KR102138273B1 - Electrode Repair Apparatus and Repair Method for All Solid Thin Film Batteries and Method for Manufacturing All Solid Thin Film Batteries - Google Patents

Electrode Repair Apparatus and Repair Method for All Solid Thin Film Batteries and Method for Manufacturing All Solid Thin Film Batteries Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전고체 박막 전지용 제품의 수리장치는 전극 활물질층을 포함하는 적층구조물을 지지하는 지지대; 상기 전극 활물질층의 표면을 촬상한 이미지를 통해 상기 전극 활물질층에 형성된 이상성장체를 확인하는 이미지 검사부; 및 레이저 빔을 이용하여 확인된 상기 이상성장체를 선택적으로 제거하여 상기 전극 활물질층을 평탄화하는 레이저 조사부;를 포함할 수 있다.An apparatus for repairing a product for an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention includes a support for supporting a laminated structure including an electrode active material layer; An image inspecting unit that identifies an abnormal growth body formed on the electrode active material layer through an image of the surface of the electrode active material layer; And a laser irradiation unit to planarize the electrode active material layer by selectively removing the abnormal growth material identified by using a laser beam.

Description

전고체 박막 전지용 전극 수리장치 및 수리방법, 전고체 박막 전지 제조방법{Electrode Repair Apparatus and Repair Method for All Solid Thin Film Batteries and Method for Manufacturing All Solid Thin Film Batteries}Electrode Repair Apparatus and Repair Method for All Solid Thin Film Batteries and Method for Manufacturing All Solid Thin Film Batteries}

본 발명은 전고체 박막 전극 수리장치 및 수리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극 활물질층에 형성된 이상성장체를 선택적으로 제거하여 평탄화하는 전고체 박막 전극 수리장치, 이를 이용한 수리방법 및 전고체 박막 전지 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an all-solid thin film electrode repair device and a repair method, and more specifically, an all-solid thin film electrode repair device for selectively removing and flattening abnormal growth formed on the electrode active material layer, a repair method using the same, and an all solid film It relates to a battery manufacturing method.

전고체 박막 리튬이차전지는 모든 구성 물질들이 고체로 이루어져 있으며, 각 구성 층이 박막화되어 얇게 제작된 전지이다. 전고체 박막 리튬이차전지는 양극, 전해질 및 음극 등으로 이루어져 있으며, PVD, CVD 등의 증착 방법을 통해 얇은 기판 위에 마이크로 단위의 두께로 제조된다. 전고체 박막 리튬이차전지는 모든 구성 물질들이 고체로 이루어져 있으며, 각 구성 층이 박막화되어 얇게 제작된 전지이다. 전고체 박막 리튬이차전지의 양극,전해질 및 음극 등은 PVD, CVD 등의 다양한 증착 방법을 통해 얇은 기판 위에 마이크로 단위의 두께로 제조된다. 특히 양극 활물질층은 통상 스퍼터링 등과 같은 PVD 방법으로 증착될 수 있다. 하지만 양극 활물질층을 증착하는 과정중에 이상성장체들이 형성되어 있는 경우가 많으며, 이것들은 열처리 공정 또는 전해질 증착 공정 등의 후속 공정 진행시에 스트레스로 인한 박리 현상을 발생시킬 수 있다. 또한, 박막화되어 얇게 제작된 고체 전해질 등은 이상성장체로 인해 발생하는 수율 저하의 문제가 발생하고, 고체 양극 층 형성시 나타나는 이상성장체는 후속 공정이 진행되면서 그것의 크기가 더욱 커지고 양극상에 고체 전해질을 증착할 때 거대 이상성장체로 인해 고체 전해질 층이 이를 제대로 커버하지 못하게 되고, 이로 인해 쇼트를 발생시키거나, 제작된 이후에도 그 부분에 전류 집중이 심화되어 성능저하를 촉진시키는 등의 다양한 문제들을 발생시킬 수 있다.The all-solid thin film lithium secondary battery is a battery in which all the constituent materials are made of a solid material, and each constituent layer is made thin and thin. The all-solid thin film lithium secondary battery is composed of a positive electrode, an electrolyte, and a negative electrode, and is manufactured in a thickness of a micro unit on a thin substrate through deposition methods such as PVD and CVD. The all-solid thin film lithium secondary battery is a battery in which all the constituent materials are made of a solid material, and each constituent layer is made thin and thin. The positive electrode, electrolyte, and negative electrode of the all-solid thin film lithium secondary battery are manufactured to a thickness of micro units on a thin substrate through various deposition methods such as PVD and CVD. In particular, the positive electrode active material layer may be deposited by a PVD method such as sputtering. However, during the process of depositing the positive electrode active material layer, abnormal growth bodies are often formed, and these may generate a peeling phenomenon due to stress during a subsequent process such as a heat treatment process or an electrolyte deposition process. In addition, the thin electrolyte made thin and thin electrolytes, etc., suffer from a problem of yield reduction caused by the abnormal growth body, and the abnormal growth body that appears when the solid anode layer is formed is larger in size as the subsequent process progresses and solids on the anode. When depositing the electrolyte, a large abnormal growth body prevents the solid electrolyte layer from properly covering it, thereby causing short circuits, or even after fabrication, current concentration is deepened in the area to accelerate performance degradation. Can occur.

공개특허공보 제10-2016-0095381호Patent Publication No. 10-2016-0095381

본 발명은 전극 활물질층에 형성된 이상성장체를 이미지 기반 검사 방법으로 확인하여 확인된 이상성장체를 선택적으로 제거하여 전극 활물질층을 평탄화하는 전고체 박막 전극 수리장치 및 수리방법을 제공하는 것이다.The present invention provides an all-solid thin film electrode repair device and repair method for flattening the electrode active material layer by selectively removing the identified abnormal growth material by checking the abnormal growth material formed on the electrode active material layer by an image-based inspection method.

본 발명은 수리된 전극 활물질층을 제공하여 이상성장체가 없이 평탄하게 제조된 전고체 박막 전지를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a method of forming an all-solid thin film battery that is manufactured flat without an abnormal growth body by providing a repaired electrode active material layer.

본 발명의 실시예에 따른 전고체 박막 전지용 전극 수리장치는 전극 활물질층을 포함하는 적층구조물을 지지하는 지지대; 상기 전극 활물질층의 표면을 촬상한 이미지를 통해 상기 전극 활물질층에 형성된 이상성장체를 확인하는 이미지 검사부; 및 레이저 빔을 이용하여 확인된 상기 이상성장체를 선택적으로 제거하여 상기 전극 활물질층을 평탄화하는 레이저 조사부;를 포함할 수 있다.Electrode repair apparatus for an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention is a support for supporting a laminated structure including an electrode active material layer; An image inspecting unit that identifies an abnormal growth body formed on the electrode active material layer through an image of the surface of the electrode active material layer; And a laser irradiation unit to planarize the electrode active material layer by selectively removing the abnormal growth material identified by using a laser beam.

상기 레이저 조사부는, 상기 이상성장체의 크기에 따라 상기 레이저 빔의 크기를 조절하는 빔크기 조절부;를 포함할 수 있다.The laser irradiation unit may include a beam size adjusting unit for adjusting the size of the laser beam according to the size of the abnormal growth body.

상기 레이저 조사부는, 상기 레이저 빔의 광로상에 제공되어, 상기 레이저 빔의 초점이 상기 전극 활물질층의 표면을 벗어나도록 아웃 포커싱하는 포커스 변경 광학부;를 더 포함할 수 있다.The laser irradiation unit may further include a focus change optical unit provided on an optical path of the laser beam to focus out of the laser beam so as to deviate from the surface of the electrode active material layer.

상기 레이저 조사부는, 상기 레이저 빔의 형태를 사각형 형태의 레이저 빔으로 성형하는 빔 성형부;를 더 포함할 수 있다.The laser irradiation unit may further include a beam forming unit that shapes the laser beam into a rectangular laser beam.

상기 레이저 빔은 시간에 따른 에너지가 불연속성을 가지고 상기 이상성장체에 조사될 수 있다.The laser beam has a discontinuity in energy over time and may be irradiated to the abnormal growth body.

상기 이미지 검사부는, 상기 전극 활물질층의 표면을 촬상한 이미지를 획득하는 촬상부; 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층의 이미지를 레퍼런스 이미지로 저장하는 레퍼런스 이미지 저장부; 상기 촬상 이미지와 상기 레퍼런스 이미지를 비교하여, 상기 촬상 이미지에 포함된 성장체가 상기 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 상기 레퍼런스 이미지상에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 이상성장체로 판단하는 판단부;를 포함할 수 있다.The image inspecting unit includes: an imaging unit that acquires an image of the surface of the electrode active material layer; A reference image storage unit that stores an image of an electrode active material layer made of uniform grain as a reference image; By comparing the picked-up image with the reference image, it is determined that the growth body included in the picked-up image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern appearing on the reference image to determine an abnormal growth body. It may include; a judgment unit.

상기 이미지 검사부는, 상기 이상 성장체의 위치 및 크기 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하는 정보 획득부를 더 포함할 수 있다.The image inspection unit may further include an information acquisition unit that acquires at least one of location and size information of the abnormal growth body.

상기 전극 활물질층은 리튬계 금속산화물의 양극 활물질층일 수 있다.The electrode active material layer may be a positive electrode active material layer of lithium-based metal oxide.

상기 레이저 빔의 파장은 300nm 내지 1500nm일 수 있다.The wavelength of the laser beam may be 300nm to 1500nm.

본 발명의 실시예에 따른 전고체 박막 전지용 전극 수리방법은 전류집전체 상에 형성된 전극 활물질층을 제공하는 과정; 상기 전극 활물질층에 형성된 이상성장체를 확인하는 과정; 및 레이저 빔을 이용하여 확인된 상기 이상성장체를 선택적으로 제거하여 상기 전극 활물질층을 평탄화하는 과정;을 포함할 수 있다.Electrode repair method for an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention is to provide an electrode active material layer formed on the current collector; Identifying an abnormal growth body formed on the electrode active material layer; And a process of planarizing the electrode active material layer by selectively removing the identified abnormal growth material using a laser beam.

상기 평탄화하는 과정은, 확인된 상기 이상성장체의 크기에 따라 상기 레이저 빔의 크기를 조절하는 과정; 및 크기가 조절된 상기 레이저 빔을 상기 이상성장체에 조사하는 과정;을 포함할 수 있다.The flattening may include adjusting the size of the laser beam according to the identified size of the abnormal growth body; And irradiating the laser beam whose size has been adjusted to the abnormal growth body.

상기 평탄화하는 과정은, 상기 레이저 빔의 광로상에 제공된 포커스 변경 광학부를 통해 상기 레이저 빔의 초점이 상기 전극 활물질층을 벗어나도록 아웃 포커싱하여 조사하는 과정을 포함할 수 있다.The planarizing process may include a process of out-focusing and irradiating the focus of the laser beam out of the electrode active material layer through a focus changing optical unit provided on the optical path of the laser beam.

상기 평탄화하는 과정은, 상기 레이저 빔의 형태를 사각형 형태의 레이저 빔으로 성형하는 과정을 포함할 수 있다.The planarizing process may include forming the laser beam into a rectangular laser beam.

상기 이상성장체를 확인하는 과정은, 상기 전극 활물질층의 표면을 촬상한 이미지를 획득하는 과정; 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층의 이미지를 레퍼런스 이미지로 설정하는 과정; 상기 레퍼런스 이미지와 상기 촬상 이미지를 비교하는 과정; 및 상기 촬상 이미지에 포함된 성장체가 상기 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 상기 레퍼런스 이미지상에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 이상성장체로 판단하는 과정을 포함할 수 있다.The process of checking the abnormal growth body may include: obtaining an image of a surface of the electrode active material layer; Setting an image of an electrode active material layer made of uniform grain as a reference image; Comparing the reference image and the captured image; And determining whether the growth body included in the captured image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern appearing on the reference image to determine the abnormal growth body.

확인된 상기 이상성장체의 위치 및 크기 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하는 과정을 더 포함할 수 있다.The method may further include acquiring at least one of the identified location and size information of the abnormal growth body.

상기 전극 활물질층은 리튬계 금속산화물의 양극 활물질층일 수 있다.The electrode active material layer may be a positive electrode active material layer of lithium-based metal oxide.

본 발명의 실시예에 따른 전고체 박막 전지 형성방법은 상기 수리방법으로 수리된 양극 활물질층을 제공하는 과정; 상기 양극 활물질층을 열처리하여 양극을 형성하는 과정; 상기 양극 상에 기상 증착법을 통해 고체 전해질을 형성하는 과정; 및 상기 고체 전해질 상에 음극을 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.A method of forming an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention includes providing a positive electrode active material layer repaired by the repair method; Forming a positive electrode by heat-treating the positive electrode active material layer; Forming a solid electrolyte on the anode through a vapor deposition method; And forming a negative electrode on the solid electrolyte.

