KR102378651B1 - 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이차전지용 물질막의 제조 방법이 제공된다. 상기 이차전지용 물질막의 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에, 제1 금속을 포함하는 제1 전구체 및 제2 금속을 포함하는 제2 전구체를 제공하여, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속을 포함하는 비정질 구조의 물질막을 형성하는 단계, 및 상기 물질막을 열처리하여, 비정질 구조의 상기 물질막을 결정질 구조로 변환시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

이차전지용 물질막 및 그 제조 방법 {Material film for secondary battery and manufacturing method therefor}
본 출원은 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 원자층 증착법으로 형성된 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.
전지에는 크게 물리전지와 화학전지가 있으며 일반적으로 전지란 화학전지를 통칭한다. 화학전지는 다시 1차 전지(일반 건전지)와 2차 전지가 있는데, 1차 전지는 한번 쓰고 버리는 전지를 말하고, 2차 전지는 충전을 통해 반영구적으로 사용하는 전지를 말한다. 노트북 컴퓨터와 이동통신단말기, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대용 전자기기에서 대형기기에 이르기까지 다양한 응용분야와 대량의 수요가 예상되는 2차 전지는 반도체, 디스플레이와 더불어 21세기 3대 부품산업으로 급성장하고 있다.
최근 전지기술은 고출력화, 고성능화, 경량화, 소형화, 신뢰성 향상 등의 기술적인 진보를 이루고 있으며, 특히 휴대용 전자기기의 고성능화 및 특성화, 그리고 보급 확대 등에 힘입어 소형 2차 전지 시장이 급성장하고 있으며, 소형 2차 전지는 종래의 니켈카드뮴전지에서 니켈수소전지와 리튬이온전지로 대체되기 시작하였으며, 최근에는 리튬이온전지에 전해질만 폴리머로 바꾼 리튬폴리머전지도 새로운 대체 상품으로 각광을 받고 있다. 화학전지는 전지 내부에 들어가는 화학물질의 화학에너지를 전기화학적 산화-환원반응에 의해 전기에너지로 변환하는 장치를 말한다.
특히, 2차 전지는 그 에너지 변환이 한번 사용 후 다시 충전하여 계속 사용할 수 있는 재충전식(rechargeable) 전지로 전류의 흐름에 의해 물질이 산화/환원되고 물질의 산화/환원에 의해서 전기가 생성되는 과정이 반복적으로 이루어질 수 있게 재료를 조합시킨 것이다. 2차 전지의 하나인 리튬이온전지를 통해 작동원리를 살펴보면, 이온상태로 존재하는 리튬이온(Li+)이 충전(charge)시에는 양극에서 음극으로, 방전(discharge)시에는 음극에서 양극으로 이동하면서 전기를 생성한다. 2차전지는 1990년대 들어 니켈수소전지(1991년), 리튬이온전지(1992년), 리튬폴리머전지(1999년)의 본격적인 양산으로 새로운 전지계의 개발속도 및 기술혁신 주기가 매우 빠르게 진행되고 있다.
예를 들어, 대한민국 특허 공개번호 10-2020-0030969(출원 번호: 10-2018-0109839, 출원인: 주식회사 엘지화학)에는, 전극과 분리막을 포함하는 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스를 포함하는 이차전지, 및 상기 이차전지로부터 전력을 공급받아 구동되는 구동부를 포함하고, 상기 이차전지는 상기 구동부의 외부 둘레 중 적어도 일부를 감싸는 전자기기가 개시되어 있다.
대한민국 특허 공개번호 10-2020-0030969
본 출원이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 결정질 구조의 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 계면 저항이 감소된 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 이차 전지의 충방전 특성을 향상시킬 수 있는 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 이차 전지의 수명을 향상시킬 수 있는 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 반도체 공정을 이용한 이차 전지용 물질막의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 이차전지용 물질막의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이차전지용 물질막의 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에, 제1 금속을 포함하는 제1 전구체 및 제2 금속을 포함하는 제2 전구체를 제공하여, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속을 포함하는 비정질 구조의 물질막을 형성하는 단계, 및 상기 물질막을 열처리하여, 비정질 구조의 상기 물질막을 결정질 구조로 변환시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 물질막을 열처리하는 단계는, 베리어 시트(barrier sheet)로, 상기 물질막을 덮는 단계, 및 상기 베리어 시트가 덮힌 상기 물질막을 열처리하는 단계를 포함하되, 상기 베리어 시트는, 열처리를 수행하는 동안 상기 물질막 내의 상기 제1 금속이 상기 물질막 외부로 유출되는 것을 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 물질막 형성 단계는 챔버(chamber)에서 수행되고, 상기 물질막을 열처리하는 단계는 로(furnace)에서 수행되되, 상기 물질막이 상기 챔버(chamber)에서 상기 로(furnace)로 이송되는 과정에서, 상기 물질막 상에 자연(native) 부산물층이 형성되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 자연 부산물층은, 상기 물질막이 열처리됨에 따라 제거되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 자연 부산물층은, 상기 제1 금속, 탄소, 및 산소의 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 물질막을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 상기 제1 전구체를 제공하는 단계, 상기 제1 전구체가 제공된 상기 기판 상에 제1 반응 소스를 제공하여, 상기 제1 전구체 및 상기 제1 반응 소스가 반응된 제1 물질막을 형성하는 단계, 및 상기 기판 상에 상기 제2 전구체를 제공하는 단계, 상기 제2 전구체가 제공된 상기 기판 상에 제2 반응 소스를 제공하여, 상기 제2 전구체 및 상기 제2 반응 소스가 반응된 제2 물질막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전구체 제공 단계, 및 상기 제1 반응 소스를 제공하여 상기 제1 물질말을 형성하는 단계는 제1 유닛 공정(first unit process)으로 정의되고, 상기 제2 전구체 제공 단계, 및 상기 제2 반응 소스를 제공하여 상기 제2 물질막을 형성하는 단계는 제2 유닛 공정(second unit process)으로 정의되되, 상기 제1 유닛 공정 및 상기 제2 유닛 공정은 각각 복수회 반복 수행되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유닛 공정 및 상기 제2 유닛 공정의 반복 수행 횟수에 따라, 상기 물질막 내의 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속의 조성이 제어되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속은, 리튬(Li), 코발트(Co), 란타넘(La), 지르코늄(Zr) 또는 티타늄(Ti) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 물질막은 600℃ 이상의 온도에서 