CN102165627A

CN102165627A - 固态电池

Info

Publication number: CN102165627A
Application number: CN2009801379224A
Authority: CN
Inventors: 约翰·亨德里克·克洛特威克; 罗吉尔·亚德里亚内斯·汉瑞卡·尼尔森; 帕图斯·亨里克斯·劳伦提斯·诺托登; 耐恩克·维尔哈德; 威廉·弗雷德里克·亚德里亚内斯·贝什林
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-08-24
Also published as: EP2332199A1; WO2010035195A1; US20110183186A1

Abstract

本发明涉及一种制造具有高柔韧性的固态电池的方法。该方法包括以下步骤：在第一衬底层上形成电池单元(2)的配置，并在电池单元与第一衬底层之间提供阻挡层(5)；在电池单元的配置上未被第一衬底层覆盖的一侧，施加第二衬底层(13)；从阻挡层中完全去除第一衬底层；以及在阻挡层上施加第三衬底层(14)。本发明还涉及一种根据上述方法制造的固态电池以及包括所述固态电池的设备。

Description

固态电池

技术领域

本发明涉及固态电池，具体涉及柔韧的全固态电池。本发明还涉及固态电池以及包括固态电池的设备。

背景技术

目前，作为用于诸如可植入设备等小型电子应用的未来电源，全固态可充电电池被广泛研究。有越来越多的应用需要完全柔韧且尺寸小的电源。这在例如耳蜗或视网膜植入等活体内应用中是尤为必要且有利的。这是因为这种电池具有更高的安全性，不会放出任何液体或凝胶电解质。典型地，目前可用的电池配置包括金属阳极、溶剂增塑聚电解质、以及复合阴极。电极和电解质都是固态的。这种电池容易被小型化，并且将具有很长的工作周期，特别是这种电池的性能并不会随温度而发生显著改变。

基于固态电解质的电化学能量源是本领域公知的，基本上一般可以在硅或SOI晶片(SOI：绝缘体上硅)上加工这种固态电池。

关于这一点，参考文献WO 2005/027245 A2公开了一种电化学能量源、一种电子设备以及一种制造能量源的方法，其中所述能量源基本上包括：第一电极和第二电极；以及将第一电极和第二电极彼此分开的中间固态电解质。具体地，第一电极至少部分地是由上面沉积了固态电解质和第二电极的导电衬底形成的。固态电解质和第二电极被形成为衬底(第一电极)上的薄膜层。衬底上的配置是以图案的形式提供的，能量源的特定单元被配置在诸如腔体之类的相应中空部分中，多个单元相链接以形成整个电池。为了减小固态电池的层配置的厚度，可以去除衬底的一部分，以提高能量源的能量密度，其中衬底的该部分被支撑结构所支撑以固定化学能量源。为了执行对衬底的适配，可以应用“衬底转移技术”STT。

具体地，基于衬底转移技术将得到的电池配置转移到另一载体，使得可以去除原始硅衬底(硅载体)的一部分，而衬底的其余部分仍形成第一电极并稳定整个配置。

衬底转移技术提供了以下优点：在将电池转移到柔韧的衬底之前，完全地处理电池，包括所需的高温退火步骤。此外，通过使用衬底转移技术，可以改变各个层的化学兼容性所规定的一般在后来执行的沉积例程或沉积顺序(通常从高温到低温来执行处理)，从而提供足够的沉积自由度。

上述电池可以相应地形成轻量便携式电源系统，并且由于其薄膜结构还适于将能量存储装置嵌入结构材料中或要供电的设备的特定部件中或所述部件上。

以上结合参考文件而描述的固态电池包括根据预定图案在衬底上提供的电池单元配置，图案的特性、形状和尺寸是任意的。由这样的单元组成的电池可以根据电池尺寸及其充电状态而在相对较短的时间段内容易且快速地充电，并且还可以与能量采集设备相结合以提供小型不间断电源系统。当从充电和放电的角度来考虑固态电池时，要解决的一个主要问题是在电池的充电/放电期间所述多个层的膨胀/收缩。在平板电池中可以观察到这种情况，但这是允许的。然而如果考虑三维电池(3D电池)，则这将是导致电池寿命缩短的一个主要原因。衬底转移技术(STT)在一方面支持该问题的解决方案。