본 발명에 실시예에 따른 전고체 박막 전지용 전극 수리장치 및 수리방법은 전극 활물질층에 형성된 이상성장체를 선택적으로 제거하여 전극 활물질층을 평탄화함으로써 전고체 박막 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.The electrode repair apparatus and repair method for an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention can improve performance of an all-solid thin film battery by selectively removing an abnormal growth body formed on the electrode active material layer to planarize the electrode active material layer.

즉, 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층의 이미지를 레퍼런스 이미지로 선택하고 촬상부에 의해 촬상된 전극 활물질층의 표면 이미지와 비교하여, 촬상 이미지에 포함된 성장체가 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 레퍼런스 이미지상에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 이미지상 차이가 발생한 영역을 이상성장체로 판단하여 위치 좌표를 파악하고 레이저 빔을 조사함으로써 전극 활물질층에서 이상성장체를 제거하여 전극 활물질층을 평탄화 할 수 있다.That is, the image of the electrode active material layer made of uniform grain is selected as a reference image and compared with the surface image of the electrode active material layer captured by the imaging unit, the growth body included in the captured image is larger than the average grain size of the reference image or By checking whether the difference in the average shape of the grain pattern appearing on the reference image is determined as the abnormal growth body, the location coordinates are determined, and the laser beam is irradiated to remove the abnormal growth body from the electrode active material layer to remove the electrode active material. The layer can be leveled.

더해서 확인된 이상성장체가 있는 영역만 제거할 수 있도록 레이저 빔의 크기를 조절하여 이상성장체 주변의 전극 활물질층에는 영향을 주지 않으면서도 이상성장체만을 제거할 수 있고, 레이저 빔의 시간에 따른 에너지가 불연속성을 가지도록 하여 고에너지를 짧은 시간 동안 이상성장체에 조사하여 전극 활물질층 표면에는 영향을 주지 않으면서도 이상성장체에만 레이저가 조사될 수 있게 함으로써 이상성장체를 제거할 수 있다.In addition, by adjusting the size of the laser beam so that only the area with the identified abnormal growth body can be removed, only the abnormal growth body can be removed without affecting the electrode active material layer around the abnormal growth body, and the energy over time of the laser beam It is possible to remove the abnormal growth body by allowing the laser to be irradiated only to the abnormal growth body without affecting the surface of the electrode active material layer by irradiating the abnormal growth body for a short time by having a discontinuity.

또한, 레이저 빔의 형태를 사각형 형태의 사각 빔으로 성형하여 전극 활물질층이 증착된 증착면에는 레이저 빔의 영향을 최소화하면서 조사되는 레이저 빔의 에너지 차이에 의한 제거 정도의 차이가 발생하지 않도록하여 이상성장체를 고르게 제거할 수 있다. 더해서 레이저 빔의 광로상에 포커스 변경 광학부를 제공하여 레이저 빔의 초점이 전극 활물질층의 표면을 벗어나도록 아웃 포커싱함으로써 레이저 빔의 에너지가 이상성장체에만 영향을 주어 이상성장체를 제거할 수 있다.In addition, by forming the shape of the laser beam into a square beam of a rectangular shape, the deposition surface on which the electrode active material layer is deposited minimizes the effect of the laser beam and prevents the difference in removal degree due to the energy difference of the irradiated laser beam. Even growth can be removed evenly. In addition, by providing a focus change optical unit on the optical path of the laser beam, the focus of the laser beam is out-focused so as to deviate from the surface of the electrode active material layer, and thus the energy of the laser beam affects only the abnormal growth body, thereby removing the abnormal growth body.

본 발명에 따른 전고체 박막 전지 제조방법은 수리되어 평탄화된 양극 활물질층 상에 고체 전해질 등을 형성함으로써 이상성장체에 의한 전기적 쇼트, 박리현상, 전지의 수율 감소 등이 발생하지 않아 전지의 성능이 향상된 전고체 박막 전지를 제조할 수 있다.The method for manufacturing an all-solid thin film battery according to the present invention does not generate electrical short, peeling phenomenon, or decrease in yield of the battery due to the abnormal growth body by forming a solid electrolyte or the like on the repaired and flattened positive electrode active material layer, thereby improving the performance of the battery. It is possible to manufacture an improved all-solid thin film battery.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체 박막 전지용 전극 수리장치를 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전극 활물질층의 이상성장체를 나타낸 이미지.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전극 활물질층의 증착후를 나타낸 이미지.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고체 박막 전지용 전극 수리방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고체 박막 전지 제조방법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이상성장 구조체 상에 고체 전해질을 증착한 모습을 나타낸 이미지.
1 is a block diagram showing an electrode repair device for a solid thin film battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an image showing an abnormal growth body of the electrode active material layer according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an image showing the deposition of the electrode active material layer according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing the electrode repair method for a solid thin film battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart showing a method of manufacturing a solid thin film battery according to an embodiment of the present invention.
6 is an image showing a state in which a solid electrolyte is deposited on an abnormal growth structure according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those skilled in the art is completely It is provided to inform you. In the description, the same reference numerals are assigned to the same components, and the drawings may be exaggerated in size in order to accurately describe the embodiments of the present invention, and the same reference numerals in the drawings refer to the same elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체 박막 전지용 전극 수리장치를 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram showing an electrode repair device for a solid thin film battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 실시예에 따른 전고체 박막 전지용 전극 수리장치는 전극 활물질층(130)을 포함하는 적층구조물(100)을 지지하는 지지대(500); 상기 전극 활물질층(130)의 표면을 촬상한 이미지를 통해 상기 전극 활물질층(130)에 형성된 이상성장체(131)를 확인하는 이미지 검사부(200); 및 레이저 빔(L)을 이용하여 확인된 상기 이상성장체(131)를 선택적으로 제거하여 상기 전극 활물질층(130)을 평탄화하는 레이저 조사부(400);를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the electrode repair device for an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention is a support 500 for supporting the stacked structure 100 including the electrode active material layer 130; An image inspection unit 200 for confirming an abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130 through an image of the surface of the electrode active material layer 130; And a laser irradiation unit 400 to planarize the electrode active material layer 130 by selectively removing the abnormal growth body 131 identified by using a laser beam L.

지지대(500)는 전극 활물질층(130)이 포함된 적층구조물(100)을 움직이지 않게 고정 시키는 역할을 하며 지지대(500)를 이동시켜 지지대(500)에 지지된 적층구조물(100)이 설정된 좌표상에 위치하도록 할 수 있다.The support 500 serves to fix the stacked structure 100 including the electrode active material layer 130 so that it does not move, and the coordinates of the stacked structure 100 supported on the support 500 by moving the support 500 It can be placed on the image.

여기서 적층구조물(100)은 기판(110), 전류집전체(120) 및 전극 활물질층(130) 등으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 기판(110)은 그 용도에 따라 운모 시트, 폴리이미드 시트, 유리, 실리콘 웨이퍼 등이 사용 될 수 있다. 그 중 친환경적이면서도 내열성 및 연성이 우수한 운모 시트, 운모 기판(110) 또는 운모를 포함하는 재질로 형성된 기판(110)을 이용할 수 있다. 운모는 천연 운모가 적용될 수 있으며, 인조운모 역시 적용될 수 있다. 운모는 천연 운모가 적용될 수 있으며, 인조운모 역시 적용될 수 있다. 운모는 백운모, 금운모, 리튬운모, 경운모 등 다양한 것들이 이용될 수 있다. 전류집전체(120)는 전고체 박막 전지의 전극에서 생성되는 전류를 집전시키는 역할을 한다. 전극 활물질층(130)은 양극 활물질층일 수 있으며, 다양한 리튬금속산화물로 수백nm 에서 수십 ㎛ 정도로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 양극 활물질층은 LiCoO2 등이 적용 될 수 있다.Here, the laminated structure 100 may be formed of a substrate 110, a current collector 120, and an electrode active material layer 130. The substrate 110 according to an embodiment of the present invention may be a mica sheet, a polyimide sheet, glass, a silicon wafer, etc., depending on its use. Among them, an mica sheet, a mica substrate 110 or a substrate 110 formed of a material containing mica may be used while being environmentally friendly and having excellent heat resistance and ductility. Mica may be applied with natural mica, and artificial mica may also be applied. Mica may be applied with natural mica, and artificial mica may also be applied. Mica, muscovite, lithium mica, light mica, etc. can be used. The current collector 120 serves to collect current generated from the electrodes of the all-solid thin film battery. The electrode active material layer 130 may be a positive electrode active material layer, and may be formed of various lithium metal oxides of several hundred nm to several tens of μm. LiCoO 2 may be applied to the positive electrode active material layer according to the embodiment of the present invention.

이미지 검사부(200)는 전극 활물질층(130)에 형성된 이상성장체(131)가 존재하는지 여부를 확인 할 수 있는데, 구체적으로는 전극 활물질층(130)을 이루는 그레인이 균일하게 이루어진 전극 활물질층(130) 표면을 촬상하여 레퍼런스 이미지로 저장하고, 이 레퍼런스 이미지와 전극 활물질층(130)의 표면을 촬상한 촬상 이미지와 비교하여 미리 설정된 조건과 상이한지 파악하여 이상성장체(131)가 존재하는지 여부를 판단할 수 있고 또한, 차이가 있는 부분의 이상성장체(131) 영역의 위치 및 크기 정보를 파악할 수 있다.The image inspecting unit 200 may check whether or not the abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130 is present. Specifically, the electrode active material layer (that is, the grain forming the electrode active material layer 130 is uniform) 130) Compare the reference image and the surface of the electrode active material layer 130 and the captured image captured by capturing the surface of the reference image and determine whether it is different from a preset condition, and whether the abnormal growth body 131 exists. In addition, it is possible to determine the location and size information of the region of the abnormal growth body 131 of the difference.

여기서 이상성장체(131)란 전극 활물질층(130)을 이루는 그레인 중 평균적인 그레인 크기보다 크거나 모양이 상이한 그레인일 수 있다. 전류집전체(120)상에 전극 활물질층(130)을 증착할 때 원료물질을 증기상으로 변환하여 증착할 수 있는데 이 때 이상성장체(131)가 생기는 원인은 적층구조물(100)을 이루는 기판(110)의 세정이 불량하여 이물질(132)이 존재하는 경우 이 이물질(132)이 성장핵 역할을 하여 이물질(132)을 중심으로 이상성장체가 성장할 수 있게 된다. 또한, 전극 활물질층(130)을 증착할 때 PVD(물리적 기상 증착법) 또는 CVD(화학적 기상 증착법) 방법을 통해 증착할 수 있는데 전극 활물질층(130)을 형성하는 챔버내에서 각종 실드류에서 발생한 파티클 등을 따라 이상성장체(131)가 형성될 수도 있으며, 전극 활물질층(130)을 증착하기 위하여 스퍼터링 방법으로 전류집전체(120)상에 증착할 때 전극 활물질층(130)의 증착을 위한 세라믹 타겟에서 발생한 이물질(132)의 영향을 받아 이물질(132)을 중심으로 이상성장체(131)가 전극 활물질층(130) 형성시 발생할 수 있다. 이상성장체(131)가 발생한 영역은 전극 활물질층(130)보다 위쪽으로 볼록하거나 뾰족한 형상으로 형성될 수 있으며, 이로 인해 고체 전해질(140) 등이 증착될 때 형성된 전극 활물질층(130)보다 볼록하거나 뾰족한 이상성장체(131) 위에 형성됨으로써 온전히 이상성장체(131)를 커버하지 못하거나 얇은 두께 때문에 전고체 박막 전지가 불량이 발생하거나 수율이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다. 본 발명에 따른 실시예인 전고체 박막 전지는 전고체 전극을 박막 형태로 생성함에 따라 작은 파티클이나 이물질(132)등에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 파티클이나 이물질(132)을 중심으로 성장한 이상성장체(131)상에 고체 박막 전극을 형성시 전고체 전해질(140) 등이 평평하게 증착되지 못하고 전극 활물질층(130)보다 볼록 튀어나온 이상성장체(131)에 의해 전고체 전해질(140) 등이 온전히 연결되어 증착되지 못하고 끊어진 형태로 증착되거나 그 증착된 부위가 매우 얇아짐에 따라 후에 열처리공정이나 후공정을 진행시 그 부분에 스트레스가 집중되어 박리현상을 발생시키거나 박막 전해질층이 이상성장체(131)를 완전히 커버하지 못하여 그 부분에 전기적 쇼트 등이 발생하고 그 쇼트가 발생한 부분을 기점으로 전지의 열화등이 발생할 수 있다.Here, the abnormal growth body 131 may be a grain having a shape larger than or equal to an average grain size among the grains forming the electrode active material layer 130. When depositing the electrode active material layer 130 on the current collector 120, the raw material can be converted into a vapor phase and deposited. The cause of the abnormal growth body 131 is the substrate constituting the stacked structure 100. When the foreign material 132 is present due to poor cleaning of the 110, the foreign material 132 acts as a growth nucleus so that an abnormal growth body can be grown around the foreign material 132. In addition, when the electrode active material layer 130 is deposited, it can be deposited through a PVD (physical vapor deposition method) or a CVD (chemical vapor deposition method). Particles generated from various shields in the chamber forming the electrode active material layer 130 An abnormal growth body 131 may be formed along the back, and a ceramic for deposition of the electrode active material layer 130 when deposited on the current collector 120 by sputtering to deposit the electrode active material layer 130 Under the influence of the foreign material 132 generated at the target, the abnormal growth body 131 may be generated when the electrode active material layer 130 is formed around the foreign material 132. The region in which the abnormal growth body 131 is generated may be convex upward or pointed in shape above the electrode active material layer 130, thereby convex than the electrode active material layer 130 formed when the solid electrolyte 140 or the like is deposited. Or by being formed on the pointed abnormal growth body 131, it may not be able to completely cover the abnormal growth body 131, or there may be a problem in that the all-solid thin film battery has a defect or a yield decreases due to its thin thickness. An all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention may be affected by small particles or foreign substances 132 as the all-solid electrode is formed in a thin film form. When a solid thin film electrode is formed on the abnormal growth body 131 grown around this particle or foreign material 132, the all-solid electrolyte 140 is not deposited flat and abnormal growth protruding more convex than the electrode active material layer 130 As the all-solid electrolyte 140 is not completely connected by the sieve 131 and is not deposited, it is deposited in a broken form, or as the deposited part becomes very thin, the stress is concentrated on the part after the heat treatment process or the subsequent process. As a result, peeling may occur, or the thin film electrolyte layer may not completely cover the abnormal growth body 131, resulting in electrical shorts and deterioration of the battery starting from the shorts.

