CN110476292A - 固态锂基薄膜电池的阳极结构 - Google Patents

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Abstract

提供一种固态锂基电池，其中在充电/再充电循环期间锂岛(即，团块)的形成减少或甚至消除。通过在锂基固态电解质层和固态锂基电池的顶部电极之间形成锂成核增强衬垫，可以提供锂岛(即，团块)的减少或消除。

Description

固态锂基薄膜电池的阳极结构
背景技术
本发明涉及全固态薄膜电池及其形成方法。更具体地，本申请涉及一种在充电/再充电循环期间锂块形成减少的固态锂基薄膜电池，以及形成这种薄膜电池的方法。
近年来，对诸如计算机，移动电话，跟踪系统，扫描仪，医疗设备，智能手表和健身设备之类的便携式电子设备的需求增加。便携式电子设备的一个缺点是需要在设备本身内包括电源。通常，电池用作这种便携式电子设备的电源。电池必须具有足够的容量来为便携式电子设备供电至少该设备被使用的长度。与便携式电子设备的其余部分相比，足够的电池容量可导致非常重和/或大的电源。因此，需要具有足够能量存储的更小尺寸和更轻重量的电源。这种电源可以在更小和更轻的便携式电子设备中实现。
传统电池的另一个缺点是一些电池包含可能易燃且有毒的材料，这些材料可能泄漏并且可能受到政府法规的约束。因此，期望提供一种安全、固态并且在许多充电/放电寿命周期内可再充电的电源。
一种类型的小型且重量轻，包含无毒材料并且可以在许多充电/放电循环中再充电的能量存储装置是固态锂基电池。锂基电池是可充电电池，其包括两个实现锂的两个电极。传统的固态锂基电池面临的一些挑战包括，例如，由于可用的锂损失，在循环期间的体积膨胀和/或变形，和/或薄膜电池中的机械故障。
此外，在传统的固态锂基电池中，金属锂和顶部电极之间可存在高界面能。而且，局部锂岛(即，团块)可以聚集而不是连续且均匀的锂层，这可以促进电极和固态电解质层的变形，并且最终可以导致薄膜电池内的裂缝形成。因此，需要提供一种固态锂基电池，其在金属锂和顶部电极之间具有低界面能并且可以减少，并且在一些情况下甚至消除局部锂岛的形成(即，团块)。
发明内容
根据本发明，提供一种固态锂基电池，其中在充电/再充电循环期间锂岛(即，团块)的形成减少或甚至消除。体现本发明的固态锂基电池是小而轻的薄膜电池。术语“薄膜电池”用于表示厚度为100μm或更小的电池。通过在锂基固态电解质层(lithium-basedsolid-state electrolyte layer)和固态锂基电池(solid-state lithium basedbattery)的顶部电极之间形成锂成核增强衬垫(lithium nucleation enhancementliner)，可以提供锂岛(即，团块)的减少或消除。
在本发明的一个方面，提供了一种固态锂基电池。固态锂基电池可包括底部电极。电池材料叠层位于底部电极的表面上。电池材料叠层包括锂化阴极材料层，位于所述锂化阴极材料层上的锂基固态电解质层，以及位于所述锂基固态电解质层上的锂成核增强衬垫。顶部电极位于所述电池材料叠层的所述锂成核增强衬垫上。在充电/再充电期间，锂聚集区形成在所述锂成核增强衬垫的至少一个表面上。
在本发明的另一方面，提供了一种形成固态锂基电池的方法。在一个实施例中，该方法可以包括在底部电极的表面上形成图案化的牺牲材料，其中所述图案化的牺牲材料包含物理地暴露底部电极的一部分表面的开口。接下来，在所述图案化的牺牲材料上和在所述开口中的底部电极的表面的物理暴露部分上形成锂化阴极材料层。然后在所述锂化阴极材料层上形成锂基固态电解质层，然后在所述锂基固态电解质层上形成所述锂成核增强衬垫，并在所述锂成核增强衬垫上形成顶部电极。接下来，执行剥离工艺以从所述底部电极移除所述图案化的牺牲材料和在所述图案化的牺牲材料上形成的材料，同时在所述底部电极的表面的物理暴露部分上保持材料叠层。所述材料叠层包括所述锂化阴极材料层、所述锂基固态电解质层、所述锂成核增强衬垫和所述顶部电极中每个的其余部分。在充电/再充电过程期间，锂聚集区形成在所述锂成核增强衬垫的至少一个表面上。
