KR101385393B1 - 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법 - Google Patents

박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

부극의 금속 리튬막을 변질시키지 않고 박막 리튬 2 차 전지를 제조하는 기술을 제공한다. 기판 (70) 과, 기판 (70) 상에 배치되고, 리튬이 삽입 이탈 가능한 구조로 형성된 정극막 (92) 과, 정극막 (92) 상에 정극막 (92) 과 접촉하여 배치되고, 리튬 이온을 함유하고, 리튬 이온이 이동 가능한 전해질막 (93) 과, 전해질막 (93) 상에 전해질막 (93) 과 접촉하여 배치된 금속 리튬으로 이루어지는 부극막 (95) 을 갖고 있는 충방전 가능한 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법으로서, 부극막 (95) 을 형성한 후, 희가스와 이산화탄소로 이루어지는 표면 처리 가스에 부극막 (95) 의 표면을 접촉시켜, 부극막 (95) 의 표면에 탄산리튬막 (97) 을 형성하는 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법.

Description

박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCTION OF THIN FILM LITHIUM SECONDARY BATTERY}
본 발명은, 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법에 관한 것으로 특히 부극 (負極) 의 금속 리튬막을 변질시키지 않는 기술에 관한 것이다.
박막 리튬 2 차 전지의 제조 공정에 있어서, 처리 대상물은, 증착실 내에서 부극의 리튬 박막이 증착된 후, 성막실 내로 반송되어, 처리 대상물의 리튬 박막 상에 보호막이 성막된다.
종래에는, 증착실에서 성막실로 처리 대상물을 반송할 때에는, 증착실에서 운반 장치 내로 처리 대상물을 반입하고, 운반 장치를 건조 공기 중에서 성막 장치까지 운반하고, 운반 장치에서 성막 장치 내로 처리 대상물을 반입하고 있으며, 건조 공기 중에서 처리 대상물을 이동시킬 때에 처리 대상물의 표면이 변질되었다.
그 대응책으로서, 운반 장치를 운반할 때에는 대기 중의 수분과 리튬 박막을 반응시키지 않기 위해, 운반 장치 내에 아르곤 등의 불활성 가스를 도입하고, 아르곤 가스를 처리 대상물의 표면에 노출시켜, 처리 대상물의 표면을 변질시키지 않는 시도가 이루어지고 있다.
그러나 시판되고 있는 아르곤 가스 중에는 불순물로서 수분 및 산소 등의 잔류 가스가 함유되어 있고, 아르곤 가스 중의 수분이 처리 대상물 표면의 리튬과 반응하여 리튬이 수산화리튬이나 산화리튬이 되어, 부극의 리튬 박막이 변질된다.
일본 공개특허공보 평2004-185810호
본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 그 목적은, 부극의 금속 리튬막을 변질시키지 않는 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 기판과, 상기 기판 상에 배치되고, 리튬이 삽입 이탈 가능한 구조로 형성된 정극 (正極) 막과, 상기 정극막 상에 상기 정극막과 접촉하여 배치되고, 리튬 이온을 함유하고, 리튬 이온이 이동 가능한 전해질막과, 상기 전해질막 상에 상기 전해질막과 접촉하여 배치된 금속 리튬으로 이루어지는 부극막을 갖고, 충방전 가능한 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법으로서, 상기 부극막을 형성한 후, 상기 부극막을 대기에 노출시키지 않고, 금속 리튬과 반응하지 않는 희석 가스와 이산화탄소를 함유하는 표면 처리 가스에 상기 부극막의 표면을 접촉시켜, 상기 부극막의 표면에 탄산리튬막을 형성하는 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법이다.
또한, 본 발명은, 상기 탄산리튬막의 형성 후, 상기 기판을 상기 희석 가스 또는 상기 표면 처리 가스 중 어느 일방의 가스로 가득 채운 캐리어 박스 내에 배치한 상태에서, 상기 캐리어 박스를 대기 중에서 이동시키는 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법이다.
본 발명은, 상기 탄산리튬막의 형성 후, 상기 탄산리튬막 상에 보호막을 형성하는 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법이다.