제어부(300)는 이미지 검사부(200)로부터 전송받은 이상성장체(131)의 위치 및 크기 정보를 분석하여 이상성장체(131)의 좌표를 확인하고 이상성장체(131)의 크기에 따라서 레이저 조사부(400)를 구동시킬 수 있는 신호를 생성할 수 있다.The controller 300 checks the coordinates of the abnormal growth body 131 by analyzing the location and size information of the abnormal growth body 131 received from the image inspection unit 200, and the laser irradiation unit according to the size of the abnormal growth body 131 A signal capable of driving the 400 may be generated.

레이저 조사부(400)는 제어부(300)로부터 신호를 받아 전극 활물질층(130)에 형성된 이상성장체(131)에 레이저 빔(L)을 조사하여 제거함으로써 전극 활물질층(130)을 평탄화 할 수 있다.The laser irradiation unit 400 may flatten the electrode active material layer 130 by receiving a signal from the control unit 300 and irradiating and removing the laser beam L on the abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130. .

여기서 평탄화란 이상성장체(131)에 레이저 빔(L)을 조사하여 제거할 때 상기 전극 활물질층(130)을 기준으로 이상성장체(131)가 제거된 영역이 전극 활물질층(130)과 마찬가지로 높이차가 없이 완전하게 평평할 수 있도록 평행하게 제거되거나 이상성장체(131)가 제거된 영역이 적층구조물(100)에 포함된 기판(110)쪽 방향으로 제거되어 기판(110)쪽 방향으로 전극 활물질층(130)의 높이 차가 발생하도록 할 수 있다. 또한, 이상성장체(131)가 완전히 제거되지 않아 전극 화물질층(130)보다 볼록한 모양이더라도 고체 전해질(140)을 증착할 때 고체 전해질(140)이 이상성장체(131)를 다 커버하지 못하거나 두께가 너무 얇지 않도록 이상성장체(131)가 스무싱하게 제거될 수도 있다. 이렇게 평탄화 함으로써 전극 활물질층(130) 상에 고체 전해질(140)등을 증착하여도 적어도 전극 활물질층(130)보다 볼록하지 않거나 볼록하더라도 고체 전해질(140)의 증착시 종횡비(aspect ratio)를 낮춰서 스텝 커버리지(step coverage)가 전고체 박막 전지를 제조하여 고른 성능을 낼 수 있게 증착할 수 있다. 전극 활물질층(130)의 표면을 기준으로 전극 활물질층(130) 표면보다 높은 위치에 존재하지 않도록 제거하거나 이상성장체(131)가 전극 활물질층 표면가까이 스무스하게 존재하도록 이상성장체(131)를 제거하는 이유는 상술했듯이 종횡비를 낮춰서 스텝 커버리지가 전고체 박막 전지를 제조하기에 적당하게 이상성장체(131)가 발생한 영역에 전고체 전해질(140)등을 증착시 쇼트가 발생하거나 박리현상등이 일어나지 않게 하여 위와 같은 문제점을 해결하여 전고체 박막 전지의 성능을 향상시키고자 함이다.Here, when the planarization is performed by removing the laser beam L to the abnormal growth body 131, the region where the abnormal growth body 131 is removed based on the electrode active material layer 130 is similar to the electrode active material layer 130. The area that is removed in parallel or the abnormal growth body 131 is removed in the direction of the substrate 110 included in the stacked structure 100 so as to be completely flat without a height difference, and thus the electrode active material in the direction of the substrate 110 The height difference of the layer 130 may be caused. In addition, even if the abnormal growth body 131 is not completely removed and has a convex shape than the electrode cargo layer 130, when the solid electrolyte 140 is deposited, the solid electrolyte 140 cannot cover the abnormal growth body 131. Alternatively, the abnormal growth body 131 may be smoothly removed so that the thickness is not too thin. Even by depositing the solid electrolyte 140 on the electrode active material layer 130 by flattening in this way, the step is lowered to an aspect ratio when depositing the solid electrolyte 140 even if it is at least not convex or convex than the electrode active material layer 130. Step coverage can be deposited to produce an all-solid thin film battery to achieve even performance. Based on the surface of the electrode active material layer 130, it is removed so that it does not exist at a higher position than the surface of the electrode active material layer 130, or the abnormal growth body 131 is formed so that the abnormal growth body 131 is smoothly close to the surface of the electrode active material layer 130. The reason for the removal is that as described above, by shortening the aspect ratio, short-circuiting or peeling may occur when depositing the solid electrolyte 140 in the region where the abnormal growth body 131 is appropriately suitable for manufacturing an all-solid thin film battery having step coverage. This is to improve the performance of the all-solid thin film battery by solving the above problems by preventing it from occurring.

상기 레이저 조사부(400)는, 상기 이상성장체(131)의 크기에 따라 상기 레이저 빔(L)의 크기를 조절하는 빔크기 조절부(410);를 포함할 수 있다.The laser irradiation unit 400 may include a beam size adjusting unit 410 for adjusting the size of the laser beam L according to the size of the abnormal growth body 131.

빔 크기 조절부는 이상성장체(131)에 따른 레이저 빔(L)의 크기를 조절 할 수 있다. 이상성장체(131)는 그 크기 및 모양이 상이 할 수 있는데 이 상이한 이상성장체(131)의 주변 영역에 영향을 최소화 하면서도 이상성장체(131)에만 레이저 빔(L)을 조사하여 제거하기 위해서는 레이저 빔(L)의 크기를 조절할 필요성이 있다. 여기서 주변 영역에 영향을 최소화 한다는 것은 이상성장체(131)를 제거시 이상성장체(131)만을 정확하게 제거할 수는 없으므로 이상성장체(131) 주변에 존재하는 전극 활물질층(130)이 레이저 빔(L)을 조사할 때 제거되지 않도록 하기 위함이다. 이를 위해 여러가지 방법이 사용되는데 그 중 일축과 타축이 서로 교차되고 일축과 타축에 각각 제공된 복수의 간격 조절부의 간격 조절로 인해 슬릿의 크기를 조절함으로써 레이저 빔(L)의 크기를 조절하여 전극 활물질층(130)이 제거가 되는것을 최소화 할 수 있다. 간격 조절부는 다단으로 형성 될 수 있고 각각의 간격 조절부를 이동시켜 이상성장체(131)의 크기나 모양에 따라 레이저 빔(L)의 모양 및 크기를 조절 할 수 있다. 이상성장체(131) 주변 영역에 영향을 최소화 하는 방법에 대해서 아래에서 더 알아보기로 한다.The beam size adjusting unit may adjust the size of the laser beam L according to the abnormal growth body 131. The size and shape of the abnormal growth body 131 may be different. In order to minimize the influence on the peripheral region of the different abnormal growth body 131, while irradiating the laser beam L only to the abnormal growth body 131 to remove it There is a need to adjust the size of the laser beam L. Here, since minimizing the influence on the surrounding area, since only the abnormal growth body 131 cannot be accurately removed when the abnormal growth body 131 is removed, the electrode active material layer 130 around the abnormal growth body 131 is laser beam. This is to prevent it from being removed when irradiating (L). For this purpose, various methods are used. Among them, one axis and the other axis intersect each other, and the size of the laser beam L is adjusted to control the size of the laser beam L by adjusting the size of the slit due to the adjustment of the intervals of the plurality of gap control parts provided on the one axis and the other axis, respectively. It can minimize that 130 is removed. The gap adjusting unit may be formed in multiple stages, and each gap adjusting unit may be moved to adjust the shape and size of the laser beam L according to the size or shape of the abnormal growth body 131. The method for minimizing the influence on the area around the ideal growth body 131 will be described below.

상기 레이저 조사부(400)는, 상기 레이저 빔(L)의 광로상에 제공되어, 상기 레이저 빔(L)의 초점이 상기 전극 활물질층(130)의 표면을 벗어나도록 아웃 포커싱하는 포커스 변경 광학부(420);를 더 포함할 수 있다.The laser irradiation unit 400 is provided on the optical path of the laser beam L, and the focus change optical unit for focusing the laser beam L out of focus so as to escape the surface of the electrode active material layer 130 ( 420); may be further included.

포커스 변경 광학부(420)는 레이저 빔(L)의 광로상에 제공되어 레이저 빔(L)의 초점을 조절 할 수 있다. 예를 들어 포커스 변경 광학부(420)는 초점 렌즈일 수 있으며 이 초점 렌즈를 이동시킴으로써 레이저 빔(L)의 초점을 변경시킬 수 있다. 또한, 포커스 변경 광학부(420)는 레이저 빔(L)의 크기를 보정하는 제 1렌즈(미도시), 초점 위치를 보정하는 제 2렌즈(미도시), 위의 렌즈를 이동 시킬 수 있는 렌즈 이동부(미도시)를 포함 할 수 있고 더해서 F-Theta 렌즈가 더 포함 될 수 있다. F-Theta 렌즈는 광학적 왜곡 현상에 의해 외곽 쪽과 가운데 영역의 에너지 차이를 발생 시킬 수 있으며 이를 이용해 거리에 따라 다른 에너지를 조사할 수 있다. 더해서 레이저 빔(L)의 초점이 전극 활물질층(130)의 표면에 형성되지 않게 포커스 변경 광학부(420)를 통해 레이저 빔(L)의 초점을 조절함으로써 전극 활물질층(130)의 표면은 레이저 빔(L)의 영향을 받지 않아 손상을 최소화 할 수 있고, 레이저 빔(L)의 초점을 이상성장체(131)에 형성되게 함으로써 이상성장체(131)에만 레이저 빔(L)의 에너지가 조사되도록하여 이상성장체(131)를 제거 할 수 있게 된다.The focus change optical unit 420 may be provided on the optical path of the laser beam L to adjust the focus of the laser beam L. For example, the focus changing optical unit 420 may be a focus lens, and the focus of the laser beam L may be changed by moving the focus lens. In addition, the focus changing optical unit 420 includes a first lens (not shown) that corrects the size of the laser beam L, a second lens (not shown) that corrects a focus position, and a lens that can move the above lens A moving part (not shown) may be included, and in addition, an F-Theta lens may be further included. The F-Theta lens can generate an energy difference between the outer and middle regions due to the optical distortion phenomenon, which can be used to irradiate different energy depending on the distance. In addition, the surface of the electrode active material layer 130 is controlled by adjusting the focus of the laser beam L through the focus change optical unit 420 so that the focus of the laser beam L is not formed on the surface of the electrode active material layer 130. The damage of the laser beam L is irradiated only to the abnormal growth body 131 by allowing the focus of the laser beam L to be formed on the abnormal growth body 131 because it is not affected by the beam L. It is possible to remove the abnormal growth body 131.

상기 레이저 조사부(400)는, 상기 레이저 빔(L)의 형태를 사각형 형태의 레이저 빔(L)으로 성형하는 빔 성형부(430);를 더 포함할 수 있다.The laser irradiation unit 400 may further include a beam forming unit 430 for forming the shape of the laser beam L into a rectangular shape laser beam L.

