JP2021531624A

JP2021531624A - エネルギー貯蔵デバイス

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Publication number: JP2021531624A
Application number: JP2021502971A
Authority: JP
Inventors: ジョセフ・ハワード; マイケル・レンドール
Original assignee: ダイソン・テクノロジー・リミテッド
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2039-07-19
Also published as: CN112470312A; GB2575789B; WO2020016607A1; KR102526042B1; US20210273266A1; JP7138765B2; GB201811883D0; GB2575789A; KR20210031503A

Abstract

エネルギー貯蔵デバイスを製造するための方法が提供される。そのような方法は、基板の第１の面上の第１のスタック、および基板の第１の面に対向する、基板の第２の面上の第２のスタックを設けることを含む。例では、互いに異なる深さを有する第１の溝および第３の溝が、第１のスタック内に形成され、互いに異なる深さを有する第２の溝および第４の溝が、第２のスタック内に形成される。他の例では、第１の溝は、第１のスタック内に形成され、第２の溝は、第２のスタック内に形成され、第１の溝と実質的に整列しているが、第１の溝とは異なる深さを有する。

Description

本発明は、エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法、エネルギー貯蔵デバイス、およびエネルギー貯蔵デバイスを製造するための中間構造に関する。

固体薄膜セルなどのエネルギー貯蔵デバイスは、基板上に層のスタックを形成することによって生産され得る。層のスタックは、典型的には、第１の電極層、第２の電極層、および第１の電極層と第２の電極層との間の電解質層を含む。次いで、スタックと基板との組合せは、分離したセクションへと切断され、個々のセルを形成し得る。

知られている製造方法よりも単純であるか、または効率的なエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を提供することが望ましい。

本発明の第１の態様により、エネルギー貯蔵デバイスを製造するための方法が提供され、この方法は、
基板の第１の面に第１のスタックを設けることであって、第１のスタックは第１の電極層、第２の電極層、および第１の電極層と第２の電極層との間の第１の電解質層を含み、第１の電極層は第２の電極層よりも基板の第１の面に近い、第１のスタックを設けることと、
基板の第１の面に対向する、基板の第２の面に第２のスタックを設けることであって、第２のスタックは第３の電極層、第４の電極層、および第３の電極層と第４の電極層との間の第２の電解質層を含み、第３の電極層は第４の電極層よりも基板の第２の面に近い、第２のスタックを設けることと、
第１のスタックの第１の面に第１の溝を形成することであって、第１のスタックの第１の面は、基板の第１の面と接触する第１のスタックの第２の面に対向し、第１の溝は第１の深さを有する、第１の溝を形成することと、
第２のスタックの第１の面に第２の溝を形成することであって、第２のスタックの第１の面は、基板の第２の面と接触する第２のスタックの第２の面に対向し、第２の溝は第２の深さを有する、第２の溝を形成することと、
第１のスタックの第１の面に第３の溝を形成することであって、第３の溝は第１の深さと異なる第３の深さを有する、第３の溝を形成することと、
第２のスタックの第１の面に第４の溝を形成することであって、第４の溝は第２の深さと異なる第４の深さを有する、第４の溝を形成することとを含む。

第１のスタックの第１の面に第１および第３の溝を形成することは、第１のスタックが単一方向から加工されることを可能にする。同様に、第２のスタックの第１の面に第２および第４の溝を形成することは、第２のスタックが単一方向（たとえば、第１のスタックが加工される方向とは反対の方向）から加工されることを可能にする。したがって、これは、同じ基板の反対側の面での鏡面加工を円滑にし、これは、同時に、または少なくとも部分的に重なる時間間隔の間に行われ得る。したがって、この方法は、他の場合よりも効率的であり得る。たとえば、スタックに溝を形成するためにスタックが複数の方向から加工される他の場合は、本発明の第１の態様による方法などで両面加工に容易に適合しない場合がある。これらの他の例では、基板の第２の面上のスタックは、基板の第１の面内の溝の形成を妨げる可能性がある。しかしながら、本明細書の例による方法は、そのような干渉を防ぎ、たとえば、同じ基板の反対側にある２つのスタックを含む両面構造における溝の形成を簡素化し得る。したがって、そのような方法は、マルチスタックエネルギー貯蔵デバイスが効率的な方式で形成されることを可能にする。この方法は、スケーラブルであり、ロールツーロールプロセスなどの効率的な連続製造プロセスの一部として実行され得る。

さらに、同じ基板の反対側に第１のスタックと第２のスタックとを設けることによって、基板の片面のみにスタックを設ける例と比較して、基板に対する活物質の比率が高められ得る。したがって、エネルギー貯蔵デバイスは、エネルギー密度の増大をはっきり示し得る。

例では、第１の溝は第２の溝と実質的に整列しており、第３の溝は第４の溝と実質的に整列している。第１の溝と第２の溝とを、第３の溝と第４の溝とを整列させることによって、エネルギー貯蔵デバイスのマルチスタックセルはより効率的に形成され得る。たとえば、本発明の第１の態様による方法によって形成されるマルチスタック構造は、第１の溝および第２の溝に対応する第１の軸に沿って、および第３の溝および第４の溝に対応する第２の軸に沿ってマルチスタック構造を切断することによって別々のセルまたは別々のエネルギー貯蔵デバイスに分割され得る。したがって、切断作業の回数は、第１の溝および第２の溝、または第３の溝および第４の溝が互いに整列されない他の場合に比べて低減され得る。

例では、第１の溝および第２の溝は基板を切断することなく形成され、第３の溝は第１の電極層を切断することなく形成され、第４の溝は第３の電極層を切断することなく形成される。しかし、他の例では、第１の溝は第１の電極層を切断することなく形成され、第２の溝は基板を切断することなく形成され、第３の溝は基板を切断することなく形成され、第４の溝は第３の電極層を切断することなく形成される。いずれにしても、方法の効率は、改善され得る。たとえば、溝の形成時に、除去される材料の量は少なくなり得る。したがって、溝は、より多くの量の材料が除去される他の例に比べて、より迅速に、したがってより効率よく形成され得る。

例では、第１の深さは第２の深さと実質的に同じであり、第３の深さは第４の深さと実質的に同じである。このような場合、同じ活性層の異なるインスタンス（第１または第２の電極層の異なるインスタンスなど）は、その後の加工の後にエネルギー貯蔵デバイスの同じ面に沿って露出され得る。これは、異なるスタック内の同じ層の複数のインスタンス（たとえば、複数のアノードまたは複数のカソードなど）が、たとえば、層の各々が露出されているエネルギー貯蔵デバイスの面に配置構成されている電気コネクタを使用して、並列に接続されることを可能にする。これは、たとえば、同じ層の複数のインスタンスがエネルギー貯蔵デバイスの異なるそれぞれの面に露出されている他の例と比較して、短絡の危険性を低減する。

他の例では、第１の深さは第４の深さと実質的に同じであり、第３の深さは第２の深さと実質的に同じである。このような配置構成では、その後の加工の後に、異なる活性層がエネルギー貯蔵デバイスの同じ面に沿って露出され得る。たとえば、アノード（たとえば、第２の電極層の一部に対応する）およびカソード（たとえば、第１の電極層の一部に対応する）は、エネルギー貯蔵デバイスの一方の面に沿って交互に露出され得る。これは、エネルギー貯蔵デバイスを外部回路に接続するさらなる柔軟性をもたらす。たとえば、これは、エネルギー貯蔵デバイスの同じ面に沿った異なる活性層が、たとえば、層の各々が露出されているエネルギー貯蔵デバイスの面に配置構成されている電気コネクタを使用して、直列に接続されることを可能にする。たとえば、アノードおよびカソードがエネルギー貯蔵デバイスの面に沿って交互に露出されている場合、１つのスタックのアノードは、エネルギー貯蔵デバイスのその面で別のスタックのカソードに接続され、スタックを直列に接続し得る。

例では、第１の溝の第１の深さ、第２の溝の第２の深さ、第３の溝の第３の深さ、または第４の溝の第４の深さのうちの少なくとも１つは、基板の第１の面の平面に対して実質的に垂直である。このようにして第１の溝、第２の溝、第３の溝、または第４の溝を形成することによって、第１の溝、第２の溝、第３の溝、または第４の溝内での電気的絶縁材料のその後の堆積は、溝が基板の表面の平面に関して角度を付けられている例と比較して簡素化され得る。たとえば、溝のそのような配置構成は、電気的絶縁材料がそれぞれの溝の中に移動するのを促すか、またはそうでなければ、補助し、電気的絶縁材料とそれぞれの溝内の露出された表面（第１または第２の電極層の露出された表面などの）との間の接触を改善し得る。これは、このようにして形成されたエネルギー貯蔵デバイスのその後の使用時に短絡が生じる危険性を低減し得る。

例では、第１の溝を形成し、第３の溝を形成する場合に、基板の第１の面に向けられた第１の少なくとも１つのレーザービームを使用し、第２の溝を形成し、第４の溝を形成する場合に、基板の第２の面に向けられた第２の少なくとも１つのレーザービームを使用する。これは、溝がレーザーアブレーションプロセスを用いて形成されることを可能にする。レーザーアブレーションは、迅速に実行され、比較的容易に制御され、したがって、溝の深さを正確に制御することが可能である。

例では、方法は、マルチスタック配列構成を実現するために基板を折り畳むことを含み、この配置構成は、
基板の第１の面の第１の部分上の第１のスタックの第１の部分と、
基板の第１の面の第１の部分に対向する、基板の第２の面の第１の部分上にある第２のスタックの第１の部分であって、第１のスタックの第１の部分と重なり合う、第２のスタックの第１の部分と、
基板の第１の面の第２の部分上の第１のスタックの第２の部分であって、第１のスタックの第１の部分および第２のスタックの第１の部分と重なり合う、第１のスタックの第２の部分と、
基板の第１の面の第２の部分に対向する、基板の第２の面の第２の部分上の第２のスタックの第２の部分であって、第１のスタックの第１の部分、第２のスタックの第１の部分、および第１のスタックの第２の部分と重なり合う、第２のスタックの第２の部分とを備える。

このようなマルチスタック配置構成は、たとえば、基板の単位あたりの単一のスタックがある他の例と比較して改善されたエネルギー密度を有する。

例では、基板を折り畳んだ後、第１の溝は、第１のスタックの第１の部分と、第１のスタックの第１の部分と実質的に同じ平面内の基板の第１の面の第３の部分上の第１のスタックの第３の部分との間にあり、この方法は、第１の溝に実質的に整列している長手方向軸に沿ってマルチスタック配置構成を切断することを含む。したがって、切断作業の回数は、他の場合よりも少なく、方法の効率を向上させ得る。

例では、エネルギー貯蔵デバイスは第１のエネルギー貯蔵デバイスであり、マルチスタック配置構成を切断することで、第１のエネルギー貯蔵デバイスへの第１のプリカーサー（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）を第２のエネルギー貯蔵装デバイスへの第２のプリカーサーから分離する。このような例では、第１のプリカーサーは、第１のスタックの第１の部分、第２のスタックの第１の部分、第１のスタックの第２の部分、および第２のスタックの第２の部分を含む。したがって、これは、複数のエネルギー貯蔵デバイスが単一のマルチスタック配置構成から形成されることを可能にする。たとえば、複数のエネルギー貯蔵デバイスは、連続製造プロセスを使用して形成され得る。したがって、エネルギー貯蔵デバイスは、バッチプロセスなどの、単一のエネルギー貯蔵デバイスが一度に１つずつ製造される他の方法に比べて効率よく製造され得る。

本発明の第２の態様により、エネルギー貯蔵デバイスを製造するための方法が提供され、この方法は、
基板の第１の面に第１のスタックを設けることであって、第１のスタックは第１の電極層、第２の電極層、および第１の電極層と第２の電極層との間の第１の電解質層を含み、第１の電極層は第２の電極層よりも基板の第１の面に近い、第１のスタックを設けることと、
基板の第１の面に対向する、基板の第２の面に第２のスタックを設けることであって、第２のスタックは第３の電極層、第４の電極層、および第３の電極層と第４の電極層との間の第２の電解質層を含み、第３の電極層は第４の電極層よりも基板の第２の面に近い、第２のスタックを設けることと、
第１のスタックの第１の面に第１の溝を形成することであって、第１のスタックの第１の面は、基板の第１の面と接触する第１のスタックの第２の面に対向し、第１の溝は第１の深さを有する、第１の溝を形成することと、
第１の溝と実質的に整列するように、第２のスタックの第１の面に第２の溝を形成することであって、第２のスタックの第１の面は、基板の第２の面と接触する第２のスタックの第２の面に対向し、第２の溝は第１の深さと異なる第２の深さを有する、第２の溝を形成することとを含む。

本発明の第１の態様に関して、本発明の第２の態様は、マルチスタック配置構成の形成を円滑にし、そこでは第１のスタックが基板の第１の面上に配置構成され、第２のスタックが基板の第２の面上に配置構成される。これは、第１のスタックおよび第２のスタックの両方が互いに同時に加工されることを可能にし、第１のスタックおよび第２のスタックを形成する効率を改善し得る。さらに、基板の片面のみにスタックが設けられている例と比較して、活物質と基板との比率が高められ得る。したがって、エネルギー貯蔵デバイスは、エネルギー密度の増大をはっきり示し得る。

さらに、第２の溝の第２の深さが第１の溝の第１の深さと異なる場合に、第２の溝内の露出表面は、その後の加工の後に、第１の溝内の露出表面とは異なる層の表面を含み得る。たとえば、カソード（たとえば、第１の電極層の一部に対応する）が第１の溝内で露出され得るが、アノード（たとえば、第２の電極層の一部に対応する）は第２の溝内で露出され得る。第１の溝と第２の溝との間の整列により、そのような場合のカソードおよびアノードの露出された部分は、エネルギー貯蔵デバイスの同じ面に沿って整列され得る。このようにして、カソードおよびアノードは、たとえば、層の各々が露出されているエネルギー貯蔵デバイスの面に配置構成されている電気コネクタを使用して、直列に接続され得る。このようにして、第１のスタックおよび第２のスタックは直列に接続され得る。

例では、第１の溝は、第１の電極層を切断することなく形成され、第２の溝は、基板を切断することなく形成される。そのような例は、除去する材料を減らすことによってより効率的であり、溝がより高速に形成されることを可能にし得る。

例では、第１の溝を形成する場合に、基板の第１の面に向けられた第１の少なくとも１つのレーザービームを使用し、第２の溝を形成する場合に、基板の第２の面に向けられた第２の少なくとも１つのレーザービームを使用する。これは、溝がレーザーアブレーションプロセスを用いて形成されることを可能にし、これは典型的には高速で正確である。

本発明の第３の態様により、エネルギー貯蔵デバイスに対するマルチスタック構造が提供され、マルチスタック構造は、
基板の第１の面上の第１のスタックであって、
第１の電極と、
第２の電極と、
第１の電極と第２の電極との間の第１の電解質であって、第１の電極は第２の電極よりも基板の第１の面に近い、第１の電解質とを備える、第１のスタックと、
基板の第１の面に対向する、基板の第２の面上の第２のスタックであって、
第３の電極と、
第４の電極と、
第３の電極と第４の電極との間の第２の電解質であって、第３の電極は第４の電極よりも基板の第２の面に近い、第２の電解質とを備える、第２のスタックと、
第２の電極の第１の露出表面の少なくとも一部に接触することなく第１の電極の第１の露出表面および第１の電解質の第１の露出表面に接触している第１の電気絶縁体と、
第４の電極の第１の露出表面の少なくとも一部に接触することなく第３の電極の第１の露出表面および第２の電解質の第１の露出表面に接触している第２の電気絶縁体と、
第１の電極の第２の露出表面、第１の電解質の第２の露出表面、および第２の電極の第２の露出表面に接触している第３の電気絶縁体と、
第３の電極の第２の露出表面、第２の電解質の第２の露出表面、および第４の電極の第２の露出表面に接触している第４の電気絶縁体とを具備する。

本発明の第１および第２の態様を参照しつつ説明されているように、そのようなマルチスタック構造は、たとえば、活物質と不活物質との比率がより大きい。エネルギー貯蔵デバイスの活物質は、電極などのエネルギー貯蔵デバイスの化学的活性を有する構成要素、さらには電解質を含み得る。たとえば、活物質は、たとえば、カソードである、第１および第３の電極の材料と、たとえば、アノードである、第２および第４の電極の材料とを含み得る。逆に、エネルギー貯蔵デバイスの不活物質は、化学エネルギーの貯蔵または移動に関わらない、化学的不活性である構成要素を含み得る。不活物質は、基板の材料であるか、または基板の材料を含み得る。活物質と不活物質との比率が大きいことによって、マルチスタック構造のエネルギー密度は、活物質と不活物質との比率が小さい他の構造よりも大きくなり得る。

たとえば、第１、第２、第３、および第４の電気絶縁体は、第１および第２の電極または第３および第４の電極が互いに電気的に接触した場合に、これらがなければ発生する可能性のある短絡の危険性を低減する。

例では、第１の電気絶縁体は、第２の電気絶縁体と実質的に整列しており、第３の電気絶縁体は、第４の電気絶縁体と実質的に整列している。しかし、他の例では、第１の電気絶縁体は、第４の電気絶縁体と実質的に整列しており、第３の電気絶縁体は、第２の電気絶縁体と実質的に整列している。いずれの場合も、マルチスタック配置構成のさらなる加工が簡素化され得る。たとえば、電気絶縁体のそれぞれの対の整列により、マルチスタック配置構成は、たとえばマルチスタック配置構成のある１つの面であり得る、比較的滑らかなまたは平面状の表面を備え得る。このような配置構成では、マルチスタック配置構成デバイスの表面が非平面状である他の例と比較して、電極の露出部分を外部回路に接続するために導電性材料をその後堆積することがより容易になり得る。

