专利第6,134,773号中讨论了浸涂方法。上述专利和专利公开文本的内容都通过参考全文结合于此。
如图2所示，在电解质上紧接的一层是薄的负阳极层230。薄阳极230可包括例如锂、锂合金、可与锂形成固溶体或化学化合物的金属、或可用作锂基电池组的负阳极材料的所谓锂离子化合物例如Li4Ti5O12。该薄阳极层230的厚度例如可小于约30微米。该薄阳极可与阳极集电器240接触，可通过封装层250中的开口260实现电接触。在一个实施方式中，阳极集电器的厚度小于约2微米。例如，薄膜封装层250在某些区域可以是导电性的，因此在某些实施方式中可用作阳极集电器。在这类实施方式中，单独沉积的阳极集电器240可能不是必需的。薄膜封装层250的厚度可以例如小于约250微米。
可以使用各种沉积方法将图2中的阴极210沉积在基板200上。在一个特定的实施方式中，使用非气相沉积方法沉积阴极材料210。非气相沉积方法不在真空环境下进行。许多非气相沉积方法在本领域是已知的。一些示例性的方法包括浆液涂布、迈耶棒涂布、直接和逆转辊涂、刮涂、旋涂、电泳沉积、溶胶-凝胶沉积、喷涂、浸涂和喷墨印刷等。可以使用任何其它非气相沉积方法或不需要在真空下沉积的方法，而不背离本发明的精神、范围或实施方式。这些非气相、非真空沉积方法可产生单相阴极或复合阴极。复合阴极可以纳米、微米或毫米规格沉积，可由有机和/或无机物质组成，这些物质还可以是聚合的，例如聚(乙烯基吡咯烷酮)，氮化硫(SN)x，碳纳米管或乙炔黑。
文中所述的所有沉积方法之后都可以例如进行如下步骤：温度低于约150℃的干燥步骤，和/或低温干燥和温度在约150℃-400℃之间的增强粘附的步骤，和/或在约400℃-1000℃之间的高温退火步骤。这些步骤可以有助于例如干燥、增强粘附、形成正确的膜相、和/或结晶。阴极沉积材料可以纯净形式或与粘合剂材料，任选的碳类、金属类或合金类导电增强剂混合的形式使用。当阴极材料包括混合形式而不是纯净形式时，这类阴极材料是复合阴极材料。
浆液涂布的方法已经用于电池组制造中，例如Hikaru等在美国专利第6,114,062号或Kinsman等在美国专利第4,125,686号中所述的，这些专利文献的内容通过参考结合于此。浆液涂布可以导致复合电极的沉积，所述复合电极由电化学活性材料和一些形式的导电增强剂(例如碳黑等)组成，所述电化学活性材料的形式为使用聚合物粘合剂粘合在一起的细分散粉末颗粒。此外，所述浆液含有在膜沉积后必须蒸发和/或热解的溶剂。
依据示例性实施方式，复合电极可以由包括以下组分或由以下组分构成的浆液沉积：完全结晶的LiCoO2粉末，聚酰亚胺粘合剂和石墨导电增强剂。可以将该浆液涂布在Al箔基板上，在低于约150℃的温度下的环境空气中干燥小于约2天。然后，在此实施方式中，例如，可以在阴极上涂布约2微米的LiPON薄膜电解质、约3微米厚的Li负阳极和约0.3微米厚的Cu阳极集电器。最后，向电化学设备上施加约100微米厚的热压敏感性金属聚合物叠层，用于封装电化学设备，这样可以在环境条件下测试设备的电化学性能。
在另一个示例性实施方式中，如上所述，干燥的浆液涂层可能需要额外的在最高达约1000℃的温度下进行的干燥、粘合、成形和/或结晶步骤，以最终形成阴极或复合阴极的结构。该方法是迅速且简单的，可以在不使用真空气相方法的情况下生产厚型阴极。此外，所得的阴极不象用真空气相沉积方法生产的阴极一样具有机械不稳定性。
可以通过机械置换或去除工艺(包括压印、冲压、研磨、刮擦、成形等)如图14所示改进图2所示的阴极210。这种层改良工艺可以在湿阴极或完全干燥的阴极上进行。这种阴极表面改良工艺可以提高阴极体相和薄膜电解质(例如，由LiPON层构成(未示出))之间的离子迁移效率，因而提高电化学设备的功率性能。
当阴极210包含一种复合材料时，可以实现功率容量的改进，该复合材料至少包括以下组分或至少由以下组分构成：电化学活性阴极材料例如LiCoO2，和含碳的电子传导增强剂，用于最大程度地减小复合阴极体相内的电子扩散长度。
图3显示了一种示例性的涂布了LiPON的复合阴极的扫描电子显微摄像的截面图。在左图中最左侧的尺寸标杆的长度约为9微米；在右侧插图中的尺寸标杆的长度约为3微米。
依据本发明的示例性实施方式的电化学设备的电化学循环性能示于图4中。
依据本发明的示例性实施方式，如Principe等在美国专利第6,079,352号中所述的，可以通过迈耶棒涂布含有例如LiCoO2粉末的粘性悬浮液或溶液来沉积复合阴极，该专利文献的全部内容通过参考结合于此。或者，可以将聚合物粘合剂(例如聚酰亚胺)和/或导电增强剂(例如石墨)混合。然后位于基板(例如铝箔基板)上的涂料可以在低于例如约150℃的温度下的空气中干燥约2天不到的时间。然后，在此实施方式中，可以例如在阴极上涂布约2微米的LiPON薄膜电解质、约3微米厚的Li负阳极和约0.3微米厚的Cu阳极集电器。最后，可以在电化学设备上施加约100微米厚的热压敏感性金属聚合物叠层，用于封装电化学设备，这样可以在环境条件下测试设备的电化学性能。
在一个示例性实施方式中，如上所述，干燥的迈耶棒涂层可能需要额外的在高达约1000℃的温度下进行的干燥、粘合、成形和/或结晶步骤，以最终形成阴极或复合阴极的结构。该方法是迅速且简单的，可以在不使用真空气相方法的情况下生产厚型阴极。此外，所得的阴极不象用真空气相沉积方法生产的阴极一样具有机械不稳定性。
依据本发明的示例性实施方式，如Davis等在美国专利第3,535,295号中所述的，可以通过直接辊涂和/或逆转辊涂含有例如LiCoO2粉末的粘性悬浮液或溶液来沉积复合阴极，该专利文献的全部内容通过参考结合于此。或者，可以将聚合物粘合剂(例如聚酰亚胺)和/或导电增强剂(例如石墨)混合。然后位于基板(例如铝箔基板)上的涂料可以在低于约150℃的温度下的环境空气中干燥约2天不到的时间。然后，在此实施方式中，可以例如在阴极上涂布约2微米的LiPON薄膜电解质、约3微米厚的Li负阳极和约0.3微米厚的Cu阳极集电器。最后，可以在电化学设备上施加约100微米厚的热压敏感性金属聚合物叠层，用于封装电化学设备，这样可以在环境条件下测试设备的电化学性能。
在一个示例性实施方式中，如上所述，干燥的直接辊涂或逆转辊涂的沉积层可能需要额外的在高达约1000℃的温度下进行的干燥、粘合、成形和/或结晶步骤，以最终形成阴极或复合阴极的结构。该方法是迅速且简单的，可以在不使用真空气相方法的情况下生产厚型阴极。此外，所得的阴极不象用真空气相沉积方法生产的阴极一样具有机械不稳定性。