附图说明
图1是根据本发明实施例的包括位于可以使用的基板表面上的底部电极的示例性结构的横截面图。
图2是在底部电极的表面上形成图案化的牺牲材料之后图1的示例性结构的横截面图，其中所述图案化的牺牲材料包括物理地暴露底部电极的一部分表面的开口。
图3是在图案化的牺牲材料上和在开口中的底部电极的物理暴露部分上形成锂化阴极材料层之后图2的示例性结构的横截面图。
图4是在锂化阴极材料层上形成锂基固态电解质层之后图3的示例性结构的横截面图。
图5是在锂基固态电解质层上形成锂成核增强衬垫之后图4的示例性结构的横截面图。
图6是在锂成核增强衬垫上形成顶部电极之后图5的示例性结构的横截面图。
图7是在执行剥离工艺之后图6的示例性结构的横截面图，其中图案化的牺牲材料和其上形成的所有材料从底部电极去除，同时在所述底部电极上保持材料叠层。
图8是在形成空气和/或水分不可渗透的结构之后图7的示例性结构的横截面图。
图9是在对图8中所示的所得结构充电之后的横截面图。
具体实施方式
现在将通过参考以下讨论和附图更详细地描述本发明的实施例。应注意，所附附图仅出于说明性目的而提供，因此，附图未按比例绘制。还应注意，相同和相应的元件由相同的附图标记表示。
在以下描述中，阐述了许多具体细节，例如特定结构、组件、材料、尺寸、处理步骤和技术，以便提供对本发明各种实施例的理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的各种实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的结构或处理步骤，以避免模糊本发明。
应当理解，当作为层、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另一个元件上或“直接在另一个元件上”时，不存在中间元件。还应该理解，当一个元件被称为在另一个元件“下面”或“下方”时，它可以直接位于另一个元件的下面或下方，或者可以存在中间元件。相反，当一个元素被称为“直接位于”另一个元素的“正下面”或“正下方”时，不存在中间元素。
首先参见图1，示出了可以根据本发明的实施例使用的示例性结构。图1的示例性结构包括位于基板10的表面上的底部电极12。如图所示，底部电极12通常是存在于整个基板10上的连续层(没有任何有意形成的间隙或断裂)。
可以在本发明的实施例中使用的基板10包括用作固态锂基电池的基板的任何常规材料。在一个实施例中，基板10可以包括一种或多种半导体材料。术语“半导体材料”在本文中用于表示具有半导体特性的材料。
可用作基板10的半导体材料的示例包括硅(Si)，锗(Ge)，硅锗合金(SiGe)，碳化硅(SiC)，碳化硅锗(SiGeC)，III-V族化合物半导体或II-VI族化合物半导体。III-V族化合物半导体是包含元素周期表第III族中的至少一种元素和元素周期表第V族中的至少一种元素的材料。II-VI族化合物半导体是包含元素周期表第II族中的至少一种元素和元素周期表第VI族中的至少一种元素的材料。
在一个实施例中，可提供基板10的半导体材料是体半导体基板(bulksemiconductor substrate)。“体(bulk)”是指基板10完全由至少一种如上定义的半导体材料构成。在一个示例中，基板10可以完全由硅构成。在一些实施例中，体半导体基板可以包括多层半导体材料叠层，该多层半导体材料叠层包括如上所述的至少两种不同的半导体材料。在一个示例中，多层半导体材料叠层可以以任何顺序包括Si和硅锗合金的叠层。
在另一实施例中，基板10由绝缘体上半导体(SOI)基板的最顶部半导体材料层组成。SOI基板还包括处理基板(未示出)，其包括上述半导体材料中的一种，以及绝缘层(未示出)，例如在最顶部半导体材料层下面的掩埋氧化物。
