KR102526048B1 - 에너지 저장 디바이스 - Google Patents

Abstract

기판의 제 1 부분 상에 제 1 전극 층을 제공하는 단계, 제 1 전극 층 상에 전해질 층을 제공하는 단계, 및 전해질 층 상에 제 2 전극 층을 제공하는 단계를 포함하는 방법. 전류 콜렉터 층의 적어도 일부는 기판의 제 2 부분 상에 제공된다. 전기 절연 재료가 제 1 전극 층의 노출면 및 전해질 층의 노출면 상에 퇴적된다. 제 2 전극 층을 전류 콜렉터 층의 적어도 일부에 연결하도록, 전도성 재료가 전기 절연 재료 상에 퇴적된다.

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 절단되어 개별적인 셀들을 형성한다.

공지된 제조 방법들보다 간단하고 더 효율적인 에너지 저장 디바이스 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면,

기판의 제 1 부분 상에 제 1 전극 층을 제공하는 단계;

상기 제 1 전극 층 상에 전해질 층을 제공하는 단계;

상기 전해질 층 상에 제 2 전극 층을 제공하는 단계;

상기 기판의 제 2 부분 상에 전류 콜렉터 층의 적어도 일부를 제공하는 단계;

전기 절연 재료를 상기 제 1 전극 층의 노출면 및 상기 전해질 층의 노출면 상에 퇴적시키는 단계; 및

상기 제 2 전극 층을 상기 전류 콜렉터 층의 적어도 일부에 연결하도록, 상기 전기 절연 재료 상에 전도성 재료를 퇴적시키는 단계를 포함하는, 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법이 제공된다.

제 2 전극 층을 전류 콜렉터 층의 적어도 일부에 연결하기 위하여 전도성 재료를 사용하면, 에너지 저장 디바이스가 전류 콜렉터 층을 통해서 외부 회로에 연결될 수 있게 된다. 전류 콜렉터 층은 간단한 방식으로, 예를 들어 기판을 전류 콜렉터 층의 역할을 하기 위한 전도성 재료로 코팅함으로써 퇴적될 수 있다.

제 2 전극 층을 외부 회로에 연결하기 위하여 전류 콜렉터 층을 퇴적시키는 것은, 예를 들어 다른 재료의 퇴적보다 제어하기가 더 쉽다. 예를 들어, 전도성 재료가 잉크의 형상으로 퇴적되면, 이러한 퇴적 프로세스는 잉크 입자 크기의 변동이나 유동학 효과(rheology effect)(이것은, 예를 들어 전도성 재료의 흐름에 영향을 주고, 퇴적된 전도성 재료의 양 또는 위치가 변하게 할 수 있음)를 겪게 될 수 있다. 그러므로, 제 2 전극 층을 외부 회로에 연결하기 위한 전류 콜렉터 층이, 전도성 재료 자체가 제 2 전극 층을 외부 회로에 연결하기 위해서 사용되는 경우보다 더 쉽게 제어가능한 프로세스를 사용하여 제공될 수 있다.

또한, 외부 회로가 전도성 재료 자체를 통해서 에너지 저장 디바이스에 연결되는 경우보다 더 작은 양의 전도성 재료가 퇴적될 수 있다. 그러면, 예를 들어 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위해 소요되는 시간량을 줄이거나, 및/또는 전도성 재료와 같은 재료의 낭비를 줄임으로써, 제조 프로세스의 효율이 개선될 수 있다. 예를 들어, 더 작은 양의 전도성 재료가 퇴적될 수 있기 때문에, 전도성 재료의 건조 및/또는 응고(예를 들어, 전도성 재료가 잉크로서 퇴적되는 경우)를 위해 걸리는 시간이 줄어들 수 있다.

에너지 저장 디바이스용 복수 개의 셀 각각이 동일한 방식으로 제조될 수 있다. 이러한 경우에, 복수 개의 셀 각각에 대한 전류 콜렉터 층은 서로 연결되어, 복수 개의 셀들을 병렬로 연결할 수 있다. 그러면, 멀티-셀 에너지 저장 디바이스가 간단한 방식으로 제조될 수 있다.

예들에서, 기판의 제 2 부분 상의 상기 전류 콜렉터 층의 적어도 일부는 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분이고, 상기 제 1 전극 층을 상기 기판의 제 1 부분 상에 제공하도록, 상기 제 1 전극 층을 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분 상에 제공하기 전에, 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분을 상기 기판의 제 1 부분 상에 제공하는 단계를 포함한다.

이러한 예에서, 전류 콜렉터 층의 제 2 부분은 따라서 제 1 전극 층, 전해질 층 및 제 2 전극 층을 포함하는 스택 밑에 제공될 수 있다. 전류 콜렉터 층의 제 1 및 제 2 부분은 서로 단절되거나 분리되어, 예를 들어 전류 콜렉터 층의 제 1 및 제 2 부분이 서로 전기적으로 절연되게 할 수 있다. 그러면, 예를 들어 에너지 저장 디바이스에 대해 추가적인 탄력성이 제공되고, 단락 회로의 위험이 감소된다. 예를 들어, 전류 콜렉터 층의 제 1 부분은 외부 회로에도 연결되어, 제 1 전극 층을 외부 회로에 연결할 수 있다. 그러면 제조 프로세스가 추가적으로 단순화될 수 있다.

예들에서, 전류 콜렉터 층의 제 1 부분은 기판의 제 1 부분 상에 제공되고, 전류 콜렉터 층의 제 2 부분은 기판의 제 2 부분 상에 제공되며, 전류 콜렉터 층의 제 3 부분은 기판의 제 1 부분과 기판의 제 2 부분 사이인 기판의 제 3 부분 상에 제공된다. 그러면, 예를 들어 기판의 제 1, 제 2 및 제 3 부분을 커버하거나 중첩하는 전류 콜렉터 층이, 예를 들어 연속 층들로서 퇴적될 수 있게 된다. 그러면, 기판 상의 전류 콜렉션 층의 퇴적 위치에 대한 제한적인 요건이 완화되면서, 전류 콜렉터 층이 쉽게 퇴적될 수 있게 될 수 있다.

예들에서, 상기 기판의 제 1 부분 상에 상기 제 1 전극 층을 제공하는 단계, 상기 제 1 전극 층 상에 상기 전해질 층을 제공하는 단계, 또는 상기 전해질 층 상에 상기 제 2 전극 층을 제공하는 단계 중 적어도 하나 이후에, 상기 기판의 제 3 부분을 노출시키도록 상기 전류 콜렉터 층의 제 3 부분이 제거된다. 이러한 방식으로, 전류 콜렉터 층의 제 1 및 제 2 부분이 서로 전기적으로 단절될 수 있다. 그러면, 예를 들어 제 1 및 제 2 전극 층이 서로 전기적 접촉 상태라면(예를 들어 제 2 전극 층을 전도성 재료를 사용하여 전류 콜렉터 층에 연결한 이후에 전류 콜렉터 층을 통해서) 생길 수 있는 단락 회로가 회피된다. 더 나아가, 전류 콜렉터 층을 층으로서 제공하고 전류 콜렉터 층의 제 3 부분을 제거하는 이러한 접근법은, 전류 콜렉터 자체를 기판의 제 2 부분 상에 정확하게 퇴적시키려고 시도하는 것과 같은 다른 접근법보다 구현하기가 더 간단하고 쉬울 수 있다.

전류 콜렉터 층의 제 3 부분을 제거하는 것은, 전류 콜렉터 층의 제 3 부분을 레이저 삭마하는 것을 포함할 수 있다. 레이저 삭마는 빠르게 수행되고 상대적으로 쉽게 제어될 수 있으므로, 전류 콜렉터 층의 다른 부분을 제거하지 않고 전류 콜렉터 층의 제 3 부분이 정확하게 제거되게 한다.