빔 성형부(430)는 일반적으로 발진된 레이저 빔(L)은 가우시안 형태를 나타내게 되는데 이 가우시안 형태의 레이저 빔(L)을 상부가 평평한 사각형 형태의 사각 빔으로 성형할 수 있다. 이렇게 가우시안 형태의 레이저 빔(L)을 사각 빔으로 성형함으로써 조사되는 사각 빔의 에너지 분포가 평탄한 모양인 사각형 형태의 에너지 분포를 형성함으로써 레이저 빔(L)의 에너지가 한곳에 집중되는 형태가 아닌 일정 영역에 레이저 빔(L)의 에너지가 조사됨으로써 에너지 차이에 의한 이상성장체(131) 제거 정도의 차이를 줄이고, 전극 활물질층(130) 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. 사각형 형태의 레이저 빔(L)은 Circular Flat-Top beam, Linear Flat-Top beam 또는 Square Flat-Top beam 형상일 수 있다.The beam forming unit 430 generally has an oscillated laser beam L having a Gaussian shape. The laser beam L of the Gaussian shape can be formed into a square beam having a flat upper square shape. By forming the Gaussian-shaped laser beam L into a square beam, the energy distribution of the square beam irradiated is formed into a square-shaped energy distribution having a flat shape, so that the energy of the laser beam L is not concentrated in one place but a certain area. By irradiating the energy of the laser beam (L), the difference in the degree of removal of the abnormal growth body 131 due to the energy difference can be reduced, and the surface of the electrode active material layer 130 can be prevented from being damaged. The square shape laser beam L may have a circular flat-top beam, a linear flat-top beam, or a square flat-top beam shape.

상기 레이저 빔(L)은 시간에 따른 에너지가 불연속성을 가지고 상기 이상성장체(131)에 조사될 수 있다.The laser beam L may be irradiated to the abnormal growth body 131 with energy discontinuity over time.

레이저 빔(L)이 시간에 따른 에너지가 불연속성을 가지고 이상성장체(131)에 조사 되면 비교적 짧은 시간에 고에너지가 이상성장체(131)에 조사됨으로써 전극 활물질층(130) 표면에는 영향을 주지 않으면서도 이상성장체(131)에만 에너지가 조사되어 이상성장체(131)를 제거할 수 있도록 할 수 있다. 이렇게 불연속적으로 레이저 빔(L)의 에너지가 조사되면 이상성장체(131)에 레이저 빔(L)이 조사될 때 매우 얇은 두께의 범위에만 레이저 빔(L)의 고에너지가 도달하게 되고 이로인해 주위로 열이 전도되지 않아 원하는 부위에만 에너지를 조사할 수 있으며 짧은 시간동안 주기적으로 에너지가 조사되기 때문에 에너지가 축적되지 않을 수 있다. 반면에 레이저 빔(L)의 에너지가 불연속적이 아닌 연속적으로 조사가 되면 조사되는 에너지가 계속하여 주위로 전도되어 제거하고 싶지 않은 부분까지 열이 전도되어 제거가 될 수 있다. 그렇기 때문에 레이저 빔(L)의 에너지가 불연속적으로 조사되는 레이저 빔을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전고체 박막 전지용 전극 수리장치에 사용되는 레이저는 펄스 레이저로써 레이저 빔(L)이 펄스폭을 가지고 출력이 된다면 위와 같은 효과를 얻을 수 있다. 펄스폭은 나노초 내지 펨토초 일 수 있으며 짧은 펄스폭을 가질 수록 전극 활물질층(130)같은 주변에는 에너지가 전도되지 않아 주변에는 레이저 빔(L)의 에너지에 대해서 영향을 주지 않으면서 이상성장체(131)에 레이저 빔(L)의 에너지를 조사하여 제거할 수 있고, 펄스폭이 작을 수록 더욱 더 미세한 영역에 레이저 빔(L)을 조사할 수 있게 된다. 또 다른 예로는 연속적으로 발진되는 레이저 빔(L)이 조사되는 부분에 셔터를 제공하여 셔터를 개폐시킴으로써 레이저 빔(L)을 차단하거나 통과되도록하여 레이저 빔(L)이 이상성장체(131)에 조사될 때 에너지가 불연속성을 가지고 조사되게 할 수 있다. 이렇게 셔터를 개폐시킴으로써 조사되는 레이저 빔(L)은 펄스 레이저에 비해 펄스폭이 넓게 조사가 되고 펄스 레이저와 비슷한 펄스형태의 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다. When the laser beam L is irradiated to the abnormal growth body 131 with energy discontinuity over time, high energy is irradiated to the abnormal growth body 131 in a relatively short time, thereby not affecting the surface of the electrode active material layer 130. Without being irradiated, only the abnormal growth body 131 is irradiated with energy, so that the abnormal growth body 131 can be removed. When the energy of the laser beam L is continuously irradiated in this way, when the laser beam L is irradiated to the abnormal growth body 131, the high energy of the laser beam L is reached only in a very thin thickness range. Since heat is not conducted around, energy can be irradiated only to the desired part, and energy may not be accumulated because energy is irradiated periodically for a short period of time. On the other hand, when the energy of the laser beam L is irradiated continuously, rather than discontinuously, the irradiated energy is continuously conducted to the surroundings, and heat can be removed to the part that is not desired to be removed. Therefore, a laser beam in which the energy of the laser beam L is discontinuously irradiated can be used. For example, the laser used in the electrode repair device for an all-solid-state thin film battery is a pulse laser, and the above-described effect can be obtained if the laser beam L has a pulse width and is output. The pulse width may range from nanoseconds to femtoseconds, and the shorter the pulse width, the more energy is not conducted around the electrode active material layer 130, and thus does not affect the energy of the laser beam L. ) Can be removed by irradiating the energy of the laser beam (L), and the smaller the pulse width, the more finely the laser beam (L) can be irradiated. As another example, a laser beam L is applied to the abnormal growth body 131 by blocking or passing the laser beam L by opening and closing the shutter by providing a shutter at a portion where the continuously emitted laser beam L is irradiated. When irradiated, energy can be irradiated with discontinuities. The laser beam L irradiated by opening and closing the shutter is irradiated with a wider pulse width than the pulse laser, and a laser beam L of a pulse shape similar to the pulse laser can be irradiated.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전극 활물질층(130)의 이상성장체(131)를 나타낸 이미지이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전극 활물질층(130)의 증착후를 나타낸 이미지이다.2 is an image showing the abnormal growth body 131 of the electrode active material layer 130 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an image showing the deposition of the electrode active material layer 130 according to the embodiment of the present invention to be.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 이미지 검사부(200)는, 상기 전극 활물질층(130)의 표면을 촬상한 이미지를 획득하는 촬상부(210); 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층(130)의 이미지를 레퍼런스 이미지로 저장하는 레퍼런스 이미지 저장부(220); 상기 촬상 이미지와 상기 레퍼런스 이미지를 비교하여, 상기 촬상 이미지에 포함된 성장체가 상기 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 상기 레퍼런스 이미지상에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 이상성장체(131)로 판단하는 판단부(230);를 포함할 수 있다.2 and 3, the image inspection unit 200 includes: an imaging unit 210 that acquires an image of a surface of the electrode active material layer 130; A reference image storage unit 220 that stores the image of the electrode active material layer 130 made of uniform grain as a reference image; By comparing the picked-up image with the reference image, it is determined whether the growth body included in the picked-up image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern appearing on the reference image. 131), the determination unit 230; may include.

촬상부(210)는 전극 활물질층(130)의 표면을 촬상하여 전극 활물질층(130)의 표면 이미지를 획득할 수 있다. 촬상부(210)는 전극 활물질층(130)의 표면을 찍은 이미지 일 수 있고 또는 영상 중 어느 일순간을 캡쳐한 이미지 일 수 있다. 또한, 실시간 영상으로 전극 활물질층(130)의 표면을 촬상할 수도 있다. 촬상부(210)는 전극 활물질층(130)의 표면을 전체적으로 촬상 할 수도 있고, 촬상된 이미지가 분할된 복수의 분할 샷으로 적어도 일부분을 촬상할 수도 있다.The imaging unit 210 may acquire a surface image of the electrode active material layer 130 by imaging the surface of the electrode active material layer 130. The imaging unit 210 may be an image taken on the surface of the electrode active material layer 130 or may be an image captured at any moment in the image. In addition, the surface of the electrode active material layer 130 may be imaged in real time. The imaging unit 210 may entirely photograph the surface of the electrode active material layer 130, or may capture at least a portion of a plurality of divided shots in which the captured image is divided.

레퍼런스 이미지 저장부(220)는 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층(130)의 이미지를 레퍼런스 이미지로 저장할 수 있다. 균일한 그레인은 전극 활물질층(130)을 형성시 형성된 그레인 중 평균적인 모양 및 크기를 가지는 그레인일 수 있다. 전극 활물질층(130) 중 균일한 그레인으로 이루어진 적어도 어느 일부분을 촬상하여 레퍼런스 이미지로 선택 할 수 있다. 한편, 레퍼런스 이미지는 미리 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층(130)을 촬상한 이미지를 레퍼런스 이미지로 선택 할 수도 있고, 전극 활물질층(130)이 형성된 부분 중 균일한 그레인으로 이루어진 적어도 일부분을 레퍼런스 이미지로 선택할 수 있다.The reference image storage unit 220 may store an image of the electrode active material layer 130 made of uniform grain as a reference image. The uniform grain may be a grain having an average shape and size among grains formed when the electrode active material layer 130 is formed. At least a portion of the electrode active material layer 130 formed of a uniform grain may be picked up and selected as a reference image. Meanwhile, as a reference image, an image obtained by previously photographing the electrode active material layer 130 made of uniform grain may be selected as a reference image, and at least a part made of uniform grain among the portions where the electrode active material layer 130 is formed is a reference image. You can choose with.

판단부(230)는 촬상된 이미지와 레퍼런스 이미지를 비교하여, 촬상 이미지에 포함된 성장체가 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 레퍼런스 이미지에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 평균적인 그레인 크기보다 크거나 평균적인 그레인 패턴과 상이한 부분을 이상성장체(131)로 판단할 수 있다.The determination unit 230 compares the captured image with the reference image to determine whether the growth body included in the captured image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern shown in the reference image. A portion larger than the size or different from the average grain pattern may be determined as the abnormal growth body 131.

예를 들어, 촬상된 이미지는 전극 활물질층(130) 전체를 나타낸 이미지여서 레퍼런스 이미지와 동일한 면적을 각각 비교함으로써 이상성장체(131)를 확인 할 수 있다. 또한, 촬상된 이미지를 복수의 샷들로 분할하여 상기 복수의 샷들과 레퍼런스 이미지를 순차적으로 각각 비교함으로써 이상성장체(131)를 확인 할 수도 있다. 이렇게 각각 비교함으로써 전극 활물질층(130)에 형성된 이상성장체(131)를 전체면적에 걸쳐 확인 할 수 있게 된다.For example, the captured image is an image showing the entire electrode active material layer 130, and thus the abnormal growth body 131 can be identified by comparing the same area as the reference image. In addition, the abnormal growth body 131 may be identified by dividing the captured image into a plurality of shots and sequentially comparing the plurality of shots with a reference image. By comparing each of these, it is possible to check the abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130 over the entire area.

도 2를 보면, 전류집전체(120)상에 정상적인 전극 활물질층(130)은 기둥(Columnar)구조를 이루며 형성된 것을 볼 수 있다. 반면에 이상성장체(131)는 이물질(132)을 성장 핵으로 삼아 성장 핵 방향을 우선성장 방향으로 성장하였으며 기둥구조를 이루고 있으나 전극집전체(120)와 이루는 각도가 수직을 이루지 못하고 성장 하였다. 이렇게 성장한 이상성장체(131)은 전고체 박막 전지를 제조시 전지의 성능을 감소시키는 주요한 원인이 될 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the normal electrode active material layer 130 on the current collector 120 is formed in a columnar structure. On the other hand, the abnormal growth body 131 used the foreign material 132 as a growth nucleus to grow the growth nucleus direction in a preferential growth direction, and formed a columnar structure, but the angle formed with the electrode current collector 120 did not form a vertical growth. The abnormal growth body 131 grown in this way may be a major cause of reducing the performance of the battery when manufacturing an all-solid thin film battery.

도 3을 보면, 전극 활물질층(130)이 기둥(Columnar)구조를 가지고 성장한 상면도를 나타낸다. 이 상면도에서 보이는 평균적인 그레인의 크기 및 모양을 기준으로 삼아 레퍼런스 이미지로 선택할 수 있다. 이 평균적인 그레인의 크기 및 모양과 다른 부분을 전극 활물질층에 생성된 이상성장체로 판단할 수 있다.Referring to Figure 3, the electrode active material layer 130 shows a top view grown with a columnar (Columnar) structure. The reference image can be selected based on the average grain size and shape shown in this top view. A portion different from the average grain size and shape can be judged as an abnormal growth body formed in the electrode active material layer.