在上述任何实施例中，可以提供基板10的半导体材料可以是单晶半导体材料。可以提供基板10的半导体材料可以具有任何公知的晶体取向。例如，可以提供基板10的半导体材料的晶体取向可以是{100}，{110}或{111}。除了特别提到的那些之外，还可以使用其他结晶取向。
在另一个实施例中，基板10是金属材料，例如铝(Al)，铝合金，钛(Ti)，钽(Ta)，钨(W)或钼(Mo)。
在又一个实施例中，基板10是介电材料，例如掺杂或非掺杂的硅酸盐玻璃，二氧化硅或氮化硅。在又一个实施例中，基板10由聚合物或柔性基板材料构成，例如聚酰亚胺，聚醚酮(PEEK)或透明导电聚酯。在又一个实施例中，基板10可以由至少两种上述基板材料的多层叠层构成，例如硅和二氧化硅的叠层。
可以在本申请中使用的基板10可以具有10μm至5mm的厚度。小于或大于上述厚度值的其他厚度也可用于基板10。
在一些实施例中，基板10可具有无纹理化(平坦或平面)表面。术语“无纹理化表面”表示光滑的表面并且具有通过轮廓测定法测量的小于100nm的均方根的表面粗糙度。在又一个实施例中，基板10可以具有纹理化表面。在这样的实施例中，纹理化基板的表面粗糙度可以在通过轮廓测定法测量的100nm均方根至100μm均方根的范围内。可以通过在无纹理化基板的表面上形成多个蚀刻掩模(例如，金属、绝缘体或聚合物)来执行纹理化，并且利用多个掩模作为蚀刻掩模来蚀刻无纹理化基板，并且从基板的无纹理化表面去除蚀刻掩模。在一些实施例中，基板的纹理化表面由多个锥体组成。在又一个实施例中，基板的纹理化表面由多个圆锥体组成。在一些实施例中，使用多个金属掩模，其可以通过沉积金属材料层然后执行退火来形成。在退火期间，金属材料层熔化并起球，使得发生基板表面的去湿。
底部电极12可包括任何金属电极材料，例如钛(Ti)，铂(Pt)，镍(Ni)，铝(Al)或氮化钛(TiN)。在一个示例中，底部电极12包括从底部到顶部的钛(Ti)，铂(Pt)和钛(Ti)的叠层。底部电极12可以利用沉积工艺形成，包括例如化学气相沉积(CVD)，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，蒸发，溅射或电镀。底部电极12可以具有10nm至500nm的厚度。小于或大于上述厚度值的其他厚度也可用于底部电极12。
现在参考图2，示出了在底部电极12的表面上形成图案化的牺牲材料14之后的图1的示例性结构，其中图案化的牺牲材料14包括开口16，该开口16物理地暴露底部电极12的一部分表面。开口16限定了一个区域，其中随后将形成固态锂基电池。尽管这里描述和示出了单个开口16，但是可以形成多个开口16，其中多个开口16中的每个开口可以限定用于随后形成固态锂基电池的区域。
可以通过首先将牺牲材料(未示出)施加到底部电极12的物理暴露表面来形成图案化的牺牲材料14。在一个实施例中，牺牲材料是光刻胶材料。在这样的实施例中，光致抗蚀剂材料可以是正性光致抗蚀剂材料、负性光致抗蚀剂材料或混合色调光致抗蚀剂材料。可以利用沉积工艺(例如旋涂或刮涂)形成牺牲材料，然后进行烘烤步骤以蒸发任何残留的溶剂。牺牲材料可具有100nm至20μm的厚度。小于或大于上述厚度值的其他厚度也可用于牺牲材料。
然后图案化沉积的牺牲材料。在一个实施例中并且当牺牲材料是光致抗蚀剂材料时，可以通过将光致抗蚀剂材料暴露于期望的辐射图案来图案化光致抗蚀剂材料，然后利用常规抗蚀剂显影剂显影曝光的光致抗蚀剂材料以提供图案化的牺牲材料14。当使用非光致抗蚀剂牺牲材料时，可以通过光刻和蚀刻来图案化非光致抗蚀剂牺牲材料。
在另一实施例中，提供所述图案化的牺牲材料14的牺牲材料是阴影掩模。在这样的实施例中，阴影掩模可以是预先图案化的金属材料或预先图案化的聚合材料。预先图案化的阴影掩模材料通过机械力或可移除的粘合剂附着到图1中所示的结构。
参照图3，示出在图案化的牺牲材料14上和在开口16中的底部电极12的物理暴露部分上形成锂化阴极材料层18之后图2的示例性结构。