본 발명은, 상기 표면 처리 가스에는, 상기 이산화탄소를 0.01 ％ 이상 4 ％ 이하의 분압으로 함유시키는 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법이다.
본 발명은, 기판과, 상기 기판 상에 배치되고, 리튬이 삽입 이탈 가능한 구조로 형성된 정극막과, 상기 정극막 상에 상기 정극막과 접촉하여 배치되고, 리튬 이온을 함유하고, 리튬 이온이 이동 가능한 전해질막과, 상기 전해질막 상에 상기 전해질막과 접촉하여 배치된 금속 리튬으로 이루어지는 부극막을 갖고, 충방전 가능한 박막 리튬 2 차 전지로서, 상기 부극막 상에 상기 부극막과 접촉하여 형성된 탄산리튬막이 배치된 박막 리튬 2 차 전지이다.
또한, 본 발명은, 상기 탄산리튬막은, 상기 부극막의 표면과 측면에 형성된 박막 리튬 2 차 전지이다.
본 발명에 의해, 부극의 금속 리튬막을 변질시키지 않고 박막 리튬 2 차 전지를 제조할 수 있다.
도 1(a) 는 박막 리튬 2 차 전지의 평면도이고, 도 1(b) 는 박막 리튬 2 차 전지의 A-A' 선 절단 단면도이다.
도 2(a) 는 표면에 전해질막이 형성된 처리 대상물의 평면도이고, 도 2(b) 는 표면에 전해질막이 형성된 처리 대상물의 B-B' 선 절단 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 사용되는 증착 장치이다.
도 4(a) 는 표면에 부극막이 형성된 처리 대상물의 평면도이고, 도 4(b) 는 표면에 부극막이 형성된 처리 대상물의 C-C' 선 절단 단면도이다.
도 5 는 본 발명에 사용되는 성막 장치이다.
도 6(a) 는 표면에 탄산리튬막이 형성된 처리 대상물의 평면도이고, 도 6(b) 는 표면에 탄산리튬막이 형성된 처리 대상물의 D-D' 선 절단 단면도이다.
도 1(a) 의 부호 90 은 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 박막 리튬 2 차 전지의 평면도이고, 도 1(b) 의 부호 90 은 도 1(a) 의 부호 90 의 A-A' 선 절단 단면도이다.
박막 리튬 2 차 전지 (90) 는 기판 (70) 과, 정극 집전체막 (91) 과, 부극 집전체막 (94) 과, 정극막 (92) 과, 부극막 (95) 과, 전해질막 (93) 과, 보호막 (96) 을 갖고 있다.
정극 집전체막 (91) 과 부극 집전체막 (94) 은, 기판 (70) 의 표면 상의 이간된 위치에 배치되어 있다.
정극막 (92) 은 정극 집전체막 (91) 의 표면에 배치되고, 전해질막 (93) 은 정극막 (92) 의 표면에 배치되어 있다.
부극막 (95) 은 전해질막 (93) 의 표면에 배치되고, 정극막 (92) 과는 절연된 상태에서 부극 집전체막 (94) 과 접촉하여 전기적으로 접속되어 있다.
부극막 (95) 은 탄산리튬막 (97) 을 갖고, 탄산리튬막 (97) 은 부극막 (95) 의 표면과 측면에 형성되어 있다.
부극막 (95) 은 금속 리튬막이고, 탄산리튬막 (97) 은 후술하는 바와 같이 금속 리튬막을 변질시키지 않는다.
보호막 (96) 은 탄산리튬막 (97) 상에 배치되고, 수분이 보호막 (96) 보다 아래의 막으로 침입하지 않도록 하고 있다.
정극 집전체막 (91) 과 부극 집전체막 (94) 은 각각, 여기서는 Al 막, Ti 막, 또는 Pt 막 중 어느 하나의 막인데, 정극 집전체막 (91) 과 부극 집전체막 (94) 은 도전막이면 된다.