例では、第１の電気絶縁体は第１のスタックの第１の面に配置構成され、第２の電気絶縁体は第２のスタックの第１の面に配置構成され、第３の電気絶縁体は第１のスタックの第１の面に対向する、第１のスタックの第２の面に配置構成され、第４の電気絶縁体は第２のスタックの第２の面に対向する、第２のスタックの第２の面に配置構成される。したがって、第１のスタックの第１の面で、第１の電気絶縁体は、第１の電極の第１の露出表面（スタックの第１の面にあってもよい）を第２の電極の第１の露出表面から絶縁し得る。同様に、スタックの第２の面では、第２の電気絶縁体は、第２の電極の第２の露出表面（スタックの第２の面にあってもよい）を第１の電極の第２の露出表面から絶縁し得る。第３および第４の電気絶縁体は、同様に、第３および第４の電極の露出表面を互いに絶縁し得る。このようにして、短絡は、効果的に防止または低減され得る。

代替的な例では、第１の電気絶縁体は第１のスタックの第１の面に配置構成され、第４の電気絶縁体は第２のスタックの第１の面に配置構成され、第３の電気絶縁体は第１のスタックの第１の面に対向する、第１のスタックの第２の面に配置構成され、第２の電気絶縁体は第２のスタックの第２の面に対向する、第２のスタックの第２の面に配置構成される。そのような例も、短絡を防止または低減し得る。

例では、
第３の電気絶縁体が、第１の電極の第２の露出表面と重なり合い、第１の電極の第２の露出表面の平面が、基板の第１の面の平面に実質的に平行であるか、または
第４の電気絶縁体が、第３の電極の第２の露出表面と重なり合い、第３の電極の第２の露出表面の平面が、基板の第２の面の平面に実質的に平行である
のうちの少なくとも一方である。

そのような配置構成では、第１の電極の第２の露出表面および第３の電極の第２の露出表面は、各々、第３および第４の電気絶縁体を形成するための電気的絶縁材料が容易に堆積され得るそれぞれの棚または出っ張りを形成し得る。

例では、基板の第１の面の平面に垂直な方向の基板の厚さは、基板の第１の面の平面に垂直な方向で、第１のスタックの第１の厚さまたは第２のスタックの第２の厚さのうちの少なくとも一方と実質的に同じであるか、またはそれよりも大きい。このような場合、マルチスタック構造は、たとえば、本発明の第１または第２の態様による方法を使用して、容易に製造され得る。たとえば、溝の深さ（その後、たとえば、電気絶縁体を形成するために、少なくとも部分的に電気的絶縁材料を充填され得る）は、より容易に制御され得る。溝の深さは、同じスタックを同じ基板の異なる面から加工することによって溝が形成される他の方法よりも、本発明の第１または第２の態様による方法（同じスタック内の溝の各々が基板の同じ面から形成される）を使用した方が、制御しやすい場合がある。これらの他の方法は、基板の厚さが溝が形成されるべきスタックの厚さと実質的に同じであるかまたはそれよりも大きい場合に所望の深さからの溝深さのずれの影響を受けやすい。しかし、溝を同じ面から形成することによって、溝の深さのそのようなずれが低減され得る。

本発明の第４の態様により、エネルギー貯蔵デバイスに対するマルチスタック構造が提供され、マルチスタック構造は、
基板の第１の面上の第１のスタックであって、
第１の電極と、
第２の電極と、
第１の電極と第２の電極との間の第１の電解質であって、第１の電極は第２の電極よりも基板の第１の面に近い、第１の電解質とを備える、第１のスタックと、
基板の第１の面に対向する、基板の第２の面上の第２のスタックであって、
第３の電極と、
第４の電極と、
第３の電極と第４の電極との間の第２の電解質であって、第３の電極は第４の電極よりも基板の第２の面に近い、第２の電解質とを備える、第２のスタックと、
第１の電極の露出表面、第１の電解質の露出表面、および第２の電極の露出表面に接触している第１の電気絶縁体と、
第４の電極の露出表面の少なくとも一部に接触することなく第３の電極の露出表面および第２の電解質の露出表面に接触している第２の電気絶縁体とを備える。

本発明の第３の態様を参照しつつ説明されているように、そのようなマルチスタック構造は、たとえば、単一のスタック構造より大きいエネルギー密度を有する。

例では、第１の電気絶縁体は、第２の電気絶縁体と実質的に整列している。このような場合に、マルチスタック配置構成のさらなる加工は、たとえば、マルチスタック配置構成の表面がより平面状であることにより、簡素化され得る。

例では、第１の電気絶縁体は第１の電極の露出表面と重なり合い、第１の電極の露出表面の平面は基板の第１の面の平面に実質的に平行である。このような配置構成では、第１の電極の露出表面は、第１の電気絶縁体を形成するための電気的絶縁材料が上に容易に堆積され得る棚または出っ張りを形成し得る。

例では、基板の第１の面の平面に垂直な方向の基板の厚さは、基板の第１の面の平面に垂直な方向で、第１のスタックの第１の厚さまたは第２のスタックの第２の厚さのうちの少なくとも一方と実質的に同じであるか、またはそれよりも大きい。そのようなマルチスタック構造は、たとえば、本発明の第１または第２の態様による方法を使用して、精度を改善して製造され得る。

本発明の第５の態様により、装置が提供され、これは、エネルギー貯蔵デバイスのためのスタックの第１の面の上に材料を堆積するように配置構成されている第１のインクジェット材料堆積コンポーネントと、スタックの第２の面の上に材料を堆積するように配置構成されている第２のインクジェット材料堆積コンポーネントであって、第２の面は第１の面に対向する、第２のインクジェット材料堆積コンポーネントと、スタックの第１の面が第１のインクジェット材料堆積コンポーネントからのスタック上への材料のトップダウンインクジェット材料堆積用に提示され、スタックの第２の面が第２のインクジェット材料堆積コンポーネントからのスタック上への材料のトップダウンインクジェット材料堆積用に提示されるように第１のインクジェット材料堆積コンポーネントと第２のインクジェット材料堆積コンポーネントとの間のスタックの移動を誘導するように配置構成されている複数のローラとを備える。

インクジェット印刷などの、インクジェット材料堆積をトップダウンで実行することは、スタック上への材料の正確で効率的な堆積を可能にし得る。スタックの両面がトップダウン印刷用に提示されることを確実にすれば、基板の両面上の層を含むスタックの場合であってもスタック上への材料の正確で効率的な堆積を可能にし得る。

例では、装置は、第１の態様による方法を実行するように配置構成される。

さらなる特徴は、添付の図面を参照しつつなされる、例のみで与えられる、以下の説明から明らかになるであろう。

例によるエネルギー貯蔵デバイスに対するスタックの概略図である。例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造のための図１のスタックの加工の一例を示す概略図である。例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。さらなる例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。さらなる例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。さらなる例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。さらなる例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。さらなる例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。さらなる例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を例示する概略図である。例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造のための中間構造の概略図である。さらなる例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造のための中間構造の概略図である。リールツーリールプロセスにおける中間構造の加工の一例を示す概略図である。リールツーリールプロセスにおける中間構造の加工のさらなる例を示す概略図である。例によるエネルギー貯蔵デバイスに対する折り畳まれた中間構造を例示する概略図である。図９の折り畳まれた中間構造の切断を例示する概略図である。図１０に示されているように図９の折り畳まれた中間構造を切断して形成されたマルチスタック構造を例示する概略図である。エネルギー貯蔵デバイスのプリカーサーの一部の例を示す概略図である。

例による方法、構造、およびデバイスの詳細は、図を参照しつつ、次の説明から明らかになるであろう。この説明では、説明を目的として、いくつかの例の多数の具体的詳細が述べられている。本明細書において「一例」または類似の言い回しを述べた場合、これは例に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性が、少なくともその一例に含まれていることを意味するが、必ずしも他の例に含まれているわけではない。いくつかの例は、例の基礎となる概念の説明および理解を容易にするためにいくつかの特徴が省略され、および／または必然的に簡略化されて概略として記述されていることにさらに留意されたい。

図１は、エネルギー貯蔵デバイスのための層のスタック１００を示している。図１のスタック１００は、たとえば、固体電解質を有する薄膜エネルギー貯蔵デバイスの一部として使用され得る。

スタック１００は、図１では基板１０２上にある。基板１０２は、たとえば、ガラスまたはポリマーであり、剛性または可撓性を有するものとしてよい。基板１０２は、典型的には平面状である。スタック１００は、図１において基板１０２に直接接触しているように示されているが、他の例ではスタック１００と基板１０２との間に１つまたは複数のさらなる層があってよい。したがって、特に断りのない限り、本明細書において１つの要素が別の要素の「上に」あると述べた場合に、このことは、直接または間接的な接触を含むものとして理解されるべきである。言い換えれば、別の要素上の一要素は、他の要素に接触しているか、または他の要素と接触していないが、その代わりに、一般的に、介在する（１つまたは複数の）要素によって支持されているが、それにもかかわらず、他の要素の上に配置されているか、または他の要素と重なり合っているものとしてよい。

図１のスタック１００は、第１の電極層１０４、電解質層１０６、および第２の電極層１０８を含む。図１の例では、第２の電極層１０８は、第１の電極層１０４よりも基板１０２から離れており、電解質層１０６は、第１の電極層１０４と第２の電極層１０８との間にある。

第１の電極層１０４は、正極集電体層（ｐｏｓｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒｌａｙｅｒ）として働き得る。このような例では、第１の電極層１０４は、正電極層（スタック１００を含むエネルギー貯蔵デバイスのセルの放電時のカソードに対応し得る）を形成し得る。第１の電極層１０４は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、またはアルカリ金属多硫化塩などの、安定した化学反応によりリチウムイオンを貯蔵するのに適した材料を含んでいてもよい。

代替的な例では、第１の電極層１０４と基板１０２との間に配置され得る、別個の正極集電体層が存在してもよい。これらの例では、別個の正極集電体層はニッケル箔を含み得るが、アルミニウム、銅、もしくは鋼鉄、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）上のアルミニウムなどの金属化プラスチックを含む金属化材料などの任意の好適な金属が使用され得ることは理解されるべきである。

第２の電極層１０８は、負極集電体層として働き得る。そのような場合における第２の電極層１０８は、負電極層（スタック１００を含むエネルギー貯蔵デバイスのセルの放電時のアノードに対応し得る）を形成し得る。第２の電極層１０８は、リチウム金属、グラファイト、シリコン、またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を含み得る。第１の電極層１０４に関して、他の例では、スタック１００は、第２の電極層１０８上にあり、第２の電極層１０８は負極集電体層と基板１０２との間にあり得る、別個の負極集電体層を備え得る。負極集電体層が別個の層である例では、負極集電体層は、ニッケル箔を含んでもよい。しかし、アルミニウム、銅、もしくは鋼鉄、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）上のアルミニウムなどの金属化プラスチックを含む金属化材料などの、任意の好適な金属が負極集電体層に使用され得ることも理解されるべきである。

第１および第２の電極層１０４、１０８は、典型的には導電性である。したがって、電流は、第１および第２の電極層１０４、１０８を通るイオンまたは電子の流れにより第１および第２の電極層１０４、１０８を通って流れ得る。

電解質層１０６は、オキシ窒化リン酸リチウム（ＬｉＰＯＮ）などの、イオン伝導性であるが、電気絶縁体でもある、任意の好適な材料を含み得る。上で説明されているように、電解質層１０６は、たとえば、固体層であり、高速イオン伝導体と称され得る。固体電解質層は、たとえば、規則的な構造を欠き、自由に移動し得るイオンを含む液体電解質の構造と、結晶性固体の構造との間の中間の構造を有し得る。結晶性物質は、たとえば、原子が秩序正しく配列されている正規構造を有し、これは二次元または三次元の格子として配列され得る。結晶性物質のイオンは、典型的には不動であり、したがって、物質全体を通して自由に移動することができない場合がある。

スタック１００は、たとえば、基板１０２上に第１の電極層１０４を堆積することによって製造され得る。電解質層１０６は、その後、第１電極層１０４上に堆積され、第２電極層１０８は、次いで、電解質層１０６上に堆積される。スタック１００の各層は、他の堆積方法も可能であるが、均質性の高い層を生成する単純で効果的な方法を提供する、フラッド堆積によって堆積され得る。

図１のスタック１００は、エネルギー貯蔵デバイスを製造するために、さらなる加工がなされ得る。図１のスタック１００に適用され得る加工の例は、図２に概略として示されている。

図２では、スタック１００および基板１０２は、一緒になって、エネルギー貯蔵デバイスを製造するための中間構造１１０を形成する。この例における中間構造１１０は可撓性であり、ロールツーロール製造プロセス（リールツーリール製造プロセスと称されることもある）の一部としてローラ１１２の周りに巻き付けられることを可能にする。中間構造１１０は、ローラ１１２から徐々に巻きを解かれ、さらなる処理を受け得る。

図２の例では、第１のレーザー１１４を使用して中間構造１１０を介して（たとえば、スタック１００を通して）溝が形成され得る。第１のレーザー１１４は、中間構造１１０にレーザービーム１１６を当てて中間構造の一部を除去し、それによってスタック１００に溝を形成するように配置構成される。このプロセスは、レーザーアブレーションと称され得る。

溝の形成後、電気的絶縁材料が、材料堆積システム１１８を使用して溝の少なくとも一部に堆積され得る。材料堆積システム１１８は、たとえば、有機懸濁液材料などの液体１２０で溝の少なくとも一部を満たす。次いで、液体１２０は、溝内で硬化され、溝内に電気的絶縁プラグを形成し得る。電気的絶縁材料は、非導電性であると考えられてよく、したがって、電界内に置かれたときに比較的少量の電流を伝導し得る。典型的には、電気的絶縁材料（絶縁体と称されることもある）は、半導体材料または導電性材料に比べて少ない電流を伝導する。しかしながら、絶縁体であっても電流を流すための少量の電荷担体を含み得るので、電界の影響下では、それにもかかわらず、少量の電流が電気的絶縁材料を通って流れることがある。本明細書の例では、材料は、絶縁体の機能を果たす十分な電気的絶縁性を有する場合に電気的絶縁性を有するとみなされ得る。この機能は、たとえば、短絡回避がなされるように材料が一方の要素を別の要素から十分に絶縁する場合に果たされ得る。

図２を参照すると、電気的絶縁材料を堆積した後に、中間構造１１０は、溝の少なくとも一部に沿って切断され、エネルギー貯蔵デバイスのための別々のセルを形成する。図２などの例では、数百個、潜在的に数千個のセルが中間構造１１０のロールから切断することができ、複数のセルが効率的な方式で製造されることを可能にする。

図２では、切断作業は、中間構造１１０にレーザービーム１２４を当てるように配置構成されている、第２のレーザー１２２を使用して実行される。各切断は、たとえば、プラグが２つのピースに分割され、各ピースがそれが付着しているエッジを含む露出表面上の保護カバーを形成するように絶縁プラグの中心を通るものとしてよい。この方式でスタック全体を切り開くことで、第１および第２の電極層１０４、１０８の露出表面を形成する。

図２には示されていないが（単なる概略図である）、電気的絶縁材料の堆積の後、中間構造１１０は、絶縁プラグの各々が整列されている少なくとも１０層、場合によっては数百層、潜在的には数千層を有するｚ折り配置構成を形成するために、それ自身の上に折り返され得ることが理解されるべきである。次いで、第２のレーザー１２２によって実行されるレーザー切断プロセスは、プラグの整列されたセットの各々について、単一の切断作業でｚ折り畳み配置構成を切り開くために使用され得る。

セルを切断した後、電気コネクタがセルの対向する面に沿って設けられ得、セルの一方の面上の第１の電気コネクタは第１の電極層１０４（セルが中間構造１１０の残りの部分から分離された後に第１の電極を形成すると考えられ得る）に接触するが、電気的絶縁材料によって他の層との接触が防がれる。同様に、セルの対向する面上の第２の電気コネクタは、第２の電極層１０８（セルが中間構造体１１０の残りの部分から分離された後に第２の電極を形成すると考えられ得る）と接触するように配置構成され得るが、絶縁材料によって他の層との接触を防がれている。したがって、絶縁材料は、第１および第２の電極層１０４、１０８と各セル内の他の層との間の短絡の危険性を低減し得る。第１および第２の電気コネクタは、たとえば、スパッタリングによってスタックのエッジ（または中間構造１１０のエッジ）に付けられる金属材料であるものとしてよい。したがって、セルは、単純、容易に並列に接合することができる。

図３ａから図３ｅ（図３と総称する）は、エネルギー貯蔵デバイスの製造方法の例示的な特徴を示す概略図である。図１の対応する特徴と同じである、図３の特徴は、同じ参照番号が付されている。対応する説明が適用されると解釈されるべきである。同じ参照番号は、図３ａから図３ｅの各々において同じ要素を表すために使用される。しかしながら、わかりやすくするために、図３ａから図３ｅの各々においてすべての要素にラベルが付けられているわけではない。図３ａから図３ｅのうちの１つの図ではラベルを付けられているが、図３ａから図３ｅのうちの他の図ではラベルを付けられていない要素は、図３ａから図３ｅの処理が同じスタックに順次適用され得るので、それにもかかわらず存在し得る。

図３ａの前に、図３による方法は、基板１０２の表面１２６上にスタック１００を設けることを含む。この例では、スタック１００および表面１０２は、図１に示されているとおりである。しかしながら、他の例では、図３による方法は、図１に示されているものとは異なる構造または層を有する他のスタックに適用され得る。

スタック１００の層（この場合、第１の電極層１０４、電解質層１０６、および第２の電極層１０８）は、順次設けられてもよい。しかしながら、他の例では、基板は、部分的に組み立てられて提供されてもよい。たとえば、第１の電極層、電解質層、および第２の電極層を含むスタックは、基板が提供される前にすでに基板上に配置構成されていてもよい。

図３ａでは、第１の溝１２８ａ、第２の溝１２８ｂ、および第３の溝１２８ｃが、スタック１００の第１の面１３０内に形成される。第１の溝１２８ａ、第２の溝１２８ｂ、および第３の溝１２８ｃは、参照番号１２８で総称され得る。スタック１００の第１の面１３０は、基板１０２の表面１２６上にあるスタック１００の第２の面に対向している。したがって、スタック１００の第１の面１３０は、たとえば、スタック１００の露出表面であり、これは別のコンポーネントと接触していないか、または他の何らかの形で目立たなくされている。この例では、スタック１００の第１の面１３０は、スタック１００の上面であるが、他の例ではそうである必要はない。

