KR102526042B1 - 에너지 저장 디바이스 - Google Patents

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조지프 대니얼 하워드
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

에너지 저장 디바이스의 제조 방법. 이러한 방법은, 기판의 제 1 측면 상에 제 1 스택을, 그리고 기판의 제 1 측면에 반대인 기판의 제 2 측면 상에 제 2 스택을 제공하는 것을 포함한다. 예들에서, 제 1 및 제 3 그루브는 서로 다른 깊이로 제 1 스택 내에 형성되고, 제 2 및 제 4 그루브는 서로 다른 깊이로 제 2 스택 내에 형성된다. 다른 예들에서, 제 1 그루브는 제 1 스택 내에 형성되고, 제 2 그루브는, 제 1 그루브와 실질적 정렬 상태이지만 제 1 그루브와 다른 깊이로 제 2 스택 내에 형성된다.

Description

에너지 저장 디바이스
본 발명은 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법, 에너지 저장 디바이스, 및 에너지 저장 디바이스의 제조를 위한 중간 구조체에 관한 것이다.
고상 박막 셀과 같은 에너지 저장 디바이스는 기판 상에 층들의 스택을 형성함으로써 생산될 수 있다. 층들의 스택은 통상적으로, 제 1 전극 층, 제 2 전극 층, 및 제 1 전극 층과 제 2 전극 층 사이의 전해질 층을 포함한다. 그러면 스택 및 기판의 조합이 별개의 섹션으로 절삭되어 개별적인 셀들을 형성한다.
공지된 제조 방법들보다 간단하고 더 효율적인 에너지 저장 디바이스 제조 방법을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서,
기판의 제 1 측면 상에 제 1 스택을 제공하는 단계 - 상기 제 1 스택은 제 1 전극 층, 제 2 전극 층, 및 상기 제 1 전극 층과 상기 제 2 전극 층 사이의 제 1 전해질 층을 포함하고, 상기 제 1 전극 층은 상기 기판의 제 1 측면에 상기 제 2 전극 층보다 가까움 -;
상기 기판의 제 1 측면에 반대인 상기 기판의 제 2 측면 상에 제 2 스택을 제공하는 단계 - 상기 제 2 스택은 제 3 전극 층, 제 4 전극 층, 및 상기 제 3 전극 층과 상기 제 4 전극 층 사이의 제 2 전해질 층을 포함하고, 상기 제 3 전극 층은 상기 기판의 제 2 측면에 상기 제 4 전극 층보다 가까움 -;
상기 제 1 스택의 제 1 측면에 제 1 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 1 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 1 스택의 제 1 측면은 상기 기판의 제 1 측면과 접촉하고, 상기 제 1 그루브는 제 1 깊이를 가짐 -;
상기 제 2 스택의 제 1 측면에 제 2 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 2 스택의 제 1 측면은 상기 기판의 제 2 측면과 접촉하고, 상기 제 2 그루브는 제 2 깊이를 가짐 -;
상기 제 1 스택의 제 1 측면에 제 3 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 3 그루브는 제 1 깊이와 다른 제 3 깊이를 가짐-; 및
상기 제 2 스택의 제 1 측면에 제 4 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 4 그루브는 제 2 깊이와 다른 제 4 깊이를 가짐 -를 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법이 제공된다.
제 1 및 제 3 그루브를 제 1 스택의 제 1 측면에 형성하면, 제 1 스택이 단일 방향으로부터 처리될 수 있게 된다. 이와 유사하게, 제 2 및 제 4 그루브를 제 2 스택의 제 1 측면에 형성하면, 제 2 스택이 단일 방향(예를 들어 제 1 스택이 처리된 방향과 반대인 방향)으로부터 처리될 수 있게 된다. 그러므로, 동일한 기판의 양면에 미러링된 처리가 가능해지고, 이것은 동시에 또는 적어도 부분적으로 중첩하는 시간 간격 도중에 발생할 수 있다. 그러므로 이러한 방법은 그렇지 않은 경우보다 효율적일 수 있다. 예를 들어, 스택이 스택 내에 그루브를 형성하기 위해서 여러 방향으로부터 처리되는 다른 경우는 본 발명의 제 1 양태에 따른 방법에서와 같은 양면 처리에 쉽게 적응되지 않을 수 있다. 이러한 다른 경우에서, 기판의 제 2 측면 상의 스택은 기판의 제 1 측면에 그루브를 형성하는 것과 간섭을 일으킬 수 있다. 본 명세서의 예들에 따른 방법은 이러한 간섭을 없앨 수 있지만, 예를 들어 동일한 기판의 양면 상에 두 개의 스택을 포함하는 양면 구조체에 그루브를 형성하는 것이 단순화된다. 그러므로, 이러한 방법은 멀티-스택 에너지 저장 디바이스가 효율적인 방식으로 형성되게 한다. 이러한 방법은 스케일링가능하고, 롤-투-롤 프로세스와 같이 효율적인 연속 제조 프로세스의 일부로서 수행될 수 있다.
더 나아가, 제 1 스택 및 제 2 스택을 동일한 기판의 양면에 제공함으로써, 활성 재료 대 기판의 비율이 스택이 기판의 일측에만 제공되는 예들과 비교할 때 증가될 수 있다. 그러므로, 에너지 저장 디바이스가 증가된 에너지 밀도를 제공한 것이 가능할 수 있다.
예들에서, 제 1 그루브는 제 2 그루브와 실질적 정렬 상태이고, 제 3 그루브는 제 4 그루브와 실질적 정렬 상태이다. 제 1 및 제 2 그루브, 및 제 3 및 제 4 그루브를 정렬함으로써, 에너지 저장 디바이스용 멀티-스택 셀이 더 효율적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제 1 양태에 따른 방법에 의해 형성된 멀티-스택 구조체는, 멀티-스택 구조체를 제 1 및 제 2 그루브에 대응하는 제 1 축에 따라서, 그리고 제 3 및 제 4 그루브에 대응하는 제 2 축에 따라서 절삭함으로써 개별 셀 또는 개별 에너지 저장 디바이스로 분할될 수 있다. 그러므로, 절삭 동작의 횟수가 제 1 및 제 2 그루브 또는 제 3 및 제 4 그루브가 서로 정렬되지 않는 다른 경우와 비교할 때 감소될 수 있다.
예들에서, 제 1 그루브 및 제 2 그루브는 기판을 절삭하지 않고 형성되고, 제 3 그루브는 제 1 전극 층을 절삭하지 않고 형성되며, 제 4 그루브는 제 3 전극 층을 절삭하지 않고 형성된다. 하지만, 다른 예들에서, 제 1 그루브는 상기 제 1 전극 층을 절삭하지 않고 형성되고, 상기 제 2 그루브는 상기 기판을 절삭하지 않고 형성되며, 상기 제 3 그루브는 상기 기판을 절삭하지 않고 형성되고, 상기 제 4 그루브는 상기 제 3 전극 층을 절삭하지 않고 형성된다. 이러한 경우들 모두에서, 방법의 효율이 개선될 수 있다. 예를 들어, 그루브를 형성하는 동안에 더 작은 양의 재료가 제거될 수 있다. 그러므로, 그루브는 더 빠르게 형성될 수 있고, 및 따라서 더 많은 양의 재료가 제거되는 다른 경우보다 더 효율적이다.
예들에서, 제 1 깊이는 상기 제 2 깊이와 실질적으로 동일하고, 제 3 깊이는 상기 제 4 깊이와 실질적으로 동일하다. 이러한 경우에, 동일한 활성 층의 상이한 인스턴스(예컨대, 제 1 또는 제 2 전극 층의 상이한 인스턴스)가 후속 처리 이후에 에너지 저장 디바이스의 동일한 측면을 따라서 노출될 수 있다. 그러면, 상이한 스택 내의 동일한 층의 다수의 인스턴스(예컨대, 다수의 애노드 또는 다수의 캐소드)가, 예를 들어 층들 각각이 노출되는 에너지 저장 디바이스의 측면에 배치되는 전기 커넥터를 사용하여, 병렬로 연결될 수 있다. 그러면, 예를 들어 동일한 층의 다수의 인스턴스들이 에너지 저장 디바이스의 상이한 개별적인 측면 상에 노출되는 경우와 비교할 때 단락 회로의 위험성이 감소된다.
다른 예들에서, 제 1 깊이는 제 4 깊이와 실질적으로 동일하고, 제 3 깊이는 상기 제 2 깊이와 실질적으로 동일하다. 구조가 이와 같으면, 상이한 활성 층이 후속 처리 이후에 에너지 저장 디바이스의 동일한 측면을 따라서 노출될 수 있다. 예를 들어, 애노드(이것은, 예를 들어 제 2 전극 층의 일부에 대응함) 및 캐소드(이것은, 예를 들어 제 1 전극 층의 일부에 대응함)가 에너지 저장 디바이스의 일 측면을 따라서 교번하여 노출될 수 있다. 그러면, 에너지 저장 디바이스를 외부 회로에 연결하는 추가적인 탄력성이 제공된다. 예를 들어, 상이한 활성층이, 예를 들어 층들 각각이 노출되는 에너지 저장 디바이스의 측면에 배치되는 전기 커넥터를 사용하여, 에너지 저장 디바이스의 동일한 측면에 따라서 직렬로 연결될 수 있게 된다. 예를 들어, 애노드 및 캐소드가 에너지 저장 디바이스의 측면에 따라서 교번하여 노출된다면, 어떤 스택의 애노드가 에너지 저장 디바이스의 해당 측면에 있는 상이한 스택의 캐소드에 연결되어, 스택들을 직렬로 연결할 수 있다.
예들에서, 상기 제 1 그루브의 제 1 깊이, 상기 제 2 그루브의 제 2 깊이, 상기 제 3 그루브의 제 3 깊이, 또는 상기 제 4 그루브의 제 4 깊이 중 적어도 하나는 기판의 제 1 측면의 평면에 실질적으로 수직이다. 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 그루브를 이러한 방식으로 형성함으로써, 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 그루브 내에 전기 절연 재료를 후속하여 퇴적시키는 것이, 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 그루브가 기판의 표면의 평면에 대해 비스듬한 예들과 비교할 때 단순해질 수 있다. 예를 들어, 그루브가 이렇게 배치되면, 전기 절연 재료가 개별적인 그루브 내로 이동하는 것을 독려하거나 그렇지 않으면 도울 수 있고, 전기 절연 재료와 개별적인 그루브 내의 노출면(예컨대, 제 1 또는 제 2 전극 층의 노출면) 사이의 접촉을 개선할 수 있다. 그러면, 이러한 방식으로 형성된 에너지 저장 디바이스가 후속하여 이용되는 동안의 단락 회로의 위험성이 감소될 수 있다.
예들에서, 상기 제 1 그루브를 형성하는 것과 상기 제 3 그루브를 형성하는 것은, 상기 기판의 제 1 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 1 레이저 빔을 사용하고, 상기 제 2 그루브를 형성하는 것과 상기 제 4 그루브를 형성하는 것은, 상기 기판의 제 2 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 2 레이저 빔을 사용한다. 그러면, 그루브가 레이저 삭마 처리를 사용하여 형성될 수 있게 된다. 레이저 삭마는 신속하게 수행되고 상대적으로 쉽게 제어될 수 있어서, 그루브의 깊이가 정밀하게 제어되게 한다.
예들에서, 상기 방법은, 멀티-스택 구조를 제공하도록 상기 기판을 폴딩하는 단계를 포함하고, 상기 멀티-스택 구조는,
상기 기판의 제 1 측면의 제 1 부분 상의 상기 제 1 스택의 제 1 부분;
상기 기판의 제 1 측면의 제 1 부분에 반대인 상기 기판의 제 2 측면의 제 1 부분 상의 상기 제 2 스택의 제1 부분 - 상기 제 2 스택의 제 1 부분은 상기 제 1 스택의 제 1 부분에 의해 중첩됨 -;
상기 기판의 제 1 측면의 제 2 부분 상의 상기 제 1 스택의 제 2 부분 - 상기 제 1 스택의 제 2 부분은 상기 제 1 스택의 제 1 부분 및 상기 제 2 스택의 제 1 부분에 의해 중첩됨 -; 및
상기 기판의 제 1 측면의 제 2 부분에 반대인, 상기 기판의 제 2 측면의 제 2 부분 상의 상기 제 2 스택의 제 2 부분 - 상기 제 2 스택의 제 2 부분은 상기 제 1 스택의 제 1 부분, 상기 제 2 스택의 제 1 부분 및 상기 제 1 스택의 제 2 부분에 의해 중첩됨 -을 포함한다.
이러한 멀티-스택 구조는, 예를 들어 기판 단위마다 단일 스택이 존재하는 다른 예와 비교할 때 개선된 에너지 밀도를 가진다.
예들에서, 기판을 폴딩한 이후에: 상기 제 1 그루브는 상기 제 1 스택의 제 1 부분과 실질적으로 동일한 평면에서, 상기 기판의 제 1 측면의 제 3 부분 상의 상기 제 1 스택의 제 1 부분과 상기 제 1 스택의 제 3 부분 사이에 있고, 상기 방법은, 상기 멀티-스택 구조를 상기 제 1 그루브와 실질적 정렬 상태인 세로 축을 따라 절삭하는 단계를 포함한다. 그러므로 절삭 동작의 횟수가 다른 경우보다 적고, 이러한 방법의 효율이 개선된다.
예들에서, 에너지 저장 디바이스는 제 1 에너지 저장 디바이스이고, 멀티-스택 구조를 절삭하면 제 1 에너지 저장 디바이스로의 제 1 프리커서가 제 2 에너지 저장 디바이스로의 제 2 프리커서로부터 분리된다. 이러한 예에서, 제 1 프리커서는 제 1 스택의 제 1 부분, 제 2 스택의 제 1 부분, 제 1 스택의 제 2 부분 및 제 2 스택의 제 2 부분을 포함한다. 그러므로, 복수 개의 에너지 저장 디바이스가 단일 멀티-스택 구조로부터 형성될 수 있게 된다. 예를 들어, 복수 개의 에너지 저장 디바이스가 연속적인 제조 처리를 사용하여 형성될 수 있다. 그러므로, 에너지 저장 디바이스는 배치 처리와 같이 단일 에너지 저장 디바이스가 한 번에 제조되는 다른 방법보다 더 효율적으로 제작될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서,
기판의 제 1 측면 상에 제 1 스택을 제공하는 단계 - 상기 제 1 스택은 제 1 전극 층, 제 2 전극 층, 및 상기 제 1 전극 층과 상기 제 2 전극 층 사이의 제 1 전해질 층을 포함하고, 상기 제 1 전극 층은 상기 기판의 제 1 측면에 상기 제 2 전극 층보다 가까움 -;
상기 기판의 제 1 측면에 반대인 상기 기판의 제 2 측면 상에 제 2 스택을 제공하는 단계 - 상기 제 2 스택은 제 3 전극 층, 제 4 전극 층, 및 상기 제 3 전극 층과 상기 제 4 전극 층 사이의 제 2 전해질 층을 포함하고, 상기 제 3 전극 층은 상기 기판의 제 2 측면에 상기 제 4 전극 층보다 가까움 -;
상기 제 1 스택의 제 1 측면에 제 1 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 1 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 1 스택의 제 1 측면은 상기 기판의 제 1 측면과 접촉하고, 상기 제 1 그루브는 제 1 깊이를 가짐 -; 및
상기 제 2 스택의 제 1 측면에, 상기 제 1 그루브와 실질적 정렬 상태인 제 2 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 2 스택의 제 1 측면은 상기 기판의 제 2 측면과 접촉하는 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 반대이고, 상기 제 2 그루브는 제 1 깊이와 다른 제 2 깊이를 가짐 -를 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 1 양태의 경우에서와 같이, 본 발명의 제 2 양태는 제 1 스택이 기판의 제 1 측면 상에 배치되고 제 2 스택이 기판의 제 2 측면에 배치되어, 멀티-스택 구조가 쉽게 형성되게 한다. 그러면, 제 1 및 제 2 스택 양자 모두가 서로 동일한 시간에 처리될 수 있게 되어, 제 1 및 제 2 스택의 형성의 효율을 개선할 수 있다. 더욱이, 활성 재료 대 기판의 비율이 스택이 기판의 일측에만 제공되는 예들과 비교할 때 증가될 수 있다. 그러므로, 에너지 저장 디바이스가 증가된 에너지 밀도를 제공한 것이 가능할 수 있다.
더 나아가, 제 2 그루브의 제 2 깊이가 제 1 그루브의 제 1 깊이와 다르므로, 후속 처리 이후에 제 2 그루브 내의 노출면이 제 1 그루브 내의 노출면과 다른 층의 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐소드(이것은, 예를 들어 제 1 전극 층의 일부에 대응함)가 제 1 그루브 내에 노출될 수 있는 반면에, 애노드(이것은 예컨대 제 2 전극 층의 일부에 대응함)가 제 2 그루브 내에 노출될 수 있다. 제 1 및 제 2 그루브 사이에 정렬 때문에, 이러한 경우에 캐소드 및 애노드의 노출된 부분은 에너지 저장 디바이스의 동일한 측면을 따라서 정렬될 수 있다. 이러한 방식으로, 캐소드 및 애노드가, 예를 들어 층들 각각이 노출되는 에너지 저장 디바이스의 측면에 배치되는 전기 커넥터를 사용하여, 직렬로 연결될 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 제 1 및 제 2 스택이 직렬로 연결될 수 있다.
예들에서, 상기 제 1 그루브는 상기 제 1 전극 층을 절삭하지 않고 형성되고, 상기 제 2 그루브는 상기 기판을 절삭하지 않고 형성된다. 이러한 예는 적은 양의 재료를 제거함으로써 더 효율적일 수 있게 되고, 그루브가 더 빠르게 형성될 수 있게 한다.
예들에서, 상기 제 1 그루브를 형성하는 것은, 상기 기판의 제 1 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 1 레이저 빔을 사용하고, 상기 제 2 그루브를 형성하는 것은, 상기 기판의 제 2 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 2 레이저 빔을 사용한다. 그러면, 그루브가 통상적으로 빠르고 정확한 레이저 삭마 처리를 사용하여 형성될 수 있게 된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 에너지 저장 디바이스를 위한 멀티-스택 구조체로서,
상기 멀티-스택 구조체는,
기판의 제 1 측면 상의 제 1 스택 - 상기 제 1 스택은,
제 1 전극;
제 2 전극; 및
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 제 1 전해질을 포함하고, 상기 제 1 전극은 상기 기판의 제 1 측면에 상기 제 2 전극보다 가까움 -;
상기 기판의 제 1 측면에 반대인 상기 기판의 제 2 측면 상의 제 2 스택 - 상기 제 2 스택은,
제 3 전극;
제 4 전극; 및
상기 제 3 전극과 상기 제 4 전극 사이의 제 2 전해질을 포함하고, 상기 제 3 전극은 상기 기판의 제 2 측면에 상기 제 4 전극보다 가까움 -;
상기 제 2 전극의 제 1 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않고, 상기 제 1 전극의 제 1 노출면 및 상기 제 1 전해질의 제 1 노출면과 접촉하는 제 1 전기 절연체;
상기 제 4 전극의 제 1 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않고, 상기 제 3 전극의 상기 제 1 노출면 및 상기 제 2 전해질의 제 1 노출면과 접촉하는 제 2 전기 절연체;
상기 제 1 전극의 제 2 노출면, 상기 제 1 전해질의 제 2 노출면 및 상기 제 2 전극의 제 2 노출면과 접촉하는 제 3 전기 절연체; 및
상기 제 3 전극의 제 2 노출면, 상기 제 2 전해질의 제 2 노출면 및 상기 제 4 전극의 제 2 노출면과 접촉하는 제 4 전기 절연체를 포함하는, 멀티-스택 구조체가 제공된다.
본 발명의 제 1 및 제 2 양태와 관련하여 설명된 바와 같이, 이러한 멀티-스택 구조체는, 예를 들어 더 큰 활성 재료 대 비활성 재료의 비율을 가진다. 에너지 저장 디바이스의 활성 재료는 에너지 저장 디바이스의 화학적 활성 컴포넌트, 예컨대, 전극 및 전해질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성 재료는 예를 들어 캐소드인 제 1 및 제 3 전극의 재료, 및 예를 들어 애노드인 제 2 및 제 4 전극의 재료를 포함할 수 있다. 반대로, 에너지 저장 디바이스의 비활성 재료는 화학적 비활성 컴포넌트를 포함할 수 있는데, 이것은 화학적 에너지의 저장 또는 전달에 참여하지 않는다. 비활성 재료는 기판의 재료이거나 이것을 포함할 수 있다. 활성 재료 대 비활성 재료의 더 큰 비율을 가짐으로써, 멀티-스택 구조체의 에너지 밀도는 활성 재료 대 비활성 재료의 비율이 더 작은 다른 구조체보다 클 수 있다.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전기 절연체는, 예를 들어 그렇지 않으면 제 1 및 제 2 전극 또는 제 3 및 제 4 전극이 서로 전기 접촉하게 되면 발생할 수 있는 단락 회로의 위험을 낮춘다.