전해질막 (93) 은, 여기서는 LiPON 막인데, 리튬 이온을 함유하고, 리튬 이온을 이동시킬 수 있는 구조의 폴리머막이나 무기 화합물막이어도 된다. 여기서는 보호막 (96) 은 수지막이다.
정극막 (92) 은 리튬을 함유하고, 예를 들어 LiCoO2, LiNiO2 막이나 LiMn2O4 막 등이며, 여기서는 LiCoO2 막인데, 리튬의 삽입과 삽입된 리튬의 탈리가 가능한 구조의 막이면 된다.
박막 리튬 2 차 전지 (90) 를 충전할 때에는, 부극 집전체막 (94) 과 정극 집전체막 (91) 을 전원에 접속시켜 부극 집전체막 (94) 에 부전압을 인가하고, 정극 집전체막 (91) 에 정전압을 인가하면, 정극막 (92) 중의 리튬은 정극막 (92) 중으로부터 탈리되고 리튬 이온이 되어 전해질막 (93) 중으로 이동하여, 정극막 (92) 중에서는 리튬이 감소하고, 부극막 (95) 에는 전해질막 (93) 중의 리튬 이온이 리튬이 되어 석출되어 부극막 (95) 상에서 금속 리튬막이 된다.
충전된 박막 리튬 2 차 전지 (90) 를 방전시킬 때에는, 부극 집전체막 (94) 과 정극 집전체막 (91) 사이에 전위차가 있는 상태에서, 부극 집전체막 (94) 과 정극 집전체막 (91) 을 부하를 통하여 도선으로 접속시키면, 부극막 (95) 의 금속 리튬이 리튬 이온이 되어 전해질막 (93) 중에 용출되고, 정극막 (92) 에는 전해질막 (93) 중의 리튬 이온이 리튬이 되어 삽입되고 정극 집전체막 (91) 으로부터 부하를 통하여 부극 집전체막 (94) 에 전류가 흐른다.
상기 서술한 바와 같이 박막 리튬 2 차 전지 (90) 는, 충전과 방전을 실시할 수 있다.
이하에서는, 박막 리튬 2 차 전지 (90) 의 부극막 (92) 과 보호막 (96) 의 형성에 대해 설명한다.
도 2(a) 의 부호 71 은, 정극막 (92) 의 표면에 전해질막 (93) 이 배치된 후의 상태의 처리 대상물의 평면도로, 기판 (70) 표면의 이간된 위치에 정극 집전체막 (91) 과 부극 집전체막 (94) 이 배치되어 있고, 정극 집전체막 (91) 의 일부와 부극 집전체막 (94) 의 표면이 노출되도록, 정극 집전체막 (91) 의 표면에 정극막 (92) 과 전해질막 (93) 이 이 순서대로 적층되고, 이 상태에서는 전해질막 (93) 의 표면도 노출되어 있다.
도 2(b) 의 부호 71 은 도 2(a) 의 처리 대상물 (71) 의 B-B' 선 절단 단면도이다.
도 3 의 부호 50 은 본 발명에서 사용하는 증착 장치이다. 증착 장치 (50) 는, 제 1 진공조 (51) 와 투입 취출실 (52) 을 갖고 있다.
제 1 진공조 (51) 와 투입 취출실 (52) 은 게이트 밸브 (53) 를 통하여 접속되어 있다. 여기서는 투입 취출실 (52) 의 내부에는 반송 장치 (54) 가 배치되어 있고, 반송 장치 (54) 에 처리 대상물을 장착시키고 투입 취출실 (52) 과 제 1 진공조 (51) 사이의 게이트 밸브 (53) 를 열면, 투입 취출실 (52) 에서 제 1 진공조 (51) 로의 처리 대상물의 반입과 반출을 실시할 수 있다.
투입 취출실 (52) 과 제 1 진공조 (51) 에는 진공 배기 장치 (55, 56) 가 접속되어 있고, 진공 배기 장치 (55, 56) 를 동작시키면 각각 투입 취출실 (52) 과 제 1 진공조 (51) 의 내부를 진공 분위기로 할 수 있다. 투입 취출실 (52) 에는 가스 도입 장치 (57) 가 접속되어 있다. 가스 도입 장치 (57) 는, 표면 처리 가스가 저장된 봄베 (도시 생략) 를 가져, 투입 취출실 (52) 내에 표면 처리 가스를 도입할 수 있다. 표면 처리 가스는, 여기서는 아르곤 가스와 이산화탄소의 혼합 가스이다.