열처리되는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 이차전지용 물질막을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 이차전지용 물질막은 기판, 및 상기 기판 상에 배치되고 제1 금속의 산화물 및 제2 금속의 산화물을 포함하는 이차전지용 물질막을 포함하되, 상기 물질막은 결정질(crystalline) 구조를 갖는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 물질막은, XPS 분석에서 상기 제1 금속의 카보네이트(carbonate) 화합물 피크(peak)가 나타나지 않는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 금속의 카보네이트 화합물은, Li2CO3를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에, 제1 금속을 포함하는 제1 전구체 및 제2 금속을 포함하는 제2 전구체를 제공하여, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속을 포함하는 비정질 구조의 물질막을 형성하는 단계, 및 상기 물질막을 열처리하여, 비정질 구조의 상기 물질막을 결정질 구조로 변환시키는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 결정질 구조의 이차전지용 물질막이 제공될 수 있고, 이로 인해, 상기 물질막을 포함하는 이차 전지의 충방전 특성이 향상되고 수명 특성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 물질막은, 반도체 공정을 이용한 박막 공정으로 제조될 수 있다. 이에 따라, 나노 두께 수준을 갖고, 플렉시블한 이차전지용 상기 물질막이 제공될 수 있다.
또한, 상기 물질막 상에 이차 전지용 기능막(예를 들어, 양극, 음극, 전해질)이 증착되는 경우, 결정질 구조의 상기 물질막으로 인해, 상기 기능막은 추가적은 열처리 공정 없이 증착됨과 동시에 결정질 구조를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 8은 물질막 상에 형성된 자연 부산물층을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 열처리 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 열처리된 상태의 물질막을 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12는 그린 시트를 통한 열처리 효과를 비교하는 사진이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 물질막의 결정성을 비교하기 위한 XRD 그래프이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 물질막의 조성을 비교하기 위한 XPS 그래프이다.
도 19 및 도 20은 제2 유닛 공정의 비율에 따른 물질막 내의 조성을 비교하는 XPS 그래프이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시 예 2 및 비교 예 2에 따른 물질막의 조성을 비교하기 위한 XPS 그래프이다.
도 23은 본 발명의 실시 예 2에 따른 물질막의 조성을 비교하기 위한 XRD 그래프이다.
도 24 및 도 25는 본 발명의 실시 예 3 및 비교 예 3에 따른 물질막의 증착률을 비교하는 그래프이다.
도 26 및 도 27은 본 발명의 실시 예 3-1 내지 3-3에 따른 물질막 내의 조성을 비교하기 위한 XPS 그래프이다.
도 28은 본 발명의 실시 예 3에 따른 물질막 내의 리튬 조성을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 제조 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막을 나타내는 도면이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 제조 공정을 나타내는 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 제조 공정을 나타내는 도면이고, 도 8은 물질막 상에 형성된 자연 부산물층을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 열처리 과정을 나타내는 도면이고, 도 10은 열처리된 상태의 물질막을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 기판(100)이 준비된다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 기판(100)은 반도체 산화물 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 실리콘 산화물(SiO2) 기판일 수 있다. 이와 달리, 상기 기판(100)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 기판의 종류는 제한되지 않는다.
또는, 일 실시 예에 따르면, 상기 기판(100)의 상부면은 다공성 구조를 갖는 폼(foam) 형태일 수 있다. 이 경우, 상기 기판(100)은, 벌크 기판 상에 기화된 금속을 제공하고, 기화된 금속이 상기 벌크 기판에 증착되는 방법으로 제조될 수 있다.
상기 기판(100) 상에 비정질(amorphous) 물질막(200)이 형성될 수 있다(S200). 일 실시 예에 따르면, 상기 비정질 물질막(200)은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 물질막(200) 형성 단계는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100) 상에 제1 전구체를 제공하는 단계, 퍼지(purge) 단계, 상기 제1 전구체가 제공된 상기 기판(100) 상에 제1 반응 소스를 제공하는 단계, 퍼지(purge) 단계, 상기 기판(100) 상에 제2 전구체를 제공하는 단계, 퍼지(purge) 단계, 상기 제2 전구체가 제공된 상기 기판(100) 상에 제2 반응 소스를 제공하는 단계, 및 퍼지(purge) 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전구체는 제1 금속을 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 전구체는 제2 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 물질막(200)이 양극막을 형성하기 위한 것인 경우, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속은, 리튬(Li), 코발트(Co), 또는 티타늄(Ti) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전구체 및 상기 제2 전구체는, LiHMDS(Lithium bis(trimethylsilyl)amid), CpCo(CO)2(Cyclopentadienylcobalt dicarbonyl), 또는 TTIP(titanium tetraisopropoxide) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 반응 소스 및 상기 제2 반응 소스는 산소(O)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반응 소스 및 상기 제2 반응 소스는, 물(H2O) 또는 오존(O3) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 비정질 물질막(200)은 LiHMDS 전구체 및 CpCo(CO)2 전구체를 이용하여 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 비정질 물질막(200)은 Li2CO3, LiCoO2-, Co2O3 등을 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 비정질 물질막(200)은 LiHMDS 전구체 및 TTIP 전구체를 이용하여 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 비정질 물질막(200)은 LiOH, TiO2 등을 포함할 수 있다.