예들에서, 상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 2 전기 절연체와 실질적 정렬 상태이고, 상기 제 3 전기 절연체는 상기 제 4 전기 절연체와 실질적 정렬 상태이다. 그러나, 다른 예들에서, 상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 4 전기 절연체와 실질적 정렬 상태이고, 상기 제 3 전기 절연체는 상기 제 2 전기 절연체와 실질적 정렬 상태이다. 어떤 경우에서도, 멀티-스택 구조의 추가적인 처리가 단순화될 수 있다. 예를 들어, 전기 절연체의 개별적인 쌍들이 정렬되기 때문에, 멀티-스택 구조에는 상대적으로 부드럽거나 평면형인 표면이 제공될 수 있고, 이것은 예를 들어 멀티-스택 구조의 측면일 수 있다. 구성이 이와 같으면, 전극의 노출된 부분을 외부 회로에 연결하기 위한 전기 도전성 재료의 후속 퇴적이, 멀티-스택 구조 디바이스의 표면이 평면형이 아닌 다른 예와 비교할 때 더 단순화될 수 있다.
예들에서, 상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 1 스택의 제 1 측면에 배치되고, 상기 제 2 전기 절연체는 제 2 스택의 제 1 측면에 배치되며, 상기 제 3 전기 절연체는 상기 제 1 스택의 제 1 측면에 반대인 상기 제 1 스택의 제 2 측면에 배치되고, 상기 제 4 전기 절연체는 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 배치된다. 그러므로, 제 1 스택의 제 1 측면에서, 제 1 전기 절연체는 제 1 전극의 제 1 노출면(역시 스택의 제 1 측면에 있을 수 있음)을 제 2 전극의 제 1 노출면으로부터 절연시킬 수 있다. 이와 유사하게, 스택의 제 2 측면에서, 제 2 전기 절연체는 제 2 전극의 제 2 노출면(역시 스택의 제 2 측면에 있을 수 있음)을 제 1 전극의 제 2 노출면으로부터 절연시킬 수 있다. 제 3 및 제 4 전기 절연체는 이와 유사하게, 제 3 및 제 4 전극의 노출면을 서로 절연시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 단락 회로가 실효적으로 방지되거나 감소될 수 있다.
대안적인 예에서, 상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 1 스택의 제 1 측면에 배치되고, 상기 제 4 전기 절연체는 제 2 스택의 제 1 측면에 배치되며, 상기 제 3 전기 절연체는 상기 제 1 스택의 제 1 측면에 반대인 상기 제 1 스택의 제 2 측면에 배치되고, 상기 제 2 전기 절연체는 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 배치된다. 이러한 예도 단락 회로를 방지하거나 줄일 수 있다.
예들에서, 상기 제 3 전기 절연체가 상기 제 1 전극의 제 2 노출면과 중첩하고, 상기 제 1 전극의 제 2 노출면의 평면이 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 실질적으로 평행한 것; 또는
상기 제 4 전기 절연체가 상기 제 3 전극의 제 2 노출면과 중첩되고, 상기 제 3 전극의 제 2 노출면의 평면이 상기 기판의 제 2 측면의 평면에 실질적으로 평행한 것 중 적어도 하나가 성립한다.
구성이 이와 같으면, 제 1 전극의 제 2 노출면 및 제 3 전극의 제 2 노출면이, 그 위에 제 3 및 제 4 전기 절연체를 형성하기 위한 전기 절연 재료가 간단하게 퇴적될 수 있는 개별적인 선반(shelf) 또는 레지(ledge)를 각각 형성할 수 있다.
예들에서, 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 수직인 방향으로의 상기 기판의 두께는: 상기 제 1 스택의 제 1 두께 또는, 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 수직인 방향으로의 상기 제 2 스택의 제 2 두께 중 적어도 하나와 실질적으로 같거나 그보다 더 크다. 이러한 경우에, 멀티-스택 구조체는, 예를 들어 본 발명의 제 1 또는 제 2 양태에 따른 방법을 사용하여 간단하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 그루브(이들은 후속하여, 예를 들어 전기 절연체를 형성하기 위한 전기 절연 재료로 적어도 부분적으로 채워짐)의 깊이가 쉽게 제어될 수 있다. 그루브의 깊이는, 그루브가 동일한 기판의 상이한 측면으로부터의 동일한 스택을 처리함으로써 형성되는 다른 방법보다, 본 발명의 제 1 또는 제 2 양태에 따른 방법(동일한 스택 내의 그루브 각각이 기판의 동일한 측면으로부터 형성됨)을 사용하여 쉽게 제어될 수 있다. 이러한 다른 방법은, 기판의 두께가 그루브가 형성될 스택의 두께와 실질적으로 같거나 그보다 큰 경우의 소망된 깊이로부터의 그루브 깊이의 편차에 노출될 수 있다. 그러나, 그루브를 동일한 측면으로부터 형성함으로써, 그루브 깊이의 이러한 편차가 감소될 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 에너지 저장 디바이스를 위한 멀티-스택 구조체로서,
상기 멀티-스택 구조체는,
기판의 제 1 측면 상의 제 1 스택 - 상기 제 1 스택은,
제 1 전극;
제 2 전극; 및
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 제 1 전해질을 포함하고, 상기 제 1 전극은 상기 기판의 제 1 측면에 상기 제 2 전극보다 가까움 -;
상기 기판의 제 1 측면에 반대인 상기 기판의 제 2 측면 상의 제 2 스택 - 상기 제 2 스택은,
제 3 전극;
제 4 전극; 및
상기 제 3 전극과 상기 제 4 전극 사이의 제 2 전해질을 포함하고, 상기 제 3 전극은 상기 기판의 제 2 측면에 상기 제 4 전극보다 가까움 -;
상기 제 1 전극의 제 1 노출면, 상기 제 1 전해질의 노출면, 및 상기 제 2 전극의 노출면과 접촉하는 제 1 전기 절연체; 및
상기 제 4 전극의 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않고, 상기 제 3 전극의 노출면 및 상기 제 2 전해질의 노출면과 접촉하는 제 2 전기 절연체를 포함하는, 멀티-스택 구조체가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태를 참조하여 설명된 바와 같이, 이러한 멀티-스택 구조체는, 예를 들어 단일 스택 구조체보다 큰 에너지 밀도를 가진다.
예들에서, 제 1 전기 절연체는 제 2 전기 절연체와 실질적 정렬 상태이다. 이러한 경우에, 멀티-스택 구조의 추가적인 처리가, 예를 들어 멀티-스택 구조의 더 평면형인 표면에 기인하여 단순화될 수 있다.
예들에서, 상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 1 전극의 노출면과 중첩하고, 상기 제 1 전극의 노출면의 평면은 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 실질적으로 평행하다. 구성이 이와 같으면, 제 1 전극의 노출면은, 그 위에 제 1 전기 절연체를 형성하기 위한 전기 절연 재료가 간단하게 퇴적될 수 있는 선반 또는 레지를 형성할 수 있다.
예들에서, 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 수직인 방향으로의 상기 기판의 두께는: 상기 제 1 스택의 제 1 두께 또는, 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 수직인 방향으로의 상기 제 2 스택의 제 2 두께 중 적어도 하나와 실질적으로 같거나 그보다 더 크다. 이러한 멀티-스택 구조체는, 예를 들어 본 발명의 제 1 또는 제 2 양태에 따르는 방법을 사용하여, 개선된 정확도로 제작될 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 에너지 저장 디바이스를 위한 스택의 제 1 측면 위에 재료를 퇴적시키도록 구성되는 제 1 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트; 스택의 제 2 측면 위에 재료를 퇴적시키도록 구성되는 제 2 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트 - 상기 제 2 측면은 상기 제 1 측면에 반대임 -; 및 상기 스택의 제 1 측면이, 상기 제 1 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트로부터 상기 스택 상으로의 재료의 톱-다운 잉크젯 재료 퇴적을 위해 제시되도록, 그리고 상기 스택의 제 2 측면이, 상기 제 2 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트로부터 상기 스택 상으로의 재료의 톱-다운 잉크젯 재료 퇴적을 위해 제시되도록, 상기 제 1 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트와 상기 제 2 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트 사이에서의 상기 스택의 이동을 유도하도록 구성되는 복수 개의 롤러를 포함하는, 장치가 제공된다.
잉크젯 프린팅과 같은 잉크젯 재료 퇴적을 톱-다운으로 수행하면, 재료가 스택 상에 정확하고 효율적으로 퇴적될 수 있다. 스택의 양자 모두의 측면이 톱-다운 프린팅을 위해서 제시되는 것을 보장하면, 스택이 기판의 양자 모두의 측면 상에 층들을 포함하는 경우에도 재료가 스택 상으로 정확하고 효율적으로 퇴적될 수 있게 될 수 있다.
예들에서, 장치는 제 1 양태에 따른 방법을 수행하도록 구성된다.
추가적인 특징들은 오직 예시적으로 포함된 후속하는 설명으로부터 명백해질 것이고, 설명은 첨부 도면들을 참조하여 이루어진다.
도 1은 예들에 따른 에너지 저장 디바이스용 스택의 개략도이다;
도 2는 예들에 따른 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위한, 도 1의 스택의 일 예의 개략도이다;
도 3a 내지 도 3e는 예들에 따른 제조 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법을 예시하는 개략도이다;
도 4a 내지 도 4f는 추가적인 예에 따라 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법을 예시하는 개략도이다;
도 5는 예들에 따른 에너지 저장 디바이스의 제조를 위한 중간 구조체의 개략도이다;
도 6은 다른 예들에 따른 에너지 저장 디바이스의 제조를 위한 중간 구조체의 개략도이다;
도 7은 중간 구조체를 릴-투-릴 프로세스에서 처리하는 일 예를 도시하는 개략도이다;
도 8은 중간 구조체를 릴-투-릴 프로세스에서 처리하는 추가적인 예를 도시하는 개략도이다;
도 9는 예들에 따른 에너지 저장 디바이스를 위한 폴딩된 중간 구조체를 예시하는 개략도이다;
도 10은 도 9의 폴딩된 중간 구조체의 절삭을 예시하는 개략도이다;
도 11은 도 9의 폴딩된 중간 구조체를 도 10에 도시된 바와 같이 절삭함으로써 형성되는 멀티-스택 구조체를 예시하는 개략도이다; 그리고
도 12는 에너지 저장 디바이스로의 프리커서의 부분의 일 예를 예시하는 개략도이다.
예들에 따른 방법, 구조 및 디바이스의 세부 사항이 도면을 참조하여 후속하는 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 명세서에서, 설명을 위하여, 특정한 예들의 다양한 세부 사항들이 설명된다. 본 명세서에서 "하나의 예" 또는 유사한 용어를 지칭하는 것은 그 예와 연계하여 설명된 특정한 피쳐, 구조, 또는 특징이 적어도 해당 예에 포함되지만, 반드시 다른 예에 포함되는 것은 아니라는 것을 의미한다. 또한, 특정한 예들이 그러한 예들에 내재된 개념을 쉽게 설명하고 이해할 수 있게 하기 위해서 특정한 피쳐들이 생략 및/또는 필수적으로 간략화된 상태로 개략적으로 설명된다는 것에도 주의해야 한다.
도 1은 에너지 저장 디바이스용 층들의 스택(100)을 도시한다. 도 1의 스택(100)은, 예를 들어 고체 전해질을 갖는 박막 에너지 저장 디바이스의 일부로서 사용될 수 있다.
도 1에서 스택(100)이 기판(102) 상에 존재한다. 기판(102)은 예를 들어 유리 또는 폴리머이고, 고상이거나 가요성일 수 있다. 기판(102)은 통상적으로 평면형이다. 스택(100)이 도 1에서 기판(102)을 직접적으로 접촉하는 것으로 도시되지만, 다른 예에서는 스택(100) 및 기판(102) 사이에 하나의 층 또는 더 많은 층들이 존재할 수 있다. 따라서, 달리 표시되지 않는 한, 본 명세서에서 어떤 요소가 다른 요소 "상(on)"에 있다는 표현은 직접적 접촉 또는 간접적 접촉을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 말하면, 어떤 요소가 다른 요소 상에 있는 것은, 다른 요소를 접촉하거나, 다른 요소와 접촉하지는 않지만, 그 대신에 일반적으로 중재하는 요소(또는 요소들)에 의해 지지되지만, 그럼에도 불구하고 다른 요소 위에 있거나 중첩하는 것일 수도 있다.
도 1의 스택(100)은 제 1 전극 층(104), 전해질 층(106) 및 제 2 전극 층(108)을 포함한다. 도 1의 예에서, 제 2 전극 층(108)은 제 1 전극 층(104)보다 기판(102)으로부터 더 멀고, 전해질 층(106)은 제 1 전극 층(104) 및 제 2 전극 층(108) 사이에 있다.
제 1 전극 층(104)은 양의 전류 콜렉터 층으로서의 역할을 할 수 있다. 이러한 예에서, 제 1 전극 층(104)은 양의 전극 층을 형성할 수 있다(이것은 스택(100)을 포함하는 에너지 저장 디바이스의 셀의 방전 중에 캐소드와 대응할 수 있음). 제 1 전극 층(104)은 안정적인 화학적 반응 덕분에 리튬 이온을 저장하기에 적합한 재료, 예컨대 리튬 코발트 산화물, 리튬 인산철 또는 알칼리 금속 다황염을 포함할 수 있다.
대안적인 예에서는, 별개의 양의 전류 콜렉터 층이 존재할 수 있고, 이것은 제 1 전극 층(104) 및 기판(102) 사이에 위치될 수 있다. 이러한 예들에서, 별개의 양의 전류 콜렉터 층은 니켈 호일이거나 이를 포함할 수 있다; 하지만, 알루미늄, 구리 또는 철, 또는 PET 상의 알루미늄과 같은 금속화된 플라스틱을 포함하는 금속화된 재료가 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
제 2 전극 층(108)은 음의 전류 콜렉터 층으로서의 역할을 할 수 있다. 이러한 경우에, 제 2 전극 층(108)은 음의 전극 층을 형성할 수 있다(이것은 스택(100)을 포함하는 에너지 저장 디바이스의 셀의 방전 중에 애노드에 대응할 수 있음). 제 2 전극 층(108)은 리튬 금속, 흑연, 실리콘 또는 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함할 수 있다. 제 1 전극 층(104)에 대하여, 다른 예에서는, 스택(100)은 별개의 음의 전류 콜렉터 층을 포함할 수 있고, 이것은 제 2 전극 층(108) 상에 있을 수 있으며, 제 2 전극 층(108)은 음의 전류 콜렉터 층 및 기판(102) 사이에 있다. 음의 전류 콜렉터 층이 별개의 층인 예들에서, 음의 전류 콜렉터 층은 니켈 박막을 포함할 수 있다. 그러나, 임의의 적합한 금속, 예컨대 알루미늄, 구리 또는 철, 또는 PET와 같이 금속화된 플라스틱을 포함하는 금속화된 재료가 음의 전류 콜렉터 층을 위하여 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
제 1 및 제 2 전극 층(104, 108)은 통상적으로 전도성이다. 그러므로, 제 1 및 제 2 전극 층(104, 108)을 통과하는 이온 또는 전자의 흐름에 기인하여, 전류가 제 1 및 제 2 전극 층(104, 108)을 통해 흐를 수 있다.
전해질 층(106)은 리튬 인산 옥시질화물(LiPON)과 같이 이온을 통과시키지만, 여전히 전기적 절연체인 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 전술된 바와 같이, 전해질 층(106)은 예를 들어 고체 층이고, 고속 이온 컨덕터라고 불릴 수 있다. 고체 전해질 층은, 예를 들어 규칙적인 구조가 부족하고 자유롭게 이동시킬 수 있는 이온을 포함하는 액체 전해질의 구조와 결정성 고체의 구조 사이의 중간인 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 결정 재료는 2차원 또는 3차원 격자로서 배열될 수 있는 원자의 정렬된 배열을 가지는 규칙적인 구조를 가지고 있다. 결정 재료의 이온은 통상적으로 움직일 수 없고, 그러므로 재료를 통해서 자유롭게 이동할 수 없을 수 있다.
스택(100)은, 예를 들어 제 1 전극 층(104)을 기판(102) 상에 퇴적시킴으로써 제조될 수 있다. 전해질 층(106)은 제 1 전극 층(104) 상에 후속 퇴적되고, 그러면 제 2 전극 층(108)이 전해질 층(106) 상에 퇴적된다. 스택(100)의 각각의 층은 플러드 퇴적(flood deposition)에 의해서 퇴적될 수 있고, 그러면 고도로 균질한 층을 생산하는 간단하고 효율적인 방식이 제공되지만, 다른 퇴적 방법도 가능하다.
도 1의 스택(100)은 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위한 추가적인 처리를 거칠 수 있다. 도 1의 스택(100)에 적용될 수 있는 처리의 예가 도 2에 개략적으로 예시된다.
도 2에서, 스택(100) 및 기판(102)은 에너지 저장 디바이스의 제조를 위한 중간 구조체(110)를 함께 형성한다. 이러한 예에서 중간 구조체(110)는 플렉시블하여, 롤-투-롤 제조 프로세스(가끔은 릴-투-릴 제조 프로세스라고 불림)의 일부로서 롤러(112) 주위에 감길 수 있다. 중간 구조체(110)는 롤러(112)로부터 서서히 풀리고 추가적인 처리를 거칠 수 있다.
도 2의 예에서, 그루브가 제 1 레이저(114)를 사용하여 중간 구조체(110)를 통과하여(예를 들어 스택(100)을 통과하여) 형성될 수 있다. 제 1 레이저(114)는 레이저 빔(116)을 중간 구조체(110)에 적용하여 중간 구조체의 일부를 레이저 삭마에 의하여 제거하고, 이를 통하여 스택(100) 내에 그루브를 형성하도록 구성된다. 이러한 프로세스는 레이저 삭마라고 불릴 수 있다.
그루브를 형성한 후에, 전기 절연 재료가 재료 퇴적 시스템(118)을 사용하여 그루브의 적어도 일부 내에 퇴적될 수 있다. 재료 퇴적 시스템(118)은, 예를 들어 그루브의 적어도 일부를 유기물 부유 유체 재료(organic suspended liquid material)와 같은 유체(120)로 채운다. 이제, 유체(120)는 그루브 내에서 응고되어 그루브 내에 전기적 절연 플러그를 형성할 수 있다. 전기 절연 재료는 전기적으로 비도전성인 것으로 여겨질 수 있고, 따라서 전기장에 노출되면 상대적으로 소량의 전류를 통전할 수 있다. 통상적으로, 전기 절연 재료(가끔 절연체라고 불림)는 반도체 재료 또는 전도성 재료보다 적은 전류를 통전시킨다. 그러나, 그럼에도 불구하고, 절연체도 전류를 이동시키기 위한 소량의 전하 캐리어를 포함할 수 있기 때문에, 소량의 전류가 전기장의 영향 하에서 전기 절연 재료를 통해 흐를 수 있다. 본 명세서의 예들에서, 재료는 절연체의 기능을 수행하기에 충분하게 전기를 절연하는 경우 전기 절연성이라고 여겨질 수 있다. 이러한 기능은, 예를 들어 재료가 하나의 요소를 다른 것으로부터 단락회로를 피하기에 충분하게 절연시키는 경우에 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전기 절연 재료의 퇴적 이후에, 중간 구조체(110)가 그루브의 적어도 일부를 따라 절삭되어 에너지 저장 디바이스를 위한 별개의 셀을 형성한다. 도 2와 같은 예들에서, 수 백 개 또는 가능하게는 수 천 개의 셀이 중간 구조체(110)의 하나의 롤로부터 절삭될 수 있어서, 여러 셀들이 효율적인 방식으로 제작될 수 있게 한다.
도 2에서, 절삭 동작은 레이저 빔(124)을 중간 구조체(110)에 적용하도록 구성되는 제 2 레이저(122)를 사용하여 수행된다. 각각의 절개부는, 예를 들어 절연 플러그의 중앙을 통해서 이루어져서, 플러그가 두 조각으로 나뉘게 할 수 있는데, 각각의 조각은 그것이 부착되는 에지를 포함하는 노출된 표면 위에 보호 커버를 형성한다. 이러한 방식으로 전체 스택을 통해 절삭하면, 제 1의 및 제 2 전극 층(104, 108)의 노출면들이 생긴다.