溝は、たとえば、連続しているか、または非連続的であり得るチャネル、スロット、またはトレンチである。いくつかの例では、溝は細長いものとしてよい。溝は、スタック１００の層を途中まで貫通し得るか、または基板１０２の一部を露出させるためにスタック１００のすべて層を貫通し得る。たとえば、溝は、液体または他の流体などのさらなる材料のその後の堆積のためのチャネルを提供する。

図３ａでは、第１の溝１２８ａは第１の深さｄ_１を有し、第２の溝１２８ｂは第２の深さｄ_２を有し、第３の溝１２８ｃは第３の深さｄ_３を有する。第１の深さｄ_１は第３の深さｄ_３と実質的に同じであるが、第１の深さｄ_１は第２の深さｄ_２とは異なる。溝１２８の深さｄ_１、ｄ_２、ｄ_３の各々は、図３ａの基板１０２の表面１２６の平面に対して実質的に垂直な方向に取られる。方向は、測定公差内にある、または垂直からプラス／マイナス５度、１０度、もしくは２０度の範囲内の角偏向を有するなど、方向が平面に対して正確に垂直であるか、または平面に対しておおよそ垂直である場合に平面に対して実質的に垂直であるとみなされ得る。このような場合、溝１２８は、この方向に延在するか、または他の何らかの形で伸長しているとみなされ得る。これらの場合、溝１２８は、それに加えて、これに垂直な方向（図３ａを参照してページの中に入るかまたはページの外に出る方向など）などの異なる方向に伸長してもよい。たとえば、溝の口または開口部から溝の基部に向かって延在する、溝の中心軸は、基板１０２の表面１２６の平面に実質的に垂直な方向であってよい。

しかしながら、他の例では、溝１２８の一部または全部が、基板１０２の表面１２６の平面に対して、実質的に垂直な角度とは異なる角度を成す軸に沿って延在し得る。たとえば、溝１２８の一部または全部は、基板１０２の表面１２６の平面に関して鋭角（９０度未満の角度など）を成す内面を有し得る。しかし、これにより、溝１２８内に材料を堆積することが、その後図３ａなどの例と比較して困難になり、溝１２８の内面は基板１０２の表面１２６の平面に対して実質的に垂直であるものとしてよい。

第１の溝１２８ａ、第２の溝１２８ｂ、および第３の溝１２８ｃは、スタック１００の様々な層を異なる部分に分離する。図３ａでは、第１の溝１２８ａは、第１の電極層１０８を第１の部分１０８ａおよび第２の部分１０８ｂに分離する。また、第１の溝１２８ａは、電解質層１０６を第１の部分１０６ａおよび第２の部分１０６ｂに分離する。第２の溝１２８ｂは、第１の電極層１０８の第２の部分１０８ｂを第１の電極層１０８の第３の部分１０８ｃから分離する。第２の溝１２８ｂは、電解質層１０６の第２の部分１０６ｂを電解質層１０６の第３の部分１０６ｃから分離する。それに加えて、第２の溝１２８ｂは、第２の電極層１０４を第１の部分１０４ａおよび第２の部分１０４ｂに分離する。図３ａでは、第３の溝１２８ｃは、第１の電極層１０８の第３の部分１０８ｃを第１の電極層１０８の第４の部分１０８ｄから分離し、電解質層１０６の第３の部分１０６ｃを電解質層１０６の第４の部分１０６ｄから分離する。第２の溝１２８ｂとは異なり、第１の溝１２８ａも第３の溝１２８ｃも、第２の電極層１０４の部分を分離しない。

図３ａでは、第１の溝１２８ａは、第２の電極層１０８の第１の露出表面１３２ａを含む第１の表面を有している。この例では、第２の電極層１０８の第１の露出表面１３２ａは、第２の電極層１０８の第１の部分１０８ａの表面である。しかしながら、第１の溝１２８ａの第１の表面は、第２の電極層１０８の第２の部分１０８ｂの露出表面、ならびに電解質層１０６の第１および第２の部分１０６ａ、１０６ｂの露出表面も含む。第１の溝１２８ａの第１の表面は、それに加えて、第１の電極層１０４の第１の部分１０４ａの露出表面を含み、これは、この例では、第１の電極層１０４の第１の部分１０４ａの上側表面である。したがって、この例では、第１の溝１２８ａは、第２の電極層１０８および電解質層１０６を通して形成される。したがって、第２の電極層１０８および電解質層１０６の露出表面は、第１の溝１２８ａの面を形成するが、第１の電極層１０４の露出表面は、第１の溝１２８ａの基部または底部領域を形成する。第１の溝１２８ａは、第１の電極層１０４または基板１０２を貫通しない。

溝の露出表面は、たとえば、溝の形成後に別の層で覆われるかまたは他の層と接触することのない表面である。このようにして、露出表面は、たとえば、溝の形成後に、覆われていないか、暴露されているか、または他の何らかの形で示されている。露出表面は、たとえば、溝の壁、側部、側壁、または面に対応し得る。したがって、露出表面は、覆われていない、溝内の任意の表面であるか、そのような表面を含み得る。たとえば、露出表面は、溝の垂直壁、または基板１０２に関して上向き方向に延在する溝の一般的に上向きに延在する内面であるか、または含み得る。これは、図３ａにおける場合であり、第１の溝１２８ａの第１の表面（たとえば、第１の溝１２８ａの露出表面である）は、第１の電極層１０８の第１および第２の部分１０８ａ、１０８ｂの面と、電解質層１０６の第１および第２の部分１０６ａ、１０６ｂの面とを含む。代替的に、露出表面は、水平に対して、または基板１０２の表面１２６の平面に対して一般的に平行である平面内に延在する溝の水平な壁または溝の壁もしくは他の表面であるか、または含むものとしてよい。たとえば、露出表面は、溝の水平な底部表面であるか、または含むものとしてよく、これは、たとえば、基板１０２に最も近いことがある、溝の最も深い表面である。他の例では、溝は、一般的に水平に、または基板の平面に平行である平面内に延在し得る、１つまたは複数の棚または出っ張り部分を含み得る。

第２の溝１２８ｂは、第１の電極層１０４の露出表面１３４を含む第２の表面を有する。この例では、第１の電極層１０４の露出表面１３４は、第１の電極層１０４の第１の部分１０４ａの表面（この例では、基板１０２の表面１２６の平面から離れる第１の電極層１０４の第１の部分１０４ａの面の表面）である。しかしながら、第２の溝１２８ｂの第２の表面は、また、電極層１０６の第２および第３の部分１０６ｂ、１０６ｃの露出表面と、第２の電極層１０８の第２および第３の部分１０８ｂ、１０８ｃの露出表面とを含む。したがって、この例では、第２の溝１２８ｂは、第２の電極層１０８、電解質層１０６、および第１の電極層１０４を通して形成され、これらは、たとえば、第２の溝１２８ｂの面を形成する。第２の溝１２８ｂは、基板１０２を貫通しないが、図３ａにおける基板１０２の表面１２６は、第２の溝１２８ｂの基部と対応する。第２の溝１２８ｂは、第１の溝１２８ａと第３の溝１２８ｃとの間に配置される。

第３の溝１２８ｃは、第２の電極層１０８の第２の露出表面１３２ｂを含む第３の表面を有する。この例では、第２の電極層１０８の第２の露出表面１３２ｂは、第２の電極層１０８の第３の部分１０８ｃの表面である。しかしながら、第３の溝１２８ｃの第３の表面は、電解質層１０６の第３の部分１０６ｃの露出表面、さらには第２の電極層１０８および電解質層１０６の第４の部分１０８ｄ、１０６ｄの露出表面も含む。第３の溝１２８ｃの第３の表面は、第１の電極層１０４の第２の部分１０４ｂの露出表面も含み、これは、たとえば、第３の溝１２８ｃの基部に対応する。したがって、この例では、第３の溝１２８ｃは、第２の電極層１０８および電解質層１０６を通して形成され、これらは、たとえば、第３の溝１２８ｃの面を形成する。しかし、第３の溝１２８ｃは、第１の電極層１０４または基板１０２を貫通しない。

第１および第３の溝１２８ａ、１２８ｃの第１および第３の深さｄ_１、ｄ_３は第２の溝１２８ｂの第２の深さｄ_２と異なるので、第２の溝１２８ｂは第１の電極層１０４を貫通するが、第１および第３の溝１２８ａ、１２８ｃは第１の電極層１０４を貫通するのに十分な深さではない。これは、第１および第３の溝１２８ａ、１２８ｃ内に第２の電極層１０８の側部表面（第１および第３の溝１２８ａ、１２８ｃの内部表面または側壁とみなされ得る）を露出する。第１電極層１０４の側部表面は、第１および第３の溝１２８ａ、１２８ｃ内には露出されない。その代わりに、第１電極層１０４の上側表面は、第１および第３の溝１２８ａ、１２８ｃの基部を形成する。しかしながら、第１の電極層１０４の側部表面は、第１および第３の溝１２８ａ、１２８ｃよりも深い第２の溝１２８ｂ内に露出されている。しかし、他の例では、同じ層の側部表面が溝の各々の中に露出され、同じ層の異なる部分の側部表面が溝の異なる部分に露出され得る。しかしながら、そのような場合の第１および第３の溝は、それにもかかわらず、互いに実質的に同じ深さを有するが、第２の溝とは異なる深さを有し得る。

図３ａでは、第１の溝１２８ａは、第２の溝１２８ｂから離間し、実質的に平行であり、第２の溝１２８ｂは、第３の溝１２８ｃから離間し、実質的に平行である。２つの溝は、互いに正確に平行である場合、または製造公差内で、または２０度、１５度、１０度、もしくは５度未満の範囲内で、互いに平行である場合に、互いに実質的に平行であると考えられ得る。言い換えれば、第１、第２、および第３の溝１２８は、各々、互いに一般的に同じ方向に延在する。これは、第１、第２、および第３の溝１２８の形成を簡素化し得る。

図３ａでは、溝１２８は、実質的に一定の、または他の何らかの形で一様な断面を有する。溝の断面は、たとえば、溝の深さに垂直な方向に取られ、したがって、溝の幅に対応するものとしてよい。図３ａでは、溝１２８は円筒形である。しかしながら、他の例では、溝は異なる形状を有し得る。たとえば、溝の断面は、溝の基部から離れるにつれてサイズが増加または減少し得るか、またはサイズが不均一であってもよい。溝１２８の一部または全部は、正確に同じ幅、または製造公差内で同じ幅、または２０％、１５％、１０％、または５％未満の偏差などで、互いに実質的に同じ幅を有し得る。異なる幅を有する溝１２８を製造するよりも、各々同じ幅を有する溝１２８を製造する方が簡単であり得る。たとえば、これにより、他の場合であれば異なる幅の溝を形成するために必要になる可能性がある、隣接する溝の形成の間の製造機器の調整の必要がなくなり得る。溝の幅は、基板１０２の表面１２６の平面に平行な方向に取られてよく、これは溝の深さに垂直であってよい。他の例では、溝の１つまたは複数は、それらの溝のうちの別の溝とは異なる幅および／または形状を有し得る。

図３ａなどの例では、基板１０２の表面１２６の平面に平行な方向の第１の溝１２８ａと第２の溝１２８ｂとの間の第１の距離Ｄ_１は、同じ方向の第２の溝１２８ｂと第３の溝１２８ｃとの間の第２の距離Ｄ_２と実質的に同じである。２つの距離は、全く同じであるか、測定不確実性の範囲内で、またはたとえば、互いの２０％、１５％、１０％、もしくは５％の範囲内で同じである場合に実質的に同じであるとみなされ得る。この配置構成により、溝１２８は、溝１２８が不規則な間隔で形成されている他の場合に比べて、より容易に製造され得る。さらに、これは、溝をｚ折り配置構成で互いに整列させることを容易にし得る。

溝の一部または全部は、レーザーアブレーションを使用して形成され得る。レーザーアブレーションは、レーザーベースのプロセスを使用してスタック１００から材料を除去することを指すものとしてよい。材料の除去は、複数の物理的プロセスのうちの任意の１つを含み得る。たとえば、材料の除去は、溶融、溶融飛散、蒸発（または昇華）、光分解（単一光子）、光分解（多光子）、機械的衝撃、熱機械的衝撃、他の衝撃ベースのプロセス、表面プラズマ機械加工、および蒸発（アブレーション）による除去のうちの任意の１つまたはその組合せを（限定することなく）含み得る。レーザーアブレーションは、たとえば、除去されるべき（１つまたは複数の）層の表面にレーザービームを照射することを伴う。これは、たとえば、（１つまたは複数の）層の一部を除去する。レーザーアブレーションによって除去される層の量は、レーザービームの波長またはパルスレーザービームのパルス長などのレーザービームの特性を制御することによって制御され得る。レーザーアブレーションは、典型的には、溝の形成が容易に、素早く制御されることを可能にする。しかしながら、他の例では、代替的な方法がフォトリソグラフィ技術などの、溝の一部または全部を形成するために使用されてよい。

レーザーアブレーションが使用される例では、溝１２８は、たとえば、スタック１００が配置構成される基板１０２の表面１２６に対応する基板１０２の第１の面に向けられた少なくとも１つのレーザービームを使用して形成され得る。たとえば、少なくとも１つのレーザービームが、スタック１００の第１の面１３０に向けられ得る。少なくとも１つのレーザービームをスタック１００の第１の面１３０に向けることにより、少なくとも１つのレーザービームは、それによって基板１０２の第１の面に向けられ得る。少なくとも１つのレーザービームを基板１０２の第１の面に向けるために、少なくとも１つのレーザービームを生成するように配置構成されているレーザーは、それ自体、基板１０２の第１の面（たとえば、スタック１００の第１の面１３０に面する）に配置され得る。しかし、代替的に、少なくとも１つのレーザービームは、異なる位置に配置されてもよいが、それにもかかわらず、好適な光学的配置構成を用いて基板１０２の第１の面に向けられ得る。たとえば、少なくとも１つのレーザービームは、レーザー、およびレーザーによって生成された少なくとも１つのレーザービームを基板１０２の第１の面の方へ偏向させるための鏡または他の反射体などの光学素子を備えるレーザーアブレーションシステムを使用して生成され得る。

このようにして、溝１２８は、スタック１００の単一の面から少なくとも１つのレーザービームを当てることによって形成され得る。これは、スタック１００の異なるそれぞれの面からレーザービームが当てられる場合と比較して溝１２８の形成を簡素化し得る。

図３ａからわかるように、第１の溝１２８ａ、第２の溝１２８ｂおよび／または第３の溝１２８ｃは、基板１０２を切断することなく形成されてもよい。例では、基板１０２は、スタック１００と比較して比較的厚いものであってもよい。たとえば、基板１０２の表面１２６の平面に垂直な方向における基板１０２の厚さは、同じ方向におけるスタック１００の厚さと実質的に同じか、またはそれよりも大きく、実質的に同じであるとは、たとえば、厚さが正確に同じであること、製造公差内で同じであること、または互いの２０％、１５％、１０％、もしくは５％の範囲内などの一般的に類似していることを指す。そのような場合、基板１０２を切断することなくスタック１００の第１の面１３０から溝を切ることによって溝の深さを制御する方が、基板１０２を貫通してスタック１００内に溝を切ることよって溝の深さを制御することよりも簡単であり得る。

図３ａでは、第１および第３の溝１２８ａ、１２８ｃは、第１の電極層１０８および基板１０２を切断することなく形成される。第２の溝１２８ｂは、基板１０２を切断することなく形成される。これは、たとえば、追加の材料が除去される他の例と比較して、エネルギー貯蔵デバイスの形成に適した形状またはサイズを有する溝１２８を依然として生成しながら、溝１２８の形成の効率を向上させる。

図３ｂでは、電気的絶縁材料１３６が、第１、第２、および第３の溝１２８内に堆積されている（場合によっては、電気的絶縁材料は、溝１２８の１つまたは複数に堆積されていない場合もあるが）。電気的絶縁材料１３６は、たとえば、インクジェット印刷プロセスなどの、インクジェット材料堆積プロセスを使用して、第１の液体として提供され得る。これは、たとえば、電気的絶縁材料１３６の液滴を、たとえばノズルから、溝１２８内に噴射するか、または他の何らかの形で推進することを伴う。電気的絶縁材料１３６は、誘電体インクなどの、インクであってもよい。好適な誘電体インクは、ＤｙｃｏｔｅｃＭａｔｅｒｉａｌｓＬｔｄ．、Ｕｎｉｔ１２ＳｔａｒＷｅｓｔ、ＷｅｓｔｍｅａｄＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｓｔａｔｅ、Ｗｅｓｔｌｅａ、Ｓｗｉｎｄｏｎ、ＳＮ５７ＳＷ、ＵｎｉｔｅｄＫｉｎｇｄｏｍから入手可能なＤＭ−ＩＮＩ−７００３である。一般に、電気的絶縁材料１２６は、任意の好適な誘電体材料であってよい。誘電体材料は、たとえば、電界の印加時に分極し得る電気絶縁体である。そのような誘電体材料はまた、典型的には、低い電気伝導率を有する。図３ｂでは、同じ電気的絶縁材料１３６は溝１２８の各々に堆積されているが、他の例では、異なる電気的絶縁材料は溝１２８の１つまたは複数に堆積され得ることが理解されるべきである。

第１の溝１２８ａに電気的絶縁材料１３６を堆積させることで、第２の電極層１０８の第１の露出表面１３２ａを第１の電極層１０４から絶縁する。同様に、第２の溝１２８ｂに電気的絶縁材料１３６を堆積させることで、第１の電極層１０４の露出表面１３４を第２の電極層１０８から絶縁する。第３の溝１２８ｃに電気的絶縁材料１３６を堆積させることで、第２の電極層１０８の第２の露出表面１３２ｂを第１の電極層１０４から絶縁する。このようにして、第１電極層１０４と第２電極層１０８との間の短絡の危険性が低減され得る。