예들에서, 제 2 전극 층은 전기 절연 재료를 퇴적한 이후에 제공된다. 그러면, 예를 들어 제 2 전극 층이 퇴적 중에 제 1 전극 층에 접촉하는 위험이 감소되는데, 이것은 에너지 저장 디바이스를 사용하는 중에 단락 회로가 생기게 할 수 있는 것이다. 예를 들어, 전기 절연 재료는, 제 2 전극 층이 퇴적되기 전에 제 1 전극 층이 노출되지 않거나 충분하게 절연되는 것을 보장하도록 퇴적될 수 있다. 그러면, 제 1 전극 층이 이미 절연되는 경우에 제 2 전극 층에 대한 퇴적 정확도가 그렇지 않은 경우만큼(이러한 경우, 제 2 전극 층은 매우 정확하게 퇴적되지 않는다면 제 1 전극 층과 접촉할 수 있음) 정밀할 필요가 없을 수 있기 때문에, 제 2 전극 층의 퇴적을 위한 퇴적 요건도 완화될 수 있다.

예들에서, 전기 절연 재료 또는 전도성 재료 중 적어도 하나는 잉크젯 인쇄된다. 예를 들어, 잉크젯 프린팅은 전기 절연 재료 및/또는 전도성 재료가 정확하게 퇴적되게 하며, 퇴적될 이러한 재료의 양을 감소시킨다. 그러면, 이러한 재료가 정확성이 떨어지는 방법을 사용하여 퇴적되는 경우 생길 수 있는 전기 절연 재료 및/또는 전도성 재료의 낭비를 줄임으로써, 제조 프로세스의 효율이 더 개선될 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면,

기판 상에, 에너지 저장 디바이스용 스택을 제공하는 단계 - 상기 스택은,

전류 콜렉터 층;

제 1 전극 층; 및

상기 전류 콜렉터 층과 상기 제 1 전극 층 사이의 전해질 층을 포함함 -;

상기 전류 콜렉터 층의 일부를 노출시키도록, 상기 제 1 전극 층의 일부 및 상기 전해질 층의 일부를 제거하는 단계;

상기 제 1 전극 층 및 상기 전해질 층에 의해 중첩되지 않는 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분 및 상기 제 1 전극 층 및 상기 전해질 층에 의해 중첩되는 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분을 남기도록, 상기 전류 콜렉터 층의 일부의 파트(part)를 제거하는 단계;

상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분 사이에, 그리고 제 1 전극 층의 노출면 및 전해질 층의 노출면 상에, 전기 절연 재료를 퇴적시키는 단계;

상기 전해질 층 상에 상기 제 2 전극 층을 제공하는 단계; 및

상기 제 2 전극 층을 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분에 연결하도록, 상기 전기 절연 재료 상에 전도성 재료를 퇴적시키는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.

본 발명의 제 1 양태에 유사하게, 본 발명의 제 2 양태는, 예를 들어 에너지 저장 디바이스가 더 간단하게 또는 더 효율적으로 제조될 수 있게 한다.

예들에서, 전기 절연 재료는 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 실질적으로 중첩하지 않으면서, 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 전류 콜렉터 층의 제 2 부분 사이에 퇴적된다. 이러한 접근법을 사용하면, 전기 절연 재료가 예를 들어 더 작은 표면적을 가지게 된다. 그러면, 퇴적될 전도성 재료의 양을 추가적으로 감소시킴으로써(전도성 재료가, 예를 들어 더 작은 표면적을 가지는 전기 절연 재료상에 퇴적되기 때문에), 제조 방법의 효율이 더 개선될 수 있다. 또한, 전기 절연 재료의 양이 감소될 수 있어서, 방법의 효율이 역시 개선될 수 있다.

예들에서, 전류 콜렉터 층의 일부의 파트(part)를 제거하면 기판의 일부가 노출된다. 이러한 예에서, 전기 절연 재료는 기판의 일부와 접촉하도록 퇴적될 수 있다. 이러한 방식으로, 전기 절연 재료는, 전류 콜렉터 층의 제 1 부분(및 따라서 전류 콜렉터 층의 제 1 부분에 연결되는 제 2 전극 층)을 제 1 전극 층으로부터 절연시킴으로써, 단락 회로의 위험이 추가적으로 감소될 수 있다.

예들에서, 전기 절연 재료는 기판의 일부의 제 2 파트와 접촉하지 않고서 기판의 일부의 제 1 파트와 접촉하도록 퇴적된다. 위에서 설명된 바와 같이, 그러면 사용되는 전기 절연 재료의 양이 감소될 수 있고, 전도성 재료가 그 위에 퇴적되는 전기 절연 재료의 표면적이 감소될 수 있다. 그러면, 방법의 효율이 개선될 수 있다.

예들에서, 전도성 재료는 기판의 일부의 제 2 파트와 접촉하도록 퇴적된다. 그러면, 예를 들어 전도성 재료를 전기 절연 재료와 전류 콜렉터 층의 제 1 부분의 에지 사이에 구속시키는 것을 보조하여, 제 2 전극 층과 전류 콜렉터 층의 제 1 부분 사이의 연결이 개선된다.

예들에서, 전도성 재료는 전기 절연 재료 상에 퇴적되어, 전도성 재료가 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 실질적으로 중첩하지 않고서, 제 2 전극 층을 전류 콜렉터 층의 제 1 부분에 연결한다. 이러한 방식으로, 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 중첩하도록 더 많은 양의 전도성 재료를 퇴적시키는 것이 아니라, 상대적으로 적은 양의 전도성 재료가 퇴적될 수 있다.

예들에서, 제 1 전극 층의 일부, 전해질의 일부, 또는 전류 콜렉터 층의 일부의 파트 중 적어도 하나는 레이저 삭마를 사용하여 제거된다. 위에서 설명된 바와 같이, 레이저 삭마는 예를 들어 빠르고 쉽게 제어가능한 프로세스이고, 그러면 방법의 전체 효율이 개선될 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 에너지 저장 디바이스로서,

기판;

상기 기판의 제 1 부분 상의 스택 - 상기 스택은,

제 1 전극;

상기 기판으로부터 상기 제 1 전극보다 먼 제 2 전극; 및

상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 전해질을 포함함-;

상기 기판의 제 1 부분과 상이한, 상기 기판의 제 2 부분 상의 전류 콜렉터의 적어도 일부;

상기 제 1 전극을 상기 제 2 전극으로부터 절연시키기 위한, 상기 스택의 노출면 상의 전기 절연 재료; 및

상기 제 2 전극을 상기 전류 콜렉터의 적어도 일부에 연결하기 위한, 상기 전기 절연 재료 상의 전도성 재료를 포함하는, 에너지 저장 디바이스가 제공된다.

본 발명의 제 1 양태에 유사하게, 본 발명의 제 3 양태는 다른 에너지 저장 디바이스보다 더 간단하게 또는 더 효율적으로 제조될 수 있는 에너지 저장 디바이스에 관련된다.

예들에서, 기판의 제 2 부분 상의 상기 전류 콜렉터의 적어도 일부는 상기 전류 콜렉터의 제 1 부분이고, 에너지 저장 디바이스는, 상기 기판의 제 1 부분과 상기 스택 사이에, 상기 기판의 제 1 부분 상의 상기 전류 콜렉터의 제 2 부분을 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, 그러면 예를 들어 단락 회로의 위험이 감소된다. 더 나아가, 이러한 에너지 저장 디바이스는 더 간단하게 제조될 수 있다.

예들에서, 전기 절연 재료는, 전류 콜렉터의 제 1 부분을 상기 전류 콜렉터의 제 2 부분으로부터 절연시키도록, 기판의 제 1 부분과 상기 기판의 제 2 부분 사이의 기판의 제 3 부분과 접촉한다. 위에서 설명된 바와 같이, 그러면 예를 들어 단락 회로의 위험이 추가적으로 감소된다.