依据本发明的示例性实施方式，如Brown在英国专利第947518号中所述的，可以通过刮涂技术在基板上沉积厚阴极，该专利文献的全部内容通过参考结合于此。该沉积方法与铺展黄油相似。因此，例如，将细刀片切入一些由电化学活性材料(前体或最终形式)与溶剂、粘合剂和潜在的导电增强材料混合形成的阴极材料糊液中，然后将阴极材料糊液以一定的厚度直接铺展到基板上。根据阴极材料糊液的配方，可能如上所述需要额外的在高达约1000℃的温度下进行的干燥、粘合、成形和/或结晶步骤，以用于形成最终的阴极或复合阴极。该方法是迅速且简单的，可以在不使用真空气相方法的情况下生产厚型阴极。此外，所得的阴极不象用真空气相沉积方法生产的阴极一样具有机械不稳定性。
在薄膜涂料工业中使用了旋涂，该操作使用许多众所周知的制造商提供的各种标准旋涂机进行，例如，日本专利第1320728号中揭示的日立公司(Hitachi)提供的旋涂机，该专利文献的全部内容通过参考结合于此。使用旋涂技术，将阴极粉末悬浮或分散在低沸点(高挥发性)溶剂中，这些溶剂例如是水、低分子量醇、低分子量醚、低分子量酮、低分子量酯、低分子量烃等。然后可使悬浮液掉落到快速旋转(通常约1000-3000rpm)的基板上，由于施加在液滴上的高离心力迅速地在基板上铺展为薄膜。因此每单位面积的物质质量或体积量极低，薄膜中的挥发性溶剂迅速蒸发，留下溶质或悬浮的或分散的物质沉淀在基板上。旋涂方法可以多次重复，以增加给定膜的厚度。为了进一步促进溶剂的蒸发和溶质或悬浮的或分散的物质的沉淀，旋转的基板可以进行加热。或者，用于旋涂的悬浮液还可以含有粘合剂材料或粘合剂前体材料，以及导电增强材料。所有这些材料都不会也不需要在旋涂过程中蒸发，无论旋涂是在环境条件下还是在如上所述的升温和/或真空条件下进行。根据旋涂悬浮液的配方，可能如上所述需要额外的在高达约1000℃的温度下进行的干燥、粘合、成形和/或结晶步骤，以用于形成最终的阴极或复合阴极。
依据本发明的示例性实施方式，如Kanamura等在3 Electrochem.SolidState Letters 259-62(2000)或Lusk在英国专利第1298746号中所讨论的，使用电泳沉积形成非气相LiCoO2阴极膜，这些专利文献的全部内容通过参考结合于此。例如，微米尺寸的完全结晶的LiCoO2颗粒可以悬浮在丙酮、异丙醇和/或碘的溶液中，并且可以在不锈钢基板上电泳沉积例如约9微米厚的完全结晶的LiCoO2阴极膜，而没有任何柱状结构。该工艺过程可以在室温下、在小于约120伏的直流电下、在约30分钟内进行。
图5显示了通过电泳沉积方法沉积的示例性正阴极膜的电子扫描摄像的截面图。图中显示的膜的潜在碘杂质浓度低于使用的能量分散x射线光谱法的检测限(＜1重量％)。还可以通过例如在由约200毫升丙酮、约23毫克I2、约38毫克碳黑和约53毫克聚(四氟乙烯)(PTFE)组成的悬浮有约1克完全结晶的LiCoO2颗粒粉末的溶液中使用电泳沉积制造具有较薄LiCoO2复合阴极的电化学电池。在这种实施方式中，可以对此电泳沉积施加50伏DC的驱动电压，施加时间例如约为30秒。在此之后，如此沉积的LiCoO2复合膜可以在约377℃的空气中退火约4小时，以提高对导电基板的粘附性。然后，可以通过以下操作完成电化学设备的制造：使用RF磁控溅射机在LiCoO2复合阴极上沉积约2微米厚的LiPON电解质，然后通过电子束蒸发制备约0.3微米厚的Cu阳极集电器膜，然后通过热(电阻)真空沉积方法沉积约3微米厚的金属Li阳极。这种电化学设备的电流-放电电压性能示于图6中，而其电化学循环稳定性示于图7中。根据电泳悬浮液的配方，可能如上所述需要额外的在高达约1000℃的温度下进行的干燥、粘合、成形和/或结晶步骤，以用于形成最终的阴极或复合阴极。
依据示例性实施方式，可以使用溶胶-凝胶方法沉积厚型阴极。在此实施方式中，例如，要沉积的氧化性阴极膜材料以前体状态提供，例如是用抗衡阴离子或螯合物进行电平衡的锂离子和钴离子的含水或含醇的溶胶或凝胶。这些抗衡阴离子或螯合物可包括例如硝酸根、乙醇酸根、氢氧根、柠檬酸、羧酸根、草酸根、乙醇化物(alcoholate)或乙酰丙酮根。这类制剂可以浸涂或喷涂到基板上，然后在升高的温度下干燥较长的时间，例如小于2天的时间。另外，这样制得的膜可以进行高温热解，从而使抗衡阴离子或螯合物定量地转化为纯氧化物。该方法的讨论见Bernd J.Neudecker的博士论文，Stuttgart，德国(1994)；Plichta等，刊于139 J.Electrochem.Soc.1509-13(1992)；和Nazri，美国专利第5,604,057号。或者，溶胶-凝胶还可含有粘合剂材料或粘合剂前体材料，以及导电增强材料。所有这些添加剂不会也不需要在干燥过程中蒸发，无论干燥过程是在环境条件下，还是如上所述在升高的温度下和/或真空下进行。根据这些溶胶-凝胶的配方，可能如上所述需要额外的在高达约1000℃的温度下进行的干燥、粘合、成形和/或结晶步骤，以用于形成最终的阴极或复合阴极。
在本发明的一个示例性实施方式中，可以使用喷墨印刷方法沉积厚型阴极。喷墨印刷氧化物膜电极的讨论见Watanabe Kyoichi等在JP 2005011656，Speakman在美国专利第6,713,389号和Hopkins等在美国专利第6,780,208号中的描述，这些文献的全部内容通过参考结合于此。在本发明的一个实施方式中，可以将完全结晶的LiCoO2粉末研磨至平均粒度约为0.55微米，然后分散在约0.05％体积异辛醇、约5体积％异丙醇、约10体积％乙二醇单丁醚和约10体积％乙二醇的水溶液中。然后，可对该溶液超声处理约1小时，形成合适的喷墨印刷溶液。然后可通过印刷头和湿陶瓷(如约250微米厚的Al2O3薄片)和不锈钢基板孔(well)沉积LiCoO2膜，如约50微米的箔。在印刷之后，这样沉积的LiCoO2膜可以在约200℃的空气中干燥约2小时，以驱除过量的溶剂，提高LiCoO2膜对基板的粘附性。通过印刷头在相同基板区域上通过10次可以获得约15微米厚度的干燥LiCoO2膜。这种LiCoO2膜的截面扫描电子显微图示于图8中。或者，喷墨印刷溶液或悬浮液可含有粘合剂材料、粘合剂前体材料和/或导电增强材料。如果使用这些材料，则这些材料中的每一种都不会也不需要在干燥过程中蒸发，无论干燥过程是在环境条件下，还是在如上所述的升温和/或真空情况下进行。根据这些喷墨印刷溶液或悬浮液的配方，可能如上所述需要额外的在高达约1000℃的温度下进行的干燥、粘合、成形和/或结晶步骤，以用于形成最终的阴极或复合阴极。