상기 제1 전구체 제공 단계-퍼지 단계-제1 반응 소스 제공 단계-퍼지 단계는 제1 유닛 공정(first unit process)로 정의될 수 있다. 반면, 상기 제2 전구체 제공 단계-퍼지 단계-제2 반응 소스 제공 단계-퍼지 단계는 제2 유닛 공정(second unit process)로 정의될 수 있다. 또한, 상기 제1 유닛 공정 및 상기 제2 유닛 공정이 순차적으로 수행되는 경우, 상기 제1 유닛 공정 및 상기 제2 유닛 공정은 그룹 공정(group process)로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유닛 공정이 수행되는 경우, 제1 물질막(210)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 전구체 및 상기 제1 반응 소스가 반응되어, 상기 제1 물질막(210)이 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 유닛 공정이 수행되는 경우, 제2 물질막(220)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 전구체 및 상기 제2 반응 소스가 반응되어, 상기 제2 물질막(220)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 그룹 공정은 반복적으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(100) 상에 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)이 교대로, 그리고 반복적으로 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 상기 제1 물질막(210) 및 복수의 상기 제2 물질막(220)은 상기 비정질 물질막(200)으로 정의될 수 있다.
또한, 상기 제1 유닛 공정 및 상기 제2 유닛 공정이 각각 복수회 반복 수행될 수 있다. 상기 제1 유닛 공정 및 상기 제2 유닛 공정이 복수회 반복 수행되는 경우, 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)의 두께가 각각 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 유닛 공정의 반복 수행 횟수가 증가되는 경우, 상기 제1 물질막(210)의 두께가 증가될 수 있다. 또한, 상기 제2 유닛 공정의 반복 수행 횟수가 증가되는 경우, 상기 제2 물질막(220)의 두께가 증가될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(100) 상에 두께가 제어된 상기 제1 물질막(210) 및 제2 물질막(220)이 배치될 수 있다. 이 경우, 두께가 제어된 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)은 상기 비정질 물질막(200)으로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비정질 물질막(200)은 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)으로 구분되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)이 각각 소정의 두께를 갖지 못하는 경우, 상기 비정질 물질막(200) 내에서 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)이 구분되지 않을 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 비정질 물질막(200)은 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)이 구분될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)이 각각 소정의 두께 이상으로 형성되는 경우, 상기 비정질 물질막(200) 내에서 상기 제1 물질막(210) 및 상기 제2 물질막(220)이 구분될 수 있다.
상술된 바와 달리, 상기 비정질 물질막(200)은 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전구체 제공 단계-퍼지 단계-제1 반응 소스 제공 단계-퍼지 단계로 정의되는 제1 유닛 공정(first unit process), 제2 전구체 제공 단계-퍼지 단계-제2 반응 소스 제공 단계-퍼지 단계로 정의되는 제2 유닛 공정(second unit process), 제3 전구체 제공 단계-퍼지 단계-제3 반응 소스 제공 단계-퍼지 단계로 정의되는 제3 유닛 공정(third unit process)를 통해 형성될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 전구체는, 제1 내지 제3 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 금속은, 리튬(Li), 지르코늄(Zr), 또는 란타넘(La) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 전구체는, LiHMDS(Lithium bis(trimethylsilyl)amid), TEMAZr(Tetrakis(ethylmethylamino)Zirconium), LaFAMD(Tris(N, N-diisopropylformamidinato)lanthanum 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 반응 소스는 물(H2O)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 비정질 물질막(200)은 LiHMDS 전구체, TEMAZr 전구체, 및 LaFAMD를 이용하여 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 비정질 물질막(200)은 Li2CO3, Li2ZrO3, La2Zr2O7, ZrO2 등을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 유닛 공정이 수행되는 경우, 제1 물질막(210)이 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 유닛 공정이 수행되는 경우, 제2 물질막(220)이 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 제3 유닛 공정이 수행되는 경우, 제3 물질막(230)이 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 물질막(210, 220, 230) 또한 소정의 두께를 갖는 경우 구분되지만, 소정의 두께를 갖지 못하는 경우 구분되지 않을 수 있다. 상기 제1 내지 제3 물질막(210, 220, 230)은 비정질 물질막(200)으로 정의될 수 있다.