예들에서, 전기 절연 재료가 적어도 부분적으로 상기 제 2 전극의 부분과 상기 기판 사이에 있도록, 제 2 전극의 일부는 상기 전기 절연 재료와 중첩된다. 그러면, 제 2 전극이 전기 절연 재료와 중첩하지 않는 예들과 비교할 때 에너지 저장 디바이스 내의 전도성 재료의 양이 추가적으로 감소된다. 이러한 경우에, 전도성 재료는 제 2 전극과 접촉하도록 전기 절연 재료와 중첩될 수 있는데, 그러면 요구되는 전도성 재료의 양이 증가될 수 있다. 제 2 전극의 일부가 전기 절연 재료와 중첩하면, 제 2 전극이 전기 절연 재료와 전체적으로 중첩하지 않도록 퇴적되는 예들과 비교할 때 제 2 전극에 대한 퇴적 요건이 완화될 수 있다. 그러므로, 이러한 에너지 저장 디바이스는 더 간단하게 제조될 수 있다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 에너지 저장 디바이스의 제조를 위한 중간 구조체로서,

기판;

상기 기판의 제 1 부분 상의 스택 - 상기 스택은,

전해질 층; 및

상기 전해질 층과 상기 기판 사이의 제 1 전극 층을 포함함 -

상기 기판의 제 1 부분과 상이한, 상기 기판의 제 2 부분 상의 전류 콜렉터 층의 적어도 일부를 포함하고,

상기 기판은 상기 스택 및 상기 전류 콜렉터 층 각각에 의해 중첩되지 않는 제 3 부분을 포함하고,

상기 제 3 부분은 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 있는, 에너지 저장 디바이스 제조용 중간 구조체가 제공된다.

본 발명의 제 1 양태에 유사하게, 본 발명의 제 4 양태는, 예를 들어 더 간단하게 또는 더 효율적으로 제조될 수 있는 에너지 저장 디바이스용 중간 구조체에 관련된다.

예들에서, 중간 구조체는, 상기 기판의 제 3 부분의 적어도 일부 상에 있고 상기 기판의 제 2 부분의 전체보다 적은 부분과 중첩하는, 전기 절연 재료를 포함하고, 상기 전기 절연 재료는 상기 제 1 전극 층의 노출면을 적어도 부분적으로 덮는다. 전기 절연 재료는, 예를 들어 제 1 전극 층을 절연시키는데, 그러면 제 1 전극 층과 제 2 전극 층(이들은 후속하여 퇴적될 수 있음) 사이의 단락 회로의 위험이 감소될 수 있다.

이러한 예에서, 기판의 제 2 부분과 중첩하는 전기 절연 재료는 실질적으로 존재하지 않을 수 있다. 이러한 예에서, 중간 구조체는 그렇지 않은 경우보다 적은 양의 전기 절연 재료를 포함할 수 있고, 그러면 중간 구조체가 그렇지 않은 경우보다 효율적으로 제조될 수 있게 될 수 있다.

예들에서, 전기 절연 재료는 기판의 제 3 부분의 파트에 존재하지 않는다. 그러면, 예를 들어 전도성 재료가 그 안에 후속하여 제공될 수 있는 함요부가 제공되는데, 이것은 전도성 재료의 퇴적을 단순화하고, 퇴적될 전도성 재료의 양을 줄일 수 있다.

예들에서, 기판의 제 2 부분 상의 전류 콜렉터 층의 적어도 일부는 전류 콜렉터 층의 제 1 부분이고, 전류 콜렉터 층은 기판의 제 1 부분 상에 있는, 기판의 제 1 부분과 스택 사이의 제 2 부분을 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, 그러면 예를 들어 단락 회로의 위험이 감소된다. 더 나아가, 이러한 에너지 저장 디바이스는 더 간단하게 제조될 수 있다.

예들에서, 스택은 제 2 전극 층, 및 제 1 전극 층과 제 2 전극 층 사이의 전해질 층을 포함한다. 그러면, 예를 들어 스택이 에너지 저장 디바이스, 예를 들어 박막 배터리 셀로서 사용될 수 있게 된다.

예들에서, 제 2 전극 층의 일부는 기판의 제 3 부분과 적어도 부분적으로 중첩한다. 위에서 설명된 바와 같이, 그러면, 예를 들어 제 2 전극이 기판의 제 3 부분과 중첩하지 않는 예와 비교할 때, 에너지 저장 디바이스(제조된 후) 내의 전도성 재료의 양이 감소된다. 더 나아가, 그러면, 예를 들어 제 2 전극 층에 대한 퇴적 요건을 완화시킴으로써 에너지 저장 디바이스의 제조가 단순화된다.

추가적인 특징들은 오직 예시적으로 제공된 후속하는 설명으로부터 명백해질 것이고, 설명은 첨부 도면들을 참조하여 이루어진다.

도 1은 예들에 따른 에너지 저장 디바이스용 스택을 보여주는 개략도이다;
도 2는 예들에 따른 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위한, 도 1의 스택의 처리의 일 예를 보여주는 개략도이다;
도 3은 예들에 따른 에너지 저장 디바이스의 일부를 보여주는 개략도이다;
도 4는 예들에 따른 에너지 저장 디바이스의 복수 개의 전기적으로 연결된 셀들을 보여주는 개략도이다;
도 5는 예들에 따른 제조 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법의 특징을 보여주는 개략도이다; 그리고
도 6은 추가적인 예들에 따라서 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법을 예시하는 흐름도이다.

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 후속하여 퇴적되고, 그 뒤에 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 전기 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 단락 회로를 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 된다.

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 퇴적한 후에(또는 다른 경우에), 중간 구조체(110)가 자기 위에 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 통과하여 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 3은 본 발명의 예에 따른 에너지 저장 디바이스의 부분을 개략적으로 보여준다. 대응하는 설명이 적용될 것이다. 도 3의 예에서, 에너지 저장 디바이스의 부분은 도 1의 스택(100)과 유사한 제 1 스택(200a)을 포함한다. 도 1의 대응하는 피쳐와 유사한 도 3의 제 1 스택(200a)의 피쳐들은 100만큼 증가하고 문자 "a"가 첨부되는 동일한 참조 번호들로 명명된다.

제 1 스택(200a)은 제 1 전극(204a), 전해질(206a) 및 제 2 전극(208a)을 포함한다. 전해질(206a)은 제 1 전극(204a) 및 제 2 전극(208a) 사이에 있다. 도 3의 제 1 스택(200a)의 요소는 도 1의 스택(100)의 대응하는 요소와 다른 상대적인 폭을 가지고 도시된다. 그러나, 이것은 오직 하나의 예(개략적으로 도시됨)일 뿐이고, 다른 예에서는 다른 상대적 폭들이 가능하다. 제 1 스택(200a)은 도 1의 기판(102)과 유사하거나 동일한 기판(202)상에 배치된다.

제 1 스택(200a)은 기판(102)의 제 1 부분 상에 배치되고, 제 2 전극 층(208a)은 기판(102)으로부터 제 1 전극 층(204a)보다 멀다. 기판(102)의 제 1 부분의 범위는 도 3에서 참조 번호 102i로 표시된다. 전류 콜렉터의 적어도 일부(도 3에서는 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a))는 기판(102)의 제 1 부분과 다른 기판(102)의 제 2 부분 상에 있다. 기판(102)의 제 2 부분의 범위는 도 3에서 참조 번호 102ii로 표시된다.

도 3의 예에서, 에너지 저장 디바이스는 기판(102)의 제 1 부분 상에 있는 전류 콜렉터의 제 2 부분(128a)을 더 포함한다. 그러나, 일부 예에서는, 전류 콜렉터가 기판(102)의 제 1 부분에 존재하지 않을 수도 있다. 제 1 스택(200a)은 전류 콜렉터의 제 2 부분(128a) 상에 배치되는데, 이것은 이제 기판(102)의 제 1 부분 상에 있다. 그러므로, 전류 콜렉터의 제 2 부분(128a)은 기판(102)의 제 1 부분과 제 1 스택(200a) 사이에 있다.