상기 이미지 검사부(200)는, 상기 이상 성장체의 위치 및 크기 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하는 정보 획득부(240)를 더 포함할 수 있다.The image inspecting unit 200 may further include an information acquiring unit 240 acquiring at least one of position and size information of the abnormal growth body.

정보 획득부(240)는 판단부(230)에 의해 확인된 이상성장체(131)의 위치 및 크기 정보 중 적어도 어느 하나를 획득할 수 있다. 획득한 정보는 제어부(300)로 전송되어지고, 제어부(300)는 전송된 정보를 분석하여 지지대(500), 이미지 검사부(200) 및 레이저 조사부(400)를 제어함으로써 이상성장체(131)를 레이저 조사부(400)하에 지지대(500)를 이동시켜 위치시킬 수 있게 할 수도 있으며 이상성장체(131)의 크기 또는 모양에 따라서 레이저 빔(L)의 크기 및 세기 등을 제어할 수 있다.The information acquisition unit 240 may acquire at least one of the location and size information of the abnormal growth body 131 identified by the determination unit 230. The acquired information is transmitted to the control unit 300, and the control unit 300 analyzes the transmitted information to control the support 500, the image inspection unit 200, and the laser irradiation unit 400 to control the abnormal growth body 131. The support 500 may be moved and positioned under the laser irradiation unit 400, and the size and intensity of the laser beam L may be controlled according to the size or shape of the abnormal growth body 131.

상기 전극 활물질층(130)은 리튬계 금속산화물의 양극 활물질층일 수 있다.The electrode active material layer 130 may be a positive electrode active material layer of lithium-based metal oxide.

본 발명의 실시예에 따른 리튬계 금속산화물은 LiCoO2, Li[NiCoAl]O2,Li[NiCoMn]O2, LiMn2O4, LifePO4/C 등일 수 있다. 증착된 박막의 두께는 수백 nm 내지 수십 ㎛의 범위 일수 있다. 위와 같은 LCO등의 양극 활물질 산화물층은 금속과 산소로 이루어진 단위격자의 결정방향 중 특정 결정 방향으로 우선 성장될 수 있는데, 기저층인 전류집전체(120)상에 존재하는 이물질(132) 유무, 하부층의 결정구조 특성 또는 공정조건등에 의해 이상성장체(131)가 비교적 용이하게 성장 할 수 있다. 양극 활물질 산화물층은 위와 같은 이물질 등을 성장핵으로 하여 이상성장체(131)가 성장할 수 있고, 이에 따라 양극 활물질층은 비교적으로 다른 전극 구성층에 비해 이상성장체(131)가 상대적으로 많이 형성될 수 있는 가능성이 있다. 따라서 위와 같은 리튬계 금속산화물을 본 발명의 실시예에 따른 전고체 박막 전지용 전극 수리장치로 수리하여 전고체 박막 전지의 성능을 향상시킬 수 있다. 한편, 양극 활물질층은 NCA, NCM, LMO, LFP 계열의 양극 활물질층으로 이루어질 수 있다.The lithium-based metal oxide according to an embodiment of the present invention may be LiCoO 2 , Li[NiCoAl]O 2 ,Li[NiCoMn]O 2 , LiMn 2 O 4 , LifePO 4 /C, or the like. The thickness of the deposited thin film can range from hundreds of nm to several tens of μm. The positive electrode active material oxide layer such as LCO may be first grown in a specific crystal direction among the crystal directions of the unit grid made of metal and oxygen. The presence or absence of the foreign material 132 on the current collector 120 as a base layer, the lower layer The abnormal growth body 131 can be relatively easily grown due to the crystal structure characteristics or process conditions of. In the positive electrode active material oxide layer, the abnormal growth body 131 may grow by using the above foreign substances as the growth nuclei, and accordingly, the positive active material layer has relatively more abnormal growth bodies 131 compared to other electrode constituent layers. There is a possibility to be. Therefore, the lithium-based metal oxide as described above can be repaired by an electrode repair device for an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention to improve performance of the all-solid thin film battery. Meanwhile, the positive electrode active material layer may be formed of NCA, NCM, LMO, and LFP series positive electrode active material layers.

상기 레이저 빔(L)의 파장은 300nm 내지 1500nm일 수 있다.The wavelength of the laser beam L may be 300 nm to 1500 nm.

LCO 등으로 이루어진 양극 활물질층의 경우 레이저 빔(L)의 파장이 300nm 내지 1500nm일 때 레이저 빔(L)에 대한 흡수율이 높아 이상성장체(131)를 제거할 때 유리할 수 있다. 파장이 300nm 이하이면 에너지가 상대적으로 높아 이상성장체(131)만이 아닌 전극 활물질층(130)에 영향을 줄 가능성이 존재하고, 파장이 1500nm이상일 경우 에너지가 너무 낮아 이상성장체(131)가 레이저 빔(L)을 흡수하지 못하여 제거할 수 없을 수 있다.In the case of the positive electrode active material layer made of LCO or the like, when the wavelength of the laser beam L is 300 nm to 1500 nm, the absorption rate for the laser beam L is high, which may be advantageous when removing the abnormal growth body 131. When the wavelength is 300 nm or less, there is a possibility that the energy is relatively high and thus affects the electrode active material layer 130, not only the ideal growth body 131. When the wavelength is 1500 nm or more, the energy is too low to cause the abnormal growth body 131 to be laser. The beam L may not be absorbed and may not be removed.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고체 박막 전지용 전극 수리방법을 나타낸 순서도이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략거나 간단히 기술할 수 있다.4 is a flow chart showing a method for repairing an electrode for a solid thin film battery according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding elements are assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof can be omitted or simply described. have.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전고체 박막 전지용 전극 수리방법은 전류집전체(120) 상에 형성된 전극 활물질층(130)을 제공하는 과정(S10); 상기 전극 활물질층(130)에 형성된 이상성장체(131)를 확인하는 과정(S20); 및 레이저 빔(L)을 이용하여 확인된 상기 이상성장체(131)를 선택적으로 제거하여 상기 전극 활물질층(130)을 평탄화하는 과정(S30);을 포함할 수 있다.Referring to Figure 4, the electrode repair method for an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention is a process of providing an electrode active material layer 130 formed on the current collector 120 (S10); Checking the abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130 (S20); And selectively removing the abnormal growth body 131 identified using a laser beam L to planarize the electrode active material layer 130 (S30 ).

먼저, 전류집전체(120) 상에 형성된 전극 활물질층(130)을 제공하는 과정을 진행한다(S10). 기판(110) 상에 전류집전체(120)를 형성하고, 그 위에 전극 활물질층(130)을 형성할 수 있다. 본 발명의 실시예로써 전극 활물질층(130)은 양극 활물질층일 수 있고 증기상으로 증착할 수 있으며 화학적 기상증착법을 이용하거나 스퍼터를 이용한 PVD방법 등으로 형성 될 수 있다. 이 때 전극 활물질층(130)을 제공하는 과정에서 전극 활물질층(130)에 이상성장체(131)가 형성 될 수 있다.First, a process of providing the electrode active material layer 130 formed on the current collector 120 is performed (S10). The current collector 120 may be formed on the substrate 110, and the electrode active material layer 130 may be formed thereon. As an embodiment of the present invention, the electrode active material layer 130 may be a positive electrode active material layer, may be vapor-deposited, and may be formed by chemical vapor deposition or PVD using sputtering. At this time, in the process of providing the electrode active material layer 130, the abnormal growth body 131 may be formed on the electrode active material layer 130.

다음으로, 상기 전극 활물질층(130)에 형성된 이상성장체(131)를 확인하는 과정을 진행한다(S20).Next, a process of checking the abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130 is performed (S20).

전극 활물질층(130)에 형성된 이상성장체(131)를 레퍼런스 이미지와 비교하여 차이가 있는 부분이 미리 설정된 조건에서 벗어나는지를 판단하여 이상성장체(131)인지 확인하는 과정을 진행한다. 이상성장체(131)를 확인하는 과정은 전극 활물질층(130)을 촬상한 이미지와 레퍼런스 이미지를 위와 같이 비교할 수도 있고, 실시간 영상을 레퍼런스 이미지와 비교하여 이상성장체(131)를 확인할 수도 있다.The abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130 is compared with a reference image to determine whether a portion having a difference deviates from a preset condition and checks whether the abnormal growth body 131 is. The process of checking the abnormal growth body 131 may compare the image taken with the electrode active material layer 130 and the reference image as above, or compare the real-time image with the reference image to check the abnormal growth body 131.

다음으로, 레이저 빔(L)을 이용하여 확인된 상기 이상성장체(131)를 선택적으로 제거하여 상기 전극 활물질층(130)을 평탄화하는 과정을 진행한다(S30).Next, a process of planarizing the electrode active material layer 130 by selectively removing the abnormal growth body 131 identified using a laser beam L is performed (S30).

전극 활물질층(130)에 형성되어 있던 이상성장체(131)를 확인하고 레이저 빔(L)을 이용하여 확인된 이상성장체(131)를 전극 활물질층(130)으로부터 제거함으로써 이상성장체(131)가 있던 영역의 전극 활물질층(130)을 평탄화 시킬 수 있다. 상술했듯이 전극 활물질층(130)과 평행하게 평탄화를 진행하거나 전류집전체(120) 방향으로 전극 활물질층(130)과 높이 차이가 형성되게 평탄화할 수 있다. 또한, 전극 활물질층(130)의 표면과 많은 높이 차이가 발생하지 않게 위로 볼록하도록 이상성장체(131)를 스무싱하게 제거할 수 있다. 이렇게 평탄화를 하여 전극 활물질층(130)을 수리함으로써 후술할 고체 전해질(140)을 전극 활물질층(130) 상에 형성하는 과정에서 발생하는 문제점을 해결할 수 있게 된다. The abnormal growth body 131 is confirmed by checking the abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130 and removing the identified abnormal growth body 131 from the electrode active material layer 130 using a laser beam L. ) May flatten the electrode active material layer 130 in the region. As described above, planarization may be performed in parallel with the electrode active material layer 130 or flattened so that a height difference is formed with the electrode active material layer 130 in the direction of the current collector 120. In addition, the abnormal growth body 131 may be smoothly removed to convex upward so that a large difference in height from the surface of the electrode active material layer 130 does not occur. By flattening and repairing the electrode active material layer 130 in this way, it is possible to solve a problem occurring in the process of forming the solid electrolyte 140 to be described later on the electrode active material layer 130.

상기 평탄화하는 과정은, 확인된 상기 이상성장체(131)의 크기에 따라 상기 레이저 빔(L)의 크기를 조절하는 과정; 및 크기가 조절된 상기 레이저 빔(L)을 상기 이상성장체(131)에 조사하는 과정;을 포함할 수 있다.The flattening process may include adjusting the size of the laser beam L according to the identified size of the abnormal growth body 131; And irradiating the laser beam (L) whose size has been adjusted to the abnormal growth body (131).

이상성장체(131)는 그 크기가 동일하지 않고 다양한 형태와 크기로 형성 될 수 있다. 이에 따라 레이저 빔(L)을 조사할때 이상성장체(131)에 따른 레이저 빔(L)의 모양 및 크기를 조절할 필요가 있다. 이렇게 레이저 빔(L)의 모양 및 크기를 조절하여 확인된 이상성장체(131)에 모양 및 크기가 조절된 레이저 빔(L)을 조사함으로써 이상성장체(131)에 레이저 빔(L)의 에너지가 집중되어 제거 할 수 있고 전극 활물질층(130)이 레이저 빔(L)의 에너지에 따라 영향을 받는 것을 줄일 수 있다.The ideal growth body 131 is not the same size and may be formed in various shapes and sizes. Accordingly, when irradiating the laser beam L, it is necessary to adjust the shape and size of the laser beam L according to the abnormal growth body 131. The energy of the laser beam L is applied to the abnormal growth body 131 by irradiating the laser beam L whose shape and size is adjusted to the identified abnormal growth body 131 by adjusting the shape and size of the laser beam L. Can be concentrated and removed, and the electrode active material layer 130 can be reduced from being affected by the energy of the laser beam L.

상기 평탄화하는 과정은, 상기 레이저 빔(L)의 광로상에 제공된 포커스 변경 광학부(420)를 통해 상기 레이저 빔(L)의 초점이 상기 전극 활물질층(130)을 벗어나도록 아웃 포커싱하여 조사하는 과정을 포함할 수 있다.In the planarization process, the focus of the laser beam L is out of the electrode active material layer 130 through the focus change optical unit 420 provided on the optical path of the laser beam L, and then irradiated. Process.