도 1 및 도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 비정질 물질막(200)은 열처리될 수 있다. 이에 따라, 상기 비정질 물질막(200)은 결정질 물질막(300)으로 변환될 수 있다(S300). 즉, 물질막이 열처리되는 경우, 비정질 구조에서 결정질 구조로 변환될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비정질 물질막(200)은 600℃ 이상의 온도에서 열처리될 수 있다. 이와 달리, 상기 비정질 물질막(200)이 600℃ 미만의 온도에서 열처리되는 경우, 상기 비정질 물질막(200)이 결정질로 변환되지 못하는 문제점이 발생될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비정질 물질막(200) 형성 단계와 상기 비정질 물질막(200)의 열처리 단계는 서로 다른 장비에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 비정질 물질막(200) 형성 단계는 챔버(chamber)에서 수행될 수 있다. 반면, 상기 비정질 물질막(200)의 열처리 단계는 로(furnace)에서 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 비정질 물질막(200)은, 열처리되기 위하여 상기 챔버(chamber)에서 상기 로(furnace)로 이송될 수 있다. 상기 비정질 물질막(200)이 이송되는 과정에서, 상기 비정질 물질막(200) 상에는, 도 8에 도시된 바와 같이 자연(native) 부산물층(NPB)이 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 비정질 물질막(200)이 이송되는 경우, 상기 비정질 물질막(200)은 공기(air) 중에 노출될 수 있다. 이 경우, 공기(air) 중의 물(H2O) 및 산소와 상기 비정질 물질막(200)이 반응되어, 상기 자연 부산물층(NPB)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 비정질 물질막(200)이 LiHMDS 전구체 및 CpCo(CO)2 전구체를 이용하여 형성된 경우, 상기 비정질 물질막(200)이 공기 중의 물과 반응하여 Li2CO3가 형성될 수 있다. 상기 자연 부산물층(NPB)이 형성된 상태에서, 상기 비정질 물질막(200) 상에 박막이 형성되는 경우, 상기 비정질 물질막(200)과 박막의 계면 저항이 증가되는 문제점이 발생될 수 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 상기 비정질 물질막(200)이 열처리되는 경우, 상기 자연 부산물층(NPB)이 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 결정질 물질막(300) 상에 박막이 형성되는 경우, 상기 결정질 물질막(300)과 상기 박막의 계면 저항이 감소되므로, 상기 결정질 물질막(300)을 포함하는 구조체의 성능 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비정질 물질막(200)을 열처리하는 단계는, 베리어 시트(barrier sheet, BS)로 상기 비정질 물질막(200)을 덮는 단계, 및 상기 베리어 시트(BS)가 덮힌 상기 비정질 물질막(200)을 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 베리어 시트(BS)는, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 비정질 물질막(200)의 상부면 및 상기 기판(100)의 하부면에 부착될 수 있다.
상기 베리어 시트(BS)는 상기 비정질 물질막(200)이 포함하는 상기 제1 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 비정질 물질막(200)이 리튬(Li)을 포함하는 경우, 상기 베리어 시트(BS) 또한 리튬(Li)을 포함할 수 있다. 또는, 상기 베리어 시트(BS)는 상기 비정질 물질막(200)과 실질적으로 동일한 화화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 비정질 물질막(200)이 LiCoO2를 포함하는 경우, 상기 베리어 시트(BS)는 LiCoO2 입자를 필름에 코팅하여 제작한 그린 시트(green sheet)일 수 있다.
이로 인해, 상기 베리어 시트(BS)는, 상기 비정질 물질막(200)에 대해 열처리를 수행하는 동안 상기 비정질 물질막(200) 내의 상기 제1 금속이 상기 비정질 물질막(200) 외부로 유출되는 것을 감소시킬 수 있다.
이와 달리, 상기 베리어 시트(BS) 없이 상기 비정질 물질막(200)이 열처리되는 경우, 상기 비정질 물질막(200) 내의 상기 제1 금속(예를 들어, 리튬)이 상기 비정질 물질막(200)의 외부로 유출될 수 있다. 이에 따라, 상기 결정질 물질막(300) 내의 상기 제1 금속(예를 들어, 리튬)의 함량은, 상기 비정질 물질막(200) 내의 상기 제1 금속(예를 들어, 리튬)의 함량 보다 적을 수 있다.
상기 결정질 물질막(300)을 통해 이차전지와 같은 배터리를 제조하는 경우, 상기 결정질 물질막(300) 내의 상기 제1 금속(예를 들어, 리튬)의 함량이 배터리의 용량 및 성능과 직결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 금속(예를 들어, 리튬)이 상기 비정질 물질막(200)의 외부로 유출되는 경우, 상기 결정질 물질막(300)을 통해 제조된 배터리의 용량 및 성능이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
또한, 상기 베리어 시트(BS) 없이 상기 비정질 물질막(200)이 열처리되는 경우, 상기 비정질 물질막(200)이 상기 기판(100)으로부터 박리되는 문제점이 발생될 수 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 상기 제1 금속을 포함하는 상기 베리어 시트(BS)로 상기 비정질 물질막(200)을 덮은 후 열처리하는 경우, 상기 베리어 시트(BS)에 의하여 상기 제1 금속(예를 들어, 리튬)의 유출이 감소되므로, 상기 결정질 물질막(300)을 통해 제조된 배터리의 용량 및 성능 저하 문제가 해결될 수 있다. 또한, 상기 비정질 물질막(200)이 상기 기판(100)으로부터 박리되는 문제점이 해결될 수 있다.
상기 결정질 물질막(300) 상에는, 이차전지용 양극층, 음극층, 또는 고체전해질층이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 이차전지용 양극층, 음극층, 또는 고체전해질층은, 선천적으로(inherently) 결정질 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 결정질 물질막(300) 상에 형성되는 양극층, 음극층, 또는 고체전해질층은, 상기 결정질 물질막(300)의 격자를 따라 성장될 수 있다. 이에 따라, 별도의 열처리 과정 없이 결정질 구조를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 결정질 물질막(300) 상에 상기 이차전지용 양극층, 음극층, 또는 고체전해질층을 형성하기 전, 상기 결정질 물질막(300) 상에 환원성 금속 전구체가 제공될 수 있다. 상기 환원성 금속은, 상기 결정질 물질막(300)이 포함하는 상기 제1 내지 제3 금속 보다 산소친화도가 높은 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 환원성 금속은 알루미늄(Al)이고, 상기 환원성 금속 전구체는 TMA(Trimethylaluminium)일 수 있다.