도 3의 예에서, 전류 콜렉터(제 1 부분(126a) 및 제 2 부분(128a)을 포함함)는 따라서, 기판(202) 상의 분할 또는 단절된 금속화된 층이라고 여겨질 수 있다. 이것은 분할 단절이라고 불릴 수 있는데, 그 이유는 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)이 전류 콜렉터의 제 2 부분(128a)으로부터 단절되기 때문이다.

전기 절연 재료(130a)는 제 1 스택(200a)의 노출면 상에 배치되어 제 1 전극(204a)을 제 2 전극(208a)으로부터 절연시킨다. 이러한 콘텍스트에서, 스택의 노출면은, 예를 들어 스택의 표면이고, 이것은, 전기 절연 재료(130a)가 퇴적되기 전에는 덮여있거나 다른 층과 접촉하지 않는다. 이러한 방식으로, 스택의 노출면은, 예를 들어 전기 절연 재료(130a)의 퇴적 이전에 열려 있거나, 드러나거나, 보이게 된다.

도 3과 같은 예들에서, 제 1 스택(200a)과 같은 스택의 노출면은 전기 절연 재료(130a)의 퇴적 이전에 다음 다섯 개의 부분을 포함하는 것을 여겨질 수 있다: 상단부(예를 들어, 기판(202)으로부터 가장 먼 제 1 스택(200a)의 표면과 같은, 제 1 스택(200a)의 상면 또는 상단면에 대응함), 및 예를 들어 스택의 짧은 측면들에 대응하는 네 개의 페이스. 도 3에서, 스택의 최우측 페이스(스택의 노출면의 일부를 형성함)는 전기 절연 재료(130a)에 의해 덮인다. 그러나, 다른 예에서, 도 3에 도시된 부분에 추가하여 또는 그 대신에, 노출면의 다른 부분은 전기 절연 재료(130a)에 의해서 덮일 수 있다. 더 나아가, 다른 예에서, 노출면은 다섯 개보다 많거나 적은 부분을 포함할 수도 있고, 이들은 도 3의 예와 다른 형상 및/또는 크기일 수 있다.

전기 절연 재료(130a)는 노출면의 일부(또는 전부)를 부분적으로 또는 전체적으로 덮도록 퇴적되어, 제 1 전극(204a)을 제 2 전극(208a)으로부터 절연시킬 수 있지만, 이것은 제 1 및 제 2 전극(204a, 208a)의 형상 및/또는 위치에 따라 달라질 수 있다. 통상적으로, 전기 절연 재료(130a)는 제 1 전극(204a)을 제 2 전극(208a)으로부터 절연시키는 것으로 여겨질 수 있는데, 여기에서 충분한 양의 전기 절연 재료(130a)가 적절한 위치에 퇴적되어, 제 1 전극(204a) 및 제 2 전극(208a) 사이의 전류의 흐름을 실질적으로 방지하거나 제한한다. 이것은, 예를 들어 에너지 저장 디바이스의 충전 또는 방전 중에, 제 1 전극(204a) 및 제 2 전극(208a) 사이의 전류가 제 1 전극(204a) 및 제 2 전극(208a) 사이의 단락 회로를 피할 만큼 충분히 작은 경우일 수 있다.

도 3의 예에서, 전기 절연 재료(130a)는 기판(102)의 제 1 부분(제 1 스택(200a)이 그 위에 배치됨) 및 기판(102)의 제 2 부분(전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)이 그 위에 배치됨) 사이의 기판(102)의 제 3 부분과 접촉한다. 기판(102)의 제 3 부분의 범위는 도 3에서 참조 번호 102iii로 표시된다. 구성이 이와 같으면, 제 1 전극(204a)을 제 2 전극(208a)으로부터 절연시키는 것에 추가하여, 전기 절연 재료(130a)는 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)을 전류 콜렉터의 제 2 부분(128a)으로부터 역시 절연시킨다. 하지만, 다른 예에서, 전기 절연 재료(130a)는 그 대신에 기판(102)과 직접적으로 접촉하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 전기 절연 재료(130a) 및 기판(102) 사이에는 하나 이상의 추가적 층이 존재할 수 있다. 또 따른 예에서, 전류 콜렉터의 제 1 및 제 2 부분(126a, 128a)을 서로로부터 전기적으로 절연시키기 위하여 추가적인 절연 재료(전기 절연 재료(130a)가 아니라)가 사용될 수 있다. 그러나, 전기 절연 재료(130a)가 제 1 및 제 2 전극(204a, 208a)을 서로 절연시키는 것, 및 전류 콜렉터의 제 1 및 제 2 부분(126a, 128a)을 서로 절연시키는 것 양자 모두를 하기 위해서 사용된다면, 에너지 저장 디바이스는 더 효율적으로 제조될 수 있다.

예들에서, 전기 절연 재료(130a)는 기판(102)의 제 2 부분의 전부가 아닌 일부와 중첩할 수 있다. 도 3의 에너지 저장 디바이스에서, 기판(102)의 제 2 부분과 중첩하는 전기 절연 재료(130a)는 실질적으로 존재하지 않는다. 예를 들어, 기판(102)의 제 2 부분의 적어도 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%는 전기 절연 재료(130a)에 의해 중첩되지 않을 수도 있다. 이러한 방식으로, 기판(102)의 제 2 부분의 대부분 또는 전부는 전도성 재료(132a)에 의한 접촉을 위해서 노출될 수 있다(추가적으로 후술됨).

전도성 재료(132a)는 전기 절연 재료(130a) 상에 배치되어, 제 2 전극(208a)을 전류 콜렉터의 적어도 일부(이러한 예에서는, 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a))에 연결한다. 도 3과 같은 예들에서, 전도성 재료(132a)는 전기 절연 재료(130a)의 노출면의 적어도 일부를 덮거나 접촉할 수 있다. 전도성 재료(132a)는 상대적으로 박막으로 퇴적될 수 있고, 이것은 그럼에도 불구하고 에너지 저장 디바이스의 정상적인 사용 중에 전류의 흐름을 방해하지 않으면서(예를 들어, 용융이 없이), 제 2 전극(208a)으로부터 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)까지 전류를 통전시킬 만큼 충분히 두껍다.

도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 전도성 재료(132a)는 제 1 스택(200a)의 에지를 따라서, 재료의 상대적 박막으로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 전도성 재료(132a)는 제 1 스택(200a)의 노출된 페이스를 따라서 기다란 형상일 수 있다(예를 들어, 전도성 재료(132a)가, 예컨대 기판(202)의 평면에 평행인 방향으로 제 1 스택(200a)의 길이를 따라서 연장하도록). 전도성 재료(132a)는 또한, 또는 그 대신에 기판(202)의 평면에 수직이거나 실질적으로 수직인 방향으로 연장될 수 있어서, 제 2 전극(208a)을 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)에 연결한다. 어떤 방향은, 그 방향이 어떤 평면에 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, 에너지 저장 디바이스 내의 전도성 재료(132a)의 양은 다른 구성과 비교할 때 상대적으로 적을 수 있다. 일 예로서, 전도성 재료(132a)는 기판(102)의 제 2 부분과 전체적으로 중첩하여, 예를 들어 이것이 기판(102)의 평면에 수직인 방향으로 기판(102)의 에지를 따라 연장되는 전기 커넥터에 액세스될 수 있도록, 연장되게 배치될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 에너지 저장 디바이스는 도 3과 같은 예보다 더 많은 양의 전도성 재료(132a)를 포함할 수 있는데, 그러면 에너지 저장 디바이스의 제조의 효율성이 떨어지게 될 수 있다.