예를 들어 포커스 변경 광학부(420)는 초점 렌즈를 포함할 수 있고 이 초점 렌즈를 이동시킴에 따라 레이저 빔(L)의 초점 위치를 조절 할 수 있게 된다. 또한, 제 1렌즈, 제 2렌즈, 렌즈이동부, F-Theta렌즈를 포함할 수 있다. 그리하여 레이저 빔(L)의 초점이 전극 활물질층(130) 표면이 아닌 확인된 이상성장체(131)에 형성되게 함으로써 전극 활물질층(130)에 초점이 형성되지 않게 아웃 포커싱을 할 수 있게 된다. 이렇게 아웃 포커싱을하면 이상성장체(131)에 레이저 빔(L)의 초점이 형성됨으로써 레이저 빔(L)의 에너지가 집중되고 전극 활물질층(130) 표면에는 레이저 빔(L)의 에너지가 도달하는 양이 감소하여 전극 활물질층(130)에는 영향을 최소화 하면서도 이상성장체(131)만을 제거할 수 있게 된다.For example, the focus change optical unit 420 may include a focus lens, and as the focus lens is moved, the focus position of the laser beam L can be adjusted. Also, a first lens, a second lens, a lens shift unit, and an F-Theta lens may be included. Thus, the focus of the laser beam L is formed on the identified abnormal growth body 131 rather than on the surface of the electrode active material layer 130 so that the focus is not formed on the electrode active material layer 130. When focusing out, the focus of the laser beam L is formed on the abnormal growth body 131 so that the energy of the laser beam L is concentrated and the energy of the laser beam L reaches the surface of the electrode active material layer 130. The amount is reduced so that only the abnormal growth body 131 can be removed while minimizing the influence on the electrode active material layer 130.

상기 평탄화하는 과정은, 상기 레이저 빔(L)의 형태를 사각형 형태의 레이저 빔(L)으로 성형하는 과정을 포함할 수 있다.The planarization process may include forming the laser beam L into a rectangular laser beam L.

상술했듯이 일반적으로 가우시안 형태로 발진되는 레이저 빔(L)의 경로상에 빔 성형부(430)를 제공하고 레이저 빔(L)의 형태를 상부가 평평한 사각형 형태의 사각 빔으로 성형하여 조사되는 사각 빔의 에너지 분포의 상부면 모양이 평탄한 모양인 사각형 형태의 에너지 분포를 형성함으로써 레이저 빔(L)의 에너지가 한곳에 집중되는 형태가 아닌 일정 영역에 레이저 빔(L)의 에너지가 조사됨으로써 레이저 빔(L)의 에너지 차이에 의한 이상성장체(131) 제거 정도의 차이를 줄이고, 전극 활물질층(130) 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. 사각형 형태의 레이저 빔(L)은 Circular Flat-Top beam, Linear Flat-Top beam 또는 Square Flat-Top beam 형상일 수 있다.As described above, a beam beam forming unit 430 is provided on a path of a laser beam L that is generally oscillated in a Gaussian shape, and a square beam irradiated by shaping the shape of the laser beam L into a square beam having a flat upper square shape The energy of the laser beam L is irradiated to a certain region rather than a form in which the energy of the laser beam L is concentrated in one place by forming an energy distribution in a square shape having a flat shape of the upper surface of the energy distribution of the laser beam L ) To reduce the difference in the degree of removal of the abnormal growth body 131 due to the energy difference, and to prevent the surface of the electrode active material layer 130 from being damaged. The square shape laser beam L may have a circular flat-top beam, a linear flat-top beam, or a square flat-top beam shape.

상기 이상성장체(131)를 확인하는 과정은, 상기 전극 활물질층(130)의 표면을 촬상한 이미지를 획득하는 과정; 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층(130)의 이미지를 레퍼런스 이미지로 설정하는 과정; 상기 레퍼런스 이미지와 상기 촬상 이미지를 비교하는 과정; 및 상기 촬상 이미지에 포함된 성장체가 상기 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 상기 레퍼런스 이미지상에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 이상성장체(131)로 판단하는 과정을 포함할 수 있다.The process of checking the abnormal growth body 131 may include: obtaining an image of the surface of the electrode active material layer 130; Setting an image of the electrode active material layer 130 made of uniform grain as a reference image; Comparing the reference image and the captured image; And determining whether the growth body included in the captured image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern appearing on the reference image to determine the abnormal growth body 131. have.

전극 활물질층(130)의 표면을 촬상한 이미지를 획득하는 과정은 촬상부(210)를 이용하여 전극 활물질층(130)의 표면을 촬상하여 이미지를 획득한다. 이 촬상한 이미지는 전극 활물질층(130) 표면 전체를 촬상한 이미지이거나 전극 활물질층(130) 표면 전체를 분할하여 촬상한 복수의 샷들로 이루어 질 수 있다. 이 촬상한 이미지는 전극 활물질층(130)을 이루는 다수의 그레인의 집합을 나타내고 있을 수 있다.In the process of acquiring an image of the surface of the electrode active material layer 130, an image is obtained by imaging the surface of the electrode active material layer 130 using the imaging unit 210. The captured image may be an image of the entire surface of the electrode active material layer 130 or may be composed of a plurality of shots obtained by dividing the entire surface of the electrode active material layer 130. This captured image may represent a collection of a plurality of grains constituting the electrode active material layer 130.

균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층(130)의 이미지를 레퍼런스 이미지로 설정하는 과정은 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층(130)을 찾고 그 이미지를 촬상하여 레퍼런스 이미지로 설정할 수 있다. 균일한 그레인은 전극 활물질층(130)을 전류 집전체 상에 제공시 형성된 그레인 중 평균적인 모양 및 크기를 가지는 그레인일 수 있다. 전극 활물질층(130) 중 균일한 그레인으로 이루어진 적어도 어느 일부분을 촬상하여 레퍼런스 이미지로 선택 할 수 있다. 한편, 레퍼런스 이미지는 미리 균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층(130)의 표면을 촬상한 이미지를 레퍼런스 이미지로 선택 할 수도 있고, 전극 활물질층(130)을 촬상한 이미지 부분 중 균일한 그레인으로 이루어진 적어도 일부분을 레퍼런스 이미지로 선택할 수도 있다. 또한, 전극 활물질층(130)을 실시간으로 촬영한 영상과 레퍼런스 이미지와 비교할 수도 있다.In the process of setting the image of the electrode active material layer 130 made of uniform grain as a reference image, the electrode active material layer 130 made of uniform grain can be found and the image is captured and set as a reference image. The uniform grain may be a grain having an average shape and size among grains formed when the electrode active material layer 130 is provided on the current collector. At least a portion of the electrode active material layer 130 formed of a uniform grain may be picked up and selected as a reference image. On the other hand, the reference image may be selected as an image in which the image of the surface of the electrode active material layer 130 made of a uniform grain in advance is selected as a reference image, or at least made of a uniform grain among portions of the image taken of the electrode active material layer 130 You can also select a portion of it as a reference image. Also, the electrode active material layer 130 may be compared with a real-time image and a reference image.

상기 촬상 이미지에 포함된 성장체가 상기 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 상기 레퍼런스 이미지상에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 이상성장체(131)로 판단하는 과정은 촬상된 이미지와 레퍼런스 이미지를 비교하여, 촬상 이미지에 포함된 성장체가 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 레퍼런스 이미지에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 평균적인 그레인 크기보다 크거나 평균적인 그레인 패턴과 상이한 부분을 이상성장체(131)로 판단할 수 있다. 이 그레인의 평균적인 모양과 크기는 미리 그 조건을 정할 수도 있다. 예를 들어, 촬상된 이미지는 전극 활물질층(130) 전체를 촬상한 이미지여서 상대적으로 부분적인 면적을 촬상한 레퍼런스 이미지와 동일한 면적을 복수회에 걸쳐 각각 비교함으로써 이상성장체(131)를 확인 할 수 있다. 또한, 전극 활물질층(130) 전체를 촬상한 이미지를 복수의 샷들로 분할하여 상기 복수의 샷들과 레퍼런스 이미지를 순차적으로 각각 비교함으로써 이상성장체(131)를 확인할 수도 있다. 이렇게 촬상된 이미지와 레퍼런스 이미지를 각각 비교함으로써 전극 활물질층(130)에 형성된 이상성장체(131)를 전체면적에 걸쳐 확인할 수 있다.The process of determining whether the growth body included in the captured image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern shown on the reference image is determined as the abnormal growth body 131. By comparing the reference image, it is determined whether the growth body included in the captured image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern shown in the reference image, and is larger than the average grain size or different from the average grain pattern. The portion may be determined as the abnormal growth body 131. The average shape and size of the grain may be pre-determined. For example, the captured image is an image of the entire electrode active material layer 130, and thus the abnormal growth body 131 can be identified by comparing the same area with the reference image capturing a relatively partial area multiple times. Can. Also, the abnormal growth body 131 may be identified by dividing an image of the entire electrode active material layer 130 into a plurality of shots and sequentially comparing the plurality of shots with a reference image. By comparing the captured image and the reference image, the abnormal growth body 131 formed on the electrode active material layer 130 can be checked over the entire area.

전고체 박막 전지용 전극 수리방법은 확인된 상기 이상성장체(131)의 위치 및 크기 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하는 과정을 더 포함할 수 있다.The electrode repair method for an all-solid thin film battery may further include obtaining at least one of the identified location and size information of the abnormal growth body 131.

이상성장체(131)가 형성된 위치를 파악하여 좌표 정보를 획득 할 수 있고, 이상성장체(131)의 크기를 파악한 후 레이저를 조사하여 전극 활물질층(130)을 평탄화하는 과정 중 이상성장체(131)의 크기에 따라 레이저 빔(L)의 크기를 조절할 수 있는 정보를 획득 할 수 있게 된다. 이렇게 획득한 정보는 제어부(300)로 전송할 수 있고, 제어부(300)는 전송된 이상성장체(131)의 정보를 토대로 분석하여 레이저 조사부(400), 이미지 검사부(200) 또는 지지대(500)를 제어할 수 있게 된다. 이상성장체(131)를 정확히 제거하기 위하여 이상성장체(131)가 형성된 전극 활물질층(130)을 레이저가 조사되는 레이저 조사부(400) 하에 제공될 수 있도록 지지대(500)를 제어하고, 전달받은 이상성장체(131)의 크기 정보에 따라 레이저 빔(L)의 크기를 제어하여 이상성장체(131)에 레이저 빔(L)을 조사시 이상성장체(131)만 전극 활물질층(130)에서 제거할 수 있도록 제어할 수 있다.The location of the abnormal growth body 131 can be determined to obtain coordinate information, and after grasping the size of the abnormal growth body 131, the laser is irradiated with an abnormal growth body during the process of flattening the electrode active material layer 130 ( According to the size of 131), it is possible to obtain information capable of adjusting the size of the laser beam L. The obtained information may be transmitted to the control unit 300, and the control unit 300 analyzes the transmitted abnormal growth body 131 based on the information to transmit the laser irradiation unit 400, the image inspection unit 200, or the support 500. Control. In order to accurately remove the abnormal growth body 131, the support 500 is controlled so that the electrode active material layer 130 on which the abnormal growth body 131 is formed can be provided under the laser irradiation unit 400 to which the laser is irradiated, and received When the laser beam L is irradiated to the abnormal growth body 131 by controlling the size of the laser beam L according to the size information of the abnormal growth body 131, only the abnormal growth body 131 is exposed from the electrode active material layer 130. It can be controlled to be removed.

상기 전극 활물질층(130)은 리튬계 금속산화물의 양극 활물질층일 수 있다.The electrode active material layer 130 may be a positive electrode active material layer of lithium-based metal oxide.