依据示例性实施方式，可以在通过非气相沉积方法制备的阴极上涂布例如惰性的金属导电层，例如金，所述阴极可以处于已经完成或未完成的状态。然后，已经完成或未完成的阴极和惰性金属导电涂层可以例如一起加热以进一步干燥、粘合、成形和/或结晶，在此过程中，惰性金属导电涂层可以充分地吸收到阴极的孔洞、空穴和隙缝中，从而提高阴极的导电性。
可以使用各种方法沉积上述示例性实施方式中的阳极。例如，可以使用真空气相生长方法或非气相生长方法如喷墨印刷或浸涂方法来沉积阳极材料。
本发明的示例性实施方式包括通过真空气相生长方法沉积负阳极材料。用于负阳极的典型的真空气相生长方法包括但不限于反应性或非反应性RF磁控溅射、反应性或非反应性DC二极管溅射、反应性或非反应性热(电阻)蒸发、反应性或非反应性电子束蒸发、离子束辅助沉积或等离子体增强化学气相沉积等。负阳极可以是例如金属锂、锂合金、或能与锂形成固溶体或化学化合物的金属。
其它示例性实施方式可包括用于沉积负阳极的非气相生长方法。例如，喷墨印刷金属锂粉末混合物之类的非气相生长方法可用于沉积负阳极。这些方法的描述见Nelson等的美国专利公开第2005/0239917号。同样，例如，可以在保护气氛下，简单地将样品浸渍到熔融的锂中，使样品上形成的膜冷却，固化。类似地，可以通过以下步骤制备锂离子阳极如金属锡：在空气气氛下将样品浸渍到熔融的锡中，或者将熔化的或热的锡转移到例如棒的平坦面上，然后将锡压涂到样品上。
通过溶胶-凝胶途径的浸涂技术可以类似地用于沉积负阳极材料，例如Patrusheva等在RU专利第2241281C2中所描述的，该专利文献的全部内容通过参考结合于此。例如，使用由合适的醇盐的阴离子制剂得到的SnO2基锂离子阳极，例如Toki Motoyuki在美国专利第6,235,260号中所描述的，该专利文献的全部内容通过参考结合于此。
图9显示了依据本发明的实施方式，在没有基板的情况下制造的示例性混杂薄膜电化学设备。该设备类似于图2所示的设备，但是没有基板。该设备是使用可用作例如集电器和电终端的薄金属层300进行空间终止。除了该薄金属层300外，图9所示的设备包括至少一个阴极310、电解质320和阳极330。
上述实施方式可使用封装层350进行封装，所述封装层350选自真空气相生长的薄膜封装层、加压-加热层叠的保护性聚合物复合层(例如Snyder等在美国专利第6,916,679号中所述的)、加压-加热层叠的涂布了压热敏感性粘合剂表面的金属箔、和金属罐装。
阳极集电器340(例如Zr)可以位于电解质320、阳极330和封装层350之间。此外，可以在阳极集电器340和下层的湿敏性电解质320之间设置防湿层，以进行保护避免之后的环境影响。具有防湿性质的材料可选自：a)金属、半金属、合金、硼化物、碳化物、金刚石、金刚石类碳、硅化物、氮化物、磷化物、氧化物、氟化物、氯化物、溴化物、碘化物；b)任何由硼化物、碳化物、硅化物、氮化物、磷化物、氧化物、氟化物、氯化物、溴化物和碘化物组成的多元化合物(multinary compound)；或c)高温稳定的有机聚合物和高温稳定的硅酮。该防湿层例如可包含ZrO2或ZrN，可以是根据其氧化物或氮化物含量分梯度的阳极集电器340的一部分，从而在接近电解质的界面处实现ZrO2或ZrN的化学计量比。
图10显示了具有多层薄膜封装材料的电化学设备的实施方式。多层薄膜封装层400可由例如多个强金属吸气层410与无定形或玻璃状的其氧化物或氮化物层420交替设置而形成。强金属吸气层410根据它们对H2O和O2的优越的吸收能力，用于保护设备避免受到水分和氧气的影响。强金属吸气层可例如由Zr、Y、Ti、Cr、Al或它们的任意合金组成。玻璃状或无定形层420可以是用于吸气层中的一种或多种金属的氧化物或氮化物，例如ZrO2、ZrN、Y2O3、YN、TiO2、TiN、Cr2O3、CrN、Al2O3、AlN或它们的任何多元素化合物。基本上不含颗粒边界的机械致密的玻璃状或无定形层可以例如有效地阻断任何水分或氧气扩散通过所述氧化物或氮化物。因此，多层薄膜封装层可有效地保护底下的空气敏感性金属阳极。
在另一个示例性实施方式中，例如，多层薄膜封装层由无机高温稳定或弹性材料组成。与在其封装层中使用聚合物组分的电化学设备相比，使用这种封装层可以提高电化学设备的高温稳定性，封装层中使用聚合物组分的情况例如Snyder等在美国专利第6,916,679号中描述的加压-加热层压封装中的情况。
无机高温稳定或弹性材料的另一个示例性实施方式可包括包含真空气相沉积的交替层的多层薄膜封装层。例如，薄膜封装层可以包括30个交替的1000厚度的以序列ZrO2/Zr/ZrO2/Zr/...或ZrN/Zr/ZrN/Zr/...排列的层，但是应理解可以使用不同尺寸的厚度、周期和材料。例如，这些交替层可以在从环境压力开始抽气至低压的真空室中以小于约100℃的基板温度进行沉积。这种示例性30层的多层薄膜封装层可例如仅有约3微米厚，并且对于约300℃以上的温度具有高温稳定性。
如本领域技术人员意识到的，与使用加压-加热层压封装层的电化学设备相比，这种薄膜封装层极薄的厚度直接提高了给定电化学设备的每单位体积的能量、容量和功率(体积能量、体积容量和体积功率)，所述加压-加热层压封装层通常比本发明的约3微米厚的薄膜封装层厚至少1个数量级。例如，对于总封装厚度为150微米的给定电化学设备，其包括例如10微米厚度的实际电化学电池、例如35微米厚度的基板和例如100微米厚度的加压加热叠层，当用例如厚度为3微米的薄膜封装层替代该封装层，使电化学设备的总厚度为48微米时，能量、容量和功率的体积数值可以增加三倍，
图11显示了依据本发明的示例性实施方式的电化学设备。除了导电基板500、正阴极510、电解质膜520、负阳极530、阳极集电器540和电绝缘层550外，该实施方式包括封装层570。该封装层可以是例如上述图10所示的多层封装层。在封装层570和阳极530之间可以设置例如第二LiPON层560。可以在包括金属锂的阳极530上制造封装层570。阳极530材料的柔软性可能导致封装层570由于软质阳极530提供的机械薄弱基础和/或阳极530和封装层570的界面处的应力不平衡而产生裂纹。一旦开裂，封装层570可能导致敏感的阳极530暴露于环境中，从而破坏阳极。例如使用玻璃状LiPON(或衍生物)调节层560，可以从机械上稳定软质阳极表面，同时对其进行化学包封。
在图11中，与电解质520、基板500(在某些实施方式中是阴极集电器)、阳极530、阳极集电器540、电绝缘层550、调节LiPON层560和薄膜封装层570的相对尺寸相比，阴极510比较厚。