最近，许多公司和研究所在开发平板薄膜全固态电池。为了生产这样的电池，通常使用诸如硅、玻璃或云母(硅酸盐矿物组)之类的刚性厚衬底。为了扩大这些平板系统的可应用性，目前将薄膜固态电池沉积在厚的(在某种程度上)柔韧的衬底上，如，聚酰亚胺、Kapton、PEEK(聚酮，聚醚醚酮)、以及其他聚合物。结合这种技术，可以生产具有一定程度可弯性的薄膜电池。

未来的小型电子设备和应用将采用许多类型的(集成)电源。目前，正在开发三维(3D)集成全固态可充电电池。在参考文献WO 2005/027245 A2中也描述了全固态可充电薄膜Li离子电池的新概念(如，3D集成)。基于这种全固态电池的电源可以有利地用在许多应用中，从医学植入(大脑/神经/肌肉刺激、可植入施药)到(生物)传感器和自主设备(SAND模块)。然而，由于电池工作期间的层堆叠膨胀/收缩，在三维电池(3D电池)的工作(充电和放电)期间仍会出现可靠性问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造固态电池的改进方法以及可以以相对简单的方式来构造和制造的固态电池，同时可以实现固态电池工作期间的应力的减小。

根据本发明，通过如所附权利要求所述的一种制造固态电池的方法、一种固态电池、以及一种使用所述固态电池的设备，实现了这一目的。

根据本发明的第一方面，一种制造固态电池(电化学能量源)的方法包括以下步骤：在第一衬底层上形成电池单元的配置的至少一部分，并在电池单元与第一衬底层之间提供阻挡层；在电池单元的配置的所述至少一部分上未被第一衬底层覆盖的一侧，施加第二衬底层；从阻挡层中完全去除第一衬底层；以及在阻挡层上施加第三衬底层。

根据第二方面，本发明涉及一种固态电池，包括：电池单元的配置；下部衬底层，用于嵌入电池单元的配置；阻挡层，配置在所述下部衬底层与所述电池单元的配置之间；上部衬底层，覆盖电池单元的配置，其中上部衬底层和下部衬底层是弹性层。

根据第三方面，本发明还涉及一种设备，包括上述固态电池或者根据上述方法制造的固态电池。

根据本发明制造的并且基本上包括第一电极和第二电极以及在第一电极与第二电极之间的固态电解质的固态电池具有至少一个电池单元，优选地具有电池单元的配置(多个电池单元)，其中，在制造工艺的至少一部分期间，即，针对若干制造步骤，在硅衬底(第一衬底层)上形成所述至少一个电池单元(优选地，电池单元的配置)，硅衬底构成固态电池的载体。具体地，优选地根据预定的图案在第一衬底层上设置固态电池的特定电池单元，在电池单元与形成载体的硅衬底之间设置阻挡层。基于衬底转移技术(STT)，将一个衬底上实现的所生产的电池单元转移到另一衬底上。更详细地，在电池单元的与硅(第一)衬底侧相对的一侧，施加另一(不同的上部)衬底，此后(即，在将电池单元转移到该不同的上部衬底之后)完全去除硅衬底并且所述另一(上部)衬底)起到载体作用。

执行对硅(第一)衬底的完全去除，直到达到阻挡层，覆盖并从而在去除之前保护嵌入硅(第一)衬底中的特定电池单元。阻挡层支持对硅衬底的完全去除，这使得可以增加延展层，即，将硅衬底替换成另一层，所述另一层起到应力消除层的作用，以确保在固态电池的工作期间显著减小应力。