본 발명의 실시예에 따른 리튬계 금속산화물은 LiCoO2, Li[NiCoAl]O2,Li[NiCoMn]O2, LiMn2O4, LifePO4/C 등일 수 있다. 증착된 박막의 두께는 수백 nm 내지 수십 ㎛의 범위 일수 있다. 위와 같은 LCO등의 양극 활물질 산화물층은 금속과 산소로 이루어진 단위격자의 결정방향 중 특정 결정 방향으로 우선 성장될 수 있는데, 기저층인 전류집전체(120)상에 존재하는 이물질(132) 유무, 하부층의 결정구조 특성 또는 공정조건등에 의해 이상성장체(131)가 비교적 용이하게 성장 할 수 있다. 양극 활물질 산화물층은 위와 같은 이물질 등을 성장핵으로 하여 이상성장체(131)가 성장할 수 있고 이에 따라 양극 활물질층은 비교적으로 다른 전극 구성층에 비해 이상성장체(131)가 상대적으로 많이 형성될 수 있는 가능성이 있다. 따라서 위와 같은 리튬계 금속산화물을 본 발명의 실시예에 따른 전고체 박막 전지용 전극 수리방법으로 수리하여 전고체 박막 전지의 성능을 향상시킬 수 있다. 한편, 양극 활물질층은 NCA, NCM, LMO, LFP 계열의 양극 활물질층으로 이루어질 수 있다.The lithium-based metal oxide according to an embodiment of the present invention may be LiCoO 2 , Li[NiCoAl]O 2 ,Li[NiCoMn]O 2 , LiMn 2 O 4 , LifePO 4 /C, or the like. The thickness of the deposited thin film can range from hundreds of nm to several tens of μm. The anode active material oxide layer such as LCO may be first grown in a specific crystal direction among the crystal directions of the unit grid made of metal and oxygen. The presence or absence of the foreign material 132 on the current collector 120 as a base layer, the lower layer The abnormal growth body 131 can be relatively easily grown due to the crystal structure characteristics or process conditions of. In the positive electrode active material oxide layer, the abnormal growth body 131 may grow by using the foreign material as the growth nucleus as described above, and accordingly, the positive active material layer may have a relatively large number of abnormal growth bodies 131 compared to other electrode constituent layers. There is a possibility. Therefore, the lithium-based metal oxide as described above can be repaired by an electrode repair method for an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention to improve the performance of the all-solid thin film battery. Meanwhile, the positive electrode active material layer may be formed of NCA, NCM, LMO, and LFP series positive electrode active material layers.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고체 박막 전지 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이상성장 구조체 상에 고체 전해질(140)을 증착한 모습을 나타낸 이미지이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략거나 간단히 기술할 수 있다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a solid thin film battery according to an embodiment of the present invention. 6 is an image showing a state in which the solid electrolyte 140 is deposited on the abnormal growth structure according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding elements are assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof can be omitted or simply described. have.

도 5, 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전고체 박막 전지 형성방법은 상기 수리방법으로 수리된 양극 활물질층을 제공하는 과정(S100); 상기 양극 활물질층을 열처리하여 양극을 형성하는 과정(S200); 상기 양극 상에 기상 증착법을 통해 고체 전해질(140)을 형성하는 과정(S300); 및 상기 고체 전해질(140) 상에 음극을 형성하는 과정(S400);을 포함할 수 있다.5 and 6, a method for forming an all-solid thin film battery according to an embodiment of the present invention includes providing a positive electrode active material layer repaired by the repair method (S100); Forming a positive electrode by heat-treating the positive electrode active material layer (S200); Forming a solid electrolyte 140 through vapor deposition on the anode (S300); And forming a negative electrode on the solid electrolyte 140 (S400).

먼저, 상기 수리방법으로 수리된 양극 활물질층을 제공하는 과정을 진행한다(S100). 적층구조물(100)은 기판(110) 상에 전류집전체(120)를 형성하고, 그 위에 양극 활물질층을 형성할 수 있다. 양극 활물질층에 형성된 이상성장체(131)를 상술한 전고체 박막 전지용 전극 수리방법으로 수리하여 이상성장체(131)가 없이 평탄한 양극 활물질층을 제공할 수 있다. First, a process of providing a positive electrode active material layer repaired by the repair method is performed (S100). The stacked structure 100 may form a current collector 120 on the substrate 110 and a positive electrode active material layer thereon. The abnormal growth material 131 formed on the positive electrode active material layer may be repaired by the electrode repair method for an all-solid thin film battery described above to provide a flat positive active material layer without the abnormal growth material 131.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 기판(110)은 그 용도에 따라 운모 시트 등이 사용 될 수 있다. 그 중 친환경적이면서도 내열성 및 연성이 우수하한 운모 시트, 운모 기판(110) 또는 운모를 포함하는 재질로 형성된 기판(110)을 이용할 수 있다. 운모는 백운모, 금운모, 리튬운모, 경운모 등 다양한 것들이 이용될 수 있다. 양극 활물질층을 형성할 때 이상성장체(131)의 발생을 최소화 하기 위해 기판(110)에 존재하는 각종 불순물들을 제거하기 위해 플라즈마를 이용한 건식 세정 및 화학 약품을 이용한 습식 세정을 이용하여 제거 할 수있다. 또한 이 세정된 기판(110) 위에 양극 전류 집전체를 형성할 수 있는데 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 철(Fe), 스테인레스 스틸, 인코넬 등을 이용하여 양극 전류 집전체를 형성할 수 있다.On the other hand, the substrate 110 according to an embodiment of the present invention may be a mica sheet or the like according to its use. Among them, an mica sheet, a mica substrate 110 or a substrate 110 formed of a material containing mica may be used, which is eco-friendly and has excellent heat resistance and ductility. Mica, muscovite, lithium mica, light mica, etc. can be used. In order to minimize the occurrence of the abnormal growth body 131 when forming the positive electrode active material layer, it can be removed using dry cleaning using plasma and wet cleaning using chemicals to remove various impurities present in the substrate 110. have. In addition, an anode current collector may be formed on the cleaned substrate 110. Silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), nickel (Ni), copper ( Cu), titanium (Ti), chromium (Cr), iron (Fe), stainless steel, and Inconel may be used to form an anode current collector.

또한, 양극 활물질층은 다양한 리튬금속산화물로 수백nm 에서 수십 ㎛ 정도로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 양극 활물질층은 LiCoO2,[NiCoAl]O2,Li[NiCoMn]O2, LiMn2O4, LifePO4/C 등이 적용 될 수 있다.In addition, the positive electrode active material layer may be formed of various lithium metal oxides of several hundred nm to several tens of μm. The positive electrode active material layer according to an embodiment of the present invention may be LiCoO 2 ,[NiCoAl]O 2 ,Li[NiCoMn]O 2 , LiMn 2 O 4 , LifePO 4 /C, or the like.

다음으로, 상기 양극 활물질층을 열처리하여 양극을 형성하는 과정을 진행한다(S200).Next, a process of forming a positive electrode by heat-treating the positive electrode active material layer is performed (S200).

양극 활물질층은 증기상으로 증착 할 수 있으며, 화학적 기상 증착법이나 스퍼터링등과 같은 PVD 방법으로 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 양극 활물질층은 비정질상을 갖는다. 양극 활물질층은 비정질상이 아닌 결정질상을 가질 때 우수한 전고체 박막 전지의 특성을 가질 수 있다. 그렇기 때문에 비절징상을 갖는 양극 활물질층을 열처리하여 결정질상으로 변환시켜 양극으로 형성하는 과정을 진행할 수 있다. 여기서 열처리 하는 과정은 약 400℃ 내지 800℃의 온도범위에서 진행될 수 있다. 열처리를 함으로써 전고체 박막 전지용 전극 수리방법으로 평탄화된 이상성장체(131)가 존재하던 영역이 어느 정도 성장할 수 있고, 이로 인해 양극 활물질층과 평행하게 복원되지는 않지만 어느정도 복원이 되어 보다 평평한 양극을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 양극을 형성하는 과정은 비절징상의 양극 활물질층이 결정질상의 양극이 되도록 열처리 과정을 진행할 수 있으며 열처리 과정 후 상술한 전고체 박막 전지용 전극 수리방법을 2차적으로 진행하여 열처리 이후 생성된 이상성장체(131)를 제거할 수 있다. The positive electrode active material layer can be vapor-deposited, and can be formed by a PVD method such as chemical vapor deposition or sputtering. The positive electrode active material layer thus formed has an amorphous phase. When the positive electrode active material layer has a crystalline phase rather than an amorphous phase, it may have excellent characteristics of an all-solid thin film battery. For this reason, a process of forming a positive electrode by converting the positive electrode active material layer having a non-cutting phase into a crystalline phase by heat treatment may be performed. Here, the heat treatment may be performed in a temperature range of about 400°C to 800°C. By performing the heat treatment, the area where the abnormal growth body 131 flattened by the electrode repair method for the all-solid thin film battery may grow to some extent, and thus, it is not restored in parallel with the positive electrode active material layer, but is restored to some extent to obtain a more flat anode. Can provide. In the process of forming the positive electrode according to the embodiment of the present invention, a heat treatment process may be performed such that the non-slicing positive electrode active material layer becomes a crystalline positive electrode, and after the heat treatment process, the above-described electrode repair method for an all-solid thin film battery is secondarily performed. Thereafter, the generated abnormal growth body 131 may be removed.

상기 양극 상에 기상 증착법을 통해 고체 전해질(140)을 형성하는 과정을 진행한다(S300).A process of forming the solid electrolyte 140 through the vapor deposition method is performed on the anode (S300).

전고체 박막 전지용 전극 수리방법으로 수리되고 열처리 과정을 거친 양극 상에 기상 증착법을 통해 고체 전해질(140)을 형성할 수 있다. 전고체 박막 전지용 전극 수리방법으로 수리되고 열처리 과정을 거친 양극은 이상성장체(131)가 제거되어 평탄화 되어 있고, 이 평탄화 되어 있는 양극 상에 고체 전해질(140)을 증착함으로써 얇은 고체 전해질(140)이 이상성장체(131)에 의해 연결이 되지 않거나 이상성장체(131)를 온전히 커버하지 못하여 끊어지지 않게 증착을 할 수 있다. 전고체 박막 전지용 전극 수리방법으로 양극 활물질층에 형성된 이상성장체(131)를 제거하지 않고 열처리하여 양극을 형성한다면 이상성장체(131)가 제거되지 않은 양극위에 고체 전해질(140)을 형성하여 이상성장체(131)가 존재하는 영역의 고체 전해질(140)이 매우 얇거나 이상성장체(131)를 온전히 커버하지 못하여 후에 이를 활용해 전고체 박막 전지를 제조하였을 때 이상성장체(131)가 존재하는 영역을 기점으로 전기적인 쇼트가 발생하거나 그 지점을 중심으로 열화가 생겨 전고체 박막 전지의 수율 및 성능의 저하를 불러 일으킬 수 있다. 또한, 열처리 공정이나 후속 공정을 진행시 이상성장체(131)가 존재하는 영역에 스트레스가 집중되어 고체 전해질(140)등이 박리가 되는 현상이 일어날 수 있다. 한편, 본 발명에 실시예에 따른 화학적 기상 증착법은 스퍼터링을 이용한 PVD 또는 CVD등 일 수 있으며 본 발명의 실시예에 따른 고체 전해질(140)은 LiPON 박막 일 수 있다. 정확하게는 Li3PO4일 수 있다. Li3PO4은 상온에서 고주파 마그네트론 스퍼터에 의해 N2 분위기에서 증착될 수 있으며 두께는 0㎛초과 내지 5㎛ 일 수 있다.The solid electrolyte 140 may be formed on the anode that has been repaired by an electrode repair method for an all-solid thin film battery and subjected to a heat treatment process through a vapor deposition method. The positive electrode repaired by the electrode repair method for an all-solid thin film battery and subjected to a heat treatment process is flattened by removing the abnormal growth body 131, and depositing a solid electrolyte 140 on the flattened positive electrode to form a thin solid electrolyte 140. The abnormal growth body 131 may not be connected, or the abnormal growth body 131 may not be completely covered, so that deposition can be performed without breaking. If a positive electrode is formed by heat treatment without removing the abnormal growth body 131 formed on the positive electrode active material layer by the electrode repair method for the all-solid thin film battery, the solid electrolyte 140 is formed on the positive electrode where the abnormal growth body 131 is not removed. When the solid electrolyte 140 in the region where the growth body 131 is present is very thin or does not completely cover the abnormal growth body 131, the abnormal growth body 131 is present when an all-solid thin film battery is manufactured by utilizing it later. An electrical short may occur from the region to be started or deterioration may occur around the point, which may cause a decrease in yield and performance of the all-solid thin film battery. In addition, when a heat treatment process or a subsequent process is performed, a stress may be concentrated in a region where the abnormal growth body 131 is present, such that the solid electrolyte 140 may be peeled off. Meanwhile, the chemical vapor deposition method according to the embodiment of the present invention may be PVD or CVD using sputtering, and the solid electrolyte 140 according to the embodiment of the present invention may be a LiPON thin film. It can be Li 3 PO 4 to be exact. Li 3 PO 4 may be deposited in an N 2 atmosphere by high-frequency magnetron sputtering at room temperature, and the thickness may be greater than 0 μm to 5 μm.

도 6을 참조하면, 이상성장체(131) 상에 고체 전해질(140)이 증착된 모습을 볼 수 있는데 이상성장체(131)가 제거되지 않는 양극 상에 고체 전해질(140)을 증착함으로써 이상성장체(131)가 있는 영역의 고체 전해질(140)은 매우 얇거나 이상성장체(131)를 온전히 커버하지 못하여 전고체 박막 전지의 성능이 저하 될 수 있고, 상술했듯이 열처리 공정이나 후속 공정을 진행시 이상성장체(131)가 있는 부분에 스트레스가 집중되어 고체 전해질(140) 등이 박리가 되는 현상이 나타날 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the solid electrolyte 140 is deposited on the abnormal growth body 131. The abnormal growth is achieved by depositing the solid electrolyte 140 on the anode where the abnormal growth body 131 is not removed. The solid electrolyte 140 in the region where the body 131 is located may be very thin or fail to completely cover the abnormal growth body 131, thereby deteriorating the performance of the all-solid thin film battery. As described above, when performing a heat treatment process or a subsequent process A stress may be concentrated on a portion of the abnormal growth body 131, and thus a phenomenon in which the solid electrolyte 140 is peeled off may appear.