下方的LiPON电解质层520和上方的LiPON调节层560限定了置于它们之间的阳极530，同时不仅在机械上而且也在化学上保护了阳极530。在这种构造中，在加热到约181℃的熔点以上时，金属阳极530(例如金属锂)熔化。由于其空间限制、化学保护和在锂熔点以上对LiPON的惰性，则金属锂阳极530保持固定在所在位置，并且保持完整作为所述电化学设备内的负阳极材料。该工程设计还可以使所述电化学设备能够用于焊接回流工艺或倒装晶片工艺。
有许多材料可用作阳极，例如铜锂合金或固溶体，例如LixCu、LixZr、LixV、LixW、LixBe、LixBeyCu等。本领域技术人员将认识到可用于阳极的这些和其它材料。与软金属锂相比，这些锂的合金或固溶体可赋予更强的机械性质，因此可以直接沉积多层薄膜封装层570，而不需要使用上述位于软质负金属阳极503和多层薄膜封装层570之间的LiPON调节层560。在这种情况中，LiPON调节层560可能是多余的。
在图11所示的示例性实施方式中，可以通过例如以下步骤制造电化学设备：在厚度为25微米的25.4毫米×25.4毫米的大的铝基板(500)上涂布80微米×3.3厘米2的大的LiCoO2复合正阴极(510)，该阴极包含62体积％的LiCoO2粉末，其余的体积余量是聚合物粘合剂和导电碳黑粉末，然后再涂布1.5微米的固态LiPON电解质薄膜(520)，10微米厚的金属锂负阳极(530)，0.5微米厚的镍阳极集电器(540)、0.5微米厚的ZrO2电绝缘层(550)、0.5微米厚的LiPON调节层(560)和3微米厚的多层薄膜封装层(570)，该封装层由15个1000厚的Zr/1000厚的ZrO2双叠层(bi-stacks)组成。在此实施例中，电化学设备截面最厚处的厚度为120微米，在平均电压为4.0伏的4.2-3.0伏电压范围内提供10mAh的连续容量，因而完全封装的电化学设备的体积能量为520Wh/升。当使用10微米而不是25微米厚的铝基板时，该设备的体积能量从520Wh/升增加到590Wh/升。
在另一个示例性实施方式中，可以包括阻挡层。该阻挡层可以沉积在基板(例如金属箔基板)上，其中阻挡层在化学意义上将电池组部分(即电化学活性电池)与电化学设备的基板部分隔开。阻挡层可以在电池组制造及电池组运行和储存过程中，防止任何污染物从基板扩散进入电池组中，并且可以例如阻挡离子从电池组中逃逸，扩散进入基板中。可能适合用于阻挡层的某些材料包括弱离子传导材料，例如硼化物、碳化物、金刚石、金刚石类碳、硅化物、氮化物、磷化物、氧化物、氟化物、氯化物、溴化物、碘化物和它们的任何多元化合物。在这些化合物中，电绝缘材料可进一步防止基板和电池组层之间发生任何可能的反应。例如，如果可能的化学反应包括离子和电子的扩散，则绝缘阻挡层将提供阻断电子的途径，从而防止任何此类化学反应。但是，阻挡层也可包括导电材料，只要它们不传导任何基板或电池组层材料的离子即可。例如，ZrN是防止离子传导的有效的导电层。在一些情况中，根据在电池组制造过程中的退火温度和使用的基板材料，金属、合金和/或半金属可用作足够的阻挡层。扩散阻挡层可以例如是单相或多相的、晶体、玻璃状、无定形或它们的任意混合物，但是在某些应用中优选使用玻璃状和无定形结构，这是因为这些结构没有颗粒边界，这些颗粒界面原本是不希望发生的离子和电子传导增强的位置。
如图10和11所示的薄膜封装层可以例如遮盖整个设备。因此，例如，可以使用挠性封装层，以允许设备膨胀和收缩。上述玻璃-金属多层封装层具有合适的挠性性质，该性质可以通过例如改变溅射机的沉积参数进而改变玻璃和/或金属的密度来进行调节。另一种调节薄膜封装层的组分进而调节薄膜封装层本身的机械性质的方法可包括改变薄膜封装层的一种或多种组分的化学计量比。例如，可以将ZrN更换为Zr2N，相当于剥夺该层氮化物的特定组成。或者，可以改变叠层中的金属。例如，不使用Zr、ZrN、Zr、ZrN叠层，而是制造由Zr、AlN、Cr、TiN组成的多层薄膜封装层。
以上一些实施方式讨论了廉价且可靠的厚型正阴极。该厚型正阴极还可与薄电解质、薄阳极和薄封装层配套使用，从而最大程度地增加了所得电化学设备的容量、能量和功率的体积密度。
图12显示了本发明的另一个实施方式，该实施方式说明了图2所示的电化学设备的另一种构造形式，称为反转薄膜电池组构造。负阳极610选自与图2中所述相同的材料，并根据图2所述相同的方法制造，当负阳极直接沉积在基板600(例如，Cu箔)上时，因而基板是导电且对阳极610呈化学惰性的。在此特定的构造中，基板还用作电池组的阳极集电器和负终端。如果基板600是电绝缘的，则可以在所述基板600和负阳极610之间设置由例如Cu或Ni组成的额外的阳极集电器(未示出)。例如，可通过将阳极集电器延伸到封装层650的边缘之外或者在基板600中提供开口来实现到达该阳极集电器的电接触。然后，可用导电材料(例如Cu糊料)以某种方式填充基板中的开口，使得该导电材料与阳极集电器电接触。使用与图2中电解质相同的材料和方法，将电解质620沉积在阳极610上。使用与图2中正阴极相同的材料和方法，将正阴极630沉积在电解质620上。为了实现到达正阴极630的电接触，在正阴极630上制造阴极集电器640(例如Al或Au)。如果在电化学设备上使用封装层650，则可以在封装层650中设置开口660，从而实现到达正阴极630的电接触。
类似地，可以使用图11所描述的元件、材料和方法，以反转薄膜电池组构造制造电化学设备。这种电化学设备例如示于图13中。首先，将负阳极710直接沉积在化学惰性基板700上。为了避免电化学设备短路，可以制造电绝缘层750，该电绝缘层可以部分地涂布了电解质720，可完全遮盖阳极710。在沉积电解质720后，可以沉积正阴极730，然后沉积阴极集电器740。为了在电化学设备制造工序中在已存在的层上使用薄膜封装层770，可以例如将机械和化学调节层760主要施加在由阴极限定的电化学设备的电池组部分的区域上。本领域技术人员将意识到本发明覆盖其它的反转构造，这些其它构造可通过将上述非反转电池组的组成部件组合得到。
在另一个实施方式中，如2005年8月23日提交的题为“具有受阻挡层保护的基板的电化学设备(Electrochemical Apparatus with Barrier Layer ProtectedSubstrate)”的美国专利申请序列第11/209,536号所述，在电化学设备的基板和电池组部分之间制造阻挡层，该专利文献的全部内容通过参考结合于此。根据阻挡层的材料和构造，可以在阻挡层上制造一个或多个额外的集电器，由此改善与正阴极、负阳极、或正阴极和负阳极这两者的电接触。