第２の溝１２８ｂに電気絶縁材料１３６を設けた後、電気絶縁材料１３６の一部が除去され得る。これは、図３ｃに概略として示されている。電気的絶縁材料１３６の部分は、溝１２８の形成に使用されたものと同じ装置もしくはシステムを使用して、またはそれにもかかわらず溝１２８を形成するために使用されたものと同じ処理を適用する異なる装置もしくはシステムを使用して除去され得る。たとえば、電気的絶縁材料１３６の部分は、レーザーアブレーションを使用して除去され得る。しかしながら、他の方法も可能である。たとえば、当業者には理解されるであろうが、溝１２８を形成するため、また電気的絶縁材料１３６の部分を除去するために、異なる方法が使用され得る。

電気的絶縁材料１３６の部分を除去することによって、第２の電極層１０８の第３の露出表面１３８が露出される。図３ｃでは、第２の電極層１０８の第３の露出表面１３８は、これは単なる例示に過ぎないが、第２の電極層１０８の第２の部分１０８ｂの表面である。第２の電極層１０８の第２の部分１０８ｂの表面を露出させることに加えて、図３ｃの例では、第２の電極層１０８の第３の部分１０８ｃの表面も露出されている（これはその場合でなくてもよいが）。導電性材料は、その後堆積され、第２の電極層１０８の第３の露出表面１３８に接触して、第２の電極層１０８を外部回路に接続し得る。

電気的絶縁材料１３６の堆積後、図３ｄに示されているように、切断手順が適用され得る。図３ｄでは、スタック１００および基板１２６の中間構造は、第１の溝１２８ａに整列された第１の軸１４０ａ、第２の溝１２８ｂに整列された第２の軸１４０ｂ、第３の溝１２８ｃに整列された第３の軸１４０ｃに沿って切断される。これらの軸は、参照番号１４０を付けて総称され得る。この例では、軸１４０は各々、それぞれの溝１２８の中心に整列されているが、他の場合には、そのような軸は、この方法で整列されていない場合もある。図２を参照しつつ述べられているように、これは単なる例に過ぎないが、切断作業はレーザーを使用して実行され得る。この方法で中間構造を切断することによって、中間構造は、個別のセルに分離され得る。

図３ｄに示されているような中間構造を切断することで、図３ｅに示されているように、エネルギー貯蔵デバイスのセル１４２が形成され得る。図３ｅでは、４つのセル１４２ａ〜１４２ｅが形成されているが、典型的には、スタック１００からかなり多くのセルが形成され得る。第１のセル１４２ａは、第２の電極層１０８の第１の部分１０８ａ（第２の電極に対応すると考えられる）、電極層１０６の第１の部分１０６ａ（電解質に対応すると考えられ得る）、第１の電解質層１０４の第１の部分１０４ａ（第１の電極に対応すると考えられ得る）、および第１の基板１０２の第１の部分１０２ａを含む。第２、第３、および第４のセル１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄは、第１のセル１４２ａと同様の層を含む。第１のセル１４２ａの対応するコンポーネントに類似する第２、第３、および第４のセル１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄのコンポーネントは、同じ参照番号を付けられているが、それぞれ、「ａ」ではなく、「ｂ」、「ｃ」または「ｄ」を付加されている。

図３ｅでは、第１の電気絶縁体は、第２の電極層１０８の一部の露出表面の少なくとも一部に接触することなく、第１の電極層１０４の一部の露出表面および電解質層１０６の一部の露出表面に接触している。第１の電気絶縁体は、第１、第２、第３、または第４のセル１４２ａ〜１４２ｄにそれぞれ関連付けられているかどうかに応じて、参照番号１４４に「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、または「ｄ」を付加して図３ｅにラベル付きで示されている。第２の電気絶縁体は、第１の電極層１０４の露出表面の少なくとも一部に接触することなく、第２の電極層１０８の一部の露出表面および電解質層１０６の一部の露出表面に接触している。第２の電気絶縁体は、第１、第２、第３、または第４のセル１４２ａ〜１４２ｄにそれぞれ関連付けられているかどうかに応じて、参照番号１４６に「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、または「ｄ」を付加して図３ｅにラベル付きで示されている。

図３ｅでは、第１のセル１４２ａおよび第４のセル１４２ｄは、第２の電気絶縁体１４６ａ、１４６ｄを含むが、第１の電気絶縁体を欠いている。それにもかかわらず、第１および第４のセル１４２ａ、１４２ｄは、第２および第３のセル１４２ｂ、１４２ｃの第１の電気絶縁体１４４ｂ、１４４ｃと同様のものであってよい、第１の電気絶縁体を追加するためのさらなる加工を受け得る。

第１および第２の電気絶縁体１４４ｂ、１４６ｂの機能は、次に、第２のセル１４２ｂを参照しつつ説明される。図３ｅでは、第２のセル１４２ｂの第１の電気絶縁体１４４ｂは、第１の電極層１０４の第２の部分１０４ｂの露出表面および電解質層１０６の第２の部分１０６ｂの露出表面に接触している。したがって、第１の電気絶縁体１４４ｂは、第１の電極層１０４の第２の部分１０４ｂを第２の電極層１０８の第２の部分１０８ｂから絶縁する。第２のセル１４２ｂの第２の電気絶縁体１４６ｂも、第１の電極層１０４の第２の部分１０４ｂを第２の電極層１０８の第２の部分１０８ｂから絶縁する。ただし、第２のセル１４２ｂの第２の電気絶縁体１４６ｂは、電解質層１０６の第２の部分１０６ｂの露出表面と第２の電極層１０８の第２の部分１０８ｂの露出表面とを接触させることによってこれを行う。

この例では、第１の電気絶縁体１４４ｂは、第２のセル１４２ｂの第１の面に配置構成され、第２の電気絶縁体１４６ｂは、第１の面に対向する、第２のセル１４２ｂの第２の面に配置構成される。たとえば、セルの面は、セルのスタックの面に対応する。電気絶縁体は、電気絶縁体がセルまたはスタックのその面の露出表面の少なくとも一部に接触するセルまたはスタックの面に配置構成されると考えられ得る。たとえば、電気絶縁体は、セルまたはスタックのその面に沿って延在し得る（必要ではないが）。図３ｅの例などの例では、セルまたはスタックの第１の面およびセルまたはスタックの第２の面は、各々、基板１０２の表面１２６の平面に対して実質的に垂直であってよい。そのような場合、セルもしくはスタックの第１または第２の面は、それ自体が平面である必要はなく、非平面状表面であってもよい。それにもかかわらず、第１または第２の面は、表面１２６の平面に対して一般的にまたは近似的に垂直であってよく、第１または第２の面の中心平面は、正確に、製造公差内で、または２０度、１５度、１０度、または５度の範囲内で、表面の平面に対して垂直である。このような場合、第１または第２の電気絶縁体１４４ｂ、１４６ｂは、基板１０２の表面１２６から一般的に離れる方向に延在し得る。たとえば、第１または第２の電気絶縁体１４４ｂ、１４６ｂは、第２のセル１４２ｂのスタックの側面の一部を覆うように、おおよそ垂直に延在し得る。

この配置構成により、第２のセル１４２ｂの第１の電極層１０４の第２の部分１０４ｂの露出表面は、第２の電気絶縁体１４６ｂによって覆われていないままである。第２のセル１４２ｂの第２の電極層１０８の第２の部分１０８ｂの露出表面も、第１の電気絶縁体１４４ｂによって覆われない。このようにして、第１の電極層１０４および第２の電極層１０８の露出部分は、第２のセル１４２ｂの対向面上にある。これは、第１の電極層１０４および第２の電極層１０８が第２のセル１４２ｂの対向する面上に導電性材料を配置構成し、第１の電極層１０４および第２の電極層１０８の露出部分と接触させることによって、外部回路に接続されることを可能にする。これは、したがって、第１の電極層１０４と第２の電極層１０８との間で短絡が発生する危険性を低減する。

図３ｅの第３のセル１４２ｃは、第２のセル１４２ｂの鏡像である。このようにして、図３ｃの第２の溝１２８ｂは、切断され２つに分割された後に第２および第３のセル１４２ｂ、１４２ｃの第１の電気絶縁体１４４ｂ、１４４ｃを形成する電気絶縁材料１３６で満たすことができる。第３のセル１４２ｃは、第２のセル１４２ｂと同様に外部回路に接続され得る。

図３ｅのセル１４２に類似する複数のセルが並列に接続されて、マルチセルエネルギー貯蔵デバイスを形成し得る。たとえば、第１の電気コネクタが複数の第１の電極層の各々を互いに接続するために使用され、第２の電気コネクタが複数の第２の電極層の各々を互いに接続するために使用され得る。したがって、第１の電気コネクタおよび第２の電気コネクタは、エネルギー貯蔵デバイスの端子の接点を形成し得る。たとえば、第１の電気コネクタおよび第２の電気コネクタは、それぞれ、エネルギー貯蔵デバイスの負端子および正端子の接点を形成し得る。負端子および正端子は、負荷に電力を供給するために負荷に電気的に接続され、それによって、マルチセルエネルギー貯蔵デバイスが実現し得る。

図４ａから図４ｆ（図４と総称される）は、さらなる例によるエネルギー貯蔵デバイスの製造方法を示す概略図である。図４の特徴は、図３ａから図３ｅの対応する特徴と類似しており、同じ参照番号が１００ずつ増やして付されている。対応する説明が適用されると解釈されるべきである。同じ参照番号は、図４ａから図４ｆの各々において同じ要素を表すために使用される。しかしながら、わかりやすくするために、図４ａから図４ｆの各々においてすべての要素にラベルが付けられているわけではない。図４ａから図４ｆのうちの１つの図ではラベルを付けられているが、図４ａから図４ｆのうちの他の図ではラベルを付けられていない要素は、図４ａから図４ｆの処理が同じスタックに順次適用され得るので、それにもかかわらず存在し得る。

図４ａでは、スタック２００が基板２０２上に設けられている。スタック２００は、第１の電極層２０４、電極層２０６、および第２の電極層２０８を含む。しかしながら、スタック２００は、また、第２の電極層２０８の上に、さらなる一連の層を備える。この例では、さらなる一連の層は、２つのさらなる電解質層２０６’、２０６’’、さらなる第１の電極層２０４’、およびさらなる第２の電極層２０８’を含む。第１のさらなる電解質層２０６’は、さらなる第１の電極層２０４’を第２の電極層２０８から分離する。第２のさらなる電解質層２０６’’は、さらなる第２の電極層２０８’を第１の電極層２０４’から分離する。同じ参照番号を有するが、アポストロフィ’または二重アポストロフィ’’が付加された図４の要素は、この付加がない対応する要素と同じであってもよい。対応する説明が適用されると解釈されるべきである。

図４ｂでは、第１、第２、および第３のプリカーサー溝１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃは、スタック２００の第１の面内に形成される。第１、第２、および第３のプリカーサー溝１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃは、プリカーサー溝１４８と総称され得る。図３と同様に、スタック２００の第１の面は、たとえば、基板２０２の表面２２６と接触しているスタック２００の第２の面に対向している。プリカーサー溝は、たとえば、形成された溝であり、その後の溝を形成するためにさらなる加工（広げるまたは他の要素を部分的に充填するなど）を受ける。プリカーサー溝は、図３の溝１２８を形成するために使用される方法と同じ方法または類似する方法を使用して形成され得る。たとえば、プリカーサー溝は、レーザーアブレーションまたはフォトリソグラフィなどの代替的プロセスを使用して形成され得る。

図４ｂのプリカーサー溝１４８は、互いに実質的に同じ深さで形成される。これは、プリカーサー溝１４８の形成を簡素化し得る。しかしながら、他の例では、プリカーサー溝のうちの１つまたは複数は、他のプリカーサー溝と異なる深さで形成され得る。図４ｃでは、プリカーサー溝１４８の各々は、さらなる第２の電極層２０８’、第２のさらなる電解質層２０６’’、さらなる第１の電極層２０４’、第１のさらなる電解質層２０６’、第２の電極層２０８、電解質層２０６、および第１の電極層２０４を通して形成される。しかしながら、他の例では、プリカーサー溝１４８は、これとは異なる層を通して形成されてもよい。さらに、いくつかの場合では、スタック２００は、図４のスタック２００と異なる層を含み得る。たとえば、第２の電極層２０８とさらなる第１の電極層２０６’との間の第１のさらなる電解質層２０６’は省略され得る。その代わりに別の層（絶縁層など）が、第２の電極層２０８をさらなる第１の電極層２０６’から分離してもよい。

図４ｂなどの例では、プリカーサー溝１４８は、プリカーサー溝の幅がプリカーサー溝の口の方へ（たとえば、基板２０２から離れる方向で）増大する、段付き形状の断面を有し得る。これは、図４ｄに例示されているように、特定の層が、たとえば、その後に導電性材料に接続できるように暴露されるか、または他の何らかの形で露出されることを可能にする。しかしながら、図４ｂのプリカーサー溝１４８の形状は、単なる一例に過ぎない。他の例では、プリカーサー溝１４８は、異なる形状および／またはサイズを有していてもよい。たとえば、プリカーサー溝１４８の一部または全部が、その代わりに、図３ａの溝１２８と同様に、一定の断面を有してもよい。

図４ｃは、プリカーサー溝１４８内に電気的絶縁材料２３６を設けることを示している。電気的絶縁材料２３６は、図３ｂを参照しつつ説明されているように提供され得る。

電気的絶縁材料２３６を提供した後、図３の溝１２８に類似している溝２２８が設けられ得る。これは、第１および第２の溝２２８ａ、２２８ｂの形成を示す、図４ｄに概略として示されている（第１の溝２２８ａの形成と同様に第３の溝が形成され得ることは理解されるが）。

図４ｄでは、第１の溝２２８ａは、第１のプリカーサー溝１４８ａ内の電気的絶縁材料２３６を通して形成される。第２の溝２２８ｂは、第２のプリカーサー溝１４８ｂ内の電気的絶縁材料を通して形成される。図４ｄには示されていないが、第３の溝は、第１の溝２２８ａの形成と同様にして第３のプリカーサー溝１４８ｃ内の電気的絶縁材料２３６を通して形成され得ることは理解されるべきである。

図４ｄの第１および第２の溝２２８ａ、２２８ｂを形成するために除去された電気的絶縁材料２３６は、図３の第１および第２の溝１２８ａ、１２８ｂを形成するために電気的絶縁材料１３６を除去するのと類似の方法で除去され得る。たとえば、第１および第２の溝２２８ａ、２２８ｂは、電気的絶縁材料２３６の一部をレーザーアブレーションすることによって、または別の技術を使用して電気的絶縁材料２３６の一部を除去することによって、形成され得る。

第１の溝２２８ａは、第１のプリカーサー溝１４８ａの第１の領域Ｒ_１にある電気的絶縁材料２３６の第１の部分を最初に除去することによって形成され得る。電気的絶縁材料２３６の第１の部分を除去した後、電気的絶縁材料は、電解質層２０６ａ、２０６ｂの第１および第２の部分の表面ならびに第１および第２の電極層２０４、２０８の第１および第２の部分の表面に接触する第１の電気絶縁体２４４ａ、２４４ｂに分離され得る。このようにして、第１の電気絶縁体２４４ａ、２４４ｂは、第１および第２の電極層２０４、２０８を互いから電気的に絶縁する。

その後、第１の溝２２８ａは、第１のプリカーサー溝１４８ａの第２の領域Ｒ_２内の電気的絶縁材料２３６の第２の部分を除去することによって広げられ得る。第２の領域Ｒ_２は、たとえば、基板２０２の表面２２６の平面に平行な方向に第１の領域Ｒ_１よりも広くなっている。

図４ｄの例では、第２の領域Ｒ_２は、第２の領域Ｒ_２内の電気的絶縁材料２３６の第２の部分を除去すると、第１の溝２２８ａ内で第２の電極層２０８の第１および第２の部分２０８ａ、２０８ｂの表面が露出する十分な広さを有する。このように、第１の溝２２８ａの第１の表面は、第２の電極層２０８の第１の露出表面を含み、これは、この場合、第２の電極層２０８の第１の部分２０８ａの露出表面である。

このように第１の溝２２８ａを広げると、第２の電気絶縁体２４６ａ、２４６ｂは、第１の溝２２８ａ内で、それぞれ、第１のさらなる電解質層２０６の第１および第２の部分２０６ａ’、２０６ｂ’の表面と接触したままになる。第２の電気絶縁体２４６ａ、２４６ｂは、また、それぞれ、第１の溝２２８ａ内のさらなる第１の電極層２０４の第１および第２の部分２０４ａ’、２０４ｂ’の表面に接触する。第２の電気絶縁体２４６ａ、２４６ｂは、また、それぞれ、第１の溝２２８ａ内の第２のさらなる電解質層２０６’’の第１および第２の部分２０６ａ’’、２０６ｂ’’の表面に接触したままである。これは、さらなる第１の電極層２０４’の第１および第２の部分２０４ａ’、２０４ｂ’を、第２の電極層２０８の第１および第２の部分２０８ａ、２０８ｂから電気的に絶縁する。このようにして、たとえば、第１の溝２２８ａに面するさらなる第１の電極層２０４の側面または面に対応する、さらなる第１の電極層２０４の第１および第２の部分２０４ａ’、２０４ｂ’の表面は、電気的絶縁材料２３６によって第１の溝２２８ａから絶縁される。同様にして、たとえば、第１の溝２２８ａに面するさらなる第１の電極層２０４の側面または面に対応する、さらなる第２の電極層２０８の第１および第２の部分２０８ａ’、２０８ｂ’の表面は、電気的絶縁材料２３６によって第１の溝２２８ａから絶縁される。さらなる第２の電極層２０８の第１の部分２０８ａ’のこの表面は、その後に露出され得るので、さらなる第２の電極層２０８の第１の露出表面と称されてよい。