예를 들어, 일부 경우(예컨대 도 3의 경우), 전도성 재료(132a)는 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)과 중첩하지 않을 수도 있다. 이러한 경우에, 그 대신에, 일반적으로 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)에 의해 지지되거나 그 위에 있는 것이 아니라, 전도성 재료(132a)는 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)의 측면 옆에 있거나 그와 접촉할 수도 있다. 그러면, 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위한 전도성 재료(132a)의 양이 더 감소될 수 있다.

도 3과 같은 예들에서, 전기 절연 재료(130a)는 기판(102)의 제 3 부분의 전부와 접촉하지 않고서, 기판(102)의 제 3 부분의 일부와 접촉하거나 중첩할 수 있다. 이것이 도 3에 도시되는데, 여기에서 전기 절연 재료(130a)는 기판(102)의 제 3 부분의 일부에 존재하지 않는다. 그러면, 평탄하지 않거나 평면형이 아닌(전도성 재료(132a)의 퇴적 이전에) 표면이 있는 기판(102)이 제공된다. 예를 들어, 기판(102)은 전도성 재료(132a)가 그 안에 퇴적될 수 있는 함요부를 포함할 수 있다. 함요부의 하나의 벽 또는 측면은 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)의 측면에 의해 형성될 수 있고, 함요부의 반대 측면은 전기 절연 재료(130a)에 의해 형성될 수 있다. 이러한 함요부는 에너지 저장 디바이스의 제조 중에 전도성 재료(132a)를 보유하는 것을 도울 수 있고, 퇴적 중에 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a) 상으로의 전도성 재료(132a)의 흐름을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 그러면 퇴적되는 전도성 재료(132a)의 양이 추가적으로 감소될 수 있고, 에너지 저장 디바이스를 제조하는 효율이 추가적으로 개선된다.

도 3의 예에서, 제 2 전극(208a)의 부분(134a)은 전기 절연 재료(130a)와 중첩한다. 이와 같은 구성에서, 전기 절연 재료(130a)는 적어도 부분적으로 제 2 전극(208a)의 부분(134a) 및 기판(102) 사이에 있다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 구성에서, 제 2 전극(208a)의 측면은 전기 절연 재료(130a)의 측면과 실질적으로 정렬될 수 있고, 예를 들어 전기 절연 재료(130a) 및 제 2 전극(208a)의 퇴적 이후에, 제 1 스택(200a)의 실질적으로 평면인 노출면을 형성한다(기판(102)의 평면에 실질적으로 수직인 방향으로). 그러면, 전도성 재료(132a)는 전기 절연 재료(130a) 상에 퇴적되어, 제 2 전극(208a)의 부분(134a)을 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)에 연결할 수 있다. 제 2 전극(208a)이 전기 절연 재료(130a)와 중첩하지 않고, 제 2 전극(208a)의 측면이 전도성 재료(132a)가 그 위에 퇴적된 전기 절연 재료(130a)의 측면으로부터 오목하게 파이거나 제거될 수 있는 다른 예들보다, 더 작은 양의 전도성 재료(132a)가 사용될 수 있다.

이러한 경우에, 제 2 전극(208a)의 부분(134a)은 기판(102)의 제 3 부분과 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(208a)의 부분(134a)은 전기 절연 재료(130a)에 의해 중첩되는, 기판(102)의 제 3 부분의 실질적으로 동일한 파트와 중첩할 수 있다. 전술된 바와 같이, 그러면, 예를 들어 에너지 저장 디바이스 내의 전도성 재료(132a)의 양이 감소된다.

제 1 스택(200a), 전기 절연 재료(130a), 전도성 재료(132a) 및 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)의 조합은 에너지 저장 디바이스용 제 1 셀(136a)에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 하지만, 에너지 저장 디바이스는 통상적으로 복수 개의 셀을 포함한다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 셀(136a)이 그 위에 배치되는 기판(102)의 제 1 측면과 반대인 기판(102)의 제 2 측면 상에 위치된 제 2 셀(136b)이 존재할 수 있다. 도 3의 예에서, 제 1 및 제 2 셀(136a, 136b) 그 외에는 서로 동일하다. 제 2 셀(136b)의 피쳐는 제 1 셀(136a)의 피쳐와 동일한 참조 번호로 명명되지만, "a"가 아니라 "b"가 첨부된다. 대응하는 설명이 적용될 것이다. 그러나, 다른 예에서, 기판의 하나의 측면 상의 셀들은 기판의 반대 측면 상의 셀들과 다를 수 있다.

일부 예에서, 예를 들어 롤-투-롤 제조 프로세스의 일부로서, 복수 개의 제 1 셀(136a)이 상기 기판(202)의 제 1 측면 상에 제조될 수 있고, 복수 개의 제 2 셀(136b)은 기판(202)의 제 2 측면 상에 제조될 수 있다. 이러한 경우에, 기판(202)은 복수 개의 셀을 다층으로 적층하기 위해서 폴딩될 수 있다. 그러므로 복수 개의 셀을 포함하는 에너지 저장 디바이스가 생산될 수 있게 된다.

도 4는 에너지 저장 디바이스의 복수 개의 전기적으로 연결된 셀의 예를 도시한다. 도 4에 도시된 셀은 도 3의 제 1 셀(136a) 및 제 2 셀(136b) 및 제 3 및 제 4 셀(136c, 136d)을 포함한다. 제 3 및 제 4 셀(136c, 136d)은 제 1 및 제 2 셀(136a, 136b)과 동일할 수 있지만, 기판(202)을 폴딩하여 도 4에 도시된 적층된 구조체를 제공하기 이전에, 기판(202) 상의 상이한 위치에 제공되었을 수 있다. 도 3의 대응하는 피쳐와 유사한 도 4의 피쳐들은 동일한 참조 번호로 명명된다; 대응하는 설명이 적용되도록 취해진다. 도 3에 도시된 일부 피쳐는 명확화를 위하여 도 4에서 명명되지 않는다. 더 나아가, 제 3 및 제 4 셀(136c, 136d)의 피쳐는 제 1 셀(136a)의 대응하는 피쳐와 동일한 참조 번호로 명명되지만, 문자 "a"가 아니라 문자 "c" 또는 "d"가 각각 첨부된다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 기판(202)은 예를 들어 제 1 셀(136a)의 요소를 제 2 셀(136b)의 요소로부터 절연시킨다. 유사하게, 기판(202)(예를 들어 제 1 및 제 2 셀(136a, 126b) 사이에 있는 것과 동일한 기판(202)의 상이한 부분임)은 제 3 셀(136c)을 제 4 셀(136d)로부터 절연시킨다. 그러나, 제 2 셀(136b)의 제 2 전극(208b)은 제 3 셀(136c)의 제 2 전극과 접촉한다. 유사하게, 제 2 셀(136b)의 전도성 재료(132b)는 제 3 셀(136c)의 전도성 재료(132c)와 접촉한다. 이러한 방식으로, 제 2 및 제 3 셀(136b, 136c)은 서로 전기적으로 연결된다. 제 1 셀(136a)은, 제 1 및 제 2 셀(136a, 136b)의 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a, 126b)을 전기적으로 연결함으로써 제 2 셀(136b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 유사하게, 제 3 셀(136c)은 제 1 및 제 2 셀(136c, 136d)의 전류 콜렉터의 제 1 부분(126c, 126d)을 전기적으로 연결함으로써 제 4 셀(136d)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이것은, 예를 들어 전기 커넥터를 제 1 및 제 2 셀(136a, 136b)의 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a, 126b) 사이에 그리고 전기 커넥터를 제 1 및 제 2 셀(136c, 136d)의 전류 콜렉터의 제 1 부분(126c, 126d) 사이에 배치함으로써 간단하게 수행될 수 있다. 예를 들어, 하나의 전기 커넥터가 도 4의 적층된 구조체의 측면을 따라 배치되어, 셀들(136a-136d) 각각의 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a-126d)을 서로 연결할 수 있다. 이러한 방식으로, 셀들(136a-136d) 각각의 제 2 전극(208a-208d)은 서로 연결될 수 있다. 제 2 전극(208a-208d)이 예를 들어 셀(136a-136d)의 방전 중에 애노드에 대응하는 음의 전극인 경우, 따라서 애노드 각각은 전기 커넥터에 의해 서로 연결될 수 있다. 그러므로, 전기 커넥터는 에너지 저장 디바이스의 제 1 단자에 대한 접점을 제공할 수 있는데, 이것은 예를 들어 에너지 저장 디바이스의 양의 단자이다.