上述实施方式仅仅是示例性的。本领域技术人员可以认识到文中具体描述的实施方式的变化形式，它们旨在落在本发明的范围内。这样，本发明仅仅由所附权利要求限定。因此，本发明旨在覆盖所述内容的修改，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范围内。此外，依据本发明的关于电化学设备的形成或性能的具体解释或理论仅仅是解释性的，不考虑限定本发明揭示内容或权利要求的范围。

Claims (86)

1.一种电化学设备，其包括：
厚度大于0.5微米且小于200微米的非气相沉积的正阴极；
涂布在所述正阴极上的惰性的金属导电层；
厚度小于10微米的气相沉积在所述惰性的金属导电层之上的电解质；
厚度小于30微米的直接位于所述电解质上的负阳极。
2.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，还包括基板。
3.如权利要求2所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极与所述基板相邻。
4.如权利要求2所述的电化学设备，其特征在于，所述基板的厚度最大为50微米。
5.如权利要求2所述的电化学设备，其特征在于，所述基板的厚度最大为10微米。
6.如权利要求2所述的电化学设备，其特征在于，所述基板选自铝和铝合金。
7.如权利要求2所述的电化学设备，其特征在于，所述基板包括集电器。
8.如权利要求2所述的电化学设备，其特征在于，还包括在所述基板上的阻挡层。
9.如权利要求8所述的电化学设备，其特征在于，所述阻挡层适合于防止电子在所述基板与所述阳极或阴极之间迁移。
10.如权利要求8所述的电化学设备，其特征在于，所述阻挡层适合于防止离子在所述基板与所述阳极或阴极之间迁移。
11.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，还包括集电器。
12.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极的厚度大于5微米且小于100微米。
13.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极的厚度大于30微米且小于80微米。
14.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述电解质是薄膜电解质。
15.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是通过浆液涂布阴极粉末材料、粘合剂材料和导电增强材料而沉积的。
16.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是使用迈耶棒涂布技术沉积的。
17.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是使用直接辊涂技术沉积的。
18.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是使用逆转辊涂技术沉积的。
19.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是使用刮涂技术沉积的。
20.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是通过旋涂沉积的。
21.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是通过电泳沉积技术沉积的。
22.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是通过喷墨印刷法沉积的。
23.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极具有孔洞、空穴或隙缝，并且所述阴极充分吸收了所述惰性的金属导电层。
24.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极包含LiCoO2或其衍生物。
25.如权利要求24所述的电化学设备，其特征在于，所述LiCoO2或其衍生物掺杂了选自元素周期表第1-17族的元素。
26.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极包含选自以下的材料：LiCoO2、LiMn2O4、LiMnO2、LiNiO2、LiFePO4、LiVO2和它们的任意混合物。
27.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极形成具有多个纵向结构的结构。
28.如权利要求27所述的电化学设备，其特征在于，所述多个纵向结构使用机械方法形成。
29.如权利要求27所述的电化学设备，其特征在于，所述纵向结构的高度小于阴极材料的最大厚度。
30.如权利要求27所述的电化学设备，其特征在于，所述多个纵向结构的设置可以减小所述阴极内任何体积元件和与所述阴极相对的所述电解质层的最接近体积元件之间的平均距离。
31.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是还包含至少一种含碳材料的复合阴极。
32.如权利要求31所述的电化学设备，其特征在于，所述复合阴极具有包括多个纵向结构的形状。
33.如权利要求32所述的电化学设备，其特征在于，所述多个纵向结构的设置可以减小所述阴极内任何体积元件和与所述阴极相对的所述电解质层的最接近体积元件之间的平均距离。
34.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述电解质包含锂磷氧氮化物(LiPON)。
35.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述阳极选自锂、锂合金、可与锂形成固溶体或化学化合物的金属、和可用作负阳极的任何锂离子化合物。
36.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，还包括通过选自以下的封装方法形成的封装层：真空气相生长的薄膜封装法、保护性聚合物复合结构的加压-加热层叠法、涂布了压热敏感性粘合剂表面的金属箔的加压-加热层叠法、和金属罐装法。
37.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，还包括通过真空气相方法生长的封装层。
38.如权利要求37所述的电化学设备，其特征在于，所述封装层由无机化合物和金属的多层堆叠结构构成。