電気的絶縁材料２３６の第２の部分を除去した後、電気的絶縁材料２３６の第３の部分は、第１のプリカーサー溝１４８ａの第３の領域Ｒ_３内で除去される。第３の領域Ｒ_３は、たとえば、基板２０２の表面２２６の平面と平行な方向において、第１および第２の領域Ｒ_１、Ｒ_２よりも幅広である。電気的絶縁材料２３６の第３の部分を除去することによって、第１の溝２２８ａ内のさらなる第２の電極層２０８’の第１および第２の部分２０８ａ’、２０８ｂ’の表面が露出される。これは、たとえば、さらなる第２の電極層２０８の第１の露出表面を露出させる。これは、さらなる第２の電極層２０８’が、たとえば、さらなる第２の電極層２０８’の第１の露出表面と接触して堆積されている導電性材料を介して外部回路に接続されることを可能にする。

図４ｄからわかるように、第１の溝２２８ａを広げた後、第１の溝２２８ａの第１の部分（たとえば、第１の電極層２０４の第１の部分２０４ａと第２の部分２０４ｂとの間の）は、第１の溝２２８ａの第２の部分（たとえば、さらなる第１の電極層２０４’の第１の部分２０４ａ’と第２の部分２０４ｂ’との間の）より狭くなっている。第１の溝２２８ａの第１の部分は、たとえば、第１の溝２２８ａの第２の部分よりも基板２０２に近い。したがって、第１の溝２２８ａは、たとえば、基板２０２から離れるにつれ（または第１の溝２２８ａの口に向かうにつれ）断面が広くなるものとしてよい。これは、導電性材料のようなさらなるコンポーネントの堆積など、スタック２００のさらなる加工を円滑にし得る。しかしながら、図４ｂの第１の溝２２８ａの形状は、単なる一例に過ぎない。

第１の溝２２８ａに対する加工に類似する加工が、第２の溝２２８ｂに施され得る。しかし、図４ｄに示されているように、第２の溝２２８ｂの第１の拡大中に除去された電気的絶縁材料２３６の第１の部分は、第１の溝２２８ａの第１の拡大中に除去された電気的絶縁材料２３６の第１の部分よりも大きくてもよい。このようにして、第１の電極層２０４の第２および第３の部分２０４ｂ、２０４ｃの露出表面は、電気的絶縁材料２３６の第１の部分を除去することによって、第２の溝２２８ｂ内に形成され得る。たとえば、第２の溝２２８ｂを形成することは、第２のプリカーサー溝１４８ｂ内に電気的絶縁材料２３６を通して第２の溝２２８ｂを形成し、第１の電極層２０４の露出表面を含む第２の表面（たとえば、第１の電極層２０４の第２の部分２０４ｂの露出表面である）を有する第２の溝２２８ｂを形成することを含み得る。逆に、第２の電極層２０８の第２および第３の部分２０８ｂ、２０８ｃの面または側面は、第２の溝２２８ｂを形成する間、電気的絶縁材料２３６によって覆われたままであるか、または他の何らかの形で絶縁されたままであり得る。同様に、さらなる第１の電極層２０４ａ’の第２および第３の部分２０４ａ’、２０４ｂ’の面または側面は、電気的絶縁材料２３６によって絶縁されたままであってよい。このようにして、さらなる第１の電極層２０４ａ’の露出表面（さらなる第１の電極層２０４ａ’の第２の部分２０４ａ’の表面など）と称され得るものは、電気的絶縁材料２３６によって第２の溝２２８ｂから絶縁されたままであってよい。しかしながら、第２の溝２２８ｂの第２の拡大、たとえば、電気的絶縁材料２３６の第２の部分の除去による第２の拡大は、第２の溝２２８ｂ内のさらなる第１の電極層２０４’の第２の部分２０４ｂ’および第３の部分２０４ｃ’の露出表面を露わにし得る。このようにして、第２の溝２２８ｂの第２の表面は、さらなる第１の電極層２０４ａ’の露出表面を含み得る。さらなる第２の電極層２０８の第２および第３の部分２０８ｂ’、２０８ｃ’の側面または面は、電気的絶縁材料２３６によって覆われたままであり得るか、または他の何らかの形で絶縁されたままであり得る。

第３の溝は、第１のプリカーサー溝２２８ａを通して第１の溝２２８ａを形成するのと似た方法で第３のプリカーサー溝２２８ｃを通して形成され得る。したがって、図４のスタック２００などのスタック２００内に第１、第２、および第３の溝を形成した後、第１の溝２２８ａの第１の表面は、さらなる第２の電極層２０８’の第１の露出表面さらには第２の電極層２０８の第１の露出表面を含み得る。同様に、第２の溝２２８ｂの第２の表面は、さらなる第１の電極層２０４’の露出表面さらには第１の電極層２０４の露出表面を含み得る。第３の溝の第３の表面は、さらなる第２の電極層２０８’の第２の露出表面さらには第２の電極層２０８の第２の露出表面を含み得る。

スタック２００内の第１、第２、および第３の溝を形成した後、図４ｅに示されているように、スタック２００の中間構造および基板２０２は切断され得る。図４ｅの中間構造の切断は、図３ｄの切断に類似している。たとえば、中間構造は、第１および第２の溝２２８ａ、２２８ｂとそれぞれ整列されている第１および第２の軸２４０ａ、２４０ｂ（参照番号２４０と総称される）に沿って切断されてもよい。中間構造は、また、第３の溝と整列されている第３の軸に沿って切断されてよい。

中間構造の切断は、参照番号２４２で総称されている、図４ｆの３つのセル２４２ａ〜２４２ｃを形成する。セル２４２は、マルチセルエネルギー貯蔵デバイスを形成するために図３ｅのセル１４２の接続と似た仕方で一緒に接続され得る。

図５は、例によるエネルギー貯蔵デバイスに対する中間構造１５０の概略図である。図３の対応する特徴に類似する図５の特徴は、同じ参照番号が２００ずつ増やして付けされている。対応する説明が適用されると解釈されるべきである。

図５の中間構造１５０は、基板３０２の第１の表面３２６上の第１のスタック３００を含む。中間構造１５０は、第１の表面３２６に対向する、基板３０２の第２の表面３２６’上の第２のスタック３００’も含む。第１のスタック３００は、図３のスタック１００と同じである。第２のスタック３００’は、第１のスタック３００と同じである。しかしながら、第２のスタック３００’は、基板３０２の、第１のスタック３００とは反対の面に配置構成されている。参照を容易にするために、第２のスタック３００’の第１の電極層３０４ａ’は、第３の電極層と称され得る。同様に、第２のスタック３００’の第２の電極層３０８’は、第４の電極層と称され得る。

第１および第２のスタック３００、３００’は、各々、図３に示されているように、第１および第２のスタック３００、３００’内に溝１５２、１５２’を形成するように製造され得る。第１および第２のスタック３００、３００’の溝１５２、１５２’は、図３を参照しつつ説明されている溝１２８に類似しているものとしてよい。しかしながら、第２のスタック３００’内の溝１５２’は、第１のスタック３００の溝１５２とは反対の方向から形成されてもよい。たとえば、第１のスタック３００は、基板３０２の第１の表面３２６上に設けられ、これは、基板３０２の第１の面に対応すると考えられ得る。次いで、溝１５２が第１のスタック３００内に形成され得る。類似の方式で、第２のスタック３００’は、基板３０２’の第２の表面３２６’上に設けられてよく、これは基板３０２の第２の面に対応すると考えられ得る。次いで、溝１５２’は、第２のスタック３００’内に形成され得る。

第１および第２のスタック３００、３００’の溝１５２、１５２’は、レーザーアブレーション（図３を参照しつつ説明されているような）または材料を除去するための別の技術を使用して形成され得る。溝１５２、１５２’がレーザーアブレーションを使用して形成される場合、第１および第３の溝１５２ａ、１５２ｂは、基板３０２の第１の面、たとえば第１の表面３２６の方へ向けられた第１の少なくとも１つのレーザービームを使用して形成され得る。この場合、第２および第４の溝１５２ａ’、１５２ｂ’は、基板３０２の第１の側面とは反対側、たとえば第２の表面３２６’に向かって向けられた第２の少なくとも１つのレーザービームを用いて形成されてもよい。第５および第６の溝１５２ｃ、１５２ｃ’もまた、第１および第２の少なくとも１つのレーザービームを用いてそれぞれ形成されてもよい。

第１および第２の少なくとも１つのレーザービームは、それぞれ、別々のレーザーアブレーションシステムを使用して生成され得る。たとえば、第１の少なくとも１つのレーザービームは、基板３０２の第１の面に配置構成されている第１のレーザーアブレーションシステムによって生成されてよい。逆に、第２の少なくとも１つのレーザービームは、基板３０２の第２の面に配置構成されている第２のレーザーアブレーションシステムによって生成され得る。これは、第１および第２の少なくとも１つのレーザービームをそれぞれ基板３０２の第１および第２の面上の所望の位置に誘導するための複雑な光学装置を不要にし得るので、他の配置構成に比べてより簡単であり得る。第１および第２のレーザーアブレーションシステムは、互いに同じであるか、または異なり得る。

しかし、他の例では、第１および第２の少なくとも１つのレーザービームは両方とも同じレーザーアブレーションシステムを使用して生成され得る。たとえば、レーザーアブレーションシステムは、レーザーパルスを生成し、レーザーパルスの一部を基板３０２の第１の面の方へ向け、他を基板３０２の第２の面の方へ向けるように配置構成され得る。たとえば、レーザービームの一部を第１の面または第２の面の方へ選択的に偏向させるために、たとえば、ビームスプリッタ、またはミラーもしくは他の反射体を含み得る、光学的配置構成が使用されてもよい。このようにして、第１および第２の少なくとも１つのレーザービームは、単一のレーザーアブレーション配置構成を使用して生成され得る。

図５では、中間構造は、第１の溝１５２ａと、第２の溝１５２ａ’と、第３の溝１５２ｂと、第４の溝１５２ｂ’とを備える。第１および第３の溝１５２ａ、１５２ｂは、第１のスタック３００を通して形成され、図３の第１および第２の溝１２８ａ、１２８ｂと類似しているものとしてよい。第２および第４の溝１５２ａ’、１５２ｂ’は、第２のスタック３００’を通して形成され、これもまた、図３の第１および第２の溝１２８ａ、１２８ｂと類似しているものとしてよい（ただし、第１のスタック３００ではなく第２のスタック３００’を通して形成される）。この例では、中間構造は、第１のスタック３００内の第５の溝１５２ｃおよび第２のスタック３００’内の第６の溝１５２ｃ’も備えるが、他の例では、第５の溝および第６の溝は省略され得る。図５では、第３の溝１５２ｂは、第１のスタック３００内の第１の溝１５２ａと第５の溝１５２ｃとの間にあり、第４の溝１５２ｂ’は、第２のスタック３００’内の第２の溝１５２ａ’と第６の溝１５２ｃ’との間にあるが、これは単なる一例に過ぎない。

図５などの例では、第１の溝１５２ａの第１の深さは、第３の溝１５２ｂの第３の深さと異なる（これらの深さの各々は、図３の溝１２８の深さｄ_１、ｄ_２、ｄ_３と同じ方向に取られてもよい）。同様に、第２の溝１５２ａ’の第２の深さは、第４の溝１５２ｂ’の第４の深さと異なり得る。したがって、これは、その後の加工（図１１を参照しつつさらに説明されている）の後に、異なる層の表面が第１および第２のスタック３００、３００’の対向面上に露出されることを可能にする。図５では、第５の溝１５２ｃの第５の深さは、第１の溝１５２ａの第１の深さと実質的に同じであり、第６の溝１５２ｃ’の第６の深さは、第２の溝１５２ａ’の第２の深さと実質的に同じである。しかし、これは必ずしもそうである必要はない。

図５の例では、第１の溝１５２ａは第２の溝１５２ａ’と実質的に整列しており、第３の溝１５２ｂは第４の溝１５２ｂ’と実質的に整列している。図５では、第５の溝１５２ｃも、第６の溝１５２ｃ’と実質的に整列しているが、これは必ずしもそうである必要はない。２つの溝は、それらが共通の軸に沿って延在しているもしくは配置しているか、または溝の一方が他方の溝と少なくともおおよそ重なっている場合に、互いに実質的に整列しているとみなされ得る。たとえば、そのような溝は、断面内で、互いに一直線上に配置されるものとしてよい。これの例は、図５に示されており、第１および第２の溝１５２ａ、１５２ａ’は、各々、縦方向に細長く、第１の溝１５２ａが第２の溝１５２ａ’と重なるように（第１および第２のスタック３００、３００’の第１の電極層３０４ａ、３０４ａ’および基板３０２によって分離されているにもかかわらず）順に重ねて積み上げられる。

図５では、第１および第２のスタック３００、３００’は、互いに同じであり、互いに整列されているが、基板３０２の対向する側にある。したがって、第１のスタック３００の第１、第３、および第５の溝１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃの第１、第３、および第５の深さは、第２のスタック３００’の第２、第４、および第６の溝１５２ａ’、１５２ｂ’、１５２ｃ’の第２、第４、および第６の深さと実質的に同じである。しかしながら、他の場合では、第１のスタック３００の１つまたは複数の溝１５２は、第２のスタック３００’の１つまたは複数の溝１５２’と異なる深さを有し得る。たとえば、互いに整列しているが、異なるそれぞれのスタック内にある溝は、互いに異なる深さを有し得る。たとえば、第１の深さは第４の深さと実質的に同じであり、第３の深さは第２の深さと実質的に同じであり得る。これは、たとえば、第１の溝および第２の溝が互いに実質的に整列され、第３の溝および第４の溝が互いに実質的に整列されている場合、または、第１のスタックの溝と第２のスタックの溝との間の整列が図５に示されているものと異なる他の例における場合であり得る。

図６は、エネルギー貯蔵デバイスの製造のための中間構造４５０のさらなる例を示している。図５の対応する特徴に類似している図６の特徴は、同じ参照番号を付けられているが、「１」または「３」ではなく「４」を前に付けられている。

図６の中間構造４５０は、図５の構造に類似している。図６の第１のスタック４００は、図５の第１のスタック３００と同じであり、また基板４０２の第１の表面４２６上に配置構成されている。しかしながら、基板４０２の第２の表面４２６’上に配置構成されている、図６の第２のスタック４００’は、図５の第２のスタック３００’と異なる。

特に、図５の第２のスタック３００’は、図５の第１のスタック３００の鏡像である。したがって、第１のスタック３００の第１、第３、および第５の溝１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃの第１、第３、および第５の深さは、それぞれ、第２のスタック３００’の第２、第４、および第６の溝１５２ａ’、１５２ｂ’、１５２ｃ’の第２、第４、および第６の深さと実質的に同じである。対照的に、図６の第１のスタック４００の第１の溝４５２ａの第１の深さは、第２のスタック４００’の第２の溝４５２ａ’の第２の深さと異なる。第１の溝４５２ａは、第２の溝４５２ａ’と実質的に整列されているが、基板４０２の対向する側にある。

第１のスタック４００の第３および第５の溝４５２ｂ、４５２ｃは、また、図６の例において第２のスタック４００の第４および第６の溝４５２ｂ’、４５２ｃ’と整列されている。第１のスタック４００の第３および第５の溝４５２ｂ、４５２ｃの第３および第５の深さは、この場合、それぞれ、第２および第６の溝４５２ｂ’、４５２ｃ’の第４および第６の深さと異なる。しかし、これは必ずしもそうである必要はない。実際、他の例は、溝の整列された複数の対（各対は第１のスタック内の溝および第１のスタック内の溝と整列されている第２のスタック内の溝を含む）を含み得る。そのような場合、溝のいくつかの対は、互いに実質的に同じ深さを有し得る。他の対は、互いに異なる深さを有する２つの溝を含み得る。

図６の第２、第４、および第６の溝４５２ａ’、４５２ｂ’、４５２ｃ’は、図５の第２、第４および第６の溝１５２ａ’、１５２ｂ’、１５２ｃ’の形成と同様に形成され得るが、互いに異なる深さを有する。たとえば、図６の第１の溝４５２ａは、第１のスタック４００の第１の電極層４０４または基板４０２を切断することなく形成されるものとしてよく、第１の溝４５２ａは、第１のスタック４００内の第１の電極層４０４内に貫入することなく、第２の電極層４０８および電解質層４０６を通して形成される。対照的に、図６の第２の溝４５２ａ’は、基板４０２を切断することなく形成され得る。しかしながら、第２の溝４５２ａ’は、第２のスタック４００’の第２の電極層４０８’、電解質層４０６’、および第１の電極層４０４’を通して形成され得る。このようにして、第２の溝４５２ａ’は、第２のスタック４００’の第１の電極層４０４’を第１の部分４０４ａ’と第２の部分４０４ｂ’とに分離し得る。そのような場合の第２の溝４５２ａ’は、また、電解質層４０６’の第１の部分４０６ａ’を電解質層４０６’の第２の部分４０６ｂ’から分離し、第２の電極層４０８’の第１の部分４０８ａ’を第２のスタック４００’内の第２の電極層４０８’の第２の部分４０８ｂ’から分離する。

同様に、図６の第３の溝４５２ｂは、第１のスタック４００の第２の電極層４０８、電解質層４０６、および第１の電極層４０４を通して形成され得る（たとえば、基板４０２を切断することなく）。しかしながら、図６の第４の溝４５２ｂ’は、第２のスタック４００’の第１の電極層４０４’または基板４０２-を切断することなく、第２のスタック４００’の第２の電極層４０８’および電解質層４０６’を通して形成され得る。このようにして、第４の溝４５２ｂ’は、電解質層４０６’の第２の部分４０６ｂ’を第２のスタック４００’内の電解質層４０６’の第３の部分４０６ｃ’から分離する。第４の溝４５２ｂ’は、また、第２の電極層４０８’の第２の部分４０８ｂ’を、第２のスタック４００’内の第２の電極層４０８’の第３の部分４０８ｃ’から分離する。

図６では、第５の溝４５２ｃは、第１のスタック４００の第１の電極層４０４および基板４０２を切断することなく、第１のスタック４００の第２の電極層４０８および電解質層４０６を通して形成される。第６の溝４５２ｃ’は、第２の電極層４０８’、電解質層４０６’、および第２のスタック４００’の第１の電極層４０４’を通して形成される。第６の溝４５２ｃ’は、したがって、第１の電極層４０４’の第２の部分４０４ｂ’を、第２のスタック４００’内の第１の電極層４０４’の第３の部分４０４ｃ’から分離する。第６の溝４５２ｃ’は、また、電解質層４０６’の第３の部分４０６ｃ’を電解質層４０６’の第４の部分４０６ｄ’から分離し、第２の電極層４０８’の第３の部分４０８ｃ’を第２のスタック４００’内の第２の電極層４０８’の第４の部分４０８ｄ’から分離する。