제 1 진공조 (51) 내부의 천정에는 기판 홀더 (59) 가 배치되고, 저면에는 내부에 금속 리튬이 배치된 증착원 (49) 이 배치되어 있다. 증착원 (49) 에는 히터 (48) 가 설치되어 있으며, 제 1 진공조 (51) 내를 진공 분위기로 하고, 히터 (48) 의 전원을 기동시켜 제 1 진공조 (51) 내에서 증착원 (49) 을 가열하면, 증착원 (49) 으로부터 금속 리튬의 증기가 방출된다.
투입 취출실 (52) 과 제 1 진공조 (51) 사이의 게이트 밸브 (53) 를 닫고, 제 1 진공조 (51) 에 접속된 진공 배기 장치 (56) 를 동작시켜, 제 1 진공조 (51) 의 내부를 진공 배기해 둔다.
투입 취출실 (52) 에 형성된 입구문 (58) 을 열어 대기 중 또는 건조 분위기 중으로부터 처리 대상물 (71) 을 투입 취출실 (52) 내로 반입하고, 입구문 (58) 을 닫는다.
투입 취출실 (52) 에 접속된 진공 배기 장치 (55) 를 동작시켜, 투입 취출실 (52) 의 내부를 진공 배기하여 진공 분위기로 한 후, 투입 취출실 (52) 과 제 1 진공조 (51) 사이의 게이트 밸브 (53) 를 열어, 진공 분위기를 유지한 상태에서 처리 대상물 (71) 을 투입 취출실 (52) 에서 제 1 진공조 (51) 내로 반입한다.
처리 대상물 (71) 은, 전해질막 (93) 과 부극 집전체막 (94) 이 배치된 면이 증착원 (49) 측을 향하여 기판 홀더 (59) 에 유지된다.
진공조 (51) 내에서는, 처리 대상물 (71) 의 표면에 개구 (77) 를 갖는 마스크 (76) 가 배치되어 있어, 처리 대상물 (71) 의 주위가 덮이고, 개구 (77) 의 저면에는, 처리 대상물 (71) 의 전해질막 (93) 의 표면과 그 주변 부분과 부극 집전체막 (94) 의 일부가 노출되어 있고, 그 상태에서 증착원 (49) 내의 금속 리튬을 증발시켜, 진공조 (51) 내에 금속 리튬의 증기를 방출시키면, 그 증기는 마스크 (76) 의 개구 (77) 를 통과하여 처리 대상물 (71) 의 표면에 도달하고, 전해질막 (93) 의 표면과 측면을 덮은 금속 리튬막으로 이루어지는 부극막 (95) 이 형성된다.
이 부극막 (95) 과 정극막 (92) 사이에는 전해질막 (93) 이 배치되어 있어, 부극막 (95) 과 정극막 (92) 은 접촉하지 않고 절연되어 있다.
또, 부극막 (95) 은 노출된 부극 집전체막 (94) 표면에도 형성되고, 부극막 (95) 과 부극 집전체막 (94) 은 접촉하고 있고, 그 부분의 부극막 (95) 은, 전해질막 (93) 상의 부분의 부극막 (95) 에 접속되어 있고, 따라서, 전해질막 (93) 상의 부분의 부극막 (95) 은 부극 집전체막 (94) 에 전기적으로 접속되어 있다.
소정 막두께의 금속 리튬막으로 이루어지는 부극막 (95) 을 형성한 후, 증착원 (49) 의 가열을 정지시켜, 증착을 종료시킨다.
도 2(a), (b) 에 나타낸 처리 대상물 (71) 은, 전해질막 (93) 의 표면에 부극막 (95) 이 형성되어, 도 4(a), (b) 에 나타낸 처리 대상물 (80) 이 된다. 도 4(a) 는 처리 대상물 (80) 의 평면도이고, 도 4(b) 는 도 4(a) 의 처리 대상물 (80) 의 C-C' 선 절단 단면도이다.