可用于本申请的锂化阴极材料层18包括锂基混合氧化物。可用作锂化阴极材料层18的锂基混合氧化物的实例包括但不限于锂钴氧化物(LiCoO2)，锂镍氧化物(LiNiO2)，锂锰氧化物(LiMn2O4)，五氧化二钒锂(LiV2O5)或磷酸铁锂(LiFePO4)。
可以利用诸如溅射或电镀的沉积工艺来形成锂化阴极材料层18。在一个实施例中，锂化阴极材料层18通过利用任何常规前体源材料或前体源材料的组合进行溅射而形成。在一个实例中，锂前体源材料和钴前体源材料用于形成锂钴混合氧化物。溅射可以在惰性气体和氧气的混合物中进行。在这样的实施例中，惰性气体/氧气混合物的氧含量可以为0.1原子百分率至70原子百分率，混合物的其余部分包括惰性气体。可使用的惰性气体的实例包括氩气、氦气、氖气、氮气或其任何组合。
锂化阴极材料层18可具有10nm至20μm的厚度。小于或大于上述厚度值的其他厚度也可用于锂化阴极材料层18。
参照图4，示出了在锂化阴极材料层18上形成锂基固态电解质层20之后图3的示例性结构。锂基固态电解质层20是能够导电锂离子的固体材料。这种材料可以是电绝缘的或离子导电的。可用作锂基固态电解质层20的材料的实例包括但不限于锂磷氮氧化物(LiPON)或磷硅酸锂氧氮化物(LiSiPON)。
可以利用诸如溅射或电镀的沉积工艺来形成锂基固态电解质层20。在一个实施方案中，锂基固态电解质层20通过使用任何常规前体源材料的溅射形成。溅射可以在至少含氮环境的存在下进行。可以使用的含氮环境的实例包括但不限于N2，NH3，NH4，NO或NHx，其中x在0和1之间。也可以使用上述含氮环境的混合物。在一些实施例中，含氮环境纯净使用，即未稀释。在其他实施方案中，含氮环境可以用惰性气体例如氦气(He)，氖气(Ne)，氩气(Ar)及其混合物来稀释。所用的含氮环境中的氮(N2)含量通常为10％至100％，更典型的是环境中的氮含量为50％至100％。
锂基固态电解质层20可具有10nm至10μm的厚度。其他厚度小于或大于上述厚度值的其他厚度也可用于锂基固态电解质层20。
现在参照图5，示出在锂基固态电解质层20上形成锂成核增强衬垫22之后的图4的示例性结构。锂成核增强衬垫22是覆盖整个锂基固态电解质层20的连续层。锂成核增强衬垫22包括在执行充电/再充电过程时可促进锂随后成核的材料。在一个实施例中，锂成核增强衬垫22由金(Au)，银(Ag)，锌(Zn)，镁(Mg)，钽(Ta)，钨(W)，钼(Mo)，钛-锆-钼合金(TZM)或硅(Si)组成。
可以利用沉积工艺形成锂成核增强衬垫22。可用于形成锂成核增强衬垫22的沉积工艺的实例包括化学气相沉积(CVD)，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，蒸发，溅射或电镀。锂成核增强衬垫22的厚度大于1nm。在一个实施例中，锂成核增强衬垫22具有2nm至20nm的厚度。
现在参照图6，示出了在锂成核增强衬垫22上形成顶部电极24之后图6的示例性结构。顶部电极24可以包括任何金属电极材料，例如钛(Ti)，铂(Pt)，镍(Ni)，铜(Cu)。或氮化钛(TiN)。在一个示例中，顶部电极24包括从底部到顶部的镍(Ni)和铜(Cu)的叠层。在一个实施例中，提供顶部电极24的金属电极材料可以与提供底部电极12的金属电极材料相同。在另一个实施例中，提供顶部电极24的金属电极材料可以与金属电极材料不同。提供底部电极12的电极材料。顶部电极24可以利用上述用于形成底部电极12的沉积工艺之一形成。顶部电极24可以具有上述底部电极12的范围内的厚度。
现在参照图7，示出了在执行剥离工艺之后图6的示例性结构，在所述剥离工艺中，图案化的牺牲材料14和形成在其上的所有材料从底部电极12移除，同时在底部电极12上保持材料叠层。所述材料叠层包括锂化阴极材料层18、锂基固态电解质层20、锂成核增强衬垫22和顶部电极24中每个的其余部分。所述材料叠层位于底部电极12的物理暴露部分上。