상기 환원성 금속 전구체는, 상기 결정질 물질막(300) 상에 형성된 자연(native) 산화막을 제거할 수 있다. 보다 구체적으로, 로에서 열처리가 종료되고 상기 결정질 물질막(300) 상에 추가적인 이차전지용 기능막(양극층, 음극층, 또는 고체 전해질층)을 증착하기 위해 원자층 증착 챔버 내로 이동하는 과정에서, 상기 결정질 물질막(300)이 공기중에 노출되고, 상기 결정질 물질막(300) 상에는 자연 산화막이 형성될 수 있다. 상기 자연 산화막이 형성된 상태에서, 상기 이차전지용 양극층, 음극층, 또는 고체전해질층이 형성되는 경우, 계면 저항성이 증가되어 이차전지의 성능이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다. 하지만, 상술된 바와 같이, 상기 양극층, 음극층, 또는 고체전해질층이 형성되기 전 상기 환원성 금속 전구체를 통하여 자연 산화막을 제거함으로써, 이차전지의 성능 저하 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 환원성 금속 전구체는, 이차전지용 양극층, 및 음극층, 또는 고체전해질층을 형성하기 위한 챔버 내에 상기 기판(100)을 배치시키고, 상기 기판(100) 상에 양극층, 음극층, 또는 고체전해질층을 형성하기 전, 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 자연 산화막을 제거하기 위한 공정 비용 및 공정 시간이 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막의 제조 방법은, 상기 기판(100)을 준비하는 단계, 상기 기판(100) 상에, 제1 금속을 포함하는 제1 전구체 및 제2 금속을 포함하는 제2 전구체를 제공하여, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속을 포함하는 비정질 구조의 물질막(200)을 형성하는 단계, 및 상기 비정질 구조의 물질막(200)을 열처리하여, 비정질 구조의 상기 물질막(200)을 결정질 구조로 변환시키는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 결정질 구조의 이차전지용 물질막이 제공될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 물질막 및 그 제조 방법의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다.
실시 예 1에 따른 물질막 제조
SiO2 기판 상에 LiHMDS 제공 단계-퍼지(purge) 단계-H2O 제공 단계-퍼지(purge) 단계를 포함하는 제1 유닛 공정, 및 CpCo(CO)2 제공 단계-퍼지(purge) 단계-O3 제공 단계-퍼지(purge) 단계를 포함하는 제2 유닛 공정을 수행하여 물질막을 제조하였다. 이후, 벌크 양극재(LiCoO2)를 필름에 코팅하여 제작한 그린 시트(green sheet)로 물질막을 덮은 후 열처리하여 실시 예 1에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 1-1에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 1에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정 및 제2 유닛 공정의 비율을 1:2로 제어하여, 실시 예 1-1에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 1-2에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 1-1에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정 및 제2 유닛 공정의 비율을 1:6으로 제어하여, 실시 예 1-2에 따른 물질막을 제조하였다.
비교 예 1-1에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 1-1에 따른 물질막을 제조하되, 열처리를 하지 않은 비교 예 1-1에 따른 물질막을 제조하였다.
비교 예 1-2에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 1-2에 따른 물질막을 제조하되, 열처리를 하지 않은 비교 예 1-2에 따른 물질막을 제조하였다.
비교 예 1-3에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 1-1에 따른 물질막을 제조하되, 그린 시트 없이 열처리를 하여 비교 예 1-3에 따른 물질막을 제조하였다.
상기 실시 예 1 및 비교 예 1-1 내지 1-3에 따른 물질막이 아래의 <표 1>을 통해 정리된다.
구분 전구체 금속 공정 비율 열처리 그린 시트 사용
실시 예 1-1 Li-Co 1:2 O O
실시 예 1-2 Li-Co 1:6 O O
비교 예 1-1 Li-Co 1:2 X X
비교 예 1-2 Li-Co 1:6 X X
비교 예 1-3 Li-Co 1:2 O X
도 11 및 도 12는 그린 시트를 통한 열처리 효과를 비교하는 사진이다.
도 11을 참조하면, 상기 비교 예 1-3에 따른 물질막을 제조한 후 제조된 물질막을 촬영하여 나타내었고, 도 12를 참조하면, 상기 실시 예 1-1에 따른 물질막을 제조한 후 제조된 물질막을 촬영하여 나타내었다. 도 12의 윗줄(보라색)은 SiO2 기판을 촬영한 사진이고, 아랫줄(녹색)은 SiO2 기판 상에 증착된 물질막을 촬영한 사진이다.
도 11 및 도 12에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1-1에 따른 물질막은, 기판 상에 용이하게 증착된 반면, 상기 비교 예 1-3에 물질막은 박리 현상이 발생된 것을 확인할 수 있었다. 즉, 그린 시트 없이 열처리되는 경우, 물질막의 박리 현상이 발생되는 것을 알 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 물질막의 결정성을 비교하기 위한 XRD 그래프이다.
도 13을 참조하면, 상기 실시 예 1-1 및 비교 예 1-1에 따른 물질막에 대해 XRD(X-ray diffraction) 분석을 수행하여 나타내었고, 도 14를 참조하면, 상기 실시 예 1-2 및 비교 예 1-2에 따른 물질막에 대해 XRD 분석을 수행하여 나타내었다.