39.如权利要求37所述的电化学设备，其特征在于，所述封装层的厚度小于10微米。
40.如权利要求37所述的电化学设备，其特征在于，所述封装层通过在该封装层与负阳极之间的调节层而与该负阳极隔开。
41.如权利要求40所述的电化学设备，其特征在于，所述调节层包含LiPON。
42.如权利要求40所述的电化学设备，其特征在于，所述调节层由LiPON组成。
43.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，还包括阳极集电器。
44.如权利要求43所述的电化学设备，其特征在于，在所述阳极集电器和所述电解质之间有防湿层。
45.如权利要求44所述的电化学设备，其特征在于，所述防湿层包含具有防湿性质的材料，其选自金属、半金属、合金、硼化物、碳化物、金刚石、金刚石类碳、硅化物、氮化物、磷化物、氧化物、氟化物、氯化物、溴化物和碘化物。
46.如权利要求44所述的电化学设备，其特征在于，所述防湿层包含具有防湿性质的材料，其选自由硼化物、碳化物、硅化物、氮化物、磷化物、氧化物、氟化物、氯化物、溴化物和碘化物组成的任何多元化合物。
47.如权利要求44所述的电化学设备，其特征在于，所述防湿层包含具有防湿性质的材料，其选自高温稳定的有机聚合物和高温稳定的硅酮。
48.一种电化学设备，其包括：
非气相沉积的阴极；
涂布在所述阴极上的惰性的金属导电层；
阳极；和
厚度小于10微米的气相沉积在所述惰性的金属导电层上的电解质。
49.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极的厚度大于0.5微米且小于200微米。
50.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极的厚度大于10微米且小于100微米。
51.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极的厚度大于30微米且小于80微米。
52.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阳极的厚度小于30微米。
53.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，还包括基板。
54.如权利要求53所述的电化学设备，其特征在于，所述基板的厚度最大为50微米。
55.如权利要求53所述的电化学设备，其特征在于，所述基板的厚度最大为10微米。
56.如权利要求53所述的电化学设备，其特征在于，所述基板选自铝和铝合金。
57.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述电解质是薄膜电解质。
58.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是通过浆液涂布阴极粉末材料、粘合剂、含碳材料、碳类材料和电子增强剂而沉积的。
59.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是使用迈耶棒涂布技术沉积的。
60.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是使用直接辊涂技术沉积的。
61.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是使用逆转辊涂技术沉积的。
62.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是使用刮涂技术沉积的。
63.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是通过旋涂沉积的。
64.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是通过电泳沉积技术沉积的。
65.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是通过喷墨印刷法沉积的。
66.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极充分吸收了所述惰性的金属导电层。
67.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极包含LiCoO2。
68.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极包含选自以下的材料：LiCoO2、LiMn2O4、LiMnO2、LiNiO2、LiFePO4、LiVO2和它们的任何混合物。
69.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极通过机械方法形成具有多个较小的纵向结构的结构。
70.如权利要求69所述的电化学设备，其特征在于，所述多个较小的纵向结构减小了所述阴极内任何体积元件和与所述阴极相对的所述电解质层的最接近体积元件之间的平均距离。
71.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阴极是还包含至少一种含碳材料的复合阴极。
72.如权利要求71所述的电化学设备，其特征在于，所述复合阴极包括多个纵向结构。
73.如权利要求72所述的电化学设备，其特征在于，所述多个纵向结构减小了所述阴极内任何体积元件和与所述阴极相对的所述电解质层的最接近体积元件之间的平均距离。
74.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述电解质包含锂磷氧氮化物(LiPON)。
75.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述阳极选自锂、锂合金、可与锂形成固溶体或化学化合物的金属、和可用作负阳极的任何锂离子化合物。
76.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述电化学设备用选自以下的封装层进行封装：真空气相生长的薄膜封装层、加压-加热层叠的保护性聚合物复合层、加压-加热层叠的涂布了压热敏感性粘合剂表面的金属箔、和金属罐装。
77.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，所述电化学设备用通过真空气相方法生长的封装层进行封装。
78.如权利要求77所述的电化学设备，其特征在于，所述封装层由无机化合物和金属的多层堆叠结构构成。