因此，由于第三层替换了硅衬底，因此可以施加另一柔韧的层，从而可以得到特别柔韧的可充电固态电池。

尽管在已知的制造工艺中，必须将SOI晶片用作加工固态电池尤其是三维电池(3D电池)的起始材料，这是很困难的，因为100μm的SOI不是非常常用的材料，所附权利要求中阐述的根据本发明的方法允许使用标准硅晶片作为起始材料。不必将特定类型的基本层或衬底用于起始材料，从而降低了制造工艺的复杂度和成本，这是因为可以在不降低最终得到的产品的质量和可靠性的前提下使用标准产品。

此外，在应用了与衬底转移技术有关的特定工艺步骤之后，可以容易地并且完全去除硅衬底，阻挡层支持这种去除，所述阻挡层是停止层，在电池单元的配置与硅衬底之间延伸。即，阻挡层(停止层)有益于硅衬底的完全去除。完全去除使得可以在此后沉积附加的层。这允许施加柔韧的层，所述柔韧的层可以在固态电池的工作(包括电池的充电和放电)期间补偿/吸收该电池的层的膨胀或收缩。此外，针对电池单元施加具有载体功能和保护功能的另外的优选地柔韧的层，在制造工艺方面以及在选择三维结构(3D结构)时，提供了附加的自由度。

因此，完全去除更刚性的硅层并施加另外的柔韧的层，可以得到超柔韧全固态电池，该超柔韧全固态电池具有高耐久性和更高性能以及更长的寿命，因此可以在非常特定的条件下实现多种其他应用。由于工作中的耐久性和可靠性，通过根据本发明的制造工艺而得到的电池非常适于医疗应用。

从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。

在根据本发明第一方面的方法中，提供了另一步骤：当在之前的步骤中尚未完成电池单元时，完成电池单元的配置的所述至少一部分。这允许在确定和执行根据本发明用于制造固态电池的各个步骤时获得高度的自由度。

电池单元的上表面上的第二层可以是弹性层，使得可以提高该薄膜固态电池的柔韧性。此外，电池单元可以被配置在腔体中，所述腔体形成在所述第一衬底上，阻挡层可以覆盖第一衬底的整个上表面。这使得降低了电池单元的多个层的配置的高度，阻挡层防止电池单元由于后续的制造步骤而受到任何损害。

第二(上部衬底)层可以是聚酰亚胺层，从而确保该层的所需柔韧性。该层起到新载体的作用。

在根据本发明的方法中，第三衬底层可以是用于减小电池单元的配置上的应力的弹性层。可以得到固态电池的非常柔韧的结构。

阻挡层可以由SiO₂和TiO₂中的至少一种形成，从而确保所需的电阻率和耐久性。可以通过蚀刻工艺从所述阻挡层去除所述第一衬底，这种方式得到阻挡层的支持并且使得刚性层去除。

可以在电池单元的配置的至少一部分上沉积中间介电层，第二衬底层可以设置在中间介电层上。中间介电层保护电池单元的层配置并且是非导电的。

在根据本发明第二方面的固态电池中，阻挡层可以由SiO₂和TiO₂中的至少一种形成，上部衬底层和下部衬底层中的至少一个可以是聚酰亚胺层。电池单元的配置中的每个电池单元都容纳在相应的腔体中，所述腔体设置在下部衬底层中。

根据本发明的第三方面的设备可以包括上述固态电池。该设备还可以包括根据上述方法而制造的固态电池。

通过以下附图和示例进一步阐述了本发明，然而以下附图和示例并不旨在限制本发明的范围。具体地，通过参考下述实施例，本发明的上述和其他方面将变得清楚并得以阐明。

附图说明

在以下附图中，

图1示出了嵌入第一衬底中的电池单元的配置，

图2示出了另外被第二衬底层覆盖的图1的电池单元，

图3示出了被第二衬底层覆盖并且去除了第一衬底层的电池单元，

图4示出了被第二衬底层覆盖并且现在嵌入到第三层中的电池单元，以及

图5示出了固态电池的制造过程的流程图。

具体实施方式

附图中，图1示出了固态电池1(电化学能量源)的配置，所述固态电池1包括形成在第一衬底层3上的多个电池单元2。第一衬底层3(在下文中称作第一衬底3)由硅载体形成，所述硅载体可以是标准硅晶片。该标准硅晶片可以用作固态电池1的制造工艺的起始材料。第一衬底构成了下部衬底(层)。