도 13 및 도 14에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1-1 및 실시 예 1-2에 따른 물질막은 결정질 구조를 나타내지만, 상기 비교 예 1-1 및 비교 예 1-2에 따른 물질막은 비정질 구조를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 비정질 구조의 물질막이 열처리되는 경우, 결정질 구조로 변화되는 것을 알 수 있다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 물질막의 조성을 비교하기 위한 XPS 그래프이다.
도 15의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1-1에 따른 물질막(1:2 Ann) 및 비교 예 1-1에 따른 물질막(1:2 As-dep) 내의 C 1s를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 수행하고, 이를 도시하였다. 도 15의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1-2에 따른 물질막(1:6 Ann) 및 비교 예 1-2에 따른 물질막(1:6 As-dep) 내의 C 1s를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 16의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1-1에 따른 물질막(1:2 Ann) 및 비교 예 1-1에 따른 물질막(1:2 As-dep) 내의 O 1s를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 수행하고, 이를 도시하였다. 도 16의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1-2에 따른 물질막(1:6 Ann) 및 비교 예 1-2에 따른 물질막(1:6 As-dep) 내의 O 1s를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 15 및 도 16에서 확인할 수 있듯이, 열처리되지 않은 비교 예 1-1 및 비교 예 1-2에 따른 물질막의 경우, Li2CO3 피크(peak)가 관찰되었지만, 열처리된 실시 예 1-1 및 실시 예 1-2에 따른 물질막은 Li2CO3 피크가 관찰되지 않고, Co2O3 피크가 관찰되는 것을 확인할 수 있었다.
도 17의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1-1에 따른 물질막(1:2 Ann) 및 비교 예 1-1에 따른 물질막(1:2 As-dep) 내의 Li 1s 및 Co 3p를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 수행하고, 이를 도시하였다. 도 17의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1-2에 따른 물질막(1:6 Ann) 및 비교 예 1-2에 따른 물질막(1:6 As-dep) 내의 Li 1s 및 Co 3p를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 18의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1-1에 따른 물질막(1:2 Ann) 및 비교 예 1-1에 따른 물질막(1:2 As-dep) 내의 Co 2p를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 수행하고, 이를 도시하였다. 도 18의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1-2에 따른 물질막(1:6 Ann) 및 비교 예 1-2에 따른 물질막(1:6 As-dep) 내의 Co 2p를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 17 및 도 18에서 확인할 수 있듯이, 열처리되지 않은 상기 비교 예 1-1 및 비교 예 1-2에 따른 물질막은, Li2CO3 피크가 관찰되고 Co 3p 피크가 관찰되지 않은 것을 확인할 수 있었다. 반면, 열처리된 상기 실시 예 1-1 및 실시 예 1-2에 따른 물질막은 Li2CO3 피크가 사라지고 Co 3p 피크가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
도 19 및 도 20은 제2 유닛 공정의 비율에 따른 물질막 내의 조성을 비교하는 XPS 그래프이다.
도 19의 (a)를 참조하면, 상기 비교 예 1-1에 따른 물질막(1:2 As-dep) 및 비교 예 1-2에 따른 물질막(1:6 As-dep) 내의 Li 1s 및 Co 3p를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 수행하고, 이를 도시하였다. 도 19의 (b)를 참조하면, 상기 비교 예 1-1에 따른 물질막(1:2 As-dep) 및 비교 예 1-2에 따른 물질막(1:6 As-dep) 내의 Co 2p를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 20의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1-1에 따른 물질막(1:2 Ann) 및 실시 예 1-2에 따른 물질막(1:6 Ann) 내의 Li 1s 및 Co 3p를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다. 도 20의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1-1에 따른 물질막(1:2 Ann) 및 실시 예 1-2에 따른 물질막(1:6 Ann) 내의 Co 2p를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 19 및 도 20에서 확인할 수 있듯이, 제2 유닛 공정(Co 싸이클 공정)의 비율이 증가할수록, Co 2p의 Intensity와 Co 3p의 Intensity가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
실시 예 2에 따른 물질막 제조
SiO2 기판 상에 LiHMDS 제공 단계-퍼지(purge) 단계-H2O 제공 단계-퍼지(purge) 단계를 포함하는 제1 유닛 공정, TEMAZr 제공 단계-퍼지(purge) 단계-H2O 제공 단계-퍼지(purge) 단계를 포함하는 제2 유닛 공정, LaFAMD 제공 단계-퍼지(purge) 단계-H2O 제공 단계-퍼지(purge) 단계를 포함하는 제3 유닛 공정을 수행하여 물질막을 제조하였다. 이후, 벌크 양극재(LiCoO2)를 필름에 코팅하여 제작한 그린 시트(green sheet)로 물질막을 덮은 후 열처리하여 실시 예 2에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 2-1에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정: 제2 유닛 공정: 제3 유닛 공정의 비율을 6:1:2로 제어하고, 열처리 온도를 600℃로 제어하여 실시 예 2-1에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 2-2에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2-1에 따른 물질막을 제조하되, 열처리 온도를 300℃로 제어하여 실시 예 2-2에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 2-3에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정: 제2 유닛 공정: 제3 유닛 공정의 비율을 8:4:1로 제어하고, 열처리 온도를 600℃로 제어하여 실시 예 2-3에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 2-4에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2-3에 따른 물질막을 제조하되, 열처리 온도를 300℃로 제어하여 실시 예 2-4에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 2-5에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정: 제2 유닛 공정: 제3 유닛 공정의 비율을 14:4:1로 제어하고, 열처리 온도를 600℃로 제어하여 실시 예 2-3에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 2-6에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2-5에 따른 물질막을 제조하되, 열처리 온도를 300℃로 제어하여 실시 예 2-6에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 2-7에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정: 제2 유닛 공정: 제3 유닛 공정의 비율을 20:4:1로 제어하고, 열처리 온도를 600℃로 제어하여 실시 예 2-3에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 2-8에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2-7에 따른 물질막을 제조하되, 열처리 온도를 300℃로 제어하여 실시 예 2-8에 따른 물질막을 제조하였다.