비록 도 2(오직 개략적인 것임)에는 도시되지 않지만, 절연 재료를 퇴적시킨 후에(또는 다른 경우에), 중간 구조체(110)가 자신 상에 겹쳐서 폴딩되어 절연 플러그 각각이 정렬되는 적어도 수 십 개, 가능하게는 수 백 개, 및 가능하게는 수 천 개의 층을 가지는 z-폴드 구조를 생성할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 제 2 레이저(122)에 의해 수행되는 레이저 절삭 프로세스는 이제 플러그의 정렬된 세트 각각에 대해 단일 절삭 동작에서 z-폴드 구조를 통해 절삭하기 위해서 사용될 수 있다.
셀을 절삭한 후에, 셀의 반대 측면들을 따라 전기 커넥터가 포함될 수 있어서, 셀의 하나의 측면 상의 제 1 전기 커넥터가 제 1 전극 층(104)과 접촉하지만(이것은 셀이 중간 구조체(110)의 나머지로부터 분리된 후에 제 1 전극을 형성하는 것으로 여겨질 수 있음), 전기 절연 재료에 의해서 다른 층에 접촉하는 것이 방지되게 된다. 이와 유사하게, 셀의 반대 측 상의 제 2 전기 커넥터는 제 2 전극 층(108)과 접촉하도록 구현될 수 있지만(이것은 셀이 중간 구조체(110)의 나머지로부터 분리된 후에 제 2 전극을 형성하는 것으로 여겨질 수 있음), 절연 재료에 의해서 다른 층에 접촉하는 것이 방지된다. 그러므로, 절연 재료는 각각의 셀 내에서 제 1 및 제 2 전극 층(104, 108) 사이 그리고 다른 층 사이에 단락이 생길 위험을 줄일 수 있다. 제 1 및 제 2 전기 커넥터는, 예를 들어 스택의 에지(또는 중간 구조체(110)의 에지)에 스퍼터링에 의해 도포되는 금속성 재료일 수 있다. 그러므로, 셀은 간단하고 쉽게 병렬로 결합될 수 있다.
도 3a 내지 도 3e(총괄적으로 도 3 이라고 불림)는 에너지 저장 디바이스를 제조하는 예시적인 방법의 피쳐들을 예시하는 개략도이다. 도 1의 대응하는 피쳐와 동일한 도 3의 피쳐들은 동일한 참조 번호로 명명된다. 대응하는 설명이 적용될 것이다. 동일한 참조 번호는 도 3a 내지 도 3e 각각에서 동일한 요소를 나타내기 위하여 사용된다. 그러나, 명확화를 위해서 모든 요소들이 도 3a 내지 도 3e에서 명명되는 것은 아니다. 도 3a 내지 도 3e 중 하나에서 명명되지만 도 3a 내지 도 3e의 다른 것에서는 명명되지 않는 요소들은, 도 3a 내지 도 3e의 처리가 동일한 스택에 순차적으로 적용될 수 있기 때문에, 그럼에도 불구하고 존재할 수 있다.
도 3a에 앞서서, 도 3에 따른 방법은 스택(100)을 기판(102)의 표면(126)에 제공하는 것을 포함한다. 이러한 예에서, 스택(100) 및 표면(102)은 도 1에 도시된 바와 같다. 그러나, 다른 예에서, 도 3에 따른 방법은, 도 1에 도시된 것과 다른 구조체 또는 층이 있는 다른 스택에 적용될 수 있다.
스택(100)의 층(이러한 경우에는 제 1 전극 층(104), 전해질 층(106) 및 제 2 전극 층(108)은 순차적으로 제공될 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 기판은 부분적으로 조립된 상태로 포함될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 전극 층, 전해질 층 및 제 2 전극 층을 포함하는 스택이 기판이 포함되기 전에 기판 상에 이미 배치될 수 있다.
도 3a에서, 제 1 그루브(128a), 제 2 그루브(128b) 및 제 3 그루브(128c)는 스택(100)의 제 1 측면(130) 상에 형성된다. 제 1, 제 2 및 제 3 그루브(128a-128c)는 총괄하여 참조 번호 128로 지칭될 수 있다. 스택(100)의 제 1 측면(130)은 기판(102)의 표면(126) 상에 있는 스택(100)의 제 2 측면에 반대이다. 따라서, 스택(100)의 제 1 측면(130)은, 예를 들어 다른 컴포넌트와 접촉하지 않거나 다른 컴포넌트에 의해서 가려지지 않는 스택(100)의 노출면이다. 이러한 예에서, 스택(100)의 제 1 측면(130)은 스택(100)의 상면이지만, 다른 예에서도 그래야 하는 것은 아니다.
예를 들어, 그루브는 연속적이거나 비연속적일 수 있는 채널, 슬롯, 또는 트렌치이다. 일부 예에서, 그루브는 기다란 모양일 수 있다. 그루브는 스택(100)의 층들을 부분적으로 통과하거나, 스택(100)의 모든 층을 통과하여 연장되어, 기판(102)의 일부를 노출시킬 수 있다. 그루브는, 예를 들어, 예컨대, 액체 또는 다른 유체와 같은 추가적인 재료의 후속 퇴적을 위한 채널을 포함한다.
도 3a에서 제 1 그루브(128a)는 제 1 깊이 d 1 을 가지고 제 2 그루브(128b)는 제 2 깊이 d 2 를 가지며, 제 3 그루브(128c)는 제 3 깊이 d 3 를 가진다. 제 1 깊이 d 1 은 제 3 깊이 d 3 와 실질적으로 같지만, 제 1 깊이 d 1 은 제 2 깊이 d 2 와 다르다. 그루브(128)의 깊이(d 1 , d 2 , d 3 ) 각각은 도 3a에서 기판(102)의 표면(126)의 평면에 실질적으로 수직인 방향으로 생긴다. 어떤 방향은, 그 방향이 어떤 평면에 정확하게 수직이거나 거의 수직인 경우, 예컨대, 측정 오차 내이거나 수직으로부터 5, 10 또는 20 도의 각도 편차인 경우에 그 평면에 실질적으로 수직이라고 여겨질 수 있다. 이러한 경우에, 그루브(128)는 이러한 방향으로 연장되거나 길다고 여겨질 수 있다. 이러한 경우에, 그루브(128)는 이것이 수직인 방향(예컨대, 도 3a에 대해서는 지면으로 들어가거나 나오는 방향)으로 추가적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 그루브의 개구부(mouth) 또는 개구로부터 그루브의 베이스를 향해 연장되는 그루브의 중심축은, 기판(102)의 표면(126)의 평면에 실질적으로 수직인 방향일 수 있다.
그러나, 다른 예에서, 그루브(128) 중 일부 또는 전부는, 기판(102)의 표면(126)의 평면으로부터 실질적으로 수직인 것이 아닌 다른 각도인 축을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 그루브(128) 중 일부 또는 전부는 기판(102)의 표면(126)의 평면에 대해 예각인(예컨대,(90)도 미만의 각도인) 내면을 가질 수 있다. 그러나, 그렇게 되면 그루브(128)의 내면이 기판(102)의 표면(126)의 평면에 실질적으로 수직인 도 3a와 같은 예와 비교할 때, 그루브(128) 내에 후속하여 재료를 퇴적시키기가 더 어려워진다.
제 1, 제 2 및 제 3 그루브(128a, 128b, 128c)는 스택(100)의 다양한 층을 상이한 부분들로 분리한다. 도 3a에서, 제 1 그루브(128a)는 제 1 전극 층(108)을 제 1 및 제 2 부분(108a, 108b)으로 분리한다. 제 1 그루브(128a)는 또한, 전해질 층(106)을 제 1 및 제 2 부분(106a, 106b)으로 분리한다. 제 2 그루브(128b)는 제 1 전극 층(108)의 제 2 부분(108b)을 제 1 전극 층(108)의 제 3 부분(108c)으로부터 분리한다. 제 2 그루브(128b)도, 전해질 층(106)의 제 2 부분(106b)을 전해질 층(106)의 제 3 부분(106c)으로부터 분리한다. 또한, 제 2 그루브(128b)는 제 2 전극 층(104)을 제 1 부분(104a) 및 제 2 부분(104b)으로 분리한다. 도 3a에서, 제 3 그루브(128c)는 제 1 전극 층(108)의 제 3 부분(108c)을 제 1 전극 층(108)의 제 4 부분(108d)으로부터 분리하고, 전해질 층(106)의 제 3 부분(106c)을 전해질 층(106)의 제 4 부분(106d)으로부터 분리한다. 제 2 그루브(128b)와 달리, 제 1 그루브(128a)와 제 3 그루브(128c) 중 어느 것도 제 2 전극 층(104)의 부분들을 분리하지 않는다.
도 3a에서, 제 1 그루브(128a)는 제 2 전극 층(108)의 제 1 노출면(132a)을 포함하는 제 1 표면을 가진다. 이러한 예에서, 제 2 전극 층(108)의 제 1 노출면(132a)은 제 2 전극 층(108)의 제 1 부분(108a)의 표면이다. 그러나, 제 1 그루브(128a)의 제 1 표면은, 제 2 전극 층(108)의 제 2 부분(108b), 및 전해질 층(106)의 제 1 및 제 2 부분(106a, 106b)의 노출면을 더 포함한다. 제 1 그루브(128a)의 제 1 표면은 제 1 전극 층(104)의 제 1 부분(104a)의 노출면을 더 포함하는데, 이것은 이러한 예에서 제 1 전극 층(104)의 제 1 부분(104a)의 상면이다. 따라서, 이러한 예에서, 제 1 그루브(128a)는 제 2 전극 층(108) 및 전해질 층(106)을 통과하여 형성된다. 따라서, 제 2 전극 층(108) 및 전해질 층(106)의 노출면은 제 1 그루브(128a)의 측면을 형성하는 반면에, 제 1 전극 층(104)의 노출면은 제 1 그루브(128a)의 베이스 또는 바닥 영역을 형성한다. 제 1 그루브(128a)는 제 1 전극 층(104) 또는 기판(102)을 통과해서 연장하지 않는다.
그루브의 노출면은, 예를 들어 그루브가 형성된 후에 덮이지 않거나 다른 층과 접촉하지 않는 표면이다. 이러한 방식으로, 노출면은, 예를 들어 그루브가 형성된 후에 덮이지 않거나, 드러나거나, 그렇지 않으면 보이게 된다. 예를 들어, 노출면은 그루브의 벽, 측면, 측벽 또는 페이스에 대응할 수 있다. 따라서, 노출면은 그루브 내에 덮이지 않은 임의의 표면이거나 임의의 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 노출면은 그루브의 수직 벽 또는 일반적으로 상향 연장되는 그루브의 내면이거나 이를 포함할 수 있는데, 이것은 기판(102)에 대하여 상향 방향으로 연장된다. 이것이 도 3a의 경우인데, 여기에서는 제 1 그루브(128a)의 제 1 표면(예를 들어 이것은 제 1 그루브(128a)의 노출면임)은 제 1 전극 층(108)의 제 1 및 제 2 부분(108a, 108b)의 측면 및 전해질 층(106)의 제 1 및 제 2 부분(106a, 106b)의 측면을 포함한다. 대안적으로는, 노출면은, 기판(102)의 표면(126)의 수평면 또는 평면에 일반적으로 평행하거나 수평인 평면에서 연장되는, 그루브의 벽 또는 다른 표면이거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 노출면은 그루브의 수평 바닥면이거나 이를 포함할 수 있는데, 이것은 예를 들어 기판(102)에 가장 가까울 수 있는 그루브의 표면의 가장 깊은 표면이다. 다른 예에서, 그루브는 하나 이상의 선반(shelf) 또는 레지부(ledge portion)를 포함할 수 있는데, 이것은 기판의 수평면 또는 평면에 일반적으로 평행한 평면에서 연장될 수 있다.
제 2 그루브(128b)는 제 1 전극 층(104)의 노출면(134)을 포함하는 제 2 표면을 가진다. 이러한 예에서, 제 1 전극 층(104)의 노출면(134)은 제 1 전극 층(104)의 제 1 부분(104a)의 표면이다(이러한 예에서는, 제 1 전극 층(104)의 제 1 부분(104a)의 측면의 표면이고, 이것은 기판(102)의 표면(126)의 평면으로부터 멀어지게 연장됨). 그러나, 제 2 그루브(128b)의 제 2 표면은, 전극 층(106)의 제 2 및 제 3 부분(106b, 106c)의 노출면 및 제 2 전극 층(108)의 제 2 및 제 3 부분(108b, 108c)의 노출면을 더 포함한다. 따라서, 이러한 예에서, 제 2 그루브(128b)는, 제 2 전극 층(108), 전해질 층(106) 및 제 1 전극 층(104)을 통과하여 형성되는데, 이들은 예를 들어 제 2 그루브(128b)의 측면을 형성한다. 제 2 그루브(128b)는 기판(102)을 통과하여 연장하지 않지만, 도 3a에서 기판(102)의 표면(126)은 제 2 그루브(128b)의 밑면에 대응한다. 제 2 그루브(128b)는 제 1 그루브(128a) 및 제 3 그루브(128c) 사이에 위치된다.
제 3 그루브(128c)는 제 2 전극 층(108)의 제 2 노출면(132b)을 포함하는 제 3 표면을 가진다. 이러한 예에서, 제 2 전극 층(108)의 제 2 노출면(132b)은 제 2 전극 층(108)의 제 3 부분(108c)의 표면이다. 그러나, 제 3 그루브(128c)의 제 3 표면은 전해질 층(106)의 제 3 부분(106c)의 노출면 및 제 2 전극 층(108) 및 전해질 층(106)의 제 4 부분(108d, 106d)의 노출면을 더 포함한다. 제 3 그루브(128c)의 제 3 표면은 제 1 전극 층(104)의 제 2 부분(104b)의 제 2 부분(104b)의 노출면을 더 포함하는데, 이것은 예를 들어 제 3 그루브(128c)의 밑면에 대응한다. 따라서, 이러한 예에서, 제 3 그루브(128c)는 제 2 전극 층(108) 및 전해질 층(106)을 통과하여 형성되고, 이들이 예를 들어 제 3 그루브(128c)의 측면을 형성된다. 하지만, 제 3 그루브(128c)는 제 1 전극 층(104) 또는 기판(102)을 통과하여 연장되지 않는다.
제 1 및 제 3 그루브(128a, 128c)의 제 1 및 제 3 깊이(d 1 , d 3 )가 제 2 그루브(128b)의 제 2 깊이(d 2 )와 다르기 때문에, 제 2 그루브(128b)는 제 1 전극 층(104)을 통과하여 연장하는 반면에, 제 1 및 제 3 그루브(128a, 128c)는 제 1 전극 층(104)을 통과할만큼 충분히 깊지 않다. 그러면 제 1 및 제 3 그루브(128a, 128c) 내에서 제 2 전극 층(108)의의 측면들이 노출된다(이것은 제 1 및 제 3 그루브(128a, 128c)의 내부 표면 또는 측면이라고 여겨질 수 있음). 제 1 전극 층(104)의 측면은 제 1 및 제 3 그루브(128a, 128c) 내에서 연장되지 않는다. 그 대신에, 제 1 전극 층(104) 상면은 제 1 및 제 3 그루브(128a, 128c)의 밑면을 형성한다. 그러나, 제 1 전극 층(104)의 밑면의 측면은 제 1 및 제 3 그루브(128a, 128c)보다 깊은 제 2 그루브(128b) 내에서 노출된다. 하지만, 다른 예에서, 동일한 층의 측면은 그루브 각각 내에서 노출될 수 있고, 동일한 층의 상이한 부분의 측면은 그루브들 중 상이한 그루브 내에서 노출된다. 그러나, 이러한 경우에, 그럼에도 불구하고 제 1 및 제 3 그루브는 서로 실질적으로 동일한 깊이를 가지지만, 제 2 그루브와 다른 깊이를 가질 수 있다.
도 3a에서, 제 1 그루브(128a)는 제 2 그루브(128b)로부터 실질적으로 평행하게 이격되고, 제 2 그루브(128b)는 제 3 그루브(128c)로부터 실질적으로 평행하게 이격된다. 두 그루브들은, 서로 정확하게 평행한 경우 또는 이들은 제조 오차 허용 안에서, 또는 20 도,15 도,10 도 또는 5 도 내에서 서로에 대해 평행한 경우, 서로 실질적으로 평행한 것으로 여겨질 수 있다. 다르게 말하면, 제 1, 제 2 및 제 3 그루브(128)는 서로 일반적으로 동일한 방향으로 연장된다. 그러면, 제 1, 제 2, 및 제 3 그루브(128)의 형성이 단순해질 수 있다.
도 3a에서, 그루브(128)는 실질적으로 일정하거나, 그렇지 않으면 균일한 단면을 가진다. 그루브의 단면은, 예를 들어 그루브의 깊이에 수직인 방향으로 취해지고, 그러므로 그루브의 폭에 대응할 수 있다. 도 3a에서, 그루브(128)는 형상이 원통형이다. 그러나, 다른 예에서, 그루브는 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 그루브의 단면은 그루브의 밑면으로부터 멀어질수록 크기가 증가 또는 감소할 수 있고, 크기가 불균일할 수도 있다. 그루브(128) 중 일부 또는 전부는 서로 실질적으로 동일한 폭, 예컨대, 정밀하게 동일한 폭 또는 제조 허용 오차 내이거나 또는 20%, 15%, 10% 또는 5% 미만의 편차를 가지는 동일한 폭을 가질 수 있다. 서로 다른 폭을 가지는 것보다 동일한 폭을 가지는 그루브(128)를 제조하는 것이 더 간단할 수 있다. 예를 들어, 그럴 경우, 그렇지 않다면 상이한 폭의 그루브를 형성하기 위해서 필요할 수 있는 제조 장비를 이웃하는 그루브를 형성하는 사이에 조절할 필요성을 회피할 수 있다. 그루브의 폭은 기판(102)의 표면(126)의 평면에 평행한 방향으로 취해질 수 있고, 이것은 그루브의 깊이에 수직일 수 있다. 하지만, 다른 예에서는 그루브 중 하나 이상이 그루브들 중 다른 것과 다른 폭 및/또는 형상을 가질 수 있다.
예컨대, 도 3a의 예에서, 기판(102)의 표면(126) 평면에 평행한 방향으로의 제 1 그루브(128a) 및 제 2 그루브(128b) 사이의 제 1 거리(D 1 )는 동일한 방향으로의 제 2 그루브(128b) 및 제 3 그루브(128c) 사이의 제 2 거리(D 2 )와 실질적으로 같다. 이러한 두 거리들은, 이들이 정확하게 동일하거나, 측정시의 불확실성 내에서 동일하거나, 예를 들어 서로 20%, 15%, 10% 또는 5% 내인 경우에 실질적으로 동일한 것으로 여겨질 수 있다. 이러한 구성에서, 그루브(128)는, 그루브(128)가 불규칙한 간격에 형성되는 다른 경우보다 더 간단하게 제조될 수 있다. 더 나아가, z-폴드 구성에서 그루브들을 서로 정렬하는 것이 더 쉬워진다.
그루브 중 일부 또는 전부는 레이저 삭마를 사용하여 형성될 수 있다. "레이저 삭마"는 레이저-기반 프로세스를 사용하여 스택(100)으로부터 재료를 제거하는 것을 가리킬 수 있다. 이렇게 재료를 제거하는 것은 여러 물리적 프로세스 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 재료를 제거하는 것은 용융(melting), 용융-만출(melt-expulsion), 기화(또는 승화), 광자 분해(단일 광자), 광자 분해(다-광자), 기계적인 충격, 열-기계적 충격, 다른 충격-기반 프로세스, 표면 플라즈마 가공, 및 증발에 의한 제거(삭마) 중 임의의 하나 또는 조합을 포함(비한정적임)할 수 있다. 레이저 삭마는, 예를 들어 제거될 층(또는 층들)의 표면을 레이저 빔으로 조사하는 것을 수반한다. 예를 들어, 이것은 층(또는 층들)의 일부가 제거되게 한다. 레이저 삭마에 의해서 제거되는 층의 양은, 레이저 빔의 속성 예컨대, 레이저 빔의 파장 또는 펄스형 레이저 빔의 펄스 길이를 제어함으로써 제어될 수 있다. 레이저 삭마는, 통상적으로 그루브가 간단하고 빠른 방식으로 제어되어 형성되게 한다. 그러나, 다른 예에서, 그루브의 일부 또는 전부를 형성하기 위하여, 포토리소그래픽 기법과 같은 대안적인 방법이 사용될 수도 있다.