通过堆叠或沉积多个不同层来形成特定的电池单元2(在图1至4中示例了三个单元)，以得到所需的结构和相应的功能。

具体地，在形成第一(下部)衬底3的硅晶片上形成在凹陷部分或腔体4，以容纳相应电池单元2的至少一部分。在第一衬底3的这样构造的表面上，提供或沉积阻挡层5，作为第一衬底3上的第一附加层，所述第一附加层与第一衬底3的所构造的表面(即图1和图2中的上表面)完全匹配。

阻挡层可以形成在SiO₂和TiO₂上，并构成电池单元2与第一衬底3之间的持久且稳定的层。

因此，第一衬底3形成晶体硅衬底，所述晶体硅衬底对多个已知工艺开放，以在第一衬底3中得到不同的结构，从而得到预定的电气或化学特性以及表面结构。

形成设置在阻挡层5上的另一层，作为电流收集层6，所述电流收集层6符合特定电池单元2的凹陷部分的形状，并且可以在特定电池单元2之间中断。在每个电池单元2的至少一侧，电流收集层层6连接至第一接触部分7，以提供每个电池单元与外部的连接。

在载体5上延伸的电流收集层层6的至少一部分上设置阴极层8，所述阴极层形成每个电池单元2的阴极。每个电池单元2的阴极层8经由电流收集层层6和第一接触部分7连接至外部。

在分别为每个电池单元2提供的每个凹陷部分或腔体4中，提供阳极层9，从而形成每个电池单元2的阳极。阳极层连接至第二接触部分10，所述第二接触部分10用于使电池单元或整个固态电池1与外部相接触。

即，接触部分7和10都用于使固态电池1与外部相接触。接触部分7和10还可以以特定的方式彼此连接，以得到具有不同电源电压的固态电池1，根据所需的电源电压或电流，固态电池1包括特定电池单元2的串联、特定电池单元2的并联、或者多组电池单元2的并联和串联。

在阴极层8与阳极层9之间提供电解质层11，所述电解质层11构成了中间层，所述中间层形成了每个电池单元2的两个电极之间的固态电解质，并且在机械上和电学上将阴极层8与阳极层9(阴极电极和阳极电极)分开。

从图中可以看出，阻挡层5、电流收集层6、阴极层8、阳极层9和电解质层11的一部分容纳在每个电池单元2的凹陷部分或腔体4中，具体地，电流收集层6、阴极层8、阳极层9和电解质层11从第一衬底3的上表面，具体从覆盖第一衬底3的上表面的阻挡层5，伸出到一定程度。在阳极层9的最顶点配置第二接触部分10，除了设置第一接触部分7和第二接触部分10的区域以外，通过沉积上述层而得到的电池单元2的结构的另外上表面都被层间介电层12覆盖，以保护和隔离电池单元2的层结构，所述电池单元2的层结构基本上是图中向上延伸出腔体4的部分。

例如可以通过蚀刻技术，在第一衬底3(硅衬底)中设置用于容纳特定电池单元2的凹陷部分或腔体4。凹陷部分或腔体4的宽度和深度的设定可以是任意的。其他层是通过沉积技术而得到的固态层。可以基于金属层来提供第一接触部分7和第二接触部分10，以形成导电部分。

如图1所示，固态电池1的电池单元2部分地嵌入第一衬底3(硅晶片)中，图2中示出了特定电池单元2的相应配置。图2还示出了第二衬底层13，以下称作第二衬底13。第二衬底13还构成了上层。

第二(上部)衬底13形成在电池单元2的层结构的上表面，具体形成在层间介电层12的上表面的至少一部分上。

优选地，基于诸如聚酰亚胺之类的弹性材料，从强度和厚度适于形成固态电池1的特定电池单元2的载体的观点来看，来提供第二衬底13。良好的化学耐性和机械特性以及抗弯强度使得聚酰亚胺层适于用作载体。然而，本发明不限于这种材料，具有相同或相应特性的任何其他材料都可以被用来提供必要的载体供能。因此，第二(上部)衬底13设置在电池单元2的结构上与配置第一(下部)衬底3的一侧相对的一侧。