図５または図６に例示されているような中間構造を形成した後、さらなる加工が中間構造に施され得る（図２を参照しつつ述べられているように）。いくつかの例では、中間構造のさらなる加工は、中間構造を折り畳む前に中間構造を切断して１つまたは複数のリボンにすることを含み得る。

たとえば、次に図７を特に参照すると、リールツーリールタイプのプロセスにおける図５の中間構造１５０のさらなる加工の例が概略として示されている。図７に例示されているように、中間構造１５０は、第１の方向１５６に進むようにリール１５４から提供される。中間構造１５０における第１のスタック３００内の溝１５２は、図７内に見えている。しかしながら、中間構造１５０は、図５に示されているように、第２のスタック３００’内の溝１５２’も含む。中間構造１５０は、図７において平面図で示されている。したがって、第２のスタック３００’（第１のスタック３００の下にある）は、図７では見えていない。図７の中間構造１５０は、レジストレーション特徴１５８も含む。レジストレーション特徴は、たとえば、スタックの溝と異なる。たとえば、レジストレーション特徴は、スタック内の陥凹部であってよく、この陥凹部は、たとえば、（スタックの少なくとも１つの層を通るのではなく）スタックの上側層を通って途中までしか延在しない。このような場合のレジストレーション特徴は、スタック内の溝と異なるサイズまたは形状を有していてもよい。レジストレーション特徴は、典型的には、スタック（またはスタックを含む中間構造）が折り畳まれるべき位置または折り畳まれる方向の折り畳み点を示す。中間構造を折り畳むことで、中間構造を電池セルに効率的にセグメント分割することを可能にし得る。レジストレーション特徴は、レーザーアブレーションまたは他の方法によって形成され得る。たとえば、レジストレーション特徴は、スタック上に、材料を堆積する、たとえば、材料を印刷することによって形成され得る。別の例として、レジストレーション特徴は、スタック内にスクライビングを行うか、または他の何らかのマーク（たとえば、必ずしもレーザーアブレーションを使用する必要はない）を形成することによって形成され得る。図７に例示されている例では、溝１５２およびレジストレーション特徴１５８（この例では溝１５２に平行な陥凹部の形態をとる）は、第１の進行方向１５６に垂直な方向に細長い。しかし、他の例では他のレジストレーション特徴が可能である。さらに、いくつかの場合では、レジストレーション特徴は省略されてもよい。

図７に概略として例示されているように、中間構造１５０は切断されて複数のリボン１６０を形成し得る（図７では１つだけが示されている）。たとえば、リボン１６０は、第１の進行方向１５６に平行な方向に沿って中間構造１５０をレーザー切断することによって形成され得る。各リボン１５６は、溝１５２の長さに垂直な方向に細長である。各リボン１５６は、次いで、折り畳まれた中間構造１６２を形成するようにレジストレーション特徴１５８のところで、またはレジストレーション特徴１５８の方に（たとえば、折り畳みプロセスにおいておよび／または説明されているような折り畳み機によって）折り畳まれ得る。レジストレーション特徴１５８を形成することによって、リボン１５６が折り畳まれる折り畳み点が効率的に確実に識別され得る。たとえば、中間構造１５０は、折り畳み機によって加工されてよく、レジストレーション特徴１５８は、折り畳み機が、たとえば、各折り目の間の溝の数を数えなくても、中間構造１５０が折り畳まれるべき位置のレジストレーションを効率的に行う（すなわち、識別しおよび／または整列させる）ことができる手段を提供し得る。

図７には１つの折り畳みのみが例示されているが、他の例では、折り畳まれた中間構造１６２が多くのスタック、たとえば、数十もしくは数百個のスタックを含むような多くの折り畳みがあり得ることが理解されるであろう。

別の例として、次に図８を参照すると、中間構造１５０のさらなる加工の別の例が概略として例示されている。図８に例示されているように、中間構造１５０は、第２の方向１６６に進むようにリール１６４から提供される。中間構造１５０は、たとえば、図７のリール１５４から提供される中間構造１５０と同じである。しかしながら、図８では、溝１５２およびレジストレーション特徴１５８（この例では溝１５２に平行な陥凹部の形態をとる）は、第２の進行方向１６６に平行な方向に細長である。この配向で溝１５２および／またはレジストレーション特徴１５８を形成することは、レーザー光源および／またはそれによって生成されるアブレーションビームが、たとえば、溝１５２および／またはレジストレーション特徴１５８を実質的に連続するプロセスで形成するために中間構造１５０が移動され得る静的レーザーシステムから提供されることを可能にし、これは効率的であり得る。同様に、第２のスタック３００’の溝１５２’（図８では見えない）は、第１のスタック３００の溝１５２と重なり得る。第２のスタック３００’の溝１５２’は、第２の進行方向１６６に平行な方向に細長であってもよい。したがって、第２のスタック３００’内の溝１５２’を形成するためのレーザー光源またはアブレーションビームは、中間構造１５０に関して静止していてもよい。図５を参照しつつ説明されているように、第１および第２のスタック３００、３００’内の溝１５２、１５２’をそれぞれ形成するために別個のレーザーシステムまたは複合レーザーシステムが使用され得る。

図８に概略として例示されているように、中間構造１５０は切断されて複数のリボン１６８を形成し得る（図８では１つだけが示されている）。たとえば、リボン１６８は、第２の進行方向１６６に垂直な方向に沿って中間構造１５０をレーザー切断することによって形成され得る。ここでもまた、各リボン１６８は、第１のスタック３００内の溝１５２の平面に垂直な方向に細長である。各リボン１６８は、次いで、折り畳まれた中間構造１７０を形成するようにレジストレーション特徴１５８のところで、またはレジストレーション特徴１５８の方に（たとえば、折り畳みプロセスにおいておよび／または折り畳み機によって）折り畳まれ得る。図８には１つの折り畳みのみが例示されているが、他の例では、折り畳まれた中間構造１７０が多くのスタック、たとえば、数十もしくは数百個のスタックを含むような多くの折り畳みがあり得ることが理解されるであろう。

いくつかの例では、図７の折り畳まれた中間構造１６２は、図８の折り畳まれた中間構造１７０と実質的に同じであってよい（たとえば、区別できない）ことが理解されるであろう。しかしながら、図８のように中間構造１５０を第２の進行方向１６６に実質的に平行に切断することは、生産されるリボン１６８の各々を平行に加工することを可能にし、したがって効率的な製造プロセスが可能になり得る。

リボン１６０、１６８を形成するために中間構造１５０を切断するように配置構成されている切断装置（図示せず）が提供され得る。切断装置は、第１および第２のスタック３００、３００’の溝１５２、１５２’を形成するための装置および／または折り畳み機の一部を形成し得るか、または別個の装置であってもよい。たとえば、切断装置は、中間構造１５０を切断してリボン１６０、１６８を形成するように配置構成されているレーザーカッターを備え得る。折り畳み機（図示せず）は、レジストレーション特徴１５８を認識または識別するための手段を備え得る。たとえば、認識手段は、第１のスタック３００の溝１５２と異なるような中間構造１５０のレジストレーション特徴１５８を認識するように配置構成されているカメラまたは他のセンサを備えてもよい。識別されたレジストレーションマークのところで、または識別されたレジストレーションマークの方へ中間構造１５０を折り畳むように配置構成されている折り畳み機は、折り畳み機が、たとえば、各折り畳みの間の溝の数を数えなくても、中間構造１５０を確実に効率的に折り畳むことを可能にし得る。しかしながら、これは単なる例に過ぎず、他の例では他の折り畳み機が使用されてもよい。

図９は、例によるエネルギー貯蔵デバイスに対する折り畳まれた中間構造１７２を例示する概略図である。図９の折り畳まれた中間構造１７２は、図５の基板３０２と同じである基板３０２を折り畳むことによって得られる。図９の基板３０２上には、第１のスタック３００、第２のスタック３００’、第３のスタック３００’’、第４のスタック３００’’’、第５のスタック３００’’’’、第６のスタック３００’’’’’が配置構成されている。第１および第２のスタック３００、３００’は、図５の第１および第２のスタック３００、３００’と同じである。対応する説明が適用されると解釈されるべきである。実際、図９の各スタック３００〜３００’’’’’は、各他のスタックと同じであり、基板３０２に関するそれぞれの位置が単に異なるだけである。したがって、第１のスタック３００の対応する特徴と同じである第２のスタック３００’の特徴は、アポストロフィ’を付けた同じ参照番号をラベル付けされている。第１のスタック３００の対応する特徴と同じである第３のスタック３００’’の特徴は、２個のアポストロフィ’’を付けた同じ参照番号をラベル付けされている。第１のスタック３００の対応する特徴と同じである第４のスタック３００’’’の特徴は、３個のアポストロフィ’’’を付けた同じ参照番号をラベル付けされている。第１のスタック３００の対応する特徴と同じである第５のスタック３００’’’’の特徴は、４個のアポストロフィ’’’’を付けた同じ参照番号をラベル付けされている。第１のスタック３００の対応する特徴と同じである第６のスタック３００’’’’’の特徴は、５個のアポストロフィ’’’’’を付けた同じ参照番号をラベル付けされている。

第１、第４、および第５のスタック３００、３００’’’、３００’’’’は、基板３０２の第１の表面３２６上に配置構成される。第２、第３、および第６のスタック３００’、３００’’、３００’’’’’は、第１の表面３２６に対向する、基板３０２の第２の表面３２６’上に配置構成される。

したがって、折り畳まれた中間構造１７２は、図７および図８の折り畳まれた中間構造１６２、１７０と類似しているか、または同じであってよい。図９の折り畳まれた中間構造１７２は、図７および図８に示されているように、中間構造１５０を切断してリボン１６０、１６８を形成した後に得られ得る（これは、必ずしもそうである必要はないが）。たとえば、図７および図８に示されているように、折り畳まれた中間構造１７２は、中間構造１５０を複数回折り畳むことによって得られ得る。

図９の例では、折り畳まれた中間構造１７２は、ｚ折り配置構成で折り畳まれている。言い換えれば、第２のスタック３００’は、第１のスタック３００の下に折り畳まれる。第３のスタック３００’’は、第２のスタック３００’の下に折り畳まれる。第４のスタック３００’’’は、第３のスタック３００’’の下に折り畳まれる。第５のスタック３００’’’’は、第４のスタック３００’’’の下に折り畳まれる。第６のスタック３００’’’’’は、第５のスタック３００’’’’の下に折り畳まれる。この配置構成では、スタック３００〜３００’’’’’の各々の層によって画成される平面は、互いに実質的に平行である。しかしながら、基板３０２の折り畳みにより、第２のスタック３００’は、第１のスタック３００と比較すると反転されている。同様に、第４のスタック３００’’’は、第３のスタック３００’’と比較して反転され、第６のスタック３００’’’’’は、第５のスタック３００’’’’と比較して反転されている。第１、第３、および第５のスタック３００、３００’’、３００’’’’は、互いに同じ配向で、ただし、たとえば、互いに実質的に平行である、異なるそれぞれの平面内に配置構成されている。２つの平面は、互いに正確に平行である場合、または製造公差内で、または２０度、１５度、１０度、もしくは５度未満の範囲内で、互いに平行である場合に、互いに実質的に平行であると考えられ得る。

折り畳みの各々の間の距離は、実質的に同じであり、たとえば、全く同じ、製造公差内で同じ、または２０％、１５％、１０％、または５％未満の偏差を有する。たとえば、折り畳み点は、リボン１６０、１６８の長さに沿ってなど、スタック３００〜３００’’’’’を含む中間構造の長さに沿って、等間隔であってよい。このようにして、スタック３００〜３００’’’’’の各々は、スタック３００〜３００’’’’’の互いのレジストレーションまたは整列がなされるように、互いに同じ幅であってよい。

折り畳まれた中間構造１７２は、その後、図１０に示されているようにセグメント分割され得る。図１０からわかるように、スタック３００〜３００’’’’’の各々は、互いに整列され、たとえば、スタックの１つ（図１０では各々絶縁材料３３６を充填されている）の溝は隣接するスタックの対応する溝と整列（たとえば、図１０の向きで垂直に整列）される。第１のスタック３００の第１の溝１５２ａに対応する第１の軸１７４ａは、第１のスタック３００の第１の溝１５２ａの中心に整列され、図１０を参照すると垂直方向に延在している。同様に、図１０の第２の軸１７４ｂは、第１のスタック３００の第３の溝１５２ｂの中心軸に対応し、図１０の第３の軸１７４ｃは、第１のスタック３００の第５の溝１５２ｃの中心軸に対応する。

たとえば、基板３０２を折り畳んだ後、第１のスタック３００の第１の溝１５２ａは、第１のスタック３００の第１の部分と実質的に同じ平面内で、基板３０２の第１の表面３２６の第１の部分上の第１のスタック３００の第１の部分１７５ａと、基板３０２の第１の面の第３の部分上の第１のスタック３００の第３の部分１７５ｂとの間にある。第１のスタック３００の第１の部分１７５ａは、第１のスタック３００の第２の電極層３０８ａおよび電解質層３０６ａの第１の部分を含む。第１のスタック３００の第１の部分１７５ａは、第１のスタック３００の第１の電極層３０４の第１の部分３０４ａの第１のサブ部分３０４ａａも含む。第１のサブ部分３０４ａａは、たとえば、図１０の第１の軸１７４ａの左側に位置する第１の電極層３０４の第１の部分３０４ａのセクションである。図１０では、第１のスタック３００の第３の部分１７５ｂは、第２の電極層３０８ｂおよび電解質層３０６ｂの第２の部分、さらには第１のスタック３００の第１の電極層３０４の第１の部分３０４の第２のサブ部分３０４ａｂを含む。

第２の溝１５２ｂは、第１のスタック３００の第３の部分１７５ｂを、第１のスタック３００の第２の電極層３０８ｃおよび電解質層３０６ｃの第３の部分を含む第１のスタック３００の第４の部分１７５ｃから分離する。第１のスタック３００の第４の部分１７５ｃは、第１のスタック３００の第１の電極層３０４の第２の部分３０４ｂの第１のサブ部分３０４ｂａも含む。

同様に、第３の溝１５２ｃは、第１のスタック３００の第４の部分１７５ｃを、第１のスタック３００の第２の電極層３０８ｄおよび電解質層３０６ｄの第４の部分を含む第１のスタック３００の第５の部分１７５ｄから分離する。第１のスタック３００の第５の部分１７５ｄは、第１のスタック３００の第１の電極層３０４の第２の部分３０４ｂの第１のサブ部分３０４ｂａも含む。

図１０では、折り畳まれた中間構造１７２は、第１の溝１５２ａと実質的に整列している長手方向軸であると考えられ得る、第１の軸１７４ａに沿って切断される。折り畳まれた中間構造１７２が切断される際に沿う軸は、折り畳まれた中間構造を複数のマルチスタック構造に分離するように、折り畳まれた中間構造１７２の全体を貫通し得る。マルチスタック構造の各々は、それぞれのエネルギー貯蔵デバイスのプリカーサーに対応すると考えられ得る。たとえば、第１の軸１７４ａに沿って折り畳まれた中間構造１７２を切断することは、第１のエネルギー貯蔵デバイスに対する第１のプリカーサー１７６ａを第２のエネルギー貯蔵デバイスに対する第２のプリカーサー１７６ｂから分離し得る。図１０では、第１のプリカーサー１７６ａは、互いに実質的に整列するスタック３００〜３００’’’’’の各々の一部を含む。第１のプリカーサー１７６ａは、第１のスタック３００の第１の部分１７５ａ、さらには第１のスタック３００の第１の部分１７５ａと重なる他のスタック３００’〜３００’’’’’の各々の一部を含む。

図１０の例では、折り畳まれた中間構造１７２が、基板３０２の第２の表面３２６’の第１の部分上に第２のスタック３００’の第１の部分を含むことがわかる。第２の表面３２６’の第１の部分は、たとえば、第１のスタック３００の第１の部分１７５ａが配置構成されている第１の表面３２６の第１の部分に対向している。したがって、そのような場合の第１のスタック３００の第１の部分１７５ａは、第２のスタック３００’の第１の部分に対向している。したがって、第２のスタック３００’の第１の部分は、第１のスタック３００の第１の部分１７５ａと重なり合ってよい。図１０では、第２のスタック３００’の第１の部分は、第２のスタック３００’の第２の電極層３０８ａ’および電解質層３０６ａ’の第１の部分を含む。第２のスタック３００’の第１の部分は、第２のスタック３００’の第１の電極層３０４’の第１の部分３０４ａ’の第１のサブ部分３０４ａａ’も含む。第１のサブ部分３０４ａａ’は、たとえば、図１０の第１の軸１７４ａの左側に位置する第１の電極層３０４’の第１の部分３０４ａ’のセクションである。

図１０の例では、折り畳まれた中間構造１７２は、基板３０２の第１の表面３２６の第２の部分上の第１のスタック３００の第２の部分も含む。第１のスタック３００の第２の部分は、第１のスタック３００の第１の部分１７５ａおよび第２のスタック３００’の第１の部分と重なり合う。図１０では、第１のスタック３００の第２の部分は、第４のスタック３００’’’の一部に対応すると考えられ得る。したがって、第１のスタック３００の第２の部分は、第４のスタック３００’’’の第２の電極層３０８ａ’’’および電解質層３０６ａ’’’の第１の部分を含むと考えられ得る。また、第１のスタック３００の第２の部分は、第４のスタック３００’’’の第１の電極層３０４’’’の第１の部分３０４ａ’’’の第１のサブ部分３０４ａａ’’’を含むと考えられ得る。