레이저 삭마가 사용되는 예들에서, 그루브(128)는 기판(102)의 제 1 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 레이저 빔을 사용하여 형성될 수 있는데, 이것은 예를 들어 스택(100)이 배치되는 기판(102)의 표면(126)에 대응한다. 예를 들어, 적어도 하나의 레이저 빔은 스택(100)의 제 1 측면(130)을 향해 지향될 수 있다. 적어도 하나의 레이저 빔을 스택(100)의 제 1 측면(130)을 향해 지향시킴으로써, 적어도 하나의 레이저 빔은 이제 기판(102)의 제 1 측면을 향해 지향될 수 있다. 적어도 하나의 레이저 빔을 기판(102)의 제 1 측면을 향해 지향시키기 위하여, 적어도 하나의 레이저 빔을 생성하도록 구현되는 레이저 그 자체가 기판(102)의 제 1 측에 위치될 수 있다(예를 들어, 스택(100)의 제 1 측면(130)을 바라보면서). 하지만, 대안적으로, 적어도 하나의 레이저 빔은 다른 위치에 위치될 수도 있지만, 그럼에도 불구하고 적절한 광학적 장치를 사용하여 기판(102)의 제 1 측면을 향해 지향될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 레이저 빔은 레이저 및, 레이저에 의해 생성된 적어도 하나의 레이저 빔을 기판(102)의 제 1 측면을 향해 편향시키기 위한 광학 요소, 예컨대 미러 또는 다른 반사기를 포함하는 레이저 삭마 시스템을 사용하여 생성될 수 있다.
이러한 방식으로, 그루브(128)는 적어도 하나의 레이저 빔을 스택(100)의 단일 측면으로부터 인가함으로써 형성될 수 있다. 그러면, 레이저 빔이 스택(100)의 상이한 개별적인 측면으로부터 인가되는 경우와 비교할 때 그루브(128)의 형성이 쉬워질 수 있다.
도 3a로부터 알 수 있는 것처럼, 제 1 그루브(128a), 제 2 그루브(128b) 및/또는 제 3 그루브(128c)는 기판(102)을 절삭하지 않고 형성될 수 있다. 예들에서, 기판(102)은 스택(100)과 비교할 때 상대적으로 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 기판(102)의 표면(126)의 평면에 수직인 방향으로의 기판(102)의 두께는, 동일한 방향으로의 스택(100)의 두께와 실질적으로 같거나 더 큰데, 여기에서 실질적으로 동일하다는 것은, 예를 들어 두께가 정밀하게 동일한 경우, 제조 허용 오차 내에서 동일하거나, 예컨대, 서로 20%, 15%, 10% 또는 5% 내에서 일반적으로 유사한 것을 가리킨다. 이러한 경우에, 그루브를 기판(102)을 통해서 스택(100) 내로 절개하는 것보다, 기판(102)을 절삭하지 않고 스택(100)의 제 1 측면(130)으로부터 그루브를 절개함으로써, 그루브의 깊이를 제어하는 것이 더 간단해질 수 있다.
도 3a에서, 제 1 및 제 3 그루브(128a, 128c)는 제 1 전극 층(108) 및 기판(102)을 절삭하지 않고 형성된다. 제 2 그루브(128b)는 기판(102)을 절삭하지 않고 형성된다. 그러면, 추가적인 재료가 제거되는 다른 예와 비교할 때, 에너지 저장 디바이스를 형성하기 위해서 적절한 형상 또는 크기로 여전히 그루브(128)를 생성하면서, 예를 들어 그루브(128)의 형성 효율이 개선될 수 있다.
도 3b에서, 전기 절연 재료(136)는 제 1, 제 2 및 제 3 그루브(128)내에 퇴적된다(하지만 일부 경우에는 전기 절연 재료가 그루브(128) 중 하나 이상 내에 퇴적되지 않을 수 있다). 전기 절연 재료(136)는 제 1 유체로서, 예를 들어 잉크젯 재료 퇴적 프로세스, 예컨대, 잉크젯 프린팅 프로세스를 사용하여 포함될 수 있다. 이것은, 예를 들어 전기 절연 재료(136)의 액적을, 예를 들어 노즐로부터 그루브(128) 내로 배출 또는 그렇지 않으면 방출하는 것을 수반한다. 전기 절연 재료(136)는 유전체 잉크와 같은 잉크일 수 있다. 적절한 유전체 잉크는 Dycotec Materials Ltd., Unit 12 Star West, Westmead Industrial Estate, Westlea, Swindon, SN5 7SW, United Kingdom으로부터 입수가능한 DM-INI-7003이다. 일반적으로, 전기 절연 재료(126)는 임의의 적합한 유전체 재료일 수 있다. 유전체 재료는, 예를 들어 전기장이 인가되면 분극될 수 있는 전기 절연체이다. 이러한 유전체 재료는 통상적으로 낮은 전기 전도도도 가진다. 비록 도 3b에서는 그루브(128) 각각에 동일한 전기 절연 재료(136)가 퇴적되지만, 다른 예에서는 상이한 전기 절연 재료가 하나 이상의 그루브(128) 내에 퇴적될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
전기 절연 재료(136)를 제 1 그루브(128a) 내에 퇴적시키면, 제 2 전극 층(108)의 제 1 노출면(132a)이 제 1 전극 층(104)으로부터 절연된다. 이와 유사하게, 전기 절연 재료(136)를 제 2 그루브(128b) 내에 퇴적시키면, 제 1 전극 층(104)의 노출면(134)이 제 2 전극 층(108)으로부터 절연된다. 전기 절연 재료(136)를 제 3 그루브(128c) 내에 퇴적시키면, 제 2 전극 층(108)의 제 2 노출면(132b)이 제 1 전극 층(104)으로부터 절연된다. 이러한 방식으로, 제 1 및 제 2 전극 층(104, 108) 사이에 단락 회로가 생길 위험이 감소될 수 있다.
전기 절연 재료(136)를 제 2 그루브(128b) 내에 포함한 후에, 전기 절연 재료(136)의 일부가 제거될 수 있다. 이것이 개략적으로 도 3c에 도시된다. 전기 절연 재료(136)의 일부는, 그루브(128)를 형성하기 위해 사용된 것과 동일한 장치 또는 시스템을 사용하거나, 그렇지 않더라도 그루브(128)를 형성하기 위해 사용된 것과 동일한 처리를 적용시키는 상이한 장치 또는 시스템을 사용하여 제거될 수 있다. 예를 들어, 전기 절연 재료(136)의 일부는 레이저 삭마를 사용하여 제거될 수 있다. 그러나, 다른 방법도 가능하다. 예를 들어, 그루브(128)를 생성하고 전기 절연 재료(136)의 일부를 제거하기 위해서, 당업자가 이해하는 상이한 방법이 사용될 수도 있다.
전기 절연 재료(136)의 일부를 제거함으로써, 제 2 전극 층(108)의 제 3 노출면(138)이 노출된다. 도 3c에서, 제 2 전극 층(108)의 제 3 노출면(138)은 제 2 전극 층(108)의 제 2 부분(108b)의 표면이지만, 이것은 오직 한 예일 뿐이다. 제 2 전극 층(108)의 제 2 부분(108b)의 표면을 노출시키는 것에 추가하여, 제 2 전극 층(108)의 제 3 부분(108c)의 표면도 도 3c의 예에서 노출된다(하지만 꼭 그래야 하는 것은 아님). 전도성 재료가 후속하여 퇴적되어, 제 2 전극 층(108)의 제 3 노출면(138)과 접촉하여 제 2 전극 층(108)을 외부 회로에 연결시킬 수 있다.
전기 절연 재료(136)를 퇴적시킨 후에, 절삭 공정이 도 3d에 도시된 것처럼 적용될 수 있다. 도 3d에서, 스택(100) 및 기판(126)의 중간 구조체는 제 1 그루브(128a)와 정렬된 제 1 축(140a), 제 2 그루브(128b)와 정렬된 제 2 축(140b) 및 제 3 그루브(128c)와 정렬된 제 3 축(140c)을 따라 절삭된다. 축들은 총괄하여 참조 번호 140으로 지칭될 수 있다. 이러한 예에서, 축들(140)은 개별적인 그루브(128)의 중앙과 각각 정렬되지만, 다른 경우에서는 이러한 축들이 이러한 방식으로 정렬되지 않을 수도 있다. 도 2에 대해서 언급된 것처럼, 절개 동작은 레이저를 사용하여 수행될 수 있지만, 이것은 단지 한 예이다. 중간 구조체를 이러한 방식으로 절삭함으로써, 중간 구조체가 개별적인 셀로 분리될 수 있다.
중간 구조체를 도 3d에 도시된 것처럼 절삭하면, 에너지 저장 디바이스용 셀(142)이 도 3e에 도시된 것처럼 형성될 수 있다. 도 3e에서, 네 개의 셀(142a-142e)이 형성되는데, 통상적으로는 훨씬 더 많은 개수의 셀이 하나의 스택(100)으로부터 형성될 수도 있다. 제 1 셀(142a)은 제 2 전극 층(108)의 제 1 부분(108a)(제 2 전극에 대응하는 것으로 여겨질 수 있음), 전극 층(106)의 제 1 부분(106a)(전해질에 대응하는 것으로 여겨질 수 있음), 제 1 전해질 층(104)의 제 1 부분(104a)(제 1 전극에 대응하는 것으로 여겨질 수 있음), 및 제 1 기판(102)의 제 1 부분(102a)을 포함한다. 제 2, 제 3 및 제 4 셀(142b, 142c, 142d)은 제 1 셀(142a)과 유사한 층들을 포함한다. 제 1 셀(142a)의 대응하는 컴포넌트와 유사한 제 2, 제 3 및 제 4 셀(142b, 142c, 142d)의 컴포넌트들은, 동일하지만 "a"가 아니라 "b", "c" 또는 "d"의 첨자가 각각 붙는 참조 번호로 명명된다.
도 3e에서, 제 1 전기 절연체는, 제 2 전극 층(108)의 일부의 노출면의 일부와 적어도 접촉하지 않으면서, 제 1 전극 층(104)의 일부의 노출면 및 전해질 층(106)의 일부의 노출면과 접촉한다. 제 1 전기 절연체는 도 3e에서, 이것이 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 셀(142a-142d) 각각과 연관되는지에 의존하여, "a", "b", "c" 또는 "d"의 첨자가 붙은 참조 번호(144)로 명명된다. 제 2 전기 절연체는, 제 1 전극 층(104)의 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않으면서, 제 2 전극 층(108)의 일부의 노출면 및 전해질 층(106)의 일부의 노출면과 접촉한다. 제 2 전기 절연체는 도 3e에서, 이것이 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 셀(142a-142d) 각각과 연관되는지에 의존하여, "a", "b", "c" 또는 "d"의 첨자가 붙은 참조 번호 146으로 명명된다.
도 3e에서, 제 1 셀(142a) 및 제 4 셀(142d)은 제 2 전기 절연체(146a, 146d)를 가지고 있지만 제 1 전기 절연체는 없다. 그럼에도 불구하고, 제 1 및 제 4 셀(142a, 142d)은 추가적인 처리를 거쳐서, 제 2 및 제 3 셀(142b, 142c)의 제 1 전기 절연체(144b, 144c)와 유사할 수 있는 제 1 전기 절연체를 추가할 수 있다.
제 1 및 제 2 전기 절연체(144b, 146b)의 기능이 이제 제 2 셀(142b)을 참조하여 설명될 것이다. 도 3e에서, 제 2 셀(142b)의 제 1 전기 절연체(144b)는 제 1 전극 층(104b)의 제 2 부분(104b)의의 노출면 및 전해질 층(106)의 제 2 부분(106b)의 노출면과 접촉한다. 그러므로, 제 1 전기 절연체(144b)는 제 1 전극 층(104b)의 제 2 부분(104b)을 제 2 전극 층(108b)의 제 2 부분(108b)으로부터 절연시킨다. 제 2 셀(142b)의 제 2 전기 절연체(146b)는 또한, 제 1 전극 층(104b)의 제 2 부분(104b)을 제 2 전극 층(108b)의 제 2 부분(108b)으로부터 절연시킨다. 그러나, 제 2 셀(142b)의 제 2 전기 절연체(146b)는, 전해질 층(106)의 제 2 부분(106b)의 노출면 및 제 2 전극 층(108)의 제 2 부분(108b)의 노출면을 연결함으로써 이를 수행한다.
이러한 예에서, 제 1 전기 절연체(144b)는 제 2 셀(142b)의 제 1 측면에 배치되고, 제 2 전기 절연체(146b)는 제 1 측면에 반대인 제 2 셀(142b)의 제 2 측면에 배치된다. 셀의 측면은, 예를 들어 셀의 스택의 측면에 대응한다. 전기 절연체는, 전기 절연체가 셀 또는 스택의 해당 측면의 노출면의 적어도 일부와 접촉하는 셀 또는 스택의 측면에 배치되는 것으로 여겨질 수 있다. 예를 들어, 전기 절연체 셀 또는 스택의 해당 측면으로부터 연장될 수 있다(하지만 꼭 그럴 필요는 없음). 도 3e의 예와 같은 예들에서, 셀 또는 스택의 제 1 측면 및 셀 또는 스택의 제 2 측면은 각각 기판(102)의 표면(126)의 평면에 실질적으로 수직일 수 있다. 이러한 경우에, 셀 또는 스택의 제 1 또는 제 2 측면은 그 자체가 평면형일 필요가 없고, 평면형이 아닌 표면을 가질 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 제 1 또는 제 2 측면은 표면(126)의 평면에 일반적으로 또는 대략적으로 수직일 수 있어서, 제 1 또는 제 2 측면의 중앙면이 이러한 표면의 평면에, 정밀하게, 제조 허용 오차 내에서 또는 20 도, 15 도, 10 도 또는 5 도 내에서 수직하게 된다. 이러한 경우, 제 1 또는 제 2 전기 절연체(144b, 146b)는 기판(102)의 표면(126)으로부터 멀어지면서 일반적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제 1 또는 제 2 전기 절연체(144b, 146b)는 대략적으로 수직으로 연장되어, 제 2 셀(142b)의 스택의 측면 페이스의 일부를 덮을 수 있다.
이러한 구성에서, 제 2 셀(142b)의 제 1 전극 층(104)의 제 2 부분(104b)의 노출면은 제 2 전기 절연체(146b)에 의해 덮이지 않고 남게 된다. 제 2 셀(142b)의 제 2 전극 층(108)의 제 2 부분(108b)의 노출면은 제 1 전기 절연체(144b)에 의해서도 덮이지 않는다. 이러한 방식으로, 제 1 및 제 2 전극 층(104, 108)의 노출된 부분은 제 2 셀(142b)의 양측에 있게 된다. 그러면, 전도성 재료를 제 2 셀(142b)의 양측에, 그리고 제 1 및 제 2 전극 층(104, 108)의 노출된 부분과 접촉하도록 배열함으로써, 제 1 및 제 2 전극 층(104, 108)이 외부 회로에 연결될 수 있다. 그러면, 제 1 및 제 2 전극 층(104, 108) 사이에 단락 회로가 생길 위험이 감소된다.
도 3e의 제 3 셀(142c)은 제 2 셀(142b)의 미러 이미지이다. 이러한 방식으로, 도 3c의 제 2 그루브(128b)에는 전기 절연 재료(136)가 채워질 수 있는데, 이것은 절삭되어 두 개로 분할될 때에 제 2 및 제 3 셀(142b, 142c)의 제 1 전기 절연체(144b, 144c)를 형성한다. 제 3 셀(142c)은 제 2 셀(142b)과 유사하게 외부 회로에 연결될 수 있다.
도 3e의 셀(142)과 유사한 복수 개의 셀들이 병렬로 연결되어 멀티-셀 에너지 저장 디바이스를 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 제 1 전극 층 각각을 서로 연결하기 위하여 제 1 전기 커넥터가 사용될 수 있고, 복수 개의 제 2 전극 층 각각을 서로 연결하기 위하여 제 2 전기 커넥터가 사용될 수 있다. 그러므로, 제 1 및 제 2 전기 커넥터는 에너지 저장 디바이스의 단자를 위한 접점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 전기 커넥터는 에너지 저장 디바이스의 음의 단자 및 양의 단자 각각을 위한 접점을 포함할 수 있다. 음의 단자 및 양의 단자는 부하를 거쳐서 부하에 급전하도록 전기적으로 연결될 수 있고, 이를 통하여 멀티-셀 에너지 저장 디바이스를 포함한다.
도 4a 내지 도 4f(총괄하여 도 4 라고 불림)는 추가적인 예에 따라서 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법을 보여주는 개략도이다. 도 3a 내지 도 3e의 대응하는 피쳐와 유사한 도 4의 피쳐들은 100만큼 증가하는 동일한 참조 번호들로 명명된다. 대응하는 설명이 적용될 것이다. 동일한 참조 번호는 도 4a 내지 도 4f 각각에서 동일한 요소를 나타내기 위하여 사용된다. 그러나, 명확화를 위하여, 도 4a 내지 도 4f 각각에서 모든 요소들이 명명되는 것은 아니다. 도 4a 내지 도 4f 중 하나에서 명명되지만 도 4a 내지 도 4f의 다른 것에서는 명명되지 않는 요소들은, 도 4a 내지 도 4f의 처리가 동일한 스택에 순차적으로 적용될 수 있기 때문에, 그럼에도 불구하고 존재할 수 있다.
도 4a에서, 스택(200)이 기판(202) 상에 포함된다. 스택(200)은 제 1 전극 층(204), 전극 층(206), 및 제 2 전극 층(208)을 포함한다. 그러나, 스택(200)은 제 2 전극 층(208) 위에 층들의 추가적인 시리즈를 더 포함한다. 이러한 예에서, 층들의 추가적인 시리즈는 두 개의 추가적인 전해질 층(206', 206''), 추가적인 제 1 전극 층(204') 및 추가적인 제 2 전극 층(208')을 포함한다. 제 1 추가적인 전해질 층(206')은 추가적인 제 1 전극 층(204')을 제 2 전극 층(208)으로부터 분리한다. 제 2 추가적인 전해질 층(206'')은 추가적인 제 2 전극 층(208')을 제 1 전극 층(204')으로부터 분리한다. 참조 번호는 같지만 어퍼스트로피(') 또는 이중 어퍼스트로피('')가 첨부된 도 4의 요소들은, 이것들이 없으면 대응하는 요소와 같을 수 있다. 대응하는 설명이 적용될 것이다.
도 4b에서, 제 1, 제 2 및 제 3 프리커서 그루브(148a, 148b, 148c)가 스택(200)의 제 1 측면에 형성된다. 제 1, 제 2 및 제 3 프리커서 그루브(148a, 148b, 148c)는 총괄하여 프리커서 그루브(148)라고 불릴 수 있다. 도 3과 유사하게, 스택(200)의 제 1 측면은, 예를 들어 기판(202)의 표면(226)과 접촉하는 스택(200)의 제 2 측면에 반대이다. 프리커서 그루브는, 예를 들어 형성된 후 추가적인 처리(예컨대, 확장 또는 다른 요소로의 부분적인 채움)를 거쳐서 후속 그루브를 형성하는 그루브이다. 프리커서 그루브는 도 3의 그루브(128)를 형성하기 위하여 사용된 것과 같거나 유사한 방법으로 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 프리커서 그루브는, 레이저 삭마 또는 대안적인 프로세스 예컨대, 포토리소그래피를 사용하여 형성될 수 있다.
도 4b의 프리커서 그루브(148)는 서로 실질적으로 동일한 깊이로 형성된다. 그러면, 프리커서 그루브(148)가 쉽게 형성될 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 프리커서 그루브 중 하나 이상은 다른 프리커서 그루브와 다른 깊이로 형성될 수 있다. 도 4c에서, 프리커서 그루브(148) 각각은 추가적인 제 2 전극 층(208'), 제 2 추가적인 전해질(206''), 추가적인 제 1 전극 층(204'), 제 1 추가적인 전해질 층(206'), 제 2 전극 층(208), 전해질 층(206), 및 제 1 전극 층(204)을 통과하여 형성된다. 그러나, 다른 예에서, 프리커서 그루브(148)는 이것과 다른 층들을 통과해서 형성될 수 있다. 더 나아가, 일부 경우에서는, 스택(200)은 도 4의 스택(200)과 다른 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극 층(208) 및 추가적인 제 1 전극 층(206') 사이의 제 1 추가적인 전해질 층(206')은 생략될 수 있다. 상이한 층(예컨대, 절연 층)이 그 대신에 제 2 전극 층(208)을 추가적인 제 1 전극 층(206')으로부터 분리할 수 있다.