제 1 전극들(204a-204d) 각각을 전기 커넥터를 사용하여 전기적으로 연결함으로써, 예를 들어 에너지 저장 디바이스의 음의 단자인 에너지 저장 디바이스의 제 2 단자에 대한 접점을 제공하기 위해서, 셀(136a-136d)의 반대 측면 상에 유사한 프로시저가 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러므로, 결과적으로 셀들(136a-136d)은 병렬로 연결될 수 있다. 양의 단자 및 음의 단자는 부하를 거쳐서 부하에 급전하도록 전기적으로 연결될 수 있고, 이를 통하여 멀티-셀 에너지 저장 디바이스를 제공한다. 이러한 멀티-셀 에너지 저장 디바이스는 간단한 방식으로 제조될 수 있는데, 그 이유는 예를 들어 금속성 층(예컨대 셀들(136a-136d) 각각에 대한 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a-126d))과 접촉하도록 전기 커넥터를 제공하는 것이 간단하기 때문이다.

도 5(도 5a 내지 도 5h를 포함함)는 도 3 및 도 4의 제 1 셀(136a)을 제조하는 일 예를 개략적으로 보여준다. 하지만, 도 5에 따른 방법이 도 3 및 도 4와 다른 셀 또는 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위해서도 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 3 및 도 4의 대응하는 피쳐와 동일한 도 5의 피쳐들은 동일한 참조 번호로 명명된다. 대응하는 설명이 적용될 것이다.

도 5a에서, 기판(202)이 제공된다. 전류 콜렉터 층(138a)은, 예를 들어 스퍼터링에 의해서 기판(202) 상에 제공된다. 예를 들어, 전류 콜렉터 층(138a)은 금속성 층에 대응하는 것으로 여겨질 수 있는데, 이것은 기판(202)을 전체적으로 덮을 수 있거나, 그 대신에 기판(202)의 일부를 덮을 수도 있다. 전류 콜렉터 층(138a)은 아래에서 더욱 설명되는 바와 같이, 제조될 셀의 단자에 대한 접촉부를 제공할 수 있다.

도 5b에서, 제 1 전극 층(140a)은 전류 콜렉터 층(138a) 상에 제공된다. 제 1 전극 층(140a)은, 예를 들어 물리적 기상 증착(PVD) 또는 화학적 기상 증착(CVD)과 같은 기장 증착 프로세스에 의하여, 또는 롤-투-롤 시스템과 함께 사용되기 위한 슬롯 다이 코팅(가끔 슬릿 코팅이라고 불림)과 같은 코팅 프로세스에 의하여 제공될 수 있다.

도 5c에서, 전해질 층(142a)이 제 1 전극 층(140a)이 제공된다. 제 1 전극 층(140a)을 제공하는 것과 같이, 전해질 층(142a)은 기상 증착 또는 코팅 프로세스에 의해서 제공될 수 있다.

비록 도 5에서는 전류 콜렉터 층(138a), 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)이 순차적으로 제공되지만, 다른 예에서는 기판(202)이 부분적으로 조립된 상태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 전류 콜렉터 층(138a), 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)(또는 이러한 층들의 서브세트)을 포함하는 스택이 기판(202)이 제공되기 전에 이미 기판(202) 상에 배치될 수 있다. 다른 예에서, 전류 콜렉터 층(138a), 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)을 기판(202) 상에 제공하는 것은, 이러한 층들을 포함하는 스택을 제공하는 것과 대응하는 것으로 여겨질 수 있는데, 이러한 스택은 기판(202) 상에 제공될 수 있다.

도 5d에서, 제 1 전극 층(140a)의 일부 및 전해질 층(142a)의 일부가 제거된다. 이러한 예에서, 제 1 전극 층(140a)의 일부를 제거한 후에, 도 3 및 도 4의 제 1 전극(204a)은 남아 있다. 유사하게, 전해질 층(142a)의 일부가 제거된 후에, 도 3 및 도 4의 전해질(206)은 남아 있다. 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)의 일부는, 예를 들어 레이저 삭마를 사용하여 제거될 수 있는데, 여기에서 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)의 일부의 제거될 표면은 레이저 빔으로 조사된다. 그러면, 예를 들어 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)의 일부가 기화되거나, 승화되거나, 플라즈마로 변환되고, 따라서 제거되게 된다. 레이저 삭마에 의해 제거되는 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)의 양은 레이저 빔의 파장 또는 펄스형 레이저 빔의 펄스 길이와 같은 레이저 빔의 속성을 제어함으로써 제어될 수 있다. 통상적으로, 레이저 삭마를 통해서 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)의 일부의 제거가 간단하고 신속한 방식으로 제어될 수 있게 된다. 그러나, 다른 예에서는, 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)의 일부를 제거하기 위하여, 포토리소그래픽 기법과 같은 다른 방법이 사용될 수도 있다. 제 1 전극 층(140a) 및 전해질 층(142a)의 일부를 제거함으로써, 전류 콜렉터 층(138a)의 부분(144a)이 도 5d에 도시된 바와 같이 노출된다.

이제 도 5e를 참조하면, 전류 콜렉터 층(138a)의 부분(144a)의 파트가 제거되어 콜렉터 층(138a)의 제 1 부분(126a)을 남기게 된다(이것은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 전류 콜렉터의 제 1 부분(126a)임). 전류 콜렉터 층(138a)의 제 1 부분(126a)은 제 1 전극 층 또는 전해질 층에 의해 중첩되지 않는다(따라서, 제 1 전극 층 및 전해질 층의 일부가 제거된 후에 제 1 전극(204a) 및 전해질(206a)에 의해서 중첩되지 않음). 그러나, 전류 콜렉터 층(138a)의 제 2 부분(128a)(도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 전류 콜렉터의 제 2 부분(128a)임)은 남게 되고, 이것은 제 1 전극 층 및 전해질 층에 의하여(도 5e에 도시된 제 1 전극(204a) 및 전해질(206a)에 의하여) 중첩된다. 전류 콜렉터 층(138a)의 부분(144a)의 파트는, 제 1 전극 층 및 전해질 층의 일부를 제거하는 것과 유사한 방식으로, 예를 들어 레이저 삭마 또는 다른 기법을 사용하여 제거될 수 있다.

도 5e에 도시된 구조체는 에너지 저장 디바이스의 제조를 위한 중간 구조체에 대응하는 것으로 여겨질 수 있다. 이러한 구조체는, 예를 들어 기판(202) 및 기판의 제 1 부분 상의 스택을 포함하는데, 스택은 전해질(206a) 및 전해질(206a)과 기판(202) 사이의 제 1 전극(204a)을 포함한다. 스택이 그 위에 배치되는 제 1 부분과 다른 기판(202)의 제 2 부분 상에 전류 콜렉터 층의 적어도 일부(제 1 부분(126a))가 존재한다. 기판(202)은 스택 또는 전류 콜렉터 층에 의해서 중첩되지 않는 제 3 부분을 더 포함한다. 제 3 부분은 제 1 부분과 제 2 부분 사이이고, 예를 들어 제 1 및 제 2 부분을 서로 분리시킨다. 이러한 중간 구조체는 후속하여 도 5f 내지 도 5g를 참조하여 설명된 처리, 또는 에너지 저장 디바이스를 생산하기 위한 다른 처리를 거칠 수 있다.