투입 취출실 (52) 내는 진공 배기 장치 (55) 에 의해 진공 배기되어, 진공 분위기로 되어 있다. 투입 취출실 (52) 과 제 1 진공조 (51) 사이의 게이트 밸브 (53) 를 열어 처리 대상물 (80) 을 투입 취출실 (52) 내로 반송하고, 투입 취출실 (52) 과 제 1 진공조 (51) 사이의 게이트 밸브 (53) 를 닫은 후, 투입 취출실 (52) 내의 진공 배기를 정지시키고, 투입 취출실 (52) 에 접속된 가스 도입 장치 (55) 를 동작시켜 진공 분위기의 투입 취출실 (52) 내에 표면 처리 가스를 도입한다. 표면 처리 가스는 투입 취출실 (52) 내의 압력이 대기압이 될 때까지 도입한다.
처리 대상물 (80) 의 부극막 (95) 의 노출된 면은, 수분을 함유한 대기와 접하지 않고 표면 처리 가스에 접촉하여, 부극막 (95) 의 노출된 면에 위치하는 금속 리튬이 표면 처리 가스 중의 이산화탄소와 반응하고, 탄산리튬이 생성되어 금속 리튬막으로 이루어지는 부극막 (95) 의 표면과 측면에 탄산리튬막 (97) 이 형성된다 (도 6). 이 상태에서는, 탄산리튬막 (97) 은 표면이 노출되어 있다.
탄산리튬막 (97) 은 수분이나 산소를 투과시키지 않으므로, 탄산리튬막 (97) 아래의 부극막 (95) 에는 수분이나 산소가 도달하지 않게 된다.
표면 처리 가스 중의 이산화탄소는, 표면 처리 가스의 압력을 전체압으로 하면 전체압의 0.01 ％ 이상 4 ％ 이하의 압력의 함유량으로 함유되어 있다.
탄산리튬막 (97) 을 형성한 후, 처리 대상물 (81) 을 수분을 함유하지 않는 아르곤 가스로 가득 채운 글로브 박스 내로 대기에 노출시키지 않고 반입하고, 입구문 (58) 을 열어 꺼냈다.
여기서는, 투입 취출실 (52) 내에서 탄산리튬막 (97) 을 형성하였지만, 대기에 노출시키지 않고, 표면 처리 가스가 가득 찬 글로브 박스 내로 부극막 (95) 이 형성된 처리 대상물 (80) 을 반입하여, 글로브 박스 내에서 탄산리튬막 (97) 을 형성해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 금속 리튬막으로 이루어지는 부극막 (95) 의 표면에 탄산리튬막 (97) 이 형성되므로, 수분 가스는 탄산리튬막 (97) 아래의 금속 리튬막에 침투하지 않는다. 금속 리튬막에는 수산화막은 형성되지 않으므로, 금속 리튬막은 변질되지 않는다.
금속 리튬막은, 산화와 수산화의 복합 반응에 의해 변색 반응을 일으키는데, 탄산리튬막 (97) 을 형성한 후에는, 미량의 산소 가스나 수분 가스에 접촉해도 복합 반응을 일으키지 않으므로, 변색되지 않는다.
또한, 상기 표면 처리 가스 중에는 수분은 함유되어 있지 않았지만, 표면 처리 가스 중에 수분이 함유되었다 하더라도, 금속 리튬은 수산화물이나 산화물보다 탄산화물이 되기 쉬우므로 금속 리튬막의 표면에 수산화막이 형성되기 전에 탄산리튬막 (97) 이 형성된다. 따라서, 표면 처리 가스 중에 기체의 물이 함유되어 있는 경우에도, 함유되는 수분에 의한 금속 리튬막의 변질은 발생하지 않는다.