비교 예 2에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 2-1에 따른 물질막을 제조하되, 열처리를 수행하지 않은 비교 예 2에 따른 물질막을 제조하였다.
상기 실시 예 2 및 비교 예 2에 따른 물질막이 아래의 <표 2>를 통해 정리된다.
구분 전구체 금속 공정 비율 열처리 온도
실시 예 2-1 Li-Zr-La 6:1:2 600℃
실시 예 2-2 Li-Zr-La 6:1:2 300℃
실시 예 2-3 Li-Zr-La 8:4:1 600℃
실시 예 2-4 Li-Zr-La 8:4:1 300℃
실시 예 2-5 Li-Zr-La 14:4:1 600℃
실시 예 2-6 Li-Zr-La 14:4:1 300℃
실시 예 2-7 Li-Zr-La 20:4:1 600℃
실시 예 2-8 Li-Zr-La 20:4:1 300℃
비교 예 2 Li-Zr-La 6:1:2 X
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시 예 2 및 비교 예 2에 따른 물질막의 조성을 비교하기 위한 XPS 그래프이다.
도 21의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 2-1에 따른 물질막(600℃), 상기 실시 예 2-2에 따른 물질막(300℃), 및 비교 예 2에 따른 물질막(As-dep) 내의 C 1s 및 Li 1s를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 22의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 상기 실시 예 2-1에 따른 물질막(600℃), 상기 실시 예 2-2에 따른 물질막(300℃), 및 비교 예 2에 따른 물질막(As-dep) 내의 O 1s, Zr 3d, 및 La 3d를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 21 및 도 22에서 확인할 수 있듯이, 300℃의 온도에서 열처리된 상기 실시 예 2-2에 따른 물질막은 O 1s, Li 1s 피크가 이동(shift)된 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 300℃의 온도에서 열처리된 상기 실시 예 2-2에 따른 물질막에는 Li2O가 형성되었을 가능성이 있는 것을 알 수 있다. 또한, 600℃의 온도에서 열처리된 상기 실시 예 2-1에 따른 물질막은 비교 예 2에 따른 물질막과 비교하여 카보네이트(carbonate) 및 Li 피크가 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
도 23은 본 발명의 실시 예 2에 따른 물질막의 조성을 비교하기 위한 XRD 그래프이다.
도 23을 참조하면, 상기 실시 예 2-1 내지 2-8에 따른 물질막을 준비한 후, 각각에 대해 XRD 분석을 수행하고, 이를 도시하였다. 도 23에서 확인할 수 있듯이, 열처리 온도가 증가(300℃->600℃)함에 따라 결정화 정도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
실시 예 3에 따른 물질막 제조
SiO2 기판 상에 LiHMDS 제공 단계-퍼지(purge) 단계-H2O 제공 단계-퍼지(purge) 단계를 포함하는 제1 유닛 공정 및 TTIP 제공 단계-퍼지(purge) 단계-H2O 제공 단계-퍼지(purge) 단계를 포함하는 제2 유닛 공정을 수행하여 실시 예 3에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 3-1에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 3에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정 및 제2 유닛 공정의 비율을 1:2로 제어하여 실시 예 3-1에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 3-2에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 3에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정 및 제2 유닛 공정의 비율을 3:1로 제어하여 실시 예 3-2에 따른 물질막을 제조하였다.
실시 예 3-3에 따른 물질막 제조
상기 실시 예 3에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정 및 제2 유닛 공정의 비율을 3:2로 제어하여 실시 예 3-2에 따른 물질막을 제조하였다.
비교 예 3에 따른 물질막 제조
SiO2 기판 상에 TTIP 제공 단계-퍼지(purge) 단계-H2O 제공 단계-퍼지(purge) 단계를 수행하여 TiO2 박막을 제조하였다.
상기 실시 예 3 및 비교 예 3에 따른 물질막이 아래의 <표 3>을 통해 정리된다.
구분 전구체 금속 공정 비율
실시 예 3-1 Li-Ti 1:2
실시 예 3-2 Li-Ti 3:1
실시 예 3-3 Li-Ti 3:2
비교 예 Ti X
도 24 및 도 25는 본 발명의 실시 예 3 및 비교 예 3에 따른 물질막의 증착률을 비교하는 그래프이다.
도 24의 (a)를 참조하면, 상기 비교 예 3에 따른 물질막의 증착률을 측정하여 나타내었고, 도 24의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 3-1에 따른 물질막의 증착률을 측정하여 나타내었고, 도 25의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 3-3에 따른 물질막의 증착률을 측정하여 나타내었고, 도 25의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 3-2에 따른 물질막의 증착률을 측정하여 나타내었다.
도 24 및 도 25에서 확인할 수 있듯이, 상기 비교 예 3에 따른 물질막은 약 0.3A/cycle의 증착률을 나타내었고, 상기 실시 예 3-1에 따른 물질막은 1.22A/cycle의 증착률을 나타내었고, 상기 실시 예 3-2에 따른 물질막은 1.15A/cycle의 증착률을 나타내었고, 상기 실시 예 3-3에 따른 물질막은 0.58A/cycle의 증착률을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
도 26 및 도 27은 본 발명의 실시 예 3-1 내지 3-3에 따른 물질막 내의 조성을 비교하기 위한 XPS 그래프이다.