第二衬底13的应用提供了固态电池(3D电池)的结构的衬底转移技术的基础，以使该结构基于备选的衬底。

可以随意选择第二(上部)衬底13的厚度和材料，其中固态电池1的结构将转移到第二(上部)衬底13。非常薄的聚合物箔(例如，大约10μm的聚合物)可以产生完全柔韧的固态电池1。

本发明的图2所示的层配置描述了固态电池1的结构，固态电池1具有第一衬底3和第二衬底13形式的两个载体层(即，包括下部衬底和上部衬底)。

图3示出了固态电池1的相同电池单元2的另一配置，其中第二衬底13仍沉积在固态电池1的结构上，而第一衬底3(硅衬底，硅晶片)被去除。具体地，例如通过蚀刻工艺完全去除第一衬底(具有载体的功能)。可以实现容易且完全的去除，这是因为载体层5用作Si蚀刻停止层，所述Si蚀刻停止层防止特定电池单元2的其他层损坏。即，阻挡层5有益于完全去除第一衬底3(标准硅衬底，下部衬底)。在去除第一衬底3之后，固态电池1的最底层由阻挡层5形成，相应地，已经容纳在设置在第一衬底3中的凹陷部分或腔体4中的固态电池1的特定电池单元2，现在形成了图3中向下伸出的部分。固态电池1的结构由第二衬底13来稳定和支撑，所述第二衬底13起到载体的作用。

通过利用阻挡层5来形成去除第一衬底3的Si蚀刻工艺的停止层，可以将标准硅晶片用作第一衬底3，而不必利用昂贵的绝缘体上硅晶片(SOI晶片)。可以使用常规蚀刻工艺来容易且完全地去除第一(硅，顶部)衬底13。

图4示出了生产或制造固态电池1的的另一生产阶段。在所有的图中，相同的参考数字分别用于表示相同的项目或部件。

具体地，将图3所示的制造阶段作为基础阶段，用于在固态电池1的结构上已经去除第一衬底3的一侧提供第三衬底层(第三衬底)14。即，将第三衬底14施加到图3所示的制造阶段的下表面，即，施加到阻挡层5的下表面，第三衬底14还构成了下层。第三衬底14可以优选地是弹性材料的，以形成应力消除层。

具体地，在如图2和3所示已经建立第二衬底13(上部衬底层)形式的备选载体并完成了衬底转移技术之后，可以紧接着衬底转移技术过程来沉积第三衬底14作为附加层。第三衬底14可以提供应力消除层的功能，所述应力消除层可以吸收和/或减弱固态电池1的层在固态电池1的使用期间(电池的充电和放电期间)的膨胀或收缩，从而显著减小电池层堆叠中的应力。即，第三衬底14的弹性吸收或减弱了固态电池1的多层结构的膨胀或收缩。这为选择3D结构提供了另外的自由度，如，根据本发明的固态电池1的3D结构。

相应地，结合图2和3，图1所示的基本结构已经经过衬底转移技术，以上描述了将固态电池1的3D结构转移到诸如第二衬底13之类的备选衬底，虽然通常优选的是在衬底转移之前完成固态电池1。此外，在整个固态电池1(薄膜电池)的制造过程中，可以在任何阶段将固态电池1的结构转移到第二(上部)衬底13。具体地，转移可以应用于仅部分地形成/沉积的固态电池1，例如，仅包括阴极/电解质堆叠(阴极层8和电解质层11)的组合，或仅包括阳极/电解质堆叠(阳极层9和电解质层11，如图所示)的组合。因此，固态电池1的到目前为止尚未完成的其余部分可以在后续阶段沉积，从而在根据本发明的固态电池1的制造过程中，打乱或改变了通常是固定的沉积顺序。这种选择是可能的，因为完成(最终完成)部分地形成的固态电池1的其余步骤是低温步骤。因为提供了第三衬底14，所以可以在完成之前去除第二衬底13(层)。这尤其有利于最优化单独的电池层。