79.如权利要求77所述的电化学设备，其特征在于，所述封装层的厚度小于10微米。
80.如权利要求77所述的电化学设备，其特征在于，所述封装层通过在该封装层与负阳极之间的调节层而与该负阳极隔开。
81.如权利要求80所述的电化学设备，其特征在于，所述调节层包含LiPON。
82.如权利要求80所述的电化学设备，其特征在于，所述调节层由LiPON组成。
83.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，还包括阴极集电器。
84.如权利要求48所述的电化学设备，其特征在于，还包括阳极集电器。
85.如权利要求84所述的电化学设备，其特征在于，所述阳极集电器至少部分地被防湿层覆盖。
86.如权利要求85所述的电化学设备，其特征在于，所述防湿层包含ZrO2。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11967694B2 (en) 2018-05-07 2024-04-23 I-Ten Porous electrodes for electrochemical devices

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2229706B1 (en) * 2008-01-11 2014-12-24 Infinite Power Solutions, Inc. Thin film encapsulation for thin film batteries and other devices
KR101494435B1 (ko) * 2008-01-15 2015-02-23 삼성전자주식회사 전극, 리튬 전지, 전극 제조 방법 및 전극 코팅용 조성물
CN105206791A (zh) * 2008-11-07 2015-12-30 Sakti3有限公司 一体式结构中的多个电化学和聚能组件的制造方法和结构
JP5704726B2 (ja) * 2009-08-07 2015-04-22 エリコン アドバンスド テクノロジーズ アーゲー 全て固体の電気化学二重層スーパーキャパシタ
FR2951876B1 (fr) 2009-10-26 2012-02-03 Commissariat Energie Atomique Micro-batterie au lithium munie d'une couche d'encapsulation conductrice electroniquement
JP2014500597A (ja) * 2010-12-05 2014-01-09 ラモット アット テル アビブ ユニバーシティ， リミテッド 薄膜バッテリの電気泳動堆積
FR2982084B1 (fr) * 2011-11-02 2013-11-22 Fabien Gaben Procede de fabrication d'electrodes de batteries entierement solides
FR2981952B1 (fr) 2011-11-02 2015-01-02 Fabien Gaben Procede de realisation de couches minces denses par electrophorese
FR2982086B1 (fr) 2011-11-02 2013-11-22 Fabien Gaben Procede de fabrication de micro-batteries en couches minces a ions de lithium, et micro-batteries obtenues par ce procede
FR2982082B1 (fr) 2011-11-02 2013-11-22 Fabien Gaben Procede de fabrication de batteries en couches minces entierement solides
FR3000616B1 (fr) * 2012-12-31 2015-01-02 I Ten Procede de fabrication de batteries tout solide en structure multicouches
JP6549041B2 (ja) 2014-01-24 2019-07-24 日本碍子株式会社 全固体電池の使用
EP2993587B1 (en) 2014-05-07 2017-02-22 NGK Insulators, Ltd. Backup system for volatile memory using all-solid-state battery
US9627709B2 (en) 2014-10-15 2017-04-18 Sakti3, Inc. Amorphous cathode material for battery device
WO2016092888A1 (ja) 2014-12-09 2016-06-16 日本碍子株式会社 折り曲げ可能な電池モジュール
JP6761992B2 (ja) * 2015-12-11 2020-09-30 国立大学法人豊橋技術科学大学 電極及びその製造方法並びに全固体型リチウムイオン電池
JP6943873B2 (ja) 2016-11-11 2021-10-06 日本碍子株式会社 Ｉｃ用電源及びそれを備えた各種ｉｃ製品、ｉｃへの電力供給方法、並びにｉｃの駆動方法
WO2018212567A1 (ko) 2017-05-15 2018-11-22 주식회사 엘지화학 전고체 전지용 전극 및 이를 제조하는 방법
KR102470105B1 (ko) 2017-08-14 2022-11-22 티니카, 엘엘씨 고체상 박막 하이브리드 전기 화학 전지
EP3818016A4 (en) 2018-07-03 2022-03-16 3dbatteries Ltd. DE FLOCKING AGENT AS A SLURRY AND EPD BATH STABILIZER AND USES THEREOF
JP7008618B2 (ja) * 2018-08-28 2022-01-25 ミネベアミツミ株式会社 電池パック
CN109148826B (zh) * 2018-09-12 2021-05-25 桑德新能源技术开发有限公司 一种负极及其制备方法、锂电池