도 4b와 같은 예들에서, 프리커서 그루브(148)는 계단형 형상의 단면을 가질 수 있고, 프리커서 그루브의 폭은 프리커서 그루브의 개구부(mouth)를 향해서(예를 들어 기판(202)으로부터 멀어지는 방향으로) 증가된다. 그러면, 예를 들어 도 4d에 도시된 바와 같이 전도성 재료에 후속 연결되도록, 특정 층들이 드러나게 되거나 그렇지 않으면 노출되게 된다. 그러나, 도 4b의 프리커서 그루브(148)의 형상은 하나의 예일 뿐이다. 다른 예에서, 프리커서 그루브(148)는 상이한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 프리커서 그루브(148) 중 일부 또는 전부는 그 대신에, 도 3a의 그루브(128)와 유사하게 일정한 단면을 가질 수 있다.
도 4c는 전기 절연 재료(236)를 프리커서 그루브(148) 내에 포함하는 것을 예시한다. 전기 절연 재료(236)는 도 3b에 대해서 전술된 바와 같이 포함될 수 있다.
전기 절연 재료(236)를 포함한 이후에, 도 3의 그루브(128)와 유사한 그루브(228)가 포함될 수 있다. 이것이 도 4d에 간략히 도시되는데, 이것은 제 1 및 제 2 그루브(228a, 228b)의 형성을 보여준다(하지만 제 3 그루브가 제 1 그루브(228a)가 형성되는 것과 유사하게 형성될 수도 있다는 것이 이해된다).
도 4d에서, 제 1 그루브(228a)는 제 1 프리커서 그루브(148a) 내의 전기 절연 재료(236)를 통과하여 형성된다. 제 2 그루브(228b)는 제 2 프리커서 그루브(148b) 내의 전기 절연 재료를 통과하여 형성된다. 도 4d에는 도시되지 않지만, 제 3 그루브가, 제 1 그루브(228a)가 형성되는 것과 유사하게 제 3 프리커서 그루브(148c) 내의 전기 절연 재료(236)를 통과하여 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 4d의 제 1 및 제 2 그루브(228a, 228b)를 형성하도록 제거된 전기 절연 재료(236)는, 도 3의 제 1 및 제 2 그루브(128a, 128b)를 형성하기 위하여 전기 절연 재료(136)를 제거하는 것과 유사한 방식으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 그루브(228a, 228b)는 전기 절연 재료(236)의 일부를 레이저 삭마함으로써 또는 전기 절연 재료(236)의 일부를 제거하기 위한 그 외의 기법을 사용함으로써 형성될 수 있다.
제 1 그루브(228a)는 제 1 프리커서 그루브(148a)의 제 1 영역(R 1 ) 내의 전기 절연 재료(236)의 제 1 부분을 우선 제거함으로써 형성될 수 있다. 전기 절연 재료(236)의 제 1 부분을 제거한 이후에, 전기 절연 재료는 전해질 층(206a, 206b)의 제 1 및 제 2 부분 및 제 1 전극 층(204a, 204b)의 제 1 및 제 2 부분의 표면들과 접촉하는 제 1 전기 절연체(244a, 244b)로 분리될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 전기 절연체(244a, 244b)는 제 1 및 제 2 전극 층(204, 208)을 서로 전기적으로 절연시킨다.
후속하여, 제 1 그루브(228a)는, 제 1 프리커서 그루브(148a)의 제 2 영역(R 2 ) 내의 전기 절연 재료(236)의 제 2 부분을 제거함으로써 확장될 수 있다. 제 2 영역(R 2 )은, 예를 들어 기판(202)의 표면(226)의 평면에 평행한 방향에서 제 1 영역(R 1 )보다 넓다.
도 4d의 예에서, 제 2 영역(R 2 )은 충분히 넓어서, 제 2 영역(R 2 ) 내의 전기 절연 재료(236)의 제 2 부분을 제거하면 제 2 전극 층(208)의 제 1 및 제 2 부분(208a, 208b)의 표면이 제 1 그루브(228a) 내에서 노출되게 된다. 이러한 방식으로, 제 1 그루브(228a)의 제 1 표면은 제 2 전극 층(208)의 제 1 노출면을 포함하는데, 이것은 이러한 경우에 제 2 전극 층(208)의 제 1 부분(208a)의 노출면이다.
제 1 그루브(228a)를 이러한 방식으로 확장하면, 제 2 전기 절연체(246a, 246b)가 제 1 추가적인 전해질 층(206)의 제 1 및 제 2 부분(206a', 206b')의 표면 각각과 제 1 그루브(228a) 내에서 접촉하게 된다. 또한, 제 2 전기 절연체(246a, 246b)는 추가적인 제 1 전극 층(204)의 제 1 및 제 2 부분(204a', 204b')의 표면과 제 1 그루브(228a) 내에서 각각 접촉한다. 제 2 전기 절연체(246a, 246b)도, 제 2 추가적인 전해질 층(206'')의 제 1 및 제 2 부분(206a'', 206b'')의 표면과 제 1 그루브(228a) 내에서 각각 접촉한 상태로 남게 된다. 그러면 추가적인 제 1 전극 층(204')의 제 1 및 제 2 부분(204a', 204b')이 제 2 전극 층(208)의 제 1 및 제 2 부분(208a, 208b)으로부터 전기적으로 절연된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 추가적인 제 1 전극 층(204)의 제 1 그루브(228a)를 바라보는 측면 또는 페이스에 대응하는, 추가적인 제 1 전극 층(204)의 제 1 및 제 2 부분(204a', 204b')의 표면들이 전기 절연 재료(236)에 의해서 제 1 그루브(228a)로부터 절연된다. 이와 유사하게, 예를 들어 추가적인 제 1 전극 층(204)의 제 1 그루브(228a)를 바라보는 측면 또는 페이스에 대응하는 추가적인 제 2 전극 층(208)의 제 1 및 제 2 부분(208a', 208b')의 표면들이, 전기 절연 재료(236)에 의해서 제 1 그루브(228a)로부터 절연된다. 추가적인 제 2 전극 층(208)의 제 1 부분(208a')의 이러한 표면은, 후속하여 노출될 수 있기 때문에 추가적인 제 2 전극 층(208)의 제 1 노출면이라고 불릴 수 있다.
전기 절연 재료(236)의 제 2 부분을 제거한 이후에, 전기 절연 재료(236)의 제 3 부분이 제 1 프리커서 그루브(148a)의 제 3 영역(R 3 ) 내에서 제거된다. 제 3 영역(R 3 )은, 예를 들어 기판(202)의 표면(226)의 평면에 평행한 방향에서 제 1 및 제 2 영역(R 1 , R2)보다 넓다. 전기 절연 재료(236)의 제 3 부분을 제거함으로써, 제 1 그루브(228a) 내의 추가적인 제 2 전극 층(208')의 제 1 및 제 2 부분(208a', 208b')의 표면이 노출된다. 그러면, 예를 들어 추가적인 제 2 전극 층(208)의 제 1 노출면이 노출된다. 그러면, 추가적인 제 2 전극 층(208')이, 예를 들어 추가적인 제 2 전극 층(208')의 제 1 노출면과 접촉하여 퇴적된 전도성 재료를 통해서, 외부 회로에 연결될 수 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 제 1 그루브(228a)를 확장한 후에, 제 1 그루브(228a)의 제 1 부분(예를 들어 제 1 전극 층(204)의 제 1 및 제 2 부분(204a, 204b) 사이)는 제 1 그루브(228a)의 제 2 부분(예를 들어 추가적인 제 1 전극 층(204')의 제 1 및 제 2 부분(204a', 204b') 사이)보다 좁다. 제 1 그루브(228a)의의 제 1 부분은 예를 들어, 제 1 그루브(228a)의 제 2 부분보다 기판(202)에 더 가깝다. 따라서, 제 1 그루브(228a)는, 예를 들어 기판(202)으로부터 멀어지면서(또는 제 1 그루브(228a)의 개구부를 향하여) 단면이 더 넓어질 수 있다. 그러면 스택(200)의 추가적인 처리, 예컨대, 전도성 재료와 같은 추가적인 컴포넌트의 퇴적이 쉬워질 수 있다. 그러나, 도 4d의 제 1 그루브(228a)의 형상은 하나의 예일 뿐이다.
제 1 그루브(228a)와 유사한 처리가 제 2 그루브(228b)에 적용될 수 있다. 그러나, 도 4d에 도시된 바와 같이, 제 2 그루브(228b)의 제 1 확장 중에 제거된 전기 절연 재료(236)의 제 1 부분은 제 1 그루브(228a)의 제 1 확장 중에 제거된 전기 절연 재료(236)의 제 1 부분보다 클 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 전극 층(204)의 제 2 및 제 3 부분(204b, 204c)의 노출면이, 전기 절연 재료(236)의 제 1 부분을 제거함으로써 제 2 그루브(228b) 내에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 그루브(228b)를 형성하는 것은, 제 2 프리커서 그루브(148b) 내의 전기 절연 재료(236)를 통과하여 제 2 그루브(228b)를 형성함으로써, 제 1 전극 층(204)의 노출면(이것은, 예를 들어 제 1 전극 층(204)의 제 2 부분(204b)의 노출면임)을 포함하는 제 2 표면이 있는 제 2 그루브(228b)를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 역으로, 제 2 전극 층(208)의 제 2 및 제 3 부분(208b, 208c)의 페이스 또는 측면은, 제 2 그루브(228b)가 형성되는 동안에 덮이거나 그렇지 않으면 전기 절연 재료(236)에 의해 절연된 상태로 남을 수 있다. 이와 유사하게, 추가적인 제 1 전극 층(204a')의 제 2 및 제 3 부분(204a', 204b')의 페이스 또는 측면은 전기 절연 재료(236)에 의해 절연된 상태로 남을 수 있다. 이러한 방식으로, 추가적인 제 1 전극 층(204a')의 노출면이라고 불릴 수 있는 것(예컨대, 추가적인 제 1 전극 층(204a')의 제 2 부분(204a')의 표면)이 전기 절연 재료(236)에 의해서 제 2 그루브(228b)로부터 절연된 상태로 남을 수 있다. 그러나, 예를 들어 전기 절연 재료(236)의 제 2 부분을 제거함으로써 수행되는 제 2 그루브(228b)의 제 2 확장은, 제 2 그루브(228b) 내의 추가적인 제 1 전극 층(204')의 제 2 및 제 3 부분(204b', 204c')의 노출면이 드러나게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 제 2 그루브(228b)의 제 2 표면은 추가적인 제 1 전극 층(204a')의 노출면을 포함할 수 있다. 추가적인 제 2 전극 층(208)의 제 2 및 제 3 부분(208b', 208c')의 측면 또는 페이스는 덮이거나 그렇지 않으면 전기 절연 재료(236)에 의해 절연된 상태로 남을 수 있다.
제 3 그루브는, 제 1 프리커서 그루브(228a)를 통과해서 제 1 그루브(228a)를 형성하는 것과 유사한 방식으로 제 3 프리커서 그루브(228c)를 통과해서 형성될 수 있다. 따라서, 스택(200), 예컨대 도 4의 스택(200) 내에 제 1, 제 2 및 제 3 그루브를 형성한 후에, 제 1 그루브(228a)의 제 1 표면은 추가적인 제 2 전극 층(208')의 제 1 노출면 및 제 2 전극 층(208)의 제 1 노출면을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 제 2 그루브(228b)의 제 2 표면은 추가적인 제 1 전극 층(204')의 노출면 및 제 1 전극 층(204)의 노출면을 포함할 수 있다. 제 3 그루브의 제 3 표면은, 추가적인 제 2 전극 층(208')의 제 2 노출면 및 제 2 전극 층(208)의 제 2 노출면을 포함할 수 있다.
스택(200) 내의 제 1, 제 2 및 제 3 그루브를 형성한 이후에, 스택(200) 및 기판(202)의 중간 구조체가 도 4e에 도시된 바와 같이 절삭될 수 있다. 도 4e에서 중간 구조체를 절삭하는 것은 도 3d의 경우와 유사하다. 예를 들어, 중간 구조체는 제 1 및 제 2 그루브(228a, 228b) 각각과 정렬되는 제 1 및 제 2 축들(240a, 240b)(총괄하여 참조 번호 240으로 불림)을 따라서 절삭될 수 있다. 중간 구조체는 제 3 그루브와 정렬된 제 3 축을 따라서 절삭될 수도 있다.
중간 구조체를 절삭하면, 참조 번호(242)로 불리는 도 4f의 세 개의 셀(242a-242c)이 형성된다. 셀(242)은 도 3e의 셀(142)의 연결과 유사하게 연결되어 멀티-셀 에너지 저장 디바이스를 형성할 수 있다.
도 5는 예들에 따른 에너지 저장 디바이스를 위한 중간 구조체(150)의 개략도이다. 도 3의 대응하는 피쳐와 유사한 도 5의 피쳐들은 200만큼 증가하는 동일한 참조 번호들로 명명된다. 대응하는 설명이 적용될 것이다.
도 5의 중간 구조체(150)는 기판(302)의 제 1 표면(326) 상에 제 1 스택(300)을 포함한다. 중간 구조체(150)는, 제 1 표면(326)에 반대인 기판(302)의 제 2 표면(326') 상에 제 2 스택(300')을 더 포함한다. 제 1 스택(300)은 도 3의 스택(100)과 동일하다. 제 2 스택(300')은 제 1 스택(300)과 동일하다. 그러나, 제 2 스택(300')은 제 1 스택(300)과 반대인 기판(302)의 측면 상에 배치된다. 쉽게 참조하기 위하여, 제 2 스택(300')의 제 1 전극 층(304a')은 제 3 전극 층이라고 불릴 수 있다. 이와 유사하게, 제 2 스택(300')의 제 2 전극 층(308')은 제 4 전극 층이라고 불릴 수 있다.
제 1 및 제 2 스택(300, 300')은 도 3에 도시된 바와 같이 각각 제조되어, 제 1 및 제 2 스택(300, 300') 내에 그루브(152, 152')를 형성할 수 있다. 제 1 및 제 2 스택(300, 300')의 그루브(152, 152')는 도 3을 참조하여 설명된 그루브(128)와 유사할 수 있다. 그러나, 제 2 스택(300') 내의 그루브(152')는 제 1 스택(300) 내의 그루브(152)와 반대 방향으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 스택(300)은 기판(302)의 제 1 표면(326) 상에 제공될 수 있는데, 이것은 기판(302)의 제 1 측면에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 그러면, 그루브(152)가 제 1 스택(300) 내에 형성될 수 있다. 유사한 방식으로, 제 2 스택(300')이 기판(302')의 제 2 표면(326') 상에 제 는데, 이것은 기판(302)의 제 2 측면에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 그러면, 그루브(152')가 제 2 스택(300') 내에 형성될 수 있다.
제 1 및 제 2 스택(300, 300') 내의 그루브(152, 152')는 레이저 삭마(도 3을 참조하여 설명된 바와 같음) 또는 재료를 제거하기 위한 다른 기법을 사용하여 형성될 수 있다. 그루브(152, 152')가 레이저 삭마를 사용하여 형성되는 경우, 제 1 및 제 3 그루브(152a, 152b)는 기판(302)의 제 1 측면을 향해, 예를 들어 제 1 표면(326)을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 1 레이저 빔을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 제 2 및 제 4 그루브(152a', 152b')는 기판(302)의 상기 제 1 측면에 반대인 제 2 측면을 향해, 예컨대, 제 2 표면(326')을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 2 레이저 빔을 사용하여 형성될 수 있다. 제 5 및 제 6 그루브(152c, 152c')도 적어도 하나의 제 1 및 제 2 레이저 빔을 사용하여 각각 형성될 수 있다.
적어도 하나의 제 1 및 제 2 레이저 빔은 별개의 레이저 삭마 시스템을 사용하여 각각 생성될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제 1 레이저 빔은 기판(302)의 제 1 측면에 배치되는 제 1 레이저 삭마 시스템에 의해 생성될 수 있다. 반대로, 적어도 하나의 제 2 레이저 빔은 기판(302)의 제 2 측면에 배치되는 제 2 레이저 삭마 시스템에 의해 생성될 수 있다. 이것은 적어도 하나의 제 1 및 제 2 레이저 빔을 기판(302)의 제 1 및 제 2 측면으로 각각 유도하기 위한 복잡한 광학 장치에 대한 필요성을 없앨 수 있기 때문에, 다른 구성에 비해서 더 간단할 수 있다. 제 1 및 제 2 레이저 삭마 시스템은 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
하지만, 다른 예들에서는, 적어도 하나의 제 1 및 제 2 레이저 빔 양자 모두가 동일한 레이저 삭마 시스템을 사용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 레이저 삭마 시스템은 레이저 펄스를 생성하고, 레이저 펄스 중 일부를 기판(302)의 제 1 측면을 향해, 그리고 나머지를 기판(302)의 제 2 측면을 향해 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 예를 들어 빔 분할기, 또는 미러 또는 다른 반사체를 포함할 수 있는 광학 장치가, 레이저 빔 중 일부를 제 1 또는 제 2 측면을 향해 선택적으로 편향시키기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 적어도 하나의 제 1 및 제 2 레이저 빔이 단일 레이저 삭마 장치를 사용하여 생성될 수 있다.
도 5에서, 중간 구조체는 제 1 그루브(152a), 제 2 그루브(152a'), 제 3 그루브(152b) 및 제 4 그루브(152b')를 포함한다. 제 1 및 제 3 그루브(152a, 152b)는 제 1 스택(300)을 통과하여 형성되고, 도 3의 제 1 및 제 2 그루브(128a, 128b)와 비슷할 수 있다. 제 2 및 제 4 그루브(152a', 152b')는 제 2 스택(300')을 통과하여 형성되고, 역시 도 3의 제 1 및 제 2 그루브(128a, 128b)와 비슷할 수 있다(하지만, 제 1 스택(300)이 아니라 제 2 스택(300')을 통과하여 형성됨). 이러한 예에서, 중간 구조체는 제 1 스택(300) 내의 제 5 그루브(152c) 및 제 2 스택(300') 내의 제 6 그루브(152c')를 더 포함하는데, 제 5 및 제 6 그루브는 다른 예들에서는 생략될 수 있다. 도 5에서, 제 3 그루브(152b)는 제 1 스택(300) 내의 제 1 및 제 5 그루브(152a, 152c) 사이에 있고, 제 4 그루브(152b')는 제 2 스택(300') 내의 제 2 및 제 6 그루브(152a', 152c') 사이에 있지만, 이것은 단지 하나의 예일 뿐이다.
도 5와 같은 예들에서, 제 1 그루브(152a)의 제 1 깊이는 제 3 그루브(152b)의 제 3 깊이와 다르다(이러한 깊이 각각은 도 3의 그루브(128)의 깊이들(d 1 , d 2 , d 3 )과 같은 방향으로 취해질 수 있음). 이와 유사하게, 제 2 그루브(152a')의 제 2 깊이는 제 4 그루브(152b')의 제 4 깊이와 다를 수 있다. 그러므로, 후속 처리(도 11을 참조하여 더 설명됨) 이후에, 상이한 층의 표면들이 제 1 및 제 2 스택(300, 300')의 반대면들 상에서 노광될 수 있게 된다. 도 5에서, 제 5 그루브(152c)의 제 5 깊이는 제 1 그루브(152a)의 제 1 깊이와 실질적으로 동일하고, 제 6 그루브(152c')의 제 6 깊이는 제 2 그루브(152a')의 제 2 깊이와 실질적으로 동일하다. 그러나, 반드시 그래야 하는 것은 아니다.
도 5의 예에서, 제 1 그루브(152a)는 제 2 그루브(152a')와 실질적 정렬 상태이고, 제 3 그루브(152b)는 제 4 그루브(152b')와 실질적 정렬 상태이다. 도 5에서, 제 5 그루브(152c)도 제 6 그루브(152c')와 실질적 정렬 상태이지만, 꼭 그래야 하는 것은 아니다. 두 개의 그루브는, 그들이 공통 축을 따라서 연장되거나 공통 축에 있는 경우, 또는 그루브 중 하나가 다른 그루브와 적어도 대략적으로 중첩하는 경우에 서로 실질적 정렬 상태인 것으로 여겨질 수 있다. 예를 들어, 이러한 그루브는 단면에 있어서 서로 직선에 위치될 수 있다. 이것의 한 예가 도 5에 도시되는데, 여기에서는 제 1 및 제 2 그루브(152a, 152a')가 수직 방향으로 각각 긴 형태이고, 포개지도록 적층됨으로써(제 1 및 제 2 스택(300, 300')의 제 1 전극 층(304a, 304a') 및 기판(302)에 의해서 분리됨), 제 1 그루브(152a)가 제 2 그루브(152a')와 중첩되게 된다.