다음으로, 상기 고체 전해질(140) 상에 음극을 형성하는 과정을 진행한다(S400).Next, a process of forming a cathode on the solid electrolyte 140 is performed (S400).

본 발명의 실시예에 따른 고체 전해질(140) 상에 음극을 형성하는 과정은 고체 전해질(140) 상에 음극 활물질층을 형성하고 상술한 전고체 박막 전지용 전극 수리방법을 이용하여 음극 활물질층에 형성된 이상성장체(131)를 확인하여 제거할 수 있다. 또한, 열처리 과정을 통해 비정질의 음극 활물질층을 결정질의 음극으로 형성할 수 있다. In the process of forming the negative electrode on the solid electrolyte 140 according to the embodiment of the present invention, the negative active material layer is formed on the solid electrolyte 140 and is formed on the negative electrode active material layer using the electrode repair method for the all-solid thin film battery described above. The abnormal growth body 131 may be identified and removed. In addition, an amorphous anode active material layer may be formed as a crystalline anode through a heat treatment process.

위와 같은 전고체 박막 전지 제조방법으로 제조된 전고체 박막 전지는 양극 활물질층에 형성된 이상성장체(131)가 제거되어 양극 활물질층 표면이 평탄화됨으로써 열처리 공정이나 후공정 진행시 이상성장체(131)에 의한 박리현상, 전지의 수율 저하 및 이상성장체(131)에 전류의 집중이 심화되어 발생하는 전지의 성능 저하, 전지의 불량 발생 등의 문제점을 해결 할 수 있게 된다. 또한, 이상성장체(131)가 제거되어 평탄화 됨으로써 전고체 박막 전지의 대면적화에도 기여할 수 있다.The all-solid thin film battery manufactured by the above-described method for manufacturing the all-solid thin film battery has the abnormal growth body 131 formed on the positive electrode active material layer removed, thereby flattening the surface of the positive electrode active material layer, thereby causing the abnormal growth body 131 to undergo heat treatment or post-processing. Due to the peeling phenomenon, the yield of the battery and the concentration of the current in the abnormal growth body 131 is deepened, it is possible to solve problems such as deterioration of the performance of the battery and occurrence of defects in the battery. In addition, the abnormal growth body 131 is removed and planarized, thereby contributing to the large area of the all-solid thin film battery.

이와 같이, 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although specific embodiments have been described in the description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims described below, but also by the claims and equivalents.

100: 적층구조물 110: 기판
120: 전류집전체 130: 전극 활물질층
131: 이상성장체 132: 이물질
140: 고체 전해질 200: 이미지 검사부
210: 촬상부 220: 레퍼런스 이미지 저장부
230: 판단부 240: 정보 획득부
300: 제어부 400: 레이저 조사부
410: 빔크기 조절부 420: 포커스 변경 광학부
430: 빔 성형부 500: 지지대
L : 레이저 빔
100: laminated structure 110: substrate
120: current collector 130: electrode active material layer
131: abnormal growth body 132: foreign matter
140: solid electrolyte 200: image inspection unit
210: imaging unit 220: reference image storage unit
230: judgment unit 240: information acquisition unit
300: control unit 400: laser irradiation unit
410: beam size adjustment unit 420: focus change optics
430: beam forming unit 500: support
L: laser beam

Claims (17)

전극 활물질층을 포함하는 적층구조물을 지지하는 지지대;
상기 전극 활물질층의 표면을 촬상한 이미지를 통해 상기 전극 활물질층에 형성된 이상성장체를 확인하는 이미지 검사부; 및
레이저 빔을 이용하여 확인된 상기 이상성장체를 선택적으로 제거하여 상기 전극 활물질층을 평탄화하는 레이저 조사부;를 포함하고,
상기 전극 활물질층은 리튬계 금속산화물의 양극 활물질층이며,
상기 이상성장체는 상기 전극 활물질층을 이루는 그레인 중 다른 그레인들과 성장 방향이 상이한 그레인이고,
상기 레이저 조사부는,
확인된 상기 이상성장체의 크기에 따라 상기 레이저 빔의 크기를 조절하는 빔크기 조절부; 및
가우시안 형태의 에너지 분포를 갖는 레이저 빔을 사각형 형태의 레이저 빔으로 성형하여, 상기 레이저 빔의 에너지 분포를 평탄화하는 빔 성형부를 포함하며,
상기 레이저 빔은 시간에 따른 에너지가 불연속성을 가지고 상기 이상성장체에 조사되는 전고체 박막 전지용 전극 수리장치.
A support for supporting a laminated structure including an electrode active material layer;
An image inspecting unit that identifies an abnormal growth body formed on the electrode active material layer through an image of the surface of the electrode active material layer; And
It includes; a laser irradiation unit to planarize the electrode active material layer by selectively removing the abnormal growth material identified by using a laser beam;
The electrode active material layer is a positive electrode active material layer of lithium-based metal oxide,
The abnormal growth body is a grain having a different growth direction from other grains among the grains forming the electrode active material layer,
The laser irradiation unit,
A beam size adjusting unit configured to adjust the size of the laser beam according to the identified size of the abnormal growth body; And
It includes a beam forming unit for shaping a laser beam having a Gaussian-shaped energy distribution into a rectangular laser beam, thereby flattening the energy distribution of the laser beam,
The laser beam is an electrode repair device for an all-solid thin film battery in which energy over time has discontinuity and is irradiated to the abnormal growth body.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 레이저 조사부는,
상기 레이저 빔의 광로상에 제공되어, 상기 레이저 빔의 초점이 상기 전극 활물질층의 표면을 벗어나도록 아웃 포커싱하는 포커스 변경 광학부;를 더 포함하는 전고체 박막 전지용 전극 수리장치.
According to claim 1,
The laser irradiation unit,
And a focus change optical unit provided on an optical path of the laser beam and focusing the laser beam out of the surface of the electrode active material layer.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 이미지 검사부는,
상기 전극 활물질층의 표면을 촬상한 이미지를 획득하는 촬상부;
균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층의 이미지를 레퍼런스 이미지로 저장하는 레퍼런스 이미지 저장부;
상기 촬상 이미지와 상기 레퍼런스 이미지를 비교하여, 상기 촬상 이미지에 포함된 성장체가 상기 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 상기 레퍼런스 이미지상에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 이상성장체로 판단하는 판단부;를 포함하는 전고체 박막 전지용 전극 수리장치.
According to claim 1,
The image inspection unit,
An imaging unit acquiring an image of the surface of the electrode active material layer;
A reference image storage unit that stores an image of an electrode active material layer made of uniform grain as a reference image;
By comparing the picked-up image with the reference image, it is determined whether the growth body included in the picked-up image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern appearing on the reference image to determine an abnormal growth body. Electrode repair apparatus for an all-solid thin film battery comprising a determination unit.
제 6항에 있어서,
상기 이미지 검사부는,
상기 이상 성장체의 위치 및 크기 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하는 정보 획득부를 더 포함하는 전고체 박막 전지용 전극 수리장치.
The method of claim 6,
The image inspection unit,
Electrode repair apparatus for an all-solid thin film battery further comprising an information acquisition unit for acquiring at least one of the position and size information of the abnormal growth body.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 레이저 빔의 파장은 300nm 내지 1500nm인 전고체 박막 전지용 전극 수리장치.
According to claim 1,
Electrode repair apparatus for an all-solid thin film battery having a wavelength of the laser beam is 300nm to 1500nm.
전류집전체 상에 형성된 전극 활물질층을 제공하는 과정;
상기 전극 활물질층에 형성된 이상성장체를 확인하는 과정; 및
레이저 빔을 이용하여 확인된 상기 이상성장체를 선택적으로 제거하여 상기 전극 활물질층을 평탄화하는 과정;을 포함하고,
상기 전극 활물질층은 리튬계 금속산화물의 양극 활물질층이며,
상기 이상성장체는 상기 전극 활물질층을 이루는 그레인 중 다른 그레인들과 성장 방향이 상이한 그레인이고,
상기 평탄화하는 과정은,
확인된 상기 이상성장체의 크기에 따라 상기 레이저 빔의 크기를 조절하는 과정;
상기 레이저 빔의 에너지 분포가 평탄화되도록 가우시안 형태의 에너지 분포를 갖는 레이저 빔의 형태를 사각형 형태의 레이저 빔으로 성형하는 과정; 및
크기가 조절되고 성형된 상기 레이저 빔을 상기 이상성장체에 조사하는 과정을 포함하며,
상기 레이저 빔을 상기 이상성장체에 조사하는 과정에서는 시간에 따른 에너지가 불연속성을 갖도록 상기 레이저 빔을 조사하는 전고체 박막 전지용 전극 수리방법.
Providing an electrode active material layer formed on the current collector;
Identifying an abnormal growth body formed on the electrode active material layer; And
The process of planarizing the electrode active material layer by selectively removing the identified abnormal growth body using a laser beam; includes,
The electrode active material layer is a positive electrode active material layer of lithium-based metal oxide,
The abnormal growth body is a grain having a different growth direction from other grains among the grains forming the electrode active material layer,
The planarization process,
Adjusting the size of the laser beam according to the identified size of the abnormal growth body;
Forming a laser beam having a Gaussian energy distribution into a rectangular laser beam so that the energy distribution of the laser beam is flattened; And
It includes the step of irradiating the laser beam is the size is adjusted and shaped to the abnormal growth body,
In the process of irradiating the laser beam to the abnormal growth body, the electrode repair method for an all-solid thin film battery that irradiates the laser beam so that energy with time becomes discontinuous.
삭제delete 제 10항에 있어서,
상기 평탄화하는 과정은,
상기 레이저 빔의 광로상에 제공된 포커스 변경 광학부를 통해 상기 레이저 빔의 초점이 상기 전극 활물질층을 벗어나도록 아웃 포커싱하여 조사하는 과정을 포함하는 전고체 박막 전지용 전극 수리방법.
The method of claim 10,
The planarization process,
And focusing and irradiating the focus of the laser beam out of the electrode active material layer through a focus changing optical unit provided on the optical path of the laser beam.
삭제delete 제 10항에 있어서,
상기 이상성장체를 확인하는 과정은,
상기 전극 활물질층의 표면을 촬상한 이미지를 획득하는 과정;
균일한 그레인으로 이루어진 전극 활물질층의 이미지를 레퍼런스 이미지로 설정하는 과정;
상기 레퍼런스 이미지와 상기 촬상 이미지를 비교하는 과정; 및
상기 촬상 이미지에 포함된 성장체가 상기 레퍼런스 이미지의 평균 그레인 크기보다 크거나 상기 레퍼런스 이미지상에 나타난 그레인 패턴의 평균적인 모양과 상이한지를 확인하여 이상성장체로 판단하는 과정을 포함하는 전고체 박막 전지용 전극 수리방법.
The method of claim 10,
The process of identifying the abnormal growth body,
Obtaining an image of the surface of the electrode active material layer;
Setting an image of an electrode active material layer made of uniform grain as a reference image;
Comparing the reference image and the captured image; And
And determining whether the growth body included in the captured image is larger than the average grain size of the reference image or different from the average shape of the grain pattern appearing on the reference image, thereby determining the abnormal growth body. Way.
제 10항에 있어서,
확인된 상기 이상성장체의 위치 및 크기 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하는 과정을 더 포함하는 전고체 박막 전지용 전극 수리방법.
The method of claim 10,
A method of repairing an electrode for an all-solid thin film battery, further comprising obtaining at least one of the identified location and size information of the abnormal growth body.
삭제delete 제 10항, 제 12항, 및 제 14항 내지 제 15항 중 적어도 어느 하나의 방법으로 수리된 양극 활물질층을 제공하는 과정;
상기 양극 활물질층을 열처리하여 양극을 형성하는 과정;
상기 양극 상에 기상 증착법을 통해 고체 전해질을 형성하는 과정; 및
상기 고체 전해질 상에 음극을 형성하는 과정;을 포함하는 전고체 박막 전지 제조방법.
Providing a positive electrode active material layer repaired by at least any one of claims 10, 12, and 14 to 15;
Forming a positive electrode by heat-treating the positive electrode active material layer;
Forming a solid electrolyte on the anode through a vapor deposition method; And
The process of forming a negative electrode on the solid electrolyte; All solid film manufacturing method comprising a.
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