도 5f에서, 전기 절연 재료(130a)는 전류 콜렉터 층의 제 1 부분(126a) 및 전류 콜렉터 층의 제 2 부분(128a) 사이에 퇴적된다. 전기 절연 재료(130a)는 잉크젯 프린팅을 사용하여 퇴적될 수 있는데, 이것은 예를 들어 전기 절연 재료(130a)가 정확하고 정밀하게 퇴적되게 한다. 전기 절연 재료(130)는 도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, 제 1 전극(204a)의 노출면 및 전해질(206a)의 노출면 상에 퇴적된다.

도 5f와 같은 예들에서, 전기 절연 재료(130a)는, 전류 콜렉터 층의 제 1 부분(126a)과 실질적으로 중첩하지 않으면서, 전류 콜렉터 층의 제 1 부분(126a) 및 전류 콜렉터 층의 제 2 부분(128a) 사이에 퇴적될 수 있다. 이것은, 예를 들어 충분하게 정밀한 퇴적 프로세스, 예컨대 잉크젯 프린팅을 사용하여 수행될 수 있다. 더욱이, 도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, 이것은 제조 프로세스의 후속 스테이지에서 퇴적될 전도성 재료의 양을 감소시킬 수 있다.

도 5f에서, 전기 절연 재료(130a)는 전류 콜렉터 층(138a)의 부분(144a)의 파트가 제거될 때 노출되는, 기판(202)의 일부와 접촉하도록 퇴적된다(도 5h에 도시된 바와 같음). 이러한 방식으로, 전기 절연 재료(130a)는 전류 콜렉터 층의 제 1 및 제 2 부분(126a, 128a)을 서로로부터 절연시킨다.

도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 전기 절연 재료(130a)는 기판(202)의 일부의 제 1 파트(이것은 전류 콜렉터 층(138a)의 부분(144a)의 파트를 제거하면 노출됨)와 접촉하도록 퇴적될 수 있다. 그러면, 기판(202)의 일부의 제 2 부분이 남게 될 수 있고, 그 위에 전도성 재료(132a)가 후속하여 퇴적될 수 있다.

도 5g에서, 제 2 전극 층(예를 들어 도 3 및 도 4의 제 2 전극(208a)에 대응함)이 전극(206a) 상에 제공된다. 제 2 전극(208a)은 제 1 전극 층과 유사하게, 예를 들어 기상 증착 또는 코팅 프로세스에 의해서 제공될 수 있다.

도 5f에서, 전도성 재료(132a)가 전기 절연 재료(130a) 상에 퇴적되어 제 2 전극(208a)을 전류 콜렉터 층의 제 1 부분(126a)에 연결한다. 전도성 재료(132a)는 잉크젯 프로세스를 사용하여 퇴적될 수 있지만, 다른 퇴적 프로세스도 가능하다. 도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, 전도성 재료(132a)는, 전도성 재료(132a)가 전류 콜렉터 층의 제 1 부분(126a)과 실질적으로 중첩하지 않는 상태로, 제 2 전극(208a)을 전류 콜렉터 층의 제 1 부분(126a)에 연결하도록 퇴적됨으로써, 도 5의 방법 도중에 퇴적되는 전도성 재료의 양을 추가적으로 감소시킬 수 있다.

도 5는 에너지 저장 디바이스를 제조하는 일 예를 제공한다. 그러나, 본 명세서에 설명된 방법이 상이한 에너지 저장 디바이스를 제조하기 위해서 사용될 수 있거나, 도 5를 참조하여 설명된 효과를 여전히 제공하면서 적응되거나 변경될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 6은 에너지 저장 디바이스를 제조하는 추가적인 예시적 방법을 요약하는 흐름도이다. 도 6의 아이템(146)에서, 제 1 전극 층이 기판의 제 1 부분 상에 제공된다. 제 1 전극 층 및 기판은 제 1 전극 층(204a)과 유사할 수 있고, 유사하게 제공될 수 있다. 기판은 전술된 기판(202)과 유사할 수 있다. 그러나, 일부 경우에서는 전류 콜렉터 층이 제 1 전극 층을 제공하기 전에 기판 상에 배치되지 않을 수도 있다(또는 전류 콜렉터 층이 제 1 전극 층이 그 위에 제공되는 기판의 제 1 부분이 아닐 수도 있음).

도 6의 아이템(148)에서, 전해질 층이 제 1 전극 층 상에 제공된다. 전해질 층은 전술된 전해질 층(206)에 유사하고, 역시 유사하게 제공될 수 있다.

도 6의 아이템(150)에서, 제 2 전극 층이 전해질 층 상에 제공된다. 제 2 전극 층은 전술된 제 2 전극 층(208a)과 유사할 수 있다. 그러나, 도 5의 제 2 전극 층(208a)이 전기 절연 재료가 퇴적된 이후에 제공되는 반면에, 도 6의 방법에서는 제 2 전극 층이 전기 절연 재료가 제공되기 이전 또는 이후에 제공될 수 있다.

도 6의 아이템(152)에서, 전류 콜렉터 층의 적어도 일부가 기판의 제 2 부분 상에 제공된다. 기판의 제 2 부분은, 예를 들어 기판의 제 1 부분과 다르고, 제 1 전극 층, 전해질 층 및/또는 제 2 전극 층에 의해 중첩되지 않을 수 있다. 기판은 제 1과 상기 제 2 부분 사이에 있는 제 3 부분을 더 포함할 수 있거나, 제 1 및 제 2 부분은 연속되거나 접촉할 수도 있다. 전류 콜렉터 층은 전술된 전류 콜렉터 층(138a)과 유사할 수 있고, 유사하게 제공될 수 있다. 그러나, 전류 콜렉터 층은 기판의 제 1 및 제 2 부분 상에 아니라 오직 기판의 제 2 부분 상에만 제공될 수 있다. 이러한 예에서 전류 콜렉터 층은 제 1 전극 층, 전해질 층 또는 제 2 전극 층 중 임의의 것이 제공되기 이전 또는 이후에 제공될 수 있다.

일부 경우에, 도 6의 방법은 도 5의 방법과 유사할 수 있고, 기판의 제 2 부분 상에 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분을 제공하는 단계 및 전류 콜렉터 층의 제 2 부분 상에 제 1 전극 층을 제공하기 이전에 기판의 제 1 부분 상에 전류 콜렉터 층의 제 2 부분을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 기판 상에 전류 콜렉터 층을 제공하는 단계는, 기판의 제 2 부분 상에 전류 콜렉터 층의 제 1 부분을 제공하고, 기판의 제 1 부분 상에 전류 콜렉터 층의 제 2 부분을 제공하며, 기판의 제 1과 제 2 부분 사이에 있는 기판의 제 3 부분 상에 전류 콜렉터 층의 제 3 부분을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 콜렉터 층은 기판의 제 1, 제 2 및 제 3 부분을 덮는 연속 층으로서 제공될 수 있다. 전류 콜렉터 층의 제 3 부분은 제 1 전극 층, 전해질 층 또는 제 2 전극 층 중 적어도 하나를 제공한 이후에 제공되어, 기판의 제 3 부분을 노출시킬 수 있다. 예를 들어, 전류 콜렉터 층의 제 3 부분은 전술된 바와 같이 레이저 삭마에 의하여 제거될 수 있다.

도 6의 아이템(154)에서, 전기 절연 재료는 제 1 전극 층의 노출면 및 전해질 층의 노출면 상에 퇴적된다. 전기 절연 재료는 제 2 전극 층이 전해질 층 상에 제공되기 이전에(도 5에 도시된 바와 같음), 또는 그 이후에 퇴적될 수 있다.