도 5에서, 제 1 및 제 2 스택(300, 300')는 서로 같고 서로 정렬되지만, 기판(302)의 반대면 상에 있다. 그러므로, 제 1 스택(300)의 제 1, 제 3 및 제 5 그루브(152a, 152b, 152c)의 제 1, 제 3 및 제 5 깊이는 제 2 스택(300')의 제 2, 제 4 및 제 6 그루브(152a', 152b', 152c')의 제 2, 제 4 및 제 6 깊이와 실질적으로 같다. 그러나, 다른 경우에는, 제 1 스택(300)의 하나 이상의 그루브(152)는 제 2 스택(300')의 하나 이상의 그루브(152')와 다른 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 서로 정렬되지만 상이한 개별적인 스택에 있는 그루브들은 서로 다른 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 깊이는 제 4 깊이와 실질적으로 동일할 수 있고, 제 3 깊이는 제 2 깊이와 실질적으로 동일할 수 있다. 이것은, 예를 들어 제 1 및 제 2 그루브가 서로 실질적으로 정렬되고, 제 3 및 제 4 그루브가 서로 실질적으로 정렬되는 경우이거나, 다른 예들에서는 제 1 스택의 그루브와 제 2 스택의 그루브 사이의 정렬이 도 5에 도시된 것과 다른 경우일 수 있다.
도 6은 에너지 저장 디바이스의 제조를 위한 중간 구조체(450)의 추가적인 예를 도시한다. 도 5의 대응하는 피쳐와 유사한 도 6의 피쳐들은 "1"이나 "3"이 아니라 "4"로 시작하는 동일한 참조 번호들로 명명된다.
도 6의 중간 구조체(450)는 도 5의 중간 구조체와 유사하다. 도 6의 제 1 스택(400)은 도 5의 제 1 스택(300)과 동일하고, 역시 기판(402)의 제 1 표면(426) 상에 배치된다. 그러나, 기판(402)의 제 2 표면(426') 상에 배치되는 도 6의 제 2 스택(400')은, 도 5의 제 2 스택(300')과 다르다.
특히, 도 5의 제 2 스택(300')은 도 5의 제 1 스택(300)의 미러 이미지이다. 그러므로, 제 1 스택(300)의 제 1, 제 3 및 제 5 그루브(152a, 152b, 152c)의 제 1, 제 3 및 제 5 깊이는 각각 제 2 스택(300')의 제 2, 제 4 및 제 6 그루브(152a', 152b', 152c')의 제 2, 제 4 및 제 6 깊이와 실질적으로 같다. 그 반면에, 도 6의 제 1 스택(400)의 제 1 그루브(452a)의 제 1 깊이는 제 2 스택(400')의 제 2 그루브(452a')의 제 2 깊이와 다르다. 제 1 그루브(452a)는 제 2 그루브(452a')와 실질적으로 정렬되지만, 기판(402)의 반대측에 있다.
제 1 스택(400)의 제 3 및 제 5 그루브(452b, 452c)도 도 6의 예에서 제 2 스택(400)의 제 4 및 제 6 그루브(452b', 452c')와 정렬된다. 제 1 스택(400)의 제 3 및 제 5 그루브(452b, 452c)의 제 3 및 제 5 깊이는 이러한 경우에, 제 2 및 제 6 그루브(452b', 452c')의 제 4 및 제 6 깊이와 각각 다르다. 그러나, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 사실상, 다른 예들은 그루브의 복수 개의 정렬된 쌍을 포함할 수 있다(각각의 쌍은 제 1 스택 내의 그루브, 및 제 1 스택 내의 그루브와 정렬되는 제 2 스택 내의 그루브를 포함함). 이러한 경우에, 그루브의 일부 쌍들은 서로 실질적으로 동일한 깊이를 가질 수 있다. 다른 쌍들은 서로 다른 깊이의 두 개의 그루브를 포함할 수 있다.
도 6의 제 2, 제 4 및 제 6 그루브(452a', 452b', 452c')는 도 5의 제 2, 제 4 및 제 6 그루브(152a', 152b', 152c')가 형성되는 것과 유사하지만, 상이한 개별적인 깊이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 제 1 그루브(452a)는 제 1 스택(400)의 제 1 전극 층(404) 또는 기판(402)을 절삭하지 않고서 형성될 수 있어서, 제 1 그루브(452a)가 제 1 스택(400) 내의 제 1 전극 층(404) 내로 연장되지 않고 제 2 전극 층(408) 및 전해질 층(406)을 통과하여 형성되게 한다. 그 반면에, 도 6의 제 2 그루브(452a')는 기판(402)을 절삭하지 않고서 형성될 수 있다. 그러나, 제 2 그루브(452a')는 제 2 스택(400')의 제 2 전극 층(408'), 전해질 층(406') 및 제 1 전극 층(404')을 통과하여 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 2 그루브(452a')는 제 2 스택(400')의 제 1 전극 층(404')을 제 1 부분(404a') 및 제 2 부분(404b')으로 분리할 수 있다. 이러한 경우에, 제 2 그루브(452a')도 전해질 층(406')의 제 1 부분(406a')을 전해질 층(406')의 제 2 부분(406b')으로부터, 그리고 제 2 전극 층(408')의 제 1 부분(408a')을 제 2 스택(400') 내의 제 2 전극 층(408')의 제 2 부분(408b')으로부터 분리한다.
이와 유사하게, 도 6의 제 3 그루브(452b)는 제 1 스택(400)의 제 2 전극 층(408), 전해질 층(406) 및 제 1 전극 층(404)을 통과하여 형성될 수 있다(예를 들어, 기판(402)을 절삭하지 않음). 그러나, 도 6의 제 4 그루브(452b')는 제 2 스택(400')의 제 1 전극 층(404') 또는 기판(402)을 절삭하지 않고서 제 2 스택(400')의 제 2 전극 층(408') 및 전해질 층(406')을 통과하여 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 4 그루브(452b')는 전해질 층(406')의 제 2 부분(406b')을 제 2 스택(400') 내의 전해질 층(406')의 제 3 부분(406c')으로부터 분리한다. 제 4 그루브(452b')도 제 2 전극 층(408')의 제 2 부분(408b')을 제 2 스택(400') 내의 제 2 전극 층(408c')의 제 3 부분(408c')으로부터 분리한다.
도 6에서, 제 5 그루브(452c)는 제 1 스택(400)의 제 1 전극 층(404) 및 기판(402)을 절삭하지 않고서, 제 1 스택(400)의 제 2 전극 층(408) 및 전해질 층(406)을 통과하여 형성된다. 제 6 그루브(452c')는 제 2 스택(400')의 제 2 전극 층(408'), 전해질 층(406') 및 제 1 전극 층(404')을 통과하여 형성된다. 그러므로, 제 6 그루브(452c')는 제 1 전극 층(404')의 제 2 부분(404b')을 제 2 스택(400') 내의 제 1 전극 층(404')의 제 3 부분(404c')으로부터 분리한다. 제 6 그루브(452c')도 전해질 층(406')의 제 3 부분(406c')을 전해질 층(406')의 제 4 부분(406d')으로부터, 그리고 제 2 전극 층(408')의 제 3 부분(408c')을 제 2 스택(400') 내의 제 2 전극 층(408')의 제 4 부분(408d')으로부터 분리한다.
도 5 또는 도 6에 도시된 것과 같은 중간 구조체를 형성한 이후에, 추가적인 처리가 중간 구조체에 적용될 수 있다(도 2를 참조하여 지적된 바와 같음). 일부 예에서, 중간 구조체의 추가적인 처리는, 중간 구조체를 폴딩하기 전에 중간 구조체를 하나 이상의 리본으로 절삭하는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 이제 도 7을 특히 참조하면, 릴-투-릴 타입 프로세스에서의 도 5의 중간 구조체(150)의 추가적인 처리의 일 예가 개략적으로 예시된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 중간 구조체(150)는 제 1 방향(156)으로 이동하도록 릴(154)로부터 제공된다. 중간 구조체(150)의 제 1 스택(300) 내의 그루브(152)가 도 7에서 관찰된다. 그러나, 중간 구조체(150)는 도 5에 되된 바와 같이 제 2 스택(300') 내의 그루브(152')를 더 포함한다. 중간 구조체(150)는 도 7에 평면도로 도시된다. 그러므로, 제 2 스택(300')(제 1 스택(300) 아래에 있음)은 도 7에서는 가려져 있다. 도 7의 중간 구조체(150)는 레지스트레이션 피쳐(158)를 더 포함한다. 레지스트레이션 피쳐는 예를 들어 스택의 그루브들과 다르다. 예를 들어, 레지스트레이션 피쳐는 스택 내의 리세스(recess)일 수 있고, 이것은 예를 들어 스택의 상층을 부분적으로만 통과하여 연장된다(스택의 적어도 하나의 층을 통과하는 것이 아님). 이러한 경우에 레지스트레이션 피쳐는 스택 내의 그루브와 다른 크기 또는 형상을 가질 수 있다. 레지스트레이션 피쳐는 통상적으로, 스택(또는 스택을 포함하는 중간 구조체)이 폴딩되는 지향점인 폴딩 포인트를 표시한다. 중간 구조체를 폴딩하면 중간 구조체가 배터리 셀로 효율적으로 세그멘트화될 수 있을 수 있다. 레지스트레이션 피쳐는 레이저 삭마 또는 다른 방법에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 레지스트레이션 피쳐는 재료, 예를 들어 프린팅 재료를 스택 상에 퇴적시킴으로써 형성될 수 있다. 다른 예로서, 레지스트레이션 피쳐는 일부 다른 마크를 스택 내에 스크라이빙하거나 형성함으로써(예를 들어, 꼭 레이저 삭마를 사용해야 하는 것이 아님) 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 예에서, 그루브(152) 및 레지스트레이션 피쳐(158)(이러한 예에서는 그루브(152)와 평행한 리세스의 형태를 가짐)는 제 1 이동 방향(156)에 수직인 방향으로 긴 형태이다. 하지만, 다른 예들에서는 다른 레지스트레이션 피쳐들도 가능하다. 더 나아가, 일부 경우에서는, 레지스트레이션 피쳐가 생략될 수도 있다.
도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 중간 구조체(150)는 복수 개의 리본(160)으로 절삭될 수 있다(도 7에는 하나만 도시됨). 예를 들어, 리본(160)은 중간 구조체(150)를 제 1 이동 방향(156)에 평행한 방향을 따라서 레이저 절삭함으로써 형성될 수 있다. 각각의 리본(156)은 제 1 그루브(152)의 길이에 수직인 방향으로 신장된다. 그러면, 각각 리본(156)이 레지스트레이션 피쳐(158)에서 또는 이를 향해서 폴딩되어(예를 들어 폴딩 프로세스에서 및/또는 설명된 바와 같은 폴딩 머신에 의하여), 폴딩된 중간 구조체(162)를 생성할 수 있다. 레지스트레이션 피쳐(158)를 형성함으로써, 리본(156)이 폴딩되는 폴드 포인트가 효율적이고 쉽게 식별될 수 있다. 예를 들어, 중간 구조체(150)는 폴딩 머신에 의해서 처리될 수 있고, 레지스트레이션 피쳐(158)는, 예를 들어 각각의 폴드 사이에서 그루브의 개수를 카운팅할 필요가 없이 폴딩 머신이 중간 구조체(150)가 폴딩될 포인트를 효율적으로 레지스터링할 수 있게 하는 수단을 제공할 수 있다.
비록 도 7에 한 번의 폴드만이 도시되지만, 다른 예들에서는 폴딩된 중간 구조체(162)가 다수의 스택, 예를 들어 수 십 개 또는 수 백 개의 스택을 포함하도록 여러 폴딩이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
다른 예로서, 이제 도 8을 참조하면, 중간 구조체(150)의 추가적인 처리의 다른 예가 개략적으로 도시된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 중간 구조체(150)는 제 2 방향(166)으로 이동하도록 릴(164)로부터 제공된다. 중간 구조체(150)는, 예를 들어 도 7의 릴(154)로부터 제공된 중간 구조체(150)와 동일하다. 그러나, 도 8에서, 그루브(152) 및 레지스트레이션 피쳐(158)(이러한 예에서는 그루브(152)에 평행한 리세스의 형태를 가짐)는 제 2 이동 방향(166)에 평행한 방향으로 긴 형태이다. 그루브(152) 및 레지스트레이션 피쳐(158)를 이러한 배향으로 형성하면, 이를 통해서 생성되는 레이저 소스(들) 및/또는 삭마 빔이, 예를 들어 실질적으로 연속적인 프로세스에서 그루브(152) 및/또는 레지스트레이션 피쳐(158)를 형성하기 위하여 중간 구조체(150)가 상대적으로 이동될 수 있는 정적인 레이저 시스템으로부터 제공될 수 있게 할 수 있고, 이것은 효율적일 수 있다. 이와 유사하게, 제 2 스택(300')의 그루브(152')(도 8에서는 보이지 않음)는 제 1 스택(300)의 그루브(152)에 의해서 중첩될 수 있다. 제 2 스택(300')의 그루브(152')도 제 2 이동 방향(166)에 평행한 방향으로 긴 형태일 수 있다. 그러므로, 제 2 스택(300') 내에 그루브(152')를 형성하기 위한 레이저 소스 또는 삭마 빔도 역시 중간 구조체(150)에 상대적으로 고정식일 수 있다. 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 별개의 또는 결합된 레이저 시스템은 제 1 및 제 2 스택(300, 300') 내에 그루브(152, 152')를 각각 형성하기 위하여 사용될 수 있다.
도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이, 중간 구조체(150)는 복수 개의 리본(168)으로 절삭될 수 있다(도 8에는 하나만 도시됨). 예를 들어, 리본(168)은 중간 구조체(150)를 제 2 이동 방향(166)에 수직인 방향을 따라서 레이저 절삭함으로써 형성될 수 있다. 다시 말하건대, 각각의 리본(168)은 제 1 스택(300) 내의 그루브(152)의 평면에 수직인 방향으로 긴 형상이다. 그러면, 각각 리본(168)이 레지스트레이션 피쳐(158)에서 또는 이를 향해서 폴딩되어(예를 들어 폴딩 프로세스에서 및/또는 폴딩 머신에 의하여), 폴딩된 중간 구조체(170)를 생성할 수 있다. 비록 도 8에 한 번의 폴드만이 도시되지만, 다른 예들에서는 폴딩된 중간 구조체(170)가 다수의 스택, 예를 들어 수 십 개 또는 수 백 개의 스택을 포함하도록 여러 폴딩이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 예에서는, 도 7의 폴딩된 중간 구조체(162)가 도 8의 폴딩된 중간 구조체(170)와 실질적으로 동일할 수 있다(예시적인, 구분할 수 없음)는 것이 이해될 것이다. 그러나, 중간 구조체(150)를 도 8에서의 제 2 이동 방향(166)에 실질적으로 평행하게 절삭하면, 생성되는 리본들(168) 각각의 병렬적인 처리가 가능해질 수 있고, 따라서 효율적인 생산 프로세스가 가능해질 수 있다.
중간 구조체(150)를 절삭하여 리본(160, 168)을 형성하기 위한 절삭 장치(미도시)가 제공될 수 있다. 절삭 장치는 제 1 및 제 2 스택(300, 300') 내의 그루브(152, 152')를 형성하기 위한 장치 및/또는 폴딩 머신의 일부를 형성할 수도 있고, 또는 별개의 장치일 수도 있다. 예를 들어, 절삭 장치는 중간 구조체(150)를 리본(160, 168)으로 절삭하기 위한 레이저 커터를 포함할 수 있다. 폴딩 머신(미도시)은 레지스트레이션 피쳐(들)(158)를 인식하거나 식별하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인식 수단은, 제 1 스택(300)의 그루브(152)로부터 구별되는 중간 구조체(150)의 레지스트레이션 피쳐(158)를 인식하도록 구성되는 카메라 또는 다른 센서를 포함할 수 있다. 폴딩 머신이 식별된 레지스트레이션 마크에서 또는 이것을 향해 중간 구조체(150)를 폴딩하도록 구성되면, 예를 들어 각각 폴드 사이에 그루브의 개수를 카운팅할 필요가 없이, 폴딩 머신이 중간 구조체(150)를 신뢰성이 있고 효율적으로 폴딩할 수 있게 될 수 있다. 그러나, 이것은 단지 하나의 예일 뿐이고, 다른 예들에서는 다른 폴딩 머신이 사용될 수 있다.
도 9는 예들에 따른 에너지 저장 디바이스를 위한 폴딩된 중간 구조체(172)를 예시하는 개략도이다. 도 9의 폴딩된 중간 구조체(172)는, 도 5의 기판(302)과 동일한 기판(302)을 폴딩함으로써 얻어진다. 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 및 제 6 스택(300, 300', 300'', 300''', 300'''', 300''''')이 도 9의 기판(302) 상에 배치된다. 제 1 및 제 2 스택(300, 300')은 도 5의 제 1 및 제 2 스택(300, 300')과 동일하다. 대응하는 설명이 적용될 것이다. 사실상, 도 9의 스택(300-300''''') 각각은 서로 동일한 스택이고, 기판(302)에 대한 개별적인 위치에 있어서만 다를 뿐이다. 그러므로, 제 1 스택(300)의 대응하는 피쳐와 같은 제 2 스택(300')의 피쳐는 동일한 참조 번호에 어퍼스트로피 "'"가 첨부되어 명명된다. 제 1 스택(300)의 대응하는 피쳐와 동일한 제 3 스택(300'')의 피쳐들은 동일한 참조 번호에 어퍼스트로피 두 개 "''"가 첨부되어 명명된다. 제 1 스택(300)의 대응하는 피쳐와 동일한 제 4 스택(300''')의 피쳐는 동일한 참조 번호에 세 개의 어퍼스트로피 "'''"가 첨부되어 명명된다. 그러므로, 제 1 스택(300)의 대응하는 피쳐와 같은 제 5 스택(300'''')의 피쳐는 동일한 참조 번호에 네 개의 어퍼스트로피 "''''"가 첨부되어 명명된다. 제 1 스택(300)의 대응하는 피쳐와 동일한 제 6 스택(300''''')의 피쳐들은 동일한 참조 번호에 어퍼스트로피 다섯 개 "'''''"가 첨부되어 명명된다.
제 1, 제 4 및 제 5 스택(300, 300''', 300'''')은 기판(302)의 제 1 표면(326) 상에 배치된다. 제 2, 제 3 및 제 6 스택(300', 300'', 300''''')은 제 1 표면(326)에 반대인 기판(302)의 제 2 표면(326') 상에 배치된다.
그러므로, 폴딩된 중간 구조체(172)는 도 7 및 도 8의 폴딩된 중간 구조체(162, 170)와 비슷하거나 동일할 수 있다. 도 9의 폴딩된 중간 구조체(172)는 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 중간 구조체(150)를 리본(160, 168)으로 절삭한 이후에 획득될 수 있다(하지만 반드시 그래야 하는 것은 아님). 예를 들어, 폴딩된 중간 구조체(172)는, 예를 들어 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 중간 구조체(150)를 여러 번 폴딩함으로써 획득될 수 있다.
도 9의 예에서, 폴딩된 중간 구조체(172)는 z-폴드 구성으로 폴딩된다. 달리 말하자면, 제 2 스택(300')은 제 1 스택(300) 아래에서 폴딩된다. 제 3 스택(300'')은 제 2 스택(300') 아래에서 폴딩된다. 제 4 스택(300''')은 제 3 스택(300'') 아래에서 폴딩된다. 제 5 스택(300'''')은 제 4 스택(300''') 아래에서 폴딩된다. 제 6 스택(300''''')은 제 5 스택(300'''') 아래에서 폴딩된다. 구성이 이와 같으면, 스택(300-300''''') 각각의 층에 의해 규정되는 평면은 서로 실질적으로 평행하게 된다. 그러나, 기판(302)이 폴딩되기 때문에, 제 2 스택(300')은 제 1 스택(300)과 비교할 때 반전된다. 이와 유사하게, 제 4 스택(300''')은 제 3 스택(300'')과 비교할 때 반전되고, 제 6 스택(300''''')은 제 5 스택(300'''')과 비교할 때 반전된다. 제 1, 제 3 및 제 5 스택(300, 300'', 300'''')은 서로 동일한 배향이지만, 예를 들어 실질적으로 서로 평행한 상이한 개별 평면에서 배치된다. 두 평면들은, 서로 정확하게 평행한 경우 또는 이들은 제조 오차 허용 안에서, 또는 20 도,15 도,10 도 또는 5 도 내에서 서로에 대해 평행한 경우, 서로 실질적으로 평행한 것으로 여겨질 수 있다.