표면 처리 가스는, 여기서는 아르곤 가스와 이산화탄소의 혼합 가스인데, 아르곤 이외의 희가스와 이산화탄소의 혼합 가스여도 사용할 수 있다. 또, N2 가스와 이산화탄소의 혼합 가스여도 사용할 수 있다. 요컨대, 희가스 또는 N2 가스 중 어느 일방 또는 양방을 함유하는 가스 등, 금속 리튬과 반응하지 않는 희석 가스와 이산화탄소 가스를 함유하는 표면 처리 가스를 사용할 수 있다. 형성된 금속 리튬막은 대기에 노출되지 않고, 수산화리튬과 산화리튬이 형성되기 전에 표면 처리 가스에 접촉시킨다.
글로브 박스 내에는 캐리어 박스 (65) 가 배치되어 있고, 상기 희석 가스나 상기 표면 처리 가스로 가득 찬 캐리어 박스 (65) 내에 탄산리튬막 (97) 이 형성된 처리 대상물 (81) 을 배치하고, 캐리어 박스 (65) 를 기밀하게 봉지하여, 캐리어 박스 (65) 내로 대기가 침입하지 않는 상태에서 글로브 박스로부터 반출하여, 성막 장치로 운반한다. 투입 취출실 (52) 내가 진공 분위기일 때, 처리 대상물 (81) 을 투입 취출실 (52) 내의 캐리어 박스 (65) 에 배치한 후, 투입 취출실 (52) 내에 표면 처리 가스를 도입함으로써, 캐리어 박스 (65) 내에서 처리 대상물 (81) 의 표면에 탄산리튬막 (97) 을 형성해도 된다.
도 5 의 부호 30 은 성막 장치로, 성막 장치 (30) 는 제 2 진공조 (31) 를 갖고 있다. 제 2 진공조 (31) 에는 진공 배기 장치 (35) 가 접속되어 있고, 진공 배기 장치 (35) 를 동작시키면 제 2 진공조 (31) 내를 진공 배기하여 진공 분위기로 할 수 있다. 제 2 진공조 (31) 의 천정에는 기판 홀더 (32) 가 배치되고, 제 2 진공조 (31) 의 저부에는 제 1, 제 2 용기 (33, 34) 가 배치되어 있다.
제 1, 제 2 용기 (33, 34) 에는, 각각 제 1, 제 2 히터 (23, 24) 가 설치되어 있고, 서로 화합할 수 있는 2 종류의 화학 물질을 제 1, 제 2 용기 (33, 34) 에 1 종류씩 배치하고, 제 1, 제 2 히터 (23, 24) 의 전원을 기동시켜 제 1, 제 2 용기 (33, 34) 의 화학 물질을 가열하면, 화학 물질의 증기를 발생시킬 수 있다.
탄산리튬막 (97) 이 형성된 처리 대상물 (81) 은, 도시가 생략된 글로브 박스와 도시가 생략된 반입실을 통하여, 입구문 (36) 에서 제 2 진공조 (31) 내로 대기에 노출되지 않고 반입된다.
제 2 진공조 (31) 의 내부는 진공 배기 장치 (35) 에 의해 진공 분위기로 되어 있고, 기판 홀더 (32) 에 처리 대상물 (81) 을 유지시키고, 처리 대상물 (81) 의 탄산리튬막 (99) 의 노출된 표면과 제 1, 제 2 용기 (33, 34) 를 대면시킨다.
여기서는 제 1 용기 (33) 에 1,12 디아미노도데칸 등의 디아민 화합물을 배치하고, 제 2 용기 (34) 에 1,3 비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산 등의 이소시아네이트 화합물을 배치하여, 각각의 증기를 발생시키고, 탄산리튬막 (97) 의 노출된 표면 상에서 증기를 따로 도달시키고 반응시켜 폴리우레아막으로 이루어지는 보호막 (96) 을 탄산리튬막 (97) 의 노출된 표면 상에 형성한다. 탄산리튬막 (97) 의 노출된 표면과 측면은 보호막 (96) 으로 덮인다.