由于提供了可以用作Si蚀刻停止层的阻挡层5，所以可以对形成第一(下层)衬底3的硅衬底(硅晶片)执行完全的去除，而不再需要使用昂贵的绝缘体上硅晶片(SOI晶片)。在执行衬底转移技术之后，完全去除第一衬底3使得可以沉积能够对在制造过程中吸收/减弱层的膨胀的层，使得通过沉积这样的层(例如，第三衬底14)，显著地减小了电池层堆叠中的应力。这方面为选择固态电池1的上述3D结构提供了另外的自由度。由于完全去除了第一衬底3(硅载体晶片)，所以在固态电池1的工作(如，充电和放电)期间的应力减小(应力消除)是可能的，使得将非常刚性的衬底(硅衬底)替换成更柔韧的衬底(第三衬底14)与柔韧的第二衬底13的结合。减小电池工作期间的应力使得耐久性更高并且产品寿命延长，而性能仍然可靠并且优异。

具体地，第二衬底13和第三衬底14是延展层，并且单独地或以组合的形式形成应力吸收层，由于完全去除了以硅载体晶片的形式提供的第一衬底3，所以可以可选地沉积不同种类和强度的这样的应力吸收层。根据本发明的固态电池1的层配置具有两个弹性层(第二衬底13和第三衬底14)，而不具有刚度和机械强度更高的任何层，两个延展层13和14中间夹着(优选地，多个)电池单元2的配置。

由于薄膜固态电池1的柔韧性非常高，所以根据图4所示配置的包括多个电池单元2的固态电池1可以用于许多应用。这种改进后的集成式的电源可以有利地用作微电池，应用于小型高功率电子应用，并且还可以用在医疗设备中(如，可植入设备、助听器、自主网络设备、神经和肌肉仿真设备存在检测单元)以及用于存在检测、操作检测、以及例如用于车辆或商业车辆中的轮胎气压监控的自主传感器系统中。

根据本发明的薄膜固态电池1的柔韧结构以及减小的且可调节的尺寸使得应用成为可能，其中电池的形状和尺寸必须被调整为适合任何外壳或设备的形状和尺寸。可以基于此来制造微电池。第二衬底13和第三衬底14的强度以及第二衬底13和第三衬底14的高柔韧性使得应用成为可能，其中固态电池1的薄膜必须与由固态电池1来供电的设备或其任何部件或该设备的外壳的轮廓相配。

因此，由于根据上述结构和工艺，可以以超柔韧全固态薄膜电池的形式来提供固态电池1，因此广泛的应用是可能的。

现在参考图5，图5示出了上述方法。图5以流程图的形式示出了该方法步骤的序列的配置。

根据以上描述，本发明的制造固态电池1的方法包括第一步骤S1：在第一衬底(层)3上形成电池单元2的配置的至少一部分，以及还在电池单元2与第一衬底3之间提供阻挡层5。即，可以完整地制造电池单元2，或者将电池单元2制造到一定程度，电池单元2的其余部分在过程的后续阶段制造。

根据步骤S2，过程和方法涉及在电池单元2的配置上，在没有被第一衬底3覆盖的一侧(即，相对侧，电池单元2的顶侧)施加第二衬底13，第二衬底13具有预定的柔韧性。此后，根据方法的第三步骤，从到此为止获得的层配置中完全去除第一衬底3，具体从载体层5完全去除第一衬底3，所述载体层5是在第一衬底3与电池单元2的配置之间的中间层。

在后续的另一步骤S4中，在阻挡层5上设置第三层14。第三层14也可以是柔韧的(可延展的)层。

返回参考第一步骤S1，可以在第一衬底(硅衬底)3上设置根据预定配置或图案(阵列)的多个电池单元2，根据固态电池的形状和使用状态，所述图案可以是任意图案。如果仅形成或设置了电池单元2的一部分，则在另一步骤S5中，可以完成用于得到固态电池的电池单元。具体地，提供建立固态电池所需的结构元件。