図１０の折り畳まれた中間構造１７２は、基板３０２の第２の表面３２６’の第２の部分上の第２のスタック３００’の第２の部分も含む。第２のスタック３００’の第２の部分は、第１のスタック３００の第１の部分１７５ａ、第２のスタック３００’の第１の部分、および第１のスタック３００の第２の部分（図１０では第４のスタック３００’’’の一部である）と重なり合う。したがって、図１０では、第２のスタック３００’の第２の部分は、第６のスタック３００’’’’’の一部に対応すると考えられ得る。したがって、第２のスタック３００’の第２の部分は、第６のスタック３００’’’’’の第２の電極層３０８ａ’’’’’および電解質層３０６ａ’’’’’の第１の部分を含むと考えられ得る。また、第２のスタック３００’の第２の部分は、第６のスタック３００’’’’’の第１の電極層３０４’’’’’の第１の部分３０４ａ’’’’’の第１のサブ部分３０４ａａ’’’’’を含むと考えられ得る。

折り畳まれた中間構造１７２は、第１のスタック３００内の溝の各々に整列された軸に沿って切断され得る。図１０では、折り畳まれた中間構造１７２は、第３の溝１５２ｂに整列された第２の軸１７４ｂに沿って、および第５の溝１５２ｃに整列された第３の軸１７４ｃに沿って切断される。このようにして、折り畳まれた中間構造１７２は、第１、第２、第３、および第４のプリカーサー１７６ａ〜１７６ｄにセグメント分割される。

図１０の例では、折り畳まれた中間構造１７２をセグメント分割する前に、溝は各々電気的絶縁材料３３６を充填されていることに留意されたい。したがって、切り込みは、溝の各々の中に電気的絶縁材料３３６を通して形成される。しかしながら、他の例では、折り畳まれた中間構造は、溝の一部または全部に電気的絶縁材料を堆積する前にセグメント分割され得る。

図１０の切断によって形成される第１および第２のプリカーサー１７６ａ、１７６ｂは、図１１に概略として例示されている。各プリカーサーは、エネルギー貯蔵デバイスのためのマルチスタック構造に対応すると考えられ得る。

図１１の第１のプリカーサー１７６ａに対応するマルチスタック構造は、第１のスタック３００の一部（それ自体、第１のスタックに対応すると考えられ得る）を含む。セグメント分割後、第１のスタック３００の第２の電極層３０８の第１の部分３０８ａは、第１のスタックの第２の電極に対応すると考えられ得る。第１のスタック３００の電解質層３０６の第１の部分３０６ａは、第１のスタックの第１の電解質に対応すると考えられ得る。同様に、第１のスタック３００の第１の電極層３０４の第１の部分３０４ａの第１のサブ部分３０４ａａは、第１のスタックの第１の電極に対応すると考えられ得る。第１の電極は、第２の電極よりも基板３０２に近い。

図１１の第１のプリカーサー１７６ａは、第２のスタック３００’の一部（それ自体、第２のスタックに対応すると考えられ得る）も含む。セグメント分割後、第２の電極層３０８’の第１の部分３０８ａ’は、第２スタックの第４の電極に対応すると考えられ得る。電解質層３０６’の第１の部分３０６ａ’は、第２のスタックの第２の電解質に対応すると考えられ得る。同様に、第１の電極層３０４’の第１の部分３０４ａ’の第１のサブ部分３０４ａａ’は、第２のスタックの第３の電極に対応すると考え得る。第３の電極は、第４の電極よりも基板３０２に近い。

図１１では、第１の電気絶縁体１７８ａは、第２の電極の第１の露出表面の少なくとも一部に接触することなく第１の電極の第１の露出表面および第１の電解質の第１の露出表面に接触している。同様に、第２の電気絶縁体１７８ｂは、第４の電極の第１の露出表面の少なくとも一部に接触することなく第３の電極の第１の露出表面および第２の電解質の第１の露出表面に接触している。第３の電気絶縁体１７８ｃは、第１の電極の第２の露出表面、第１の電解質の第２の露出表面、および第２の電極の第２の露出表面に接触している。第４の電気絶縁体１７８ｄは、第３の電極の第２の露出表面、第２の電解質の第２の露出表面、および第４の電極の第２の露出表面に接触している。図１１の電気絶縁体１７８ａ〜１７８ｄは、図３ｅを参照しつつ説明されている電気絶縁体１４４ａ〜１４４ｄおよび１４６ａ〜１４６ｃに類似している。対応する説明が適用されると解釈されるべきである。

図１１の電気絶縁体１７８ａ〜１７８ｄは、たとえば、折り畳まれた中間構造体１７２のセグメント分割時に、図１０に例示されている電気的絶縁材料３３６を切断することによって形成される。図１１の例では、第１の電気絶縁体１７８ａは、第２の電気絶縁体１７８ｂと実質的に整列している。第３の電気絶縁体１７８ｃは、第４の電気絶縁体１７８ｄと実質的に整列しているが、これはそうである必要はない。

図１１の第１の電気絶縁体１７８ａは、第１のスタックの第１の面に配置構成され、第２の電気絶縁体１７８ｂは、第２のスタックの第１の面に配置構成されている。第３の電気絶縁体１７８ｃは、第１のスタックの第２の面に配置構成され、第４の電気絶縁体１７８ｄは、第２のスタックの第２の面に配置構成されている。第１のスタックの第１の面は、第１のスタックの第２の面に対向しており、第２のスタックの第１の面は、第２のスタックの第２の面に対向している。図１１では、第１のスタックの第１の面および第２のスタックの第１の面は、互いに対向しており、第１のスタックの第２の面および第２のスタックの第２の面は、互いに対向しているが、これは単なる例に過ぎない。

図１１では、第３の電気絶縁体１７８ｃは、第１の電極の第２の露出表面と重なり合い、第１の電極の第２の露出表面の平面は、基板３０２の第１の面の平面に実質的に平行である。第４の電気絶縁体１７８ｄは、第３の電極の第２の露出表面と重なり合い、第３の電極の第２の露出表面の平面は、基板３０２の第２の面の平面に実質的に平行である。このようにして、第１の電極の第２の露出表面は、第３の電気絶縁体１７８ｃを支持するための棚または出っ張りを形成する。

しかし、他の例では、第１の電気絶縁体１７８ａ（第１の電極および第１のスタックの第１の電解質を絶縁する）は、第２の電気絶縁体１７８ｂではなく、第４の電気絶縁体１７８ｄ（第２の電解質および第２のスタックの第４の電極を絶縁する）と実質的に整列しているものとしてよい。そのような場合、第２の電気絶縁体１７８ｂ（第３の電極および第２のスタックの第２の電解質を絶縁する）は、第３の電気絶縁体１７８ｃ（第１の電解質および第１のスタックの第２の電極を絶縁する）と実質的に整列しているものとしてよい。

そのような場合、第１の電気絶縁体１７８ａは、第１のスタックの第１の面に配置構成されてよく、第４の電気絶縁体１７８ｄは、第２のスタックの第１の面に配置構成されてよく、第３の電気絶縁体１７８ｃは、第１のスタックの第２の面に配置構成されてよく、第２の電気絶縁体１７８ｂは、第２のスタックの第２の面に配置構成されてよい。このようにして、第１および第２のスタック３００、３００’に関する電気絶縁体１７８の位置は図１１に示されている位置とは異なり、第１、第２、第３、または第４の電極の、図１１に示されているのとは異なる露出表面を露出し得る。

図１２は、図１１のプリカーサー１７６ａ、１７６ｂと同様に形成され得るエネルギー貯蔵デバイスに対するプリカーサー４７６の一部の例を示す概略図である。しかしながら、図１１のプリカーサー１７６ａ、１７６ｂは、図５の第１および第２のスタック３００、３００’を含む折り畳まれた中間構造から形成されるが、図１２のプリカーサー４７６は、図６の第１および第２のスタック４００、４００’を含む折り畳まれた中間構造から形成される。図１２の特徴は、図１１の対応する特徴と同じ参照番号を付けられているが、「１」または「３」ではなく「４」を前に付けられている。対応する説明が適用されると解釈されるべきである。

図１２では、第１の電気絶縁体４７８ａは、第１の電極の露出表面（たとえば、スタック４００の第１の電極層４０４の第１の部分４０４ａの第１のサブ部分４０４ａａの露出した表面に対応する）に接触している。この例における第１の電気絶縁体４７８ａは第１の電極の露出表面と重なり合い、第１の電極の露出表面の平面は基板４０２の第１の面の平面に実質的に平行である。そのような場合、第１の電極の露出表面は、たとえば、後に第１の電気絶縁体を形成する、電気的絶縁材料を支持するための出っ張りまたは棚を形成する、第１の電極の上側表面であってもよい。第１の電気絶縁体４７８ａは、また、第１の電解質の露出表面（たとえば、第１のスタック４００の電解質層４０６の第１の部分４０６ａの露出表面に対応する）、および第２の電極の露出表面（たとえば、第１のスタック４００の第２の電極層４０８の第１の部分４０８ａの露出表面に対応する）に接触する。

第２の電気絶縁体４７８ｂは、図１２の第１の電気絶縁体４７８ａと整列している（が、そうである必要はない）。しかしながら、第２の電気絶縁体４７８ｂは、第３の電極の露出表面（たとえば、第２のスタック４００’の第１の電極層４０４’の第１の部分４０４ａ’の第１のサブ部分４０４ａａ’’の露出表面に対応する）に接触する。第２の電気絶縁体４７８ｂは、また、第２の電解質の露出した部分（たとえば、第２のスタック４００’の電解質層４０６’の第１の部分４０６ａ’の露出表面に対応する）に接触するが、第４の電極の露出表面（たとえば、第２のスタック４００’の第２の電極層４０８’の第１の部分４０８ａ’の露出表面に対応する）の少なくとも一部（この例では、全体）には接触しない。

同様に、図１２では、第３の電気絶縁体４７８ｃは、第１の電解質および第１のスタックの第１の電極を絶縁し、第４の電気絶縁体４７８ｄは、第２の電解質および第２のスタックの第４の電極を絶縁する。第３および第４の電気絶縁体４７８ｃ、４７８ｄは、この例では互いに実質的に整列している。したがって、図１２では、第１および第２の電気絶縁体は、プリカーサー４７６の片面に配置構成され、第３および第４の電気絶縁体は、プリカーサー４７６の対向する面に配置構成される。しかしながら、電気絶縁体４７６ａ〜４７６ｄは、導電性材料を介して、外部回路へのその後の接続のために露出された特定の表面を残しつつ、プリカーサー４７６のそれぞれの面の一部を絶縁するように、一般的に基板４０２の平面に垂直な方向に延在する。

図１１および図１２のプリカーサー１７６ａ、１７６ｂ、４７８は、各々、マルチスタック構造であると考えられ、また、各々、エネルギー貯蔵デバイスのセルに対応すると考えられ得る。

上記の例は、説明図であると理解されるべきである。さらなる例も企図される。たとえば、図３ｅのセル１４２に類似したセルは、図４の方法に類似する方法を使用して形成されてよく、その場合、電気的絶縁材料のその後の選択的アブレーションの前に電気的絶縁材料を少なくとも部分的に充填されたプリカーサー溝が形成される。

図３ｄおよび図４ｅは、例示しやすくするために、ｚ折りプロセスを経ずに中間構造を切断することを例示している。しかしながら、いくつかの場合では、図３ｄおよび図４ｅのものと似た中間構造は、中間構造をセルに分離するために切断をその後受ける前に図２を参照しつつ説明されているようなｚ折り配置構成を形成するためにｚ折りプロセスを受け得ることは理解されるべきである。そのような場合、溝１２８、２２８内の電気的絶縁材料１３６、２３６は、ｚ折り配置構成で整列され得る。次いで、中間構造は、電気的絶縁材料１３６、２３６と整列されている軸（たとえば、溝１２８、２２８と整列されている軸１４０、２４０に対応する）に沿って切断され得る。これは、そのようなｚ折り配置構成を形成しない例と比較して切断作業の回数を減らすことによって方法の効率をさらに改善し得る。たとえば、図７から図１０を参照しつつ説明されているのと似たプロセスが、図３ｄおよび図４ｅに示されている中間構造を折り畳み、切断するために使用され得る。

図７から図１２を参照しつつ説明されている例では、スタック３００〜３００’’’’’のうちのいずれかの代わりに、異なる構造のスタックが使用されてもよいことは理解されるべきである。

さらに、図４のスタック２００は、図５から図１０のいずれかを参照しつつ説明されているような両面加工技術を使用して製造されてもよい。

本明細書において説明されている例では、基板の第１の面上の第１のスタックは、その第１の面に対向する、基板の第２の面上の第２のスタックと同じ層順を有する。たとえば、第１のスタックの第１の電極層は、第１のスタックの第２の電極層よりも基板の第１の面に近い位置にあり得る。同様に、第２のスタックの第１の電極層は、第２のスタックの第２の電極層よりも、基板の第２の面に近い位置にあり得る。しかしながら、他の例では、第１のスタックおよび第２のスタックは、互いに異なる層の順序を有し得る。たとえば、第２のスタックの層の堆積順序は、第１のスタックの層の堆積順序とは逆であってもよい。たとえば、第１のスタックの第１の電極層（たとえば、カソード）は、第１のスタックの第２の電極層（たとえば、アノード）よりも、基板の第１の面に近くてもよいが、第２のスタックの第２の電極層（たとえば、アノード）は、第２のスタックの第１の電極層（たとえば、カソード）よりも、そのような例における基板の第２の面に近いものとしてよい。これは、コーティングの応力の管理を助け得る。そのような例は、本明細書の例で述べられているように製造され得るが、第２のスタックと異なる、第１のスタックに対する層順を使用するものとしてよい。

たとえば、第２のスタックの層順は、図６と他の何らかの形で類似している例において第１のスタックの層順とは逆であってもよい。そのような場合には、その後の処理に続き、同じ種類の層の異なる実体の一部がエネルギー貯蔵デバイスの同じ面に露出され得る。たとえば、第１のスタックおよび第２のスタックの各々の第１の電極層の一部（または第１のスタックおよび第２のスタックの各々の第２の電極層の一部）は、たとえば、図７、図８、または図１０に示されているように、第１のスタックおよび第２のスタックを切り開いた後にエネルギー貯蔵デバイスの同じ面で露出され得る。これは、したがって、第１のスタックおよび第２のスタックの対応する電極層が並列に接続されることを可能にする。

インクジェット印刷などのインクジェット材料堆積による両面堆積の場合、アノード層、電解質層、およびカソード層も基板層３０２の第２の面３０２ｂ上に形成されている場合であっても、たとえば図５を参照しつつ説明されているように、インクジェット材料堆積のためのトップダウン配置構成を維持することが有益である場合がある。

図１３は、基板３０２の両面３０２ａ、３０２ｂに形成されている層を有するスタック上にインク材料の、インクジェット印刷などのトップダウンインクジェット材料堆積を円滑にする堆積装置１３１０の例示的な配置構成の概略を示している。

図１３を参照すると、堆積装置１３１０は、第１のインクジェット材料堆積コンポーネント、たとえばインクジェット印刷ノズル１３３０’からのインク材料の、インクジェット印刷などのトップダウンインクジェット材料堆積のためにスタックの第１の面が提示され、第２のインクジェット堆積コンポーネント、たとえばインクジェット印刷ノズル１３３０’’からのインク材料のトップダウンインクジェット材料堆積、たとえばインクジェット印刷のためにスタックの第２の面が提示されるようにスタックの移動を誘導する配置構成をとるローラ１３２０ａ、１３２０ｂ、１３２０ｃを備える。

より具体的には、図１３に示されているように、スタックは、たとえば、リールツーリールタイプのプロセスの一部として、第１の進行方向１３４０に、ローラ１３２０ａ、１３２０ｂ、１３２０ｃの上を移動する。スタックが第１のローラ１３２０ａと第２のローラ１３２０ｂとの間を通過し、張力を受けることによって、スタックの第１の面が第１のノズル１３３０’の方へ上向きになる。スタックが第２のローラ１３２０ｂの上を通過すると、スタックは反転される。スタックが第２のローラ１３２０ｂと第３のローラ１３２０ｃとの間を通過し、張力を受けることによって、スタックの第２の面が第２のノズル１３３０’’の方へ上向きになる。このようにして、インク材料のトップダウン印刷は、たとえば、実質的に連続的であってもよい、リールツーリールタイプのプロセスで実現され得る。これは、効率的なセル生産をもたらし得る。インクジェット印刷をトップダウンで実行することは、インク材料の正確で効率的な堆積を可能にし得る。

１つの例に関して説明されている特徴は、単独で、または説明されている他の特徴と組み合わせて使用されてよく、これらの例のうちの他のものの１つまたは複数の特徴と組み合わせて、またはこれらの例の他のものと組み合わせても使用され得ることは理解されるべきである。さらに、上で説明されていない等価形態および修正形態も、付属の請求項の範囲から逸脱することなく採用され得る。