폴드들 각각 사이의 거리는 실질적으로 동일하고, 예를 들어 정확히 동일하거나, 제조 허용 오차 내에서 동일하거나, 20%, 15%, 10% 또는 5% 미만의 편차를 가진다. 예를 들어, 폴딩 포인트는 스택(300-300''''')을 포함하는 중간 구조체의 길이를 따라서, 예컨대, 리본(160, 168)의 길이를 따라서 균등하게 이격될 수 있다. 이러한 방식으로, 스택(300-300''''') 각각은 서로 동일한 폭이어서, 스택(300-300''''')이 서로 레지스터링되거나 정렬되게 된다.
폴딩된 중간 구조체(172)는 후속하여 도 10에 도시된 바와 같이 세그멘트화될 수 있다. 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 스택(300-300''''') 각각은 서로 정렬됨으로써, 예를 들어 스택 중 하나 내의 그루브들(각각은 도 10에서 절연 재료(336)로 채워짐)이 인접 스택의 대응하는 그루브와 정렬되게 한다(예를 들어, 도 10에서 수직으로 정렬됨). 제 1 스택(300)의 제 1 그루브(152a)에 대응하는 제 1 축(174a)은 제 1 스택(300)의 제 1 그루브(152a)의 중앙과 정렬되고, 도 10에 대하여 수직 방향으로 연장된다. 이와 유사하게, 도 10의 제 2 축(174b)은 제 1 스택(300)의 제 3 그루브(152b)의 중심축에 대응하고, 도 10의 제 3 축(174c)은 제 1 스택(300)의 제 5 그루브(152c)의 중심축에 대응한다.
예를 들어, 기판(302)을 홀딩한 이후에, 제 1 스택(300)의 제 1 그루브(152a)는, 제 1 스택의 제 1 부분(300)과 실질적으로 동일한 평면에서, 기판(302)의 제 1 표면(326)의 제 1 부분 상의 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a) 및 기판(302)의 제 1 측면의 제 3 부분 상의 제 1 스택(300)의 제 3 부분(175b) 사이에 있다. 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a)은 제 1 스택(300)의 제 2 전극 층(308a) 및 전해질 층(306a)의 제 1 부분을 포함한다. 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a)은 제 1 스택(300)의 제 1 전극 층(304)의 제 1 부분(304a)의 제 1 하위부분(304aa)을 더 포함한다. 제 1 하위부분(304aa)은, 예를 들어 도 10의 제 1 축(174a)의 좌측에 있는 제 1 전극 층(304)의 제 1 부분(304a)의 섹션이다. 도 10에서, 제 1 스택(300)의 제 3 부분(175b)은 제 2 전극 층(308b) 및 전해질 층(306b)의 제 2 부분, 및 제 1 스택(300)의 제 1 전극 층(304)의 제 1 부분(304)의 제 2 하위부분(304ab)을 포함한다.
제 2 그루브(152b)는 제 1 스택(300)의 제 3 부분(175b)을 제 1 스택(300)의 제 4 부분(175c)으로부터 분리하는데, 이것은 제 1 스택(300)의 제 2 전극 층(308c) 및 전해질 층(306c)의 제 3 부분을 포함한다. 제 1 스택(300)의 제 4 부분(175c)은 제 1 스택(300)의 제 1 전극 층(304)의 제 2 부분(304b)의 제 1 하위부분(304ba)을 더 포함한다.
이와 유사하게, 제 3 그루브(152c)는 제 1 스택(300)의 제 4 부분(175c)을 제 1 스택(300)의 제 5 부분(175d)으로부터 분리하는데, 이것은 제 1 스택(300)의 제 2 전극 층(308d) 및 전해질 층(306d)의 제 4 부분을 포함한다. 제 1 스택(300)의 제 5 부분(175d)은 제 1 스택(300)의 제 1 전극 층(304)의 제 2 부분(304b)의 제 1 하위부분(304ba)을 더 포함한다.
도 10에서, 폴딩된 중간 구조체(172)는 제 1 축(174a)을 따라서 절삭되는데, 이것은 제 1 그루브(152a)와 실질적 정렬 상태인 세로 축이라고 여겨질 수 있다. 폴딩된 중간 구조체(172)가 따라서 절삭되는 축은, 폴딩된 중간 구조체를 복수 개의 멀티-스택 구조체로 분리시키기 위하여, 폴딩된 중간 구조체(172) 전체에 걸쳐서 연장될 수 있다. 멀티-스택 구조체 각각은 개별적인 에너지 저장 디바이스로의 프리커서에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 예를 들어, 폴딩된 중간 구조체(172)를 제 1 축(174a)을 따라서 절삭하면, 제 1 에너지 저장 디바이스로의 제 1 프리커서(176a)를 제 2 에너지 저장 디바이스로의 제 2 프리커서(176b)로부터 분리할 수 있다. 도 10에서, 제 1 프리커서(176a)는 서로 실질적 정렬 상태인 스택(300-300''''') 각각의 부분을 포함한다. 제 1 프리커서(176a)는 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a), 및 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a)에 의해 중첩되는 다른 스택(300'-300''''') 각각의 부분을 포함한다.
도 10의 예에서, 폴딩된 중간 구조체(172)가 기판(302)의 제 2 표면(326')의 제 1 부분 상에 제 2 스택(300')의 제 1 부분을 포함한다는 것을 알 수 있다. 제 2 표면(326')의 제 1 부분은, 예를 들어 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a)이 그 위에 배치되는 제 1 표면(326)의 제 1 부분에 반대이다. 그러므로, 이러한 경우에 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a)은 제 2 스택(300')의 제 1 부분에 반대이다. 그러므로, 제 2 스택(300')의 제 1 부분은 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a)에 의해 중첩될 수 있다. 도 10에서, 제 2 스택(300')의 제 1 부분은 제 2 스택(300')의 제 2 전극 층(308a') 및 전해질 층(306a')의 제 1 부분을 포함한다. 제 2 스택(300')의 제 1 부분은 제 2 스택(300)의 제 1 전극 층(304')의 제 1 부분(304a')의 제 1 하위부분(304aa')을 더 포함한다. 제 1 하위부분(304aa')은, 예를 들어 도 10의 제 1 축(174a)의 좌측에 있는 제 1 전극 층(304')의 제 1 부분(304a')의 섹션이다.
도 10의 예에서, 폴딩된 중간 구조체(172)는 기판(302)의 제 1 표면(326)의 제 2 부분 상의 제 1 스택(300)의 제 2 부분을 더 포함한다. 제 1 스택(300)의 제 2 부분은 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a) 및 제 2 스택(300')의 제 1 부분에 의해 중첩된다. 도 10에서, 제 1 스택(300)의 제 2 부분은 제 4 스택(300''')의 부분에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 그러므로, 제 1 스택(300)의 제 2 부분은 제 4 스택(300''')의 제 2 전극 층(308a''') 및 전해질 층(306a''')의 제 1 부분을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 제 1 스택(300)의 제 2 부분도 역시, 제 4 스택(300''')의 제 1 전극 층(304''')의 제 1 부분(304a''')의 제 1 하위부분(304aa''')을 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
도 10의 폴딩된 중간 구조체(172)는, 기판(302)의 제 2 표면(326')의 제 2 부분 상에 제 2 스택(300')의 제 2 부분을 더 포함한다. 제 2 스택(300')의 제 2 부분은 제 1 스택(300)의 제 1 부분(175a), 제 2 스택(300')의 제 1 부분 및 제 1 스택(300)의 제 2 부분(이것은 도 10에서 제 4 스택(300''')의 부분임)에 의해 중첩된다. 도 10에서, 따라서 제 2 스택(300')의 제 2 부분은 제 6 스택(300''''')의 부분에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 그러므로, 제 2 스택(300')의 제 2 부분은 제 6 스택(300''''')의 제 2 전극 층(308a''''') 및 전해질 층(306a''''')의 제 1 부분을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 제 2 스택(300')의 제 2 부분도 역시, 제 6 스택(300''''')의 제 1 전극 층(304''''')의 제 1 부분(304a''''')의 제 1 하위부분(304aa''''')을 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
폴딩된 중간 구조체(172)는 제 1 스택(300) 내의 그루브 각각과 정렬되는 축들을 따라서 절삭될 수 있다. 도 10에서, 폴딩된 중간 구조체(172)는 제 3 그루브(152b)와 정렬되는 제 2 축(174b)을 따라서 그리고 제 5 그루브(152c)와 정렬되는 제 3 축(174c)을 따라서 절삭된다. 이러한 방식으로, 폴딩된 중간 구조체(172)가 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 프리커서(176a-176d)로 세그멘트화된다.
도 10의 예에서, 그루브들이 폴딩된 중간 구조체(172)를 세그멘트화하기 전에 전기 절연 재료(336)로 각각 채워진다는 것에 주의하여야 한다. 그러므로, 절개부가 그루브 각각 내의 전기 절연 재료(336)를 통과하여 형성된다. 그러나, 다른 예들에서, 폴딩된 중간 구조체는 전기 절연 재료를 그루브 중 일부 또는 전부 내에 퇴적시키기 전에 세그멘트화될 수 있다.
도 10의 절삭에 의해 형성되는 제 1 및 제 2 프리커서(176a, 176b)가 도 11에 개략적으로 도시된다. 각각의 프리커서는 에너지 저장 디바이스를 위한 멀티-스택 구조체에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다.
도 11에서 제 1 프리커서(176a)에 대응하는 멀티-스택 구조체는 제 1 스택(300)의 부분을 포함한다(이것 자체도 제 1 스택에 대응하는 것으로 여겨질 수 있음). 세그멘트화 이후에, 제 1 스택(300)의 제 2 전극 층(308)의 제 1 부분(308a)은 제 1 스택의 제 2 전극에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 제 1 스택(300)의 전해질 층(306)의 제 1 부분(306a)은 제 1 스택의 제 1 전해질에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 스택(300)의 제 1 전극 층(304)의 제 1 부분(304a)의 제 1 하위부분(304aa)은 제 1 스택의 제 1 전극에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 제 1 전극은 기판(302)에 제 2 전극보다 가깝다.
도 11의 제 1 프리커서(176a)도 제 2 스택(300')의 부분을 포함한다(이것 자체도 제 2 스택에 대응하는 것으로 여겨질 수 있음). 세그멘트화 이후에, 제 2 전극 층(308')의 제 1 부분(308a')은 제 2 스택의 제 4 전극에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 전해질 층(306')의 제 1 부분(306a')은 제 2 스택의 제 2 전해질에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 전극 층(304')의 제 1 부분(304a')의 제 1 하위부분(304aa')은 제 2 스택의 제 3 전극에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 제 3 전극은 기판(302)에 제 4 전극보다 가깝다.
도 11에서, 제 1 전기 절연체(178a)는 제 2 전극의 제 1 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않으면서, 제 1 전극의 제 1 노출면과 전해질의 제 1 노출면과 접촉한다. 이와 유사하게, 제 2 전기 절연체(178b)는 제 4 전극의 제 1 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않으면서, 제 3 전극의 제 1 노출면 및 제 2 전해질의 제 1 노출면과 접촉한다. 제 3 전기 절연체(178c)는 제 1 전극의 제 2 노출면, 제 1 전해질의 제 2 노출면 및 제 2 전극의 제 2 노출면과 접촉한다. 제 4 전기 절연체(178d)는 제 3 전극의 제 2 노출면, 제 2 전해질의 제 2 노출면 및 제 4 전극의 제 2 노출면과 접촉한다. 도 11의 전기 절연체(178a-178d)는 도 3e를 참조하여 설명된 전기 절연체(144a-144d 및 146a-146c)와 유사하다. 대응하는 설명이 적용될 것이다.
도 11의 전기 절연체(178a-178d)는, 예를 들어, 폴딩된 중간 구조체(172)의 세그멘트화 도중에 도 10에 도시된 전기 절연 재료(336)를 통과하여 절삭함으로써 형성된다. 도 11의 예에서, 제 1 전기 절연체(178a)는 제 2 전기 절연체(178b)와 실질적 정렬 상태이다. 제 3 전기 절연체(178c)는 제 4 전기 절연체(178d)와 실질적 정렬 상태이지만, 반드시 그래야 하는 것은 아니다.
도 11의 제 1 전기 절연체(178a)는 제 1 스택의 제 1 측면에 배치되고, 제 2 전기 절연체(178b)는 제 2 스택의 제 1 측면에 배치된다. 제 3 전기 절연체(178c)는 제 1 스택의 제 2 측면에 배치되고, 제 4 전기 절연체(178d)는 제 2 스택의 제 2 측면에 배치된다. 제 1 스택의 제 1 측면은 제 1 스택의 제 2 측면에 반대이고, 제 2 스택의 제 1 측면은 제 2 스택의 제 2 측면에 반대이다. 도 11에서, 제 1 및 제 2 스택의 제 1 측면은 서로 정렬되고, 제 1 및 제 2 스택의 제 2 측면은 서로 정렬되지만, 이것은 단지 하나의 예일 뿐이다.
도 11에서, 제 3 전기 절연체(178c)는 제 1 전극의 제 2 노출면과 중첩하고, 제 1 전극의 제 2 노출면의 평면은 기판(302)의 제 1 측면의 평면에 실질적으로 평행하다. 제 4 전기 절연체(178d)는 제 3 전극의 제 2 노출면에 의해 중첩되고, 제 3 전극의 제 2 노출면의 평면은 기판(302)의 제 2 측면의 평면에 실질적으로 평행하다. 이러한 방식으로, 제 1 전극의 제 2 노출면은 제 3 전기 절연체(178c)를 지지하기 위한 선반 또는 레지를 형성한다.
하지만, 다른 예들에서는 제 1 전기 절연체(178a)(이것은 제 1 스택의 제 1 전극 및 제 1 전해질을 절연시킴)가, 제 2 전기 절연체(178b)가 아니라 제 4 전기 절연체(178d)(이것은 제 2 스택의 제 2 전해질 및 제 4 전극을 절연시킴)과 실질적 정렬 상태이다. 이러한 경우에, 제 2 전기 절연체(178b)(이것은 제 2 스택의 제 3 전극 및 제 2 전해질을 절연시킴)는 제 3 전기 절연체(178c)(이것은 제 1 스택의 제 1 전해질 및 제 2 전극을 절연시킴)와 실질적 정렬 상태이다.
이러한 경우에, 제 1 전기 절연체(178a)는 제 1 스택의 제 1 측면에 배치될 수 있고, 제 4 전기 절연체(178d)는 제 2 스택의 제 1 측면에 배치될 수 있으며, 제 3 전기 절연체(178c)는 제 1 스택의 제 2 측면에 배치될 수 있고, 제 2 전기 절연체(178b)는 제 2 스택의 제 2 측면에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 도 11에 노출되는 것으로 도시되는 것들이 아니라 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 전극의 상이한 노출면을 노출시키기 위해서, 제 1 및 제 2 스택(300, 300')에 상대적인 전기 절연체(178)의 위치는 도 11에 도시된 것과 다를 수 있다.
도 12는 도 11의 프리커서(176a, 176b)와 유사하게 형성될 수 있는, 에너지 저장 디바이스로의 프리커서(476)의 부분의 일 예를 예시하는 개략도이다. 그러나, 도 11의 프리커서(176a, 176b)가 도 5의 제 1 및 제 2 스택(300, 300')을 포함하는 폴딩된 중간 구조체로부터 형성되는 반면에, 도 12의 프리커서(476)는 도 6의 제 1 및 제 2 스택(400, 400')를 포함하는 폴딩된 중간 구조체로부터 형성된다. 도 12의 피쳐는 도 11의 대응하는 피쳐와 같지만 "1" 또는 "3"이 아니라 "4"로 시작되는 참조 번호로 명명된다. 대응하는 설명이 적용될 것이다.
도 12에서, 제 1 전기 절연체(478a)는 제 1 전극의 노출면과 접촉한다(이것은, 예를 들어 스택(400)의 제 1 전극 층(404)의 제 1 부분(404a)의 제 1 하위부분(404aa)의 노출면에 대응함). 이러한 예에서 제 1 전기 절연체(478a)는 제 1 전극의 노출면과 중첩하고, 제 1 전극의 노출면의 평면은 기판(402)의 제 1 측면의 평면에 실질적으로 평행하다. 이러한 경우에, 제 1 전극의 노출면은 예를 들어 제 1 전극의 상면일 수 있고, 이것은 추후에 제 1 전기 절연체를 형성하는 전기 절연 재료를 지지하기 위한 레지 또는 선반을 형성한다. 제 1 전기 절연체(478a)는 또한 제 1 전해질의 노출면(이것은, 예를 들어 제 1 스택(400)의 전해질 층(406)의 제 1 부분(406a)의 노출면에 대응함), 및 제 2 전극의 노출면(이것은, 예를 들어 제 1 스택(400)의 제 2 전극 층(408)의 제 1 부분(408a)의 노출면에 대응함)과 접촉한다.
제 2 전기 절연체(478b)는 도 12의 제 1 전기 절연체(478a)와 정렬된다(하지만, 반드시 그래야 하는 것은 아님). 그러나, 제 2 전기 절연체(478b)는 제 3 전극의 노출면과 접촉한다(이것은, 예를 들어 제 2 스택(400')의 제 1 전극 층(404')의 제 1 부분(404a')의 제 1 하위부분(404aa'')의 노출면에 대응함). 제 2 전기 절연체(478b)는 또한 제 2 전해질의 노출된 부분(이것은, 예를 들어 제 2 스택(400')의 전해질 층(406')의 제 1 부분(406a')의 노출면에 대응함)과 접촉하지만, 제 4 전극의 노출면(이것은, 예를 들어 제 2 스택(400')의 제 2 전극 층(408')의 제 1 부분(408a')의 노출면에 대응함)의 적어도 일부(이러한 예에서는, 전부)와 접촉하지 않는다.
이와 유사하게, 제 3 전기 절연체(478c)는 제 1 스택의 제 1 전해질 및 제 1 전극을 절연시키고, 제 4 전기 절연체(478d)는 도 12의 제 2 스택의 제 2 전해질 및 제 4 전극을 절연시킨다. 제 3 및 제 4 전기 절연체(478c, 478d)는 이러한 예에서 서로와 실질적 정렬 상태이다. 그러므로, 도 12에서, 제 1 및 제 2 전기 절연체는 프리커서(476)의 일 측면 상에 배치되고, 제 3 및 제 4 전기 절연체는 프리커서(476)의 타 측면 상에 배치된다. 그러나, 프리커서(476)의 개별적인 측면의 일부를 절연시키기 위해서, 전기 절연체(476a-476d)는 전기 도전성 재료를 통해 외부 회로로 후속하여 연결되도록 특정 표면을 노출된 상태로 두면서, 기판(402)의 수직에 수직인 방향으로 개략적으로 연장된다.
도 11 및 도 12의 프리커서(176a, 176b, 478)는 각각 멀티-스택 구조체라고 여겨질 수 있고, 에너지 저장 디바이스의 셀에 각각 대응하는 것으로 여겨질 수 있다.
전술된 예들은 본 발명의 설명적인 예라고 이해되어야 한다. 추가적인 예들도 예상된다. 예를 들어, 도 3e의 셀(142)과 유사한 셀은 도 4의 방법과 유사한 방법을 사용하여 형성될 수 있는데, 이러한 경우 프리커서 그루브가 형성되고, 전기 절연 재료의 후속하는 선택적 삭마 이전에 전기 절연 재료로 적어도 부분적으로 채워진다.