CN111312994A (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 深圳先进技术研究院 复合负极片及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5569520A (en) * 1994-01-12 1996-10-29 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Rechargeable lithium battery for use in applications requiring a low to high power output
US5612153A (en) * 1995-04-13 1997-03-18 Valence Technology, Inc. Battery mask from radiation curable and thermoplastic materials
CN1168742A (zh) * 1994-10-27 1997-12-24 富士胶片公司 非水蓄电池和其制备方法
US6168884B1 (en) * 1999-04-02 2001-01-02 Lockheed Martin Energy Research Corporation Battery with an in-situ activation plated lithium anode
US6664006B1 (en) * 1999-09-02 2003-12-16 Lithium Power Technologies, Inc. All-solid-state electrochemical device and method of manufacturing

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0927343A (ja) * 1995-07-10 1997-01-28 Hitachi Ltd 非水系二次電池及び該電池の作製法
US5741406A (en) 1996-04-02 1998-04-21 Northerwestern University Solid oxide fuel cells having dense yttria-stabilized zirconia electrolyte films and method of depositing electrolyte films
JPWO2002065573A1 (ja) * 2001-02-15 2004-06-17 松下電器産業株式会社 固体電解質電池およびその製造方法
JP2002373707A (ja) * 2001-06-14 2002-12-26 Nec Corp リチウム二次電池及びリチウム二次電池の製造方法
JP4183401B2 (ja) * 2001-06-28 2008-11-19 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用電極の製造方法及びリチウム二次電池
WO2003012908A2 (en) * 2001-07-27 2003-02-13 Massachusetts Institute Of Technology Battery structures, self-organizing structures and related methods
US20040048157A1 (en) 2002-09-11 2004-03-11 Neudecker Bernd J. Lithium vanadium oxide thin-film battery
JP2004179158A (ja) * 2002-11-12 2004-06-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウムイオン伝導体および全固体リチウムイオン二次電池
JP4777593B2 (ja) * 2002-11-29 2011-09-21 株式会社オハラ リチウムイオン二次電池の製造方法
JP3677509B2 (ja) * 2003-06-27 2005-08-03 松下電器産業株式会社 固体電解質およびそれを用いた全固体電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5569520A (en) * 1994-01-12 1996-10-29 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Rechargeable lithium battery for use in applications requiring a low to high power output
CN1168742A (zh) * 1994-10-27 1997-12-24 富士胶片公司 非水蓄电池和其制备方法
US5612153A (en) * 1995-04-13 1997-03-18 Valence Technology, Inc. Battery mask from radiation curable and thermoplastic materials
US6168884B1 (en) * 1999-04-02 2001-01-02 Lockheed Martin Energy Research Corporation Battery with an in-situ activation plated lithium anode
US6664006B1 (en) * 1999-09-02 2003-12-16 Lithium Power Technologies, Inc. All-solid-state electrochemical device and method of manufacturing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11967694B2 (en) 2018-05-07 2024-04-23 I-Ten Porous electrodes for electrochemical devices

Also Published As

Publication number Publication date
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