도 26의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 3-1에 따른 물질막(1:2), 실시 예 3-2에 따른 물질막(3:1), 및 실시 예 3-3에 따른 물질막(3:2) 내의 Ti 2p 및 Li 1s를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 27의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 3-1에 따른 물질막(1:2), 실시 예 3-2에 따른 물질막(3:1), 및 실시 예 3-3에 따른 물질막(3:2) 내의 C 1s 및 O 1s를 확인하기 위하여 XPS 분석을 수행하고, 이를 도시하였다.
도 26 및 도 27에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 3-1 내지 3-3에 따른 물질막 내에는 TiO2 및 LiOH bond가 존재하는 것을 알 수 있었다.
도 28은 본 발명의 실시 예 3에 따른 물질막 내의 리튬 조성을 나타내는 그래프이다.
도 28을 참조하면, 상기 실시 예 3에 따른 물질막을 제조하되, 제1 유닛 공정 및 제2 유닛 공정의 비율(cycle ratio)를 제어하고, 제어된 비율에서 물질막 내의 리튬(Li)의 농도를 측정하여 나타내었다. 도 28에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 3에 따른 물질막은, LiOH의 비율이 증가함에 따라 리튬의 함량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 기판
200: 비정질 물질막
300: 결정질 물질막

Claims (13)

  1. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에, 제1 금속을 포함하는 제1 전구체 및 제2 금속을 포함하는 제2 전구체를 제공하여, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속을 포함하는 비정질 구조의 물질막을 형성하는 단계; 및
    상기 물질막을 열처리하여, 비정질 구조의 상기 물질막을 결정질 구조로 변환시키는 단계를 포함하되,
    상기 물질막을 열처리하는 단계는,
    베리어 시트(barrier sheet)로, 상기 물질막을 덮는 단계; 및
    상기 베리어 시트가 덮힌 상기 물질막을 열처리하는 단계를 포함하고,
    상기 베리어 시트는, 열처리를 수행하는 동안 상기 물질막 내의 상기 제1 금속이 상기 물질막 외부로 유출되는 것을 감소시키는 것을 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 물질막 형성 단계는 챔버(chamber)에서 수행되고, 상기 물질막을 열처리하는 단계는 로(furnace)에서 수행되되,
    상기 물질막이 상기 챔버(chamber)에서 상기 로(furnace)로 이송되는 과정에서, 상기 물질막 상에 자연(native) 부산물층이 형성되는 것을 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 자연 부산물층은, 상기 물질막이 열처리됨에 따라 제거되는 것을 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 자연 부산물층은, 상기 제1 금속, 탄소, 및 산소의 화합물을 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 물질막을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 상기 제1 전구체를 제공하는 단계, 상기 제1 전구체가 제공된 상기 기판 상에 제1 반응 소스를 제공하여, 상기 제1 전구체 및 상기 제1 반응 소스가 반응된 제1 물질막을 형성하는 단계; 및
    상기 기판 상에 상기 제2 전구체를 제공하는 단계, 상기 제2 전구체가 제공된 상기 기판 상에 제2 반응 소스를 제공하여, 상기 제2 전구체 및 상기 제2 반응 소스가 반응된 제2 물질막을 형성하는 단계를 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 전구체 제공 단계, 및 상기 제1 반응 소스를 제공하여 상기 제1 물질막을 형성하는 단계는 제1 유닛 공정(first unit process)으로 정의되고,
    상기 제2 전구체 제공 단계, 및 상기 제2 반응 소스를 제공하여 상기 제2 물질막을 형성하는 단계는 제2 유닛 공정(second unit process)으로 정의되되,
    상기 제1 유닛 공정 및 상기 제2 유닛 공정은 각각 복수회 반복 수행되는 것을 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 유닛 공정 및 상기 제2 유닛 공정의 반복 수행 횟수에 따라, 상기 물질막 내의 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속의 조성이 제어되는 것을 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 금속 및 상기 제2 금속은, 리튬(Li), 코발트(Co), 란타넘(La), 지르코늄(Zr) 또는 티타늄(Ti) 중 어느 하나를 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 물질막은 600℃ 이상의 온도에서 열처리되는 것을 포함하는 이차전지용 물질막의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100635735B1 (ko) * 2005-03-08 2006-10-17 삼성에스디아이 주식회사 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR20110035782A (ko) * 2009-09-30 2011-04-06 주식회사 하이닉스반도체 금속 배선이 형성된 상변화 메모리 소자
KR101313156B1 (ko) * 2009-12-04 2013-09-30 주식회사 아모그린텍 다성분계 나노 복합산화물 분말과 그 제조방법, 이를 이용한 전극의 제조방법과 이를 이용한 박막 전지 및 그 제조방법
KR101926646B1 (ko) * 2010-04-16 2018-12-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 축전 장치용 전극 및 그 제작 방법
KR101664537B1 (ko) * 2013-01-30 2016-10-11 지에스에너지 주식회사 고출력 특성을 가진 전기화학소자
KR101455263B1 (ko) * 2014-01-06 2014-10-31 연세대학교 산학협력단 기판의 산화물 제거 방법 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법
KR102309876B1 (ko) * 2015-04-23 2021-10-07 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차전지용 분리막 및 그의 제조방법
KR102552243B1 (ko) 2018-09-13 2023-07-07 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 그 이차전지를 포함하는 전자기기

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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