도 3d 및 도 4e는 설명을 쉽게 하기 위해서 z-폴드 프로세스를 거치지 않고 중간 구조체를 절삭하는 것을 예시한다. 그러나, 일부 경우에서는, 도 3d 및 도 4e의 중간 구조체와 유사한 중간 구조체가 z-폴드 프로세스를 거쳐서, 중간 구조체를 셀로 분리하기 위한 후속 절삭을 거치기 전에, 도 2에 대해서 설명된 z-폴드 구성을 형성한다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 경우에, 그루브(128, 228) 내의 전기 절연 재료(136, 236)는 z-폴드 구조로 정렬될 수 있다. 이제, 중간 구조체는 전기 절연 재료(136, 236)와 정렬된 축(이것은, 예를 들어 그루브(128, 228)와 정렬된 축(140, 240)에 대응함)에 따라서 절삭될 수 있다. 그러면, 이러한 z-폴드 구성을 형성하지 않는 예와 비교할 때 절삭 공정의 개수를 줄임으로써 방법의 효율이 더 개선될 수 있다. 예를 들어, 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명된 것과 유사한 프로세스가 도 3d 및 도 4e에 도시된 중간 구조체를 폴딩하고 절삭하기 위해서 사용될 수 있다.
도 7 내지 도 12를 참조하여 설명된 예에서, 상이한 구조의 스택이 스택(300-300''''') 중 임의의 것 대신에 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
더 나아가, 도 4의 스택(200)은 도 5 내지 도 10 중 임의의 것을 참조하여 설명된 것과 같은 양면 처리 기법을 사용하여 제조될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 예들에서, 기판의 제 1 측면 상의 제 1 스택은 기판의 상기 제 1 측면에 반대인 제 2 측면 상의 제 2 스택과 동일한 층 순서를 가진다. 예를 들어, 제 1 스택의 제 1 전극 층은 기판의 제 1 측면에 제 1 스택의 제 2 전극 층보다 가까울 수 있다. 이와 유사하게, 제 2 스택의 제 1 전극 층은 기판의 제 2 측면에 제 2 스택의 제 2 전극 층보다 가까울 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 제 1 스택 및 제 2 스택은 서로 다른 층 순서를 가질 수도 있다. 예를 들어, 제 2 스택의 층들의 퇴적 순서는 제 1 스택의 순서에 반대일 수 있다. 예를 들어, 제 1 스택의 제 1 전극 층(예를 들어 캐소드)이 기판의 제 1 측면에 제 1 스택의 제 2 전극 층(예를 들어 애노드)보다 가까울 수 있는 반면에, 제 2 스택의 제 2 전극 층(예를 들어 애노드)이 이러한 예에서 기판의 제 2 측면에 제 2 스택의 제 1 전극 층(예를 들어 캐소드)보다 가까울 수도 있다. 그러면 코팅 스트레스를 관리하는 데에 도움이 될 수 있다. 이러한 예는 본 명세서의 예들에서 진술된 바와 같이 제조될 수 있지만, 제 1 스택에 대해서 제 2 스택과 다른 층 순서를 사용한다.
예를 들어, 제 2 스택의 층 순서는, 그렇지 않으면 도 6과 유사한 예들에서 제 1 스택의 층 순서에 반대일 수 있다. 이러한 경우에, 동일한 타입의 층의 상이한 인스턴스의 부분은 후속 처리 이후에 에너지 저장 디바이스의 동일한 측면에서 노출될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 스택 각각의 제 1 전극 층의 부분(또는 제 1 및 제 2 스택 각각의 제 2 전극 층의 부분)은, 예를 들어 도 7, 도 8 또는 도 10에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 스택을 통과하는 절삭 이후에, 에너지 저장 디바이스의 동일한 측면에서 노출될 수 있다. 그러므로 제 1 및 제 2 스택의 대응하는 전극 층들이 병렬로 연결되게 된다.
잉크젯 프린팅과 같은 잉크젯 재료 퇴적에 의한 양면 퇴적의 경우에, 애노드, 전해질, 및 캐소드 층도 기판 층(302)의 제 2 측면(302b) 상에 형성되는 경우에도, 예를 들어 도 5를 참조하여 설명된 바와 같은 잉크젯 재료 퇴적을 위한 톱-다운 구성을 유지하는 것이 유익할 수 있다.
도 13은 기판(302)의 양자 모두의 측면(302a, 302b) 상에 형성된 층들을 가지는 스택 상으로의 잉크의 톱-다운 잉크젯 재료 퇴적, 예컨대, 잉크젯 프린팅이 가능해지게 하는 퇴적 장치(1310)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한다.
도 13을 참조하면, 퇴적 장치(1310)는, 스택의 제 1 측면이 제 1 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트, 예를 들어 잉크젯 프린팅 노즐(1330')로부터의 잉크 재료의 톱-다운 잉크젯 재료 퇴적, 예컨대, 잉크젯 프린팅을 위해 제시되도록, 그리고 스택의 제 2 측면이 제 2 잉크젯 퇴적 컴포넌트, 예를 들어 잉크젯 프린팅 노즐(1330'')로부터의 잉크 재료의 톱-다운 잉크젯 재료 퇴적, 예를 들어 잉크젯 프린팅을 위해 제시되도록, 스택의 이동을 유도하게끔 구성되는 롤러(1320a, 1320b, 1320c)를 포함한다.
특히, 도 13에 도시된 바와 같이, 스택은 예를 들어 릴-투-릴 타입 프로세스의 일부로서, 롤러(1320a, 1320b, 1320c) 위에서 제 1 이동 방향(1340)으로 이동한다. 제 1 롤러(1320a) 및 제 2 롤러(1320b) 위에서 전달되고 이들 사이에서 팽팽해지는 스택은, 스택의 제 1 측면이 제 1 노즐(1330')을 향해서 위쪽을 바라보게 한다. 스택이 제 2 롤러(1320b) 위를 지나갈 때, 스택은 반전된다. 제 2 롤러(1320b) 및 제 3 롤러(1320c) 위에서 전달되고 이들 사이에서 팽팽해지는 스택은, 스택의 제 2 측면이 제 2 노즐(1330'')을 향해서 위쪽을 바라보게 한다. 이러한 방식으로, 잉크 재료의 톱-다운 프린팅이 릴-투-릴 타입 프로세스에서 제공될 수 있고, 이것은 예를 들어 실질적으로 연속적일 수 있다. 그러면, 셀 생산이 제공될 수 있다. 잉크젯 프린팅을 톱-다운으로 수행하면, 잉크 재료의 정확하고 효율적인 퇴적이 가능해질 수 있다.
임의의 하나의 예에 관하여 설명된 임의의 피쳐는 독자적으로, 또는 설명된 다른 피쳐와 조합되어 사용될 수 있고, 또한 예들 중 임의의 다른 것의 하나 이상의 피쳐와 조합되거나, 또는 예들 중 임의의 다른 것과 임의로 조합되어서도 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더 나아가, 첨부된 청구항에 규정된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서, 전술되지 않은 균등물 및 변경예도 역시 채용될 수 있다.

Claims (29)

  1. 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서,
    기판의 제 1 측면 상에 제 1 스택을 제공하는 단계 - 상기 제 1 스택은 제 1 전극 층, 제 2 전극 층, 및 상기 제 1 전극 층과 상기 제 2 전극 층 사이의 제 1 전해질 층을 포함하고, 상기 제 1 전극 층은 상기 기판의 제 1 측면에 상기 제 2 전극 층보다 가까움 -;
    상기 기판의 제 1 측면에 반대인 상기 기판의 제 2 측면 상에 제 2 스택을 제공하는 단계 - 상기 제 2 스택은 제 3 전극 층, 제 4 전극 층, 및 상기 제 3 전극 층과 상기 제 4 전극 층 사이의 제 2 전해질 층을 포함하고, 상기 제 3 전극 층은 상기 기판의 제 2 측면에 상기 제 4 전극 층보다 가까움 -;
    상기 제 1 스택의 제 1 측면에 제 1 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 1 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 1 스택의 제 1 측면은 상기 기판의 제 1 측면과 접촉하고, 상기 제 1 그루브는 제 1 깊이를 가짐 -;
    상기 제 2 스택의 제 1 측면에 제 2 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 2 스택의 제 1 측면은 상기 기판의 제 2 측면과 접촉하고, 상기 제 2 그루브는 제 2 깊이를 가짐 -;
    상기 제 1 스택의 제 1 측면에 제 3 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 3 그루브는 제 1 깊이와 다른 제 3 깊이를 가짐-; 및
    상기 제 2 스택의 제 1 측면에 제 4 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 4 그루브는 제 2 깊이와 다른 제 4 깊이를 가짐 -를 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브는 상기 제 2 그루브와 실질적 정렬 상태이고, 상기 제 3 그루브는 상기 제 4 그루브와 실질적 정렬 상태인, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브 및 상기 제 2 그루브는 상기 기판을 절삭하지 않고 형성되고,
    상기 제 3 그루브는 상기 제 1 전극 층을 절삭하지 않고 형성되며,
    상기 제 4 그루브는 상기 제 3 전극 층을 절삭하지 않고 형성되는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 깊이는 상기 제 2 깊이와 실질적으로 동일하고,
    상기 제 3 깊이는 상기 제 4 깊이와 실질적으로 동일한, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브는 상기 제 1 전극 층을 절삭하지 않고 형성되고,
    상기 제 2 그루브는 상기 기판을 절삭하지 않고 형성되며,
    상기 제 3 그루브는 상기 기판을 절삭하지 않고 형성되고,
    상기 제 4 그루브는 상기 제 3 전극 층을 절삭하지 않고 형성되는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  6. 제 1 항, 제 2 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 깊이는 상기 제 4 깊이와 실질적으로 동일하고,
    상기 제 3 깊이는 상기 제 2 깊이와 실질적으로 동일한, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브의 제 1 깊이, 상기 제 2 그루브의 제 2 깊이, 상기 제 3 그루브의 제 3 깊이, 또는 상기 제 4 그루브의 제 4 깊이 중 적어도 하나는 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 실질적으로 수직인, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브를 형성하는 것과 상기 제 3 그루브를 형성하는 것은, 상기 기판의 제 1 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 1 레이저 빔을 사용하고,
    상기 제 2 그루브를 형성하는 것과 상기 제 4 그루브를 형성하는 것은, 상기 기판의 제 2 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 2 레이저 빔을 사용하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은,
    멀티-스택 구조를 제공하도록 상기 기판을 폴딩하는 단계를 포함하고, 상기 멀티-스택 구조는,
    상기 기판의 제 1 측면의 제 1 부분 상의 상기 제 1 스택의 제 1 부분;
    상기 기판의 제 1 측면의 제 1 부분에 반대인 상기 기판의 제 2 측면의 제 1 부분 상의 상기 제 2 스택의 제1 부분 - 상기 제 2 스택의 제 1 부분은 상기 제 1 스택의 제 1 부분에 의해 중첩됨 -;
    상기 기판의 제 1 측면의 제 2 부분 상의 상기 제 1 스택의 제 2 부분 - 상기 제 1 스택의 제 2 부분은 상기 제 1 스택의 제 1 부분 및 상기 제 2 스택의 제 1 부분에 의해 중첩됨 -; 및
    상기 기판의 제 1 측면의 제 2 부분에 반대인, 상기 기판의 제 2 측면의 제 2 부분 상의 상기 제 2 스택의 제 2 부분 - 상기 제 2 스택의 제 2 부분은 상기 제 1 스택의 제 1 부분, 상기 제 2 스택의 제 1 부분 및 상기 제 1 스택의 제 2 부분에 의해 중첩됨 -을 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판을 폴딩한 이후에:
    상기 제 1 그루브는 상기 제 1 스택의 제 1 부분과 실질적으로 동일한 평면에서, 상기 기판의 제 1 측면의 제 3 부분 상의 상기 제 1 스택의 제 1 부분과 상기 제 1 스택의 제 3 부분 사이에 있고,
    상기 방법은,
    상기 멀티-스택 구조를 상기 제 1 그루브와 실질적 정렬 상태인 세로 축을 따라 절삭하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 디바이스는 제 1 에너지 저장 디바이스이고,
    상기 멀티-스택 구조를 절삭하는 단계는,
    상기 제 1 에너지 저장 디바이스로의 제 1 프리커서를 제 2 에너지 저장 디바이스로의 제 2 프리커서로부터 분리시키며,
    상기 제 1 프리커서는 상기 제 1 스택의 제 1 부분, 상기 제 2 스택의 제 1 부분, 상기 제 1 스택의 제 2 부분 및 상기 제 2 스택의 제 2 부분을 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  12. 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서,
    기판의 제 1 측면 상에 제 1 스택을 제공하는 단계 - 상기 제 1 스택은 제 1 전극 층, 제 2 전극 층, 및 상기 제 1 전극 층과 상기 제 2 전극 층 사이의 제 1 전해질 층을 포함하고, 상기 제 1 전극 층은 상기 기판의 제 1 측면에 상기 제 2 전극 층보다 가까움 -;
    상기 기판의 제 1 측면에 반대인 상기 기판의 제 2 측면 상에 제 2 스택을 제공하는 단계 - 상기 제 2 스택은 제 3 전극 층, 제 4 전극 층, 및 상기 제 3 전극 층과 상기 제 4 전극 층 사이의 제 2 전해질 층을 포함하고, 상기 제 3 전극 층은 상기 기판의 제 2 측면에 상기 제 4 전극 층보다 가까움 -;
    상기 제 1 스택의 제 1 측면에 제 1 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 1 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 1 스택의 제 1 측면은 상기 기판의 제 1 측면과 접촉하고, 상기 제 1 그루브는 제 1 깊이를 가짐 -; 및
    상기 제 2 스택의 제 1 측면에, 상기 제 1 그루브와 실질적 정렬 상태인 제 2 그루브를 형성하는 단계 - 상기 제 2 스택의 제 1 측면은 상기 기판의 제 2 측면과 접촉하는 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 반대이고, 상기 제 2 그루브는 제 1 깊이와 다른 제 2 깊이를 가짐 -를 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브는 상기 제 1 전극 층을 절삭하지 않고 형성되고,
    상기 제 2 그루브는 상기 기판을 절삭하지 않고 형성되는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브를 형성하는 것은, 상기 기판의 제 1 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 1 레이저 빔을 사용하고,
    상기 제 2 그루브를 형성하는 것은, 상기 기판의 제 2 측면을 향해 지향되는 적어도 하나의 제 2 레이저 빔을 사용하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항, 및 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 형성되는 에너지 저장 디바이스.
  16. 에너지 저장 디바이스를 위한 멀티-스택 구조체로서,
    상기 멀티-스택 구조체는,
    기판의 제 1 측면 상의 제 1 스택 - 상기 제 1 스택은,
    제 1 전극;
    제 2 전극; 및
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 제 1 전해질을 포함하고, 상기 제 1 전극은 상기 기판의 제 1 측면에 상기 제 2 전극보다 가까움 -;
    상기 기판의 제 1 측면에 반대인 상기 기판의 제 2 측면 상의 제 2 스택 - 상기 제 2 스택은,
    제 3 전극;
    제 4 전극; 및
    상기 제 3 전극과 상기 제 4 전극 사이의 제 2 전해질을 포함하고, 상기 제 3 전극은 상기 기판의 제 2 측면에 상기 제 4 전극보다 가까움 -;
    상기 제 2 전극의 제 1 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않고, 상기 제 1 전극의 제 1 노출면 및 상기 제 1 전해질의 제 1 노출면과 접촉하는 제 1 전기 절연체;
    상기 제 4 전극의 제 1 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않고, 상기 제 3 전극의 상기 제 1 노출면 및 상기 제 2 전해질의 제 1 노출면과 접촉하는 제 2 전기 절연체;
    상기 제 1 전극의 제 2 노출면, 상기 제 1 전해질의 제 2 노출면 및 상기 제 2 전극의 제 2 노출면과 접촉하는 제 3 전기 절연체; 및
    상기 제 3 전극의 제 2 노출면, 상기 제 2 전해질의 제 2 노출면 및 상기 제 4 전극의 제 2 노출면과 접촉하는 제 4 전기 절연체를 포함하는, 멀티-스택 구조체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 2 전기 절연체와 실질적 정렬 상태이고,
    상기 제 3 전기 절연체는 상기 제 4 전기 절연체와 실질적 정렬 상태인, 멀티-스택 구조체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 1 스택의 제 1 측면에 배치되고,
    상기 제 2 전기 절연체는 제 2 스택의 제 1 측면에 배치되며,
    상기 제 3 전기 절연체는 상기 제 1 스택의 제 1 측면에 반대인 상기 제 1 스택의 제 2 측면에 배치되고,
    상기 제 4 전기 절연체는 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 배치되는, 멀티-스택 구조체.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 4 전기 절연체와 실질적 정렬 상태이고,
    상기 제 3 전기 절연체는 상기 제 2 전기 절연체와 실질적 정렬 상태인, 멀티-스택 구조체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 1 스택의 제 1 측면에 배치되고,
    상기 제 4 전기 절연체는 제 2 스택의 제 1 측면에 배치되며,
    상기 제 3 전기 절연체는 상기 제 1 스택의 제 1 측면에 반대인 상기 제 1 스택의 제 2 측면에 배치되고,
    상기 제 2 전기 절연체는 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 반대인 상기 제 2 스택의 제 2 측면에 배치되는, 멀티-스택 구조체.
  21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 전기 절연체가 상기 제 1 전극의 제 2 노출면과 중첩하고, 상기 제 1 전극의 제 2 노출면의 평면이 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 실질적으로 평행한 것; 또는
    상기 제 4 전기 절연체가 상기 제 3 전극의 제 2 노출면과 중첩되고, 상기 제 3 전극의 제 2 노출면의 평면이 상기 기판의 제 2 측면의 평면에 실질적으로 평행한 것 중 적어도 하나가 성립하는, 멀티-스택 구조체.
  22. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 제 1 측면의 평면에 수직인 방향으로의 상기 기판의 두께는: 상기 제 1 스택의 제 1 두께 또는, 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 수직인 방향으로의 상기 제 2 스택의 제 2 두께 중 적어도 하나와 실질적으로 같거나 그보다 더 큰, 멀티-스택 구조체.
  23. 에너지 저장 디바이스를 위한 멀티-스택 구조체로서,
    상기 멀티-스택 구조체는,
    기판의 제 1 측면 상의 제 1 스택 - 상기 제 1 스택은,
    제 1 전극;
    제 2 전극; 및
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 제 1 전해질을 포함하고, 상기 제 1 전극은 상기 기판의 제 1 측면에 상기 제 2 전극보다 가까움 -;
    상기 기판의 제 1 측면에 반대인 상기 기판의 제 2 측면 상의 제 2 스택 - 상기 제 2 스택은,
    제 3 전극;
    제 4 전극; 및
    상기 제 3 전극과 상기 제 4 전극 사이의 제 2 전해질을 포함하고, 상기 제 3 전극은 상기 기판의 제 2 측면에 상기 제 4 전극보다 가까움 -;
    상기 제 1 전극의 제 1 노출면, 상기 제 1 전해질의 노출면, 및 상기 제 2 전극의 노출면과 접촉하는 제 1 전기 절연체; 및
    상기 제 4 전극의 노출면의 적어도 일부와 접촉하지 않고, 상기 제 3 전극의 노출면 및 상기 제 2 전해질의 노출면과 접촉하는 제 2 전기 절연체를 포함하는, 멀티-스택 구조체.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 2 전기 절연체와 실질적 정렬 상태인, 멀티-스택 구조체.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 절연체는 상기 제 1 전극의 노출면과 중첩하고,
    상기 제 1 전극의 노출면의 평면은 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 실질적으로 평행한, 멀티-스택 구조체.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 제 1 측면의 평면에 수직인 방향으로의 상기 기판의 두께는: 상기 제 1 스택의 제 1 두께 또는, 상기 기판의 제 1 측면의 평면에 수직인 방향으로의 상기 제 2 스택의 제 2 두께 중 적어도 하나와 실질적으로 같거나 그보다 더 큰, 멀티-스택 구조체.
  27. 제 16 항 내지 제 20 항 및 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 멀티-스택 구조체를 포함하는 에너지 저장 디바이스.
  28. 에너지 저장 디바이스를 위한 스택의 제 1 측면 위에 재료를 퇴적시키도록 구성되는 제 1 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트;
    스택의 제 2 측면 위에 재료를 퇴적시키도록 구성되는 제 2 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트 - 상기 제 2 측면은 상기 제 1 측면에 반대임 -; 및
    상기 스택의 제 1 측면이, 상기 제 1 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트로부터 상기 스택 상으로의 재료의 톱-다운 잉크젯 재료 퇴적을 위해 제시되도록, 그리고 상기 스택의 제 2 측면이, 상기 제 2 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트로부터 상기 스택 상으로의 재료의 톱-다운 잉크젯 재료 퇴적을 위해 제시되도록, 상기 제 1 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트와 상기 제 2 잉크젯 재료 퇴적 컴포넌트 사이에서의 상기 스택의 이동을 유도하도록 구성되는 복수 개의 롤러를 포함하는, 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 장치는 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성되는, 장치.
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