１００スタック
１０２基板
１０４第１の電極層
１０４ａ第１の部分
１０４ｂ第２の部分
１０６電解質層
１０６ａ第１の部分
１０６ｂ第２の部分
１０６ｃ第３の部分
１０６ｄ第４の部分
１０８第２の電極層
１０８ａ第１の部分
１０８ｂ第２の部分
１０８ｃ第３の部分
１０８ｄ第４の部分
１１０中間構造
１１２ローラ
１１４第１のレーザー
１１６レーザービーム
１１８材料堆積システム
１２０液体
１２２第２のレーザー
１２４レーザービーム
１２６表面
１２８溝
１２８ａ第１の溝
１２８ｂ第２の溝
１２８ｃ第３の溝
１３０第１の面
１３２ａ第１の露出表面
１３２ｂ第２の露出表面
１３６電気的絶縁材料
１３８第３の露出表面
１４２エネルギー貯蔵デバイスのセル
１４２ａ第１のセル
１４２ｂ第２のセル
１４２ｃ第３のセル
１４２ｄ第４のセル
１４４ａ〜１４４ｄ、１４６ａ〜１４６ｃ電気絶縁体
１４８プリカーサー溝
１４８ａ第１のプリカーサー溝
１４８ｂ第２のプリカーサー溝
１４８ｃ第３のプリカーサー溝
１５０中間構造
１５２、１５２’ 溝
１５２ａ第１の溝
１５２ｂ第３の溝
１５２ａ’ 第２の溝
１５２ｂ’ 第４の溝
１５２ｃ第５の溝
１５２ｃ’ 第６の溝
１５４リール
１５６第１の進行方向
１５８レジストレーション特徴
１６０リボン
１６２中間構造
１６４リール
１６６第２の方向
１６８リボン
１７０折り畳まれた中間構造
１７２中間構造
１７４ａ第１の軸
１７４ｂ第２の軸
１７４ｃ第３の軸
１７５ａ第１の部分
１７５ｂ第３の部分
１７５ｃ第４の部分
１７５ｄ第５の部分
１７６ａ第１のプリカーサー
１７６ｂ第２のプリカーサー
１７８ａ〜１７８ｄ電気絶縁体
２００スタック
２０２基板
２０４第１の電極層
２０４’ 第１の電極層
２０４ａ’ 第１の部分
２０４ｂ’ 第２の部分
２０４ｃ’ 第３の部分
２０６電極層
２０６’、２０６’’ 電解質層
２０６’’ 第２の電解質層
２０６ａ、２０６ｂ電解質層
２０６ａ’ 第１の部分
２０６ｂ’ 第２の部分
２０６ａ’’ 第１の部分
２０６ｂ’’ 第２の部分
２０８第２の電極層
２０８’ 第２の電極層
２０８ａ第１の部分
２０８ｂ第２の部分
２０８ａ’ 第１の部分
２０８ｂ’ 第２の部分
２０８ｃ第３の部分
２２６表面
２２８溝
２２８ａ第１の溝
２２８ｂ第２の溝
２３６電気的絶縁材料
２４０ａ第１の軸
２４０ｂ第２の軸
２４４ａ、２４４ｂ第１の電気絶縁体
２４６ａ、２４６ｂ第２の電気絶縁体
３００第１のスタック
３００’ 第２のスタック
３００’’ 第３のスタック
３００’’’ 第４のスタック
３００’’’’ 第５のスタック
３００’’’’’ 第６のスタック
３０２基板
３０２ａ、３０２ｂ両面
３０４第１の電極層
３０４’ 第１の電極層
３０４’’’ 第１の電極層
３０４’’’’’ 第１の電極層
３０４ａ、３０４ａ’ 第１の電極層
３０４ａ’’’ 第１の部分
３０４ａ’’’’’ 第１の部分
３０４ａａ第１のサブ部分
３０４ａａ’ 第１のサブ部分
３０４ａａ’’’ 第１のサブ部分
３０４ａａ’’’’’ 第１のサブ部分
３０４ａｂ第２のサブ部分
３０４ｂａ第１のサブ部分
３０６ａ電解質層
３０６ａ’ 電解質層
３０６ａ’’’ 電解質層
３０６ａ’’’’’ 電解質層
３０６ｂ電解質層
３０６ｃ電解質層
３０６ｄ電解質層
３０８’ 第２の電極層
３０８ａ第２の電極層
３０８ａ’ 第２の電極層
３０８ａ’’’ 第２の電極層
３０８ａ’’’’’ 第２の電極層
３０８ｂ第２の電極層
３０８ｃ第２の電極層
３０８ｄ第２の電極層
３２６第１の表面
３２６’ 第２の表面
３３６絶縁材料
４００第１のスタック
４００’ 第２のスタック
４０２基板
４０４第１の電極層
４０４ａ第１の部分
４０４ａａ第１のサブ部分
４０４ａａ’’ 第１のサブ部分
４０４’ 第１の電極層
４０４ａ’ 第１の部分
４０４ｂ’ 第２の部分
４０４ｃ’ 第３の部分
４０６ｄ’ 第４の部分
４０６電解質層
４０６’ 電解質層
４０６ａ第１の部分
４０６ａ’ 第１の部分
４０６ｂ’ 第２の部分
４０６ｃ’ 第３の部分
４０６ｄ’ 第４の部分
４０８第２の電極層
４０８’ 第２の電極層
４０８ａ第１の部分
４０８ａ’ 第１の部分
４０８ｂ’ 第２の部分
４０８ｃ’ 第３の部分
４０８ｄ’ 第４の部分
４２６第１の表面
４２６’ 第２の表面
４５０中間構造
４５２ａ第１の溝
４５２ａ’ 第２の溝
４５２ｂ第３の溝
４５２ｃ第５の溝
４５２ｂ’ 第４の溝
４５２ｃ’ 第６の溝
４５２ｃ第５の溝
４５２ｃ’ 第６の溝
４７６プリカーサー
４７８プリカーサー
４７８ａ第１の電気絶縁体
４７８ｂ第２の電気絶縁体
４７８ｃ第３の電気絶縁体
４７８ｄ第４の電気絶縁体
１３１０堆積装置
１３２０ａ、１３２０ｂ、１３２０ｃローラ
１３３０’ インクジェット印刷ノズル
１３３０’’ インクジェット印刷ノズル
１３４０第１の進行方向

Claims

エネルギー貯蔵デバイスを製造するための方法であって、
基板の第１の面に第１のスタックを設けるステップであって、前記第１のスタックは第１の電極層、第２の電極層、および前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の第１の電解質層を含み、前記第１の電極層は前記第２の電極層よりも前記基板の前記第１の面に近い、ステップと、
前記基板の前記第１の面に対向する、前記基板の第２の面に第２のスタックを設けるステップであって、前記第２のスタックは第３の電極層、第４の電極層、および前記第３の電極層と前記第４の電極層との間の第２の電解質層を含み、前記第３の電極層は前記第４の電極層よりも前記基板の前記第２の面に近い、ステップと、
前記第１のスタックの第１の面に第１の溝を形成するステップであって、前記第１のスタックの前記第１の面は、前記基板の前記第１の面と接触する前記第１のスタックの第２の面に対向し、前記第１の溝は第１の深さを有する、ステップと、
前記第２のスタックの第１の面内に第２の溝を形成するステップであって、前記第２のスタックの前記第１の面は、前記基板の前記第２の面と接触する前記第２のスタックの第２の面に対向し、前記第２の溝は第２の深さを有する、ステップと、
前記第１のスタックの前記第１の面内に第３の溝を形成するステップであって、前記第３の溝は前記第１の深さと異なる第３の深さを有する、ステップと、
前記第２のスタックの前記第１の面内に第４の溝を形成するステップであって、前記第４の溝は前記第２の深さと異なる第４の深さを有する、ステップとを含む方法。
前記第１の溝は、前記第２の溝と実質的に整列しており、前記第３の溝は、前記第４の溝と実質的に整列している、請求項１に記載の方法。
前記第１の溝および前記第２の溝は、前記基板を切断することなく形成され、前記第３の溝は、前記第１の電極層を切断することなく形成され、前記第４の溝は、前記第３の電極層を切断することなく形成される、請求項１または請求項２に記載の方法。
前記第１の深さは、前記第２の深さと実質的に同じであり、前記第３の深さは、前記第４の深さと実質的に同じである、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の溝は、前記第１の電極層を切断することなく形成され、前記第２の溝は、前記基板を切断することなく形成され、前記第３の溝は、前記基板を切断することなく形成され、前記第４の溝は、前記第３の電極層を切断することなく形成される、請求項１または請求項２に記載の方法。
前記第１の深さは、前記第４の深さと実質的に同じであり、前記第３の深さは、前記第２の深さと実質的に同じである、請求項１、２、または５のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の溝の前記第１の深さ、前記第２の溝の前記第２の深さ、前記第３の溝の前記第３の深さ、または前記第４の溝の前記第４の深さのうちの少なくとも１つは、前記基板の前記第１の面の平面に対して実質的に垂直である、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の溝を形成し、前記第３の溝を形成するステップでは、前記基板の前記第１の面に向けられた第１の少なくとも１つのレーザービームを使用し、
前記第２の溝を形成し、前記第４の溝を形成するステップでは、前記基板の前記第２の面に向けられた第２の少なくとも１つのレーザービームを使用する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
前記基板を折り畳んでマルチスタック配置構成を形成するステップを含み、前記配置構成は
前記基板の前記第１の面の第１の部分上の前記第１のスタックの第１の部分と、
前記基板の前記第１の面の前記第１の部分に対向する、前記基板の前記第２の面の第１の部分上にある前記第２のスタックの第１の部分であって、前記第１のスタックの前記第１の部分と重なり合う、前記第２のスタックの第１の部分と、
前記基板の前記第１の面の第２の部分上の前記第１のスタックの第２の部分であって、前記第１のスタックの前記第１の部分および前記第２のスタックの前記第１の部分と重なり合う、前記第１のスタックの第２の部分と、
前記基板の前記第１の面の前記第２の部分に対向する、前記基板の前記第２の面の第２の部分上の前記第２のスタックの第２の部分であって、前記第１のスタックの前記第１の部分、前記第２のスタックの前記第１の部分、および前記第１のスタックの前記第２の部分と重なり合う、前記第２のスタックの第２の部分とを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
前記基板を折り畳んだ後、
前記第１の溝は、前記第１のスタックの前記第１の部分と、前記第１のスタックの前記第１の部分と実質的に同じ平面内の前記基板の前記第１の面の第３の部分上の前記第１のスタックの第３の部分との間にあり、
前記方法は、前記第１の溝に実質的に整列している長手方向軸に沿って前記マルチスタック配置構成を切断することを含む、請求項９に記載の方法。
前記エネルギー貯蔵デバイスは、第１のエネルギー貯蔵デバイスであり、前記マルチスタック配置構成を切断することで、
前記第１のエネルギー貯蔵デバイスへの第１のプリカーサーを第２のエネルギー貯蔵装デバイスへの第２のプリカーサーから分離し、前記第１のプリカーサーは前記第１のスタックの前記第１の部分、前記第２のスタックの前記第１の部分、前記第１のスタックの前記第２の部分、および前記第２のスタックの前記第２の部分を含む、請求項１０に記載の方法。
エネルギー貯蔵デバイスを製造するための方法であって、
基板の第１の面に第１のスタックを設けるステップであって、前記第１のスタックは第１の電極層、第２の電極層、および前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の第１の電解質層を含み、前記第１の電極層は前記第２の電極層よりも前記基板の前記第１の面に近い、ステップと、
前記基板の前記第１の面に対向する、前記基板の第２の面に第２のスタックを設けるステップであって、前記第２のスタックは第３の電極層、第４の電極層、および前記第３の電極層と前記第４の電極層との間の第２の電解質層を含み、前記第３の電極層は前記第４の電極層よりも前記基板の前記第２の面に近い、ステップと、
前記第１のスタックの第１の面に第１の溝を形成するステップであって、前記第１のスタックの前記第１の面は、前記基板の前記第１の面と接触する前記第１のスタックの第２の面に対向し、前記第１の溝は第１の深さを有する、ステップと、
前記第１の溝と実質的に整列するように、前記第２のスタックの第１の面に第２の溝を形成するステップであって、前記第２のスタックの前記第１の面は、前記基板の前記第２の面と接触する前記第２のスタックの第２の面に対向し、前記第２の溝は前記第１の深さと異なる第２の深さを有する、ステップとを含む方法。
前記第１の溝は、前記第１の電極層を切断することなく形成され、前記第２の溝は、前記基板を切断することなく形成される、請求項１２に記載の方法。
前記第１の溝を形成するステップでは、前記基板の前記第１の面に向けられた第１の少なくとも１つのレーザービームを使用し、
前記第２の溝を形成するステップでは、前記基板の前記第２の面に向けられた第２の少なくとも１つのレーザービームを使用する、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
請求項１から１４のいずれか一項に記載の前記方法に従って形成されるエネルギー貯蔵デバイス。
エネルギー貯蔵デバイスに対するマルチスタック構造であって、
基板の第１の面上の第１のスタックであって、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の第１の電解質であって、前記第１の電極は前記第２の電極よりも前記基板の前記第１の面に近い、第１の電解質とを備える、第１のスタックと、
前記基板の前記第１の面に対向する、前記基板の第２の面上の第２のスタックであって、
第３の電極と、
第４の電極と、
前記第３の電極と前記第４の電極との間の第２の電解質であって、前記第３の電極は前記第４の電極よりも前記基板の前記第２の面に近い、第２の電解質とを備える、第２のスタックと、
前記第２の電極の第１の露出表面の少なくとも一部に接触することなく前記第１の電極の第１の露出表面および前記第１の電解質の第１の露出表面に接触している第１の電気絶縁体と、
前記第４の電極の第１の露出表面の少なくとも一部に接触することなく前記第３の電極の第１の露出表面および前記第２の電解質の第１の露出表面に接触している第２の電気絶縁体と、
前記第１の電極の第２の露出表面、前記第１の電解質の第２の露出表面、および前記第２の電極の第２の露出表面に接触している第３の電気絶縁体と、
前記第３の電極の第２の露出表面、前記第２の電解質の第２の露出表面、および前記第４の電極の第２の露出表面に接触している第４の電気絶縁体と
を具備するマルチスタック構造。
前記第１の電気絶縁体は、前記第２の電気絶縁体と実質的に整列し、前記第３の電気絶縁体は、前記第４の電気絶縁体と実質的に整列する、請求項１６に記載のマルチスタック構造。
前記第１の電気絶縁体は、前記第１のスタックの第１の面に配置構成され、前記第２の電気絶縁体は、前記第２のスタックの第１の面に配置構成され、前記第３の電気絶縁体は、前記第１のスタックの前記第１の面に対向する、前記第１のスタックの第２の面に配置構成され、前記第４の電気絶縁体は、前記第２のスタックの前記第２の面に対向する、前記第２のスタックの第２の面に配置構成される、請求項１７に記載のマルチスタック構造。
前記第１の電気絶縁体は、前記第４の電気絶縁体と実質的に整列し、前記第３の電気絶縁体は、前記第２の電気絶縁体と実質的に整列する、請求項１６に記載のマルチスタック構造。
前記第１の電気絶縁体は、前記第１のスタックの第１の面に配置構成され、前記第４の電気絶縁体は、前記第２のスタックの第１の面に配置構成され、前記第３の電気絶縁体は、前記第１のスタックの前記第１の面に対向する、前記第１のスタックの第２の面に配置構成され、前記第２の電気絶縁体は、前記第２のスタックの前記第２の面に対向する、前記第２のスタックの第２の面に配置構成される、請求項１９に記載のマルチスタック構造。
前記第３の電気絶縁体が、前記第１の電極の前記第２の露出表面と重なり合い、前記第１の電極の前記第２の露出表面の平面が、前記基板の前記第１の面の平面に実質的に平行であるか、または
前記第４の電気絶縁体が、前記第３の電極の前記第２の露出表面と重なり合い、前記第３の電極の前記第２の露出表面の平面が、前記基板の前記第２の面の平面に実質的に平行である
のうちの少なくとも一方である、請求項１６から２０のいずれか一項に記載のマルチスタック構造。
前記基板の前記第１の面の平面に垂直な方向の前記基板の厚さは、前記基板の前記第１の面の前記平面に垂直な前記方向で、前記第１のスタックの第１の厚さまたは前記第２のスタックの第２の厚さのうちの少なくとも一方と実質的に同じであるか、またはそれよりも大きい、請求項１６から２１のいずれか一項に記載のマルチスタック構造。
エネルギー貯蔵デバイスに対するマルチスタック構造であって、
基板の第１の面上の第１のスタックであって、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の第１の電解質であって、前記第１の電極は前記第２の電極よりも前記基板の前記第１の面に近い、第１の電解質とを備える、第１のスタックと、
前記基板の前記第１の面に対向する、前記基板の第２の面上の第２のスタックであって、
第３の電極と、
第４の電極と、
前記第３の電極と前記第４の電極との間の第２の電解質であって、前記第３の電極は前記第４の電極よりも前記基板の前記第２の面に近い、第２の電解質とを備える、第２のスタックと、
前記第１の電極の露出表面、前記第１の電解質の露出表面、および前記第２の電極の露出表面に接触している第１の電気絶縁体と、
前記第４の電極の露出表面の少なくとも一部に接触することなく前記第３の電極の露出表面および前記第２の電解質の露出表面に接触している第２の電気絶縁体とを備えるマルチスタック構造。
前記第１の電気絶縁体は、前記第２の電気絶縁体と実質的に整列する、請求項２３に記載のマルチスタック構造。
前記第１の電気絶縁体は、前記第１の電極の前記露出表面と重なり合い、前記第１の電極の前記露出表面の平面は、前記基板の前記第１の面の平面に実質的に平行である、請求項２３または請求項２４に記載のマルチスタック構造。
前記基板の前記第１の面の平面に垂直な方向の前記基板の厚さは、前記基板の前記第１の面の前記平面に垂直な前記方向で、前記第１のスタックの第１の厚さまたは前記第２のスタックの第２の厚さのうちの少なくとも一方と実質的に同じであるか、またはそれよりも大きい、請求項２３から２５のいずれか一項に記載のマルチスタック構造。
請求項１６から２６のいずれか一項に記載の前記マルチスタック構造を備えるエネルギー貯蔵デバイス。
装置であって、
エネルギー貯蔵デバイスのためのスタックの第１の面の上に材料を堆積するように配置構成されている第１のインクジェット材料堆積コンポーネントと、
前記スタックの第２の面の上に材料を堆積するように配置構成されている第２のインクジェット材料堆積コンポーネントであって、前記第２の面は前記第１の面に対向する、第２のインクジェット材料堆積コンポーネントと、
前記スタックの前記第１の面が前記第１のインクジェット材料堆積コンポーネントからの前記スタック上への前記材料のトップダウンインクジェット材料堆積用に提示され、前記スタックの前記第２の面が前記第２のインクジェット材料堆積コンポーネントからの前記スタック上への前記材料のトップダウンインクジェット材料堆積用に提示されるように前記第１のインクジェット材料堆積コンポーネントと前記第２のインクジェット材料堆積コンポーネントとの間の前記スタックの移動を誘導するように配置構成されている複数のローラとを備える装置。
請求項１から１４のいずれか一項に記載の前記方法を実行するように配置構成される、請求項２８に記載の装置。