소정 막두께의 폴리우레아막으로 이루어지는 보호막 (96) 을 형성한 후, 제 1, 제 2 히터 (23, 24) 의 전원을 멈춰, 증착 중합 반응을 정지시킨다. 처리 대상물 (81) 은 탄산리튬막 (97) 상에 보호막 (96) 이 형성되어 도 1(a), (b) 의 박막 리튬 2 차 전지 (90) 가 된다. 박막 리튬 2 차 전지 (90) 를 제 2 진공조 (31) 에서 대기 중으로 꺼낸다.
여기서는 증착 중합 반응에 의해 폴리우레아막으로 이루어지는 보호막 (96) 을 형성하였지만, 스퍼터링법에 의해 SiO2 막이나 SiN 막으로 이루어지는 보호막 (96) 을 형성해도 되며, 보호막 (96) 은 보호막 (96) 보다 아래에 형성되는 막에 대기 중의 수분을 침입시키지 않는 막이면 된다.
또한, 정극 집전체막 (91) 과 부극 집전체막 (94) 은 일부가 보호막 (96) 으로부터 비어져 나와 노출되어 있고, 그 부분이 외부 회로에 접속될 수 있도록 되어 있다.
70 …… 기판
71, 80, 81 …… 처리 대상물
91 …… 정극 집전체막
92 …… 정극막
93 …… 전해질막
94 …… 부극 집전체막
95 …… 부극막
96 …… 보호막
97 …… 탄산리튬막

Claims (6)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 배치되고, 리튬이 삽입 이탈 가능한 구조로 형성된 정극 (正極) 막과,
    상기 기판 상에 배치된 부극 (負極) 집전체막과,
    상기 정극막 상에 상기 정극막과 접촉하여 배치되고, 리튬 이온을 함유하고, 리튬 이온이 이동 가능한 전해질막과,
    상기 전해질막 상에 상기 전해질막과 접촉하여 배치된 금속 리튬으로 이루어지는 부극 (負極) 막을 갖고,
    충방전 가능한 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법으로서,
    상기 전해질막의 표면과 상기 부극 집전체막의 일부가 노출된 상태로, 상기 부극막을 형성하고, 상기 부극막과 상기 부극 집전체막을 전기적으로 접속한 후,
    상기 부극막을 대기에 노출시키지 않고, 금속 리튬과 반응하지 않는 희석 가스와 이산화탄소를 함유하는 표면 처리 가스에 상기 부극막의 표면과 측면을 접촉시켜, 상기 부극막의 표면과 측면에 탄산리튬막을 형성하고,
    상기 탄산리튬막이 형성된 상기 기판을, 상기 희석 가스 또는 상기 표면 처리 가스 중 어느 일방의 가스로 가득 채운 캐리어 박스 내에 배치한 상태로, 상기 캐리어 박스를 대기 중에서 이동시킨 후,
    상기 탄산리튬막의 노출되는 표면 상에 보호막을 형성하는, 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 처리 가스에 함유되는 상기 이산화탄소는, 상기 표면 처리 가스의 압력을 100 % 라 하면, 상기 표면 처리 가스에 0.01 ％ 이상 4 ％ 이하의 범위의 압력으로 함유되는, 박막 리튬 2 차 전지의 제조 방법.
  5. 기판과,
    상기 기판 상에 배치되고, 리튬이 삽입 이탈 가능한 구조로 형성된 정극막과,
    상기 기판 상에 배치된 부극 (負極) 집전체막과,
    상기 정극막 상에 상기 정극막과 접촉하여 배치되고, 리튬 이온을 함유하고, 리튬 이온이 이동 가능한 전해질막과,
    상기 전해질막 상에 상기 전해질막과 접촉하여 배치된 금속 리튬으로 이루어지는 부극막을 갖고, 충방전 가능한 박막 리튬 2 차 전지로서,
    상기 부극 집전체막의 표면은 상기 부극막의 저면과 접촉되고,
    상기 부극막의 표면과 측면에는, 상기 부극막과 접촉하여 형성된 탄산 리튬막이 배치되고,
    상기 탄산 리튬막의 표면에는, 보호막이 형성된, 박막 리튬 2 차 전지.
  6. 삭제
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