在一个实施例中，剥离工艺包括利用对于去除牺牲材料有选择性的溶剂或蚀刻剂去除图案化的牺牲材料14。在另一个实施例中，所述去除不包括使用溶剂，而是通过从可去除的粘合剂上剥离图案化的牺牲材料14来释放机械力或发生释放。
图7中示出的示例性结构示出了根据本发明的固态锂基电池。固态锂基电池包括底部电极12和位于底部电极12的部分表面的电池材料叠层(18,20,22)。电池材料叠层(18,20,22)包括锂化阴极材料层18、位于锂化阴极材料层18上的锂基固态电解质层20以及锂成核增强衬垫22。顶部电极24位于电池材料叠层(18,20,22)的锂成核增强衬垫22上。本申请的固态锂基电池具有快速充电速率。在一些实施例中，固态锂基电池的充电速率大于3C，其中C是每小时的总电池容量。
如图7所示，锂化阴极材料层18、锂基固态电解质层22和固态锂基电池的锂成核增强衬垫22具有彼此垂直对齐的侧壁表面。如进一步所示，固态锂基电池的顶部电极24具有与锂化阴极材料层18、锂基固态电解质层20以及固态锂基电池的锂成核增强衬垫22垂直对齐的侧壁表面。
参照图8，示出了在形成空气和/或水分不可渗透的结构26之后
图7的示例性结构。空气和/或水分不可渗透的结构26包括任何空气和/或水分不可渗透的材料或这种材料的多层叠层。可用于本发明实施例中的空气和/或水分不可渗透材料的实例包括但不限于聚对二甲苯、含氟聚合物、氮化硅和/或二氧化硅。可通过首先沉积空气和/或水分不可渗透材料并随后图案化空气和/或水分不可渗透材料来形成空气和/或水分不可渗透结构26。在一个实施例中，可以通过光刻和蚀刻来执行图案化。
图8中所示的电池现在可以进行充电/再充电过程。可以利用本领域技术人员公知的常规技术进行充电/再充电。例如，通过将本申请的固态锂基电池连接到外部电源可以对本发明的固态锂基电池进行充电/再充电。
在充电/再充电期间，锂聚集区形成在锂成核增强衬垫的至少一个(最上面和/或最下面)表面上。在一个示例中并且如图9中所示，锂聚集区28形成在锂基固态电解质层20与电池材料叠层(18,20,22)的锂成核增强衬垫22和顶部电极24之间。在充电/再充电过程中，原始形成的锂基固态电解质层20和锂成核增强衬垫22的厚度可以减小。而且，在充电/再充电过程期间，锂成核增强衬垫22可以与一些锂形成合金或可以与一些锂不形成合金。锂聚集区28和锂成核增强衬垫22共同提供体现本发明的阳极结构。在未示出的另一个实例中，但是本领域技术人员容易理解，锂聚集区形成在锂成核增强衬垫和顶部电极之间。在未示出的另一实例中，但本领域技术人员容易理解，第一锂聚集区形成在锂基固态电解质层和锂成核增强衬垫之间，并且第二锂聚集区形成在锂成核增强衬垫和顶部电极之间。
在一些实施例中，锂聚集区28连续存在于锂成核增强衬垫22的至少一个表面上。在其他实施例中(未示出)，锂聚集区28可以作为离散岛存在，即，锂聚集区28不连续地存在于锂成核增强衬垫的至少一个表面上。在一些实施例中，第一锂聚集区连续存在于锂成核增强衬垫的第一表面上，并且第二锂聚集区作为离散岛存在于锂成核增强衬垫的第二表面上。除了不存在锂成核增强衬垫22，与包括相同组分的常规固态锂基电池相比，这些离散岛的密度降低了多达80％或更多。
虽然已经参照本发明的优选实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行形式和细节的前述和其他改变。因此，本发明并不限于所描述和说明的确切形式和细节，而是落入所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种固态锂基电池，包括：
底部电极；
位于所述底部电极的表面的电池材料叠层，其中所述电池材料叠层包括锂化阴极材料层，位于所述锂化阴极材料层上的锂基固态电解质层，以及锂成核增强衬垫；以及
位于所述电池材料叠层的锂成核增强衬垫上的顶部电极。
2.如权利要求1所述的固态锂基电池，还包括位于所述锂成核增强衬垫的至少一个表面上的锂聚集区。
3.如权利要求2所述的固态锂基电池，其中所述锂成核增强衬垫包括金(Au)，银(Ag)，锌(Zn)，镁(Mg)，钽(Ta)，钨(W)，钼(Mo)，钛-锆-钼合金(TZM)或硅(Si)。