然而，如果在第一步骤S1中已经完全实现并形成了电池单元2，则可以省略附加步骤S5。

这使得最终得到了根据本发明的具有以上详述的特性的固态电池1。

因此，根据本发明的用于生产固态电池1的制造工艺(方法)允许高自由度地改变上述制造步骤的顺序和特性。基本上保持以下顺序：在第一衬底3上设置电池单元2的至少一部分，设置第二衬底13，去除第一衬底3，以及将第一衬底3替换成第三衬底14。应注意，步骤S1至S3与衬底转移技术对应，具体地，根据本发明，执行对第一衬底的去除。

金属化的接触部分7和10可以分别相互接触，以得到具有不同电源电压和电流的所需的固态电池1，根据操作已经配备有并使用根据本发明的固态电池作为电源装置或部件的具体设备所需的电源电压或电流，固态电池1包括特定电池单元的串联、特定电池单元的并联、以及电池单元组的并联或串联。

尽管在附图和以上描述中示出并描述了本发明，然而这种示出和描述应被看作是说明性或示例性的，本发明不限于所公开的实施例。

通过阅读附图、说明书以及所附的权利要求书，本领域技术人员在实践要求保护的发明时，可以理解和实现所公开的实施例的其他变体。权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，不定冠词“一种”或“一”并不排除多个。

还应注意，附图是示意性的，仅仅以示意性的方式示出了结构和尺寸，本发明不限于本发明的部件的示例尺寸、大小和形状。权利要求中的任何附图标记不应构成对本发明权利要求的范围的限制。

Claims

1.一种制造固态电池(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-在第一衬底层(3)上形成电池单元(2)的配置的至少一部分，并在所述电池单元与所述第一衬底层之间提供阻挡层(5)(步骤S1)，

-在电池单元(2)的所述配置的所述至少一部分上未被第一衬底层覆盖的一侧，施加第二衬底层(13)(步骤S2)，

-从所述阻挡层中完全去除所述第一衬底层(3)(步骤S3)，以及

-在所述阻挡层上施加第三衬底层(14)(步骤S4)。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括完成电池单元(2)的所述配置的所述至少一部分的步骤(S5)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电池单元(2)的上表面上的所述第二衬底层(13)是弹性层。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述电池单元(2)被配置在腔体(4)中，所述腔体(4)形成在所述第一衬底层(3)上，所述阻挡层(5)覆盖所述第一衬底层的整个上表面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第二衬底层(14)是聚酰亚胺层。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第三衬底层(14)是用于减小电池单元(2)的所述配置上的应力的弹性层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述阻挡层(5)由SiO₂和TiO₂中的至少一种形成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，通过蚀刻工艺从所述阻挡层(5)去除所述第一衬底层(3)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，在电池单元(2)的所述配置的至少一部分上沉积中间介电层(12)，所述第二衬底层(13)设置在所述中间介电层上。

10.一种固态电池，包括：

-电池单元(2)的配置，

-下部衬底层(13)，用于嵌入电池单元的所述配置，

-阻挡层(5)，配置在所述下部衬底层与所述电池单元的所述配置之间，

-上部衬底层(13)，覆盖电池单元的所述配置，其中所述上部衬底层和所述下部衬底层是弹性层。

11.根据权利要求10所述的固态电池，其中，所述阻挡层(5)是由SiO₂和TiO₂中的至少一种形成的。

12.根据权利要求10或11所述的固态电池，其中，所述上部衬底层(13)和所述下部衬底层(14)中的至少一个是聚酰亚胺层。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的固态电池，其中，电池单元的所述配置中的每个电池单元(2)都容纳在相应的腔体(4)中，所述腔体(4)设置在所述下部衬底层(14)中。

14.一种设备，包括如权利要求10至13中任一项所述的固态电池。

15.一种设备，包括根据权利要求1至9中任一项所述的方法而制造的固态电池(1)。