4.如权利要求3所述的固态锂基电池，其中所述锂成核增强衬垫与锂形成合金。
5.如权利要求3所述的固态锂基电池，其中所述锂成核增强衬垫与锂不形成合金。
6.如权利要求1所述的固态锂基电池，还包括位于所述底部电极的物理暴露表面上并围绕所述电池材料叠层的空气和/或水分不可渗透结构。
7.如权利要求1所述的固态锂基电池，其中所述锂化阴极材料层、所述锂基固态电解质层和所述锂成核增强衬垫具有彼此垂直对齐的侧壁表面。
8.如权利要求7所述的固态锂基电池，其中所述顶部电极具有与所述锂化阴极材料层、所述锂基固态电解质层和所述锂成核增强衬垫的侧壁表面垂直对齐的侧壁表面。
9.如权利要求1所述的固态锂基电池，其中所述锂化阴极材料层由LiCoO2组成，所述锂基固态电解质层由LiPON组成，并且所述锂成核增强衬垫由金(Au)组成。
10.如权利要求2所述的固态锂基电池，其中所述锂聚集区连续地位于所述锂成核增强衬垫的所述至少一个表面上。
11.如权利要求2所述的固态锂基电池，其中所述锂聚集区不连续地位于所述锂成核增强衬垫的所述至少一个表面上。
12.如权利要求1所述的固态锂基电池，还包括位于所述底部电极下方的基板。
13.一种形成固态锂基电池的方法，该方法包括：
在底部电极的表面上形成图案化的牺牲材料，其中所述图案化的牺牲材料包含物理地暴露所述底部电极的一部分表面的开口；
在所述图案化的牺牲材料上和在所述开口中的底部电极的表面的物理暴露部分上形成锂化阴极材料层；
在所述锂化阴极材料层上形成锂基固态电解质层；
在所述锂基固态电解质层上形成锂成核增强衬垫；
在所述锂成核增强衬垫上形成顶部电极；以及
执行剥离工艺以从所述底部电极去除所述图案化的牺牲材料和在所述图案化的牺牲材料上形成的材料，同时在所述底部电极的表面的物理暴露部分上保持材料叠层，其中所述叠层包括所述锂化阴极材料层、所述锂基固态电解质层、所述锂成核增强衬垫和所述顶部电极中每个的其余部分。
14.如权利要求13所述的方法，还包括对所述固态锂基电池充电/再充电，其中在所述充电/再充电期间，在所述锂成核增强衬垫的至少一个表面上形成锂聚集区。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述锂聚集区连续地位于所述锂成核增强衬垫的所述至少一个表面上。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述锂聚集区不连续地位于所述锂成核增强衬垫的所述至少一个表面上。
17.如权利要求14所述的方法，其中所述锂成核增强衬垫包括金(Au)，银(Ag)，锌(Zn)，镁(Mg)，钽(Ta)，钨(W)，钼(Mo)，钛-锆-钼合金(TZM)或硅(Si)。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述锂成核增强衬垫与锂形成合金。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述锂成核增强衬垫与锂不形成合金。
20.如权利要求13所述的方法，还包括形成位于所述底部电极的物理暴露表面上并围绕所述电池材料叠层的空气和/或水分不可渗透结构。
21.如权利要求13所述的方法，其中在所述剥离之后，所述锂化阴极材料层、所述锂基固态电解质层和所述锂成核增强衬垫的其余部分具有彼此垂直对齐的侧壁表面。
22.如权利要求13所述的方法，其中在所述剥离之后，所述顶部电极的其余部分具有侧壁表面，所述侧壁表面与所述锂化阴极材料层、所述锂基固态电解质层和锂成核增强衬垫的的其余部分的侧壁表面垂直对齐。
23.如权利要求13的方法，其中所述锂化阴极材料层由LiCoO2组成，所述锂基固态电解质层由LiPON组成，所述锂成核增强衬垫由金(Au)组成。
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