도 6의 아이템(156)에서, 전도성 재료가 전기 절연 재료 상에 퇴적되어 제 2 전극 층을 전류 콜렉터 층의 적어도 일부에 연결한다. 전도성 재료는 도 5를 참조하여 전술된 바와 같이 퇴적될 수 있다.

전술된 예들은 본 발명의 설명적인 예라고 이해되어야 한다. 추가적인 예들도 예상된다.

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 (26)

1. 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법으로서,
   기판의 제 1 부분 상에 제 1 전극 층을 제공하는 단계;
   상기 제 1 전극 층 상에 전해질 층을 제공하는 단계;
   상기 전해질 층 상에 제 2 전극 층을 제공하는 단계;
   상기 기판의 제 2 부분 상에 전류 콜렉터 층의 적어도 일부를 제공하는 단계;
   상기 제 1 전극 층의 노출면 및 상기 전해질 층의 노출면 상에 전기 절연 재료를 퇴적시키는 단계; 및
   상기 제 2 전극 층을 상기 전류 콜렉터 층의 적어도 일부에 연결하도록, 상기 전기 절연 재료 상에 전도성 재료를 퇴적시키는 단계를 포함하고,
   상기 제 2 전극 층의 일부는 전기 절연 재료의 상면과 중첩하고, 제 2 전극 층의 측면과 전기 절연 재료이 측면은 실질적으로 정렬된, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판의 제 2 부분 상의 상기 전류 콜렉터 층의 적어도 일부는 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분이고,
   상기 방법은,
   상기 제 1 전극 층을 상기 기판의 제 1 부분 상에 제공하도록, 상기 제 1 전극 층을 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분 상에 제공하기 전에, 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분을 상기 기판의 제 1 부분 상에 제공하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 전류 콜렉터 층을 상기 기판 상에 제공하는 단계로서,
   상기 기판의 제 2 부분 상에 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분을 제공하는 것;
   상기 기판의 제 1 부분 상에 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분을 제공하는 것; 및
   상기 기판의 제 1 부분과 상기 기판의 제 2 부분 사이의 상기 기판의 제 3 부분 상에 상기 전류 콜렉터 층의 제 3 부분을 제공하는 것을 포함하는, 단계를 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 기판의 제 1 부분 상에 상기 제 1 전극 층을 제공하는 단계, 상기 제 1 전극 층 상에 상기 전해질 층을 제공하는 단계, 또는 상기 전해질 층 상에 상기 제 2 전극 층을 제공하는 단계 중 적어도 하나 이후에,
   상기 기판의 제 3 부분을 노출시키도록 상기 전류 콜렉터 층의 제 3 부분을 제거하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 전류 콜렉터 층의 제 3 부분을 제거하는 단계는,
   상기 전류 콜렉터 층의 제 3 부분을 레이저 삭마하는 것을 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 2 전극 층을 제공하는 단계는, 전기 절연 재료를 퇴적시킨 이후에 수행되는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전기 절연 재료를 퇴적시키는 단계가 전기 절연 재료를 잉크젯 프린팅하는 것을 포함하는 것; 또는
   상기 전도성 재료를 퇴적시키는 단계가 전도성 재료를 잉크젯 프린팅하는 것을 포함하는 것
   중 적어도 하나가 성립하는, 에너지 저장 디바이스 제조 방법.
8. 에너지 저장 디바이스를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
   기판 상에, 에너지 저장 디바이스용 스택을 제공하는 단계 - 상기 스택은,
   전류 콜렉터 층;
   전해질 층; 및
   상기 전류 콜렉터 층과 상기 전해질 층 사이의 제 1 전극 층을 포함함 -;
   상기 전류 콜렉터 층의 일부를 노출시키도록, 상기 제 1 전극 층의 일부 및 상기 전해질 층의 일부를 제거하는 단계;
   상기 제 1 전극 층 및 상기 전해질 층에 의해 중첩되지 않는 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분 및 상기 제 1 전극 층 및 상기 전해질 층에 의해 중첩되는 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분을 남기도록, 상기 전류 콜렉터 층의 일부의 파트(part)를 제거하는 단계;
   상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분 사이에, 그리고 제 1 전극 층의 노출면 및 전해질 층의 노출면 상에, 전기 절연 재료를 퇴적시키는 단계;
   상기 전해질 층 상에 상기 제 2 전극 층을 제공하는 단계; 및
   상기 제 2 전극 층을 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분에 연결하도록, 상기 전기 절연 재료 상에 전도성 재료를 퇴적시키는 단계를 포함하고,
   상기 제 2 전극 층의 일부는 전기 절연 재료의 상면과 중첩하고, 제 2 전극 층의 측면과 전기 절연 재료의 측면은 실질적으로 정렬된, 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 전기 절연 재료를 퇴적시키는 단계는,
   상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 실질적으로 중첩하지 않으면서, 전기 절연 재료를 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 상기 전류 콜렉터 층의 제 2 부분 사이에 퇴적시키는 것을 포함하는, 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전류 콜렉터 층의 일부의 파트를 제거하는 단계는, 상기 기판의 일부를 노출시키고,
    상기 전기 절연 재료를 퇴적시키는 단계는, 상기 기판의 일부와 접촉하도록 전기 절연 재료를 퇴적시키는 것을 포함하는, 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전기 절연 재료를 퇴적시키는 단계는, 상기 기판의 일부의 제 2 파트와 접촉하지 않으면서 상기 기판의 일부의 제 1 파트와 접촉하도록, 전기 절연 재료를 퇴적시키는 것을 포함하는, 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전도성 재료를 퇴적시키는 단계는, 상기 기판의 일부의 제 2 파트와 접촉하도록 전도성 재료를 퇴적시키는 것을 포함하는, 방법.
13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 재료를 퇴적시키는 단계는,
    상기 전도성 재료가 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분과 실질적으로 중첩하지 않으면서, 상기 제 2 전극 층을 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분에 연결하도록, 상기 전기 절연 재료 상에 전도성 재료를 퇴적시키는 것을 포함하는, 방법.
14. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 층의 일부 및 상기 전해질 층의 일부를 제거하는 단계가, 상기 제 1 전극 층의 일부를 레이저 삭마하는 것 및 상기 전해질 층의 일부를 레이저 삭마하는 것을 포함하는 것; 또는
    상기 전류 콜렉터 층의 일부의 파트를 제거하는 단계가, 상기 전류 콜렉터 층의 일부의 파트를 레이저 삭마하는 것을 포함하는 것
    중 적어도 하나가 성립하는, 방법.
15. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법 또는 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 형성되는 에너지 저장 디바이스.
16. 에너지 저장 디바이스로서,
    기판;
    상기 기판의 제 1 부분 상의 스택 - 상기 스택은,
    제 1 전극;
    상기 기판으로부터 상기 제 1 전극보다 먼 제 2 전극; 및
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 전해질을 포함함-;
    상기 기판의 제 1 부분과 상이한, 상기 기판의 제 2 부분 상의 전류 콜렉터의 적어도 일부;
    상기 제 1 전극을 상기 제 2 전극으로부터 절연시키기 위한, 상기 스택의 노출면 상의 전기 절연 재료; 및
    상기 제 2 전극을 상기 전류 콜렉터의 적어도 일부에 연결하기 위한, 상기 전기 절연 재료 상의 전도성 재료를 포함하고,
    상기 제 2 전극의 일부는 전기 절연 재료의 상면과 중첩하고, 제 2 전극의 측면과 전기 절연 재료의 측면은 실질적으로 정렬된 에너지 저장 디바이스.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판의 제 2 부분 상의 상기 전류 콜렉터의 적어도 일부는 상기 전류 콜렉터의 제 1 부분이고,
    상기 에너지 저장 디바이스는, 상기 기판의 제 1 부분과 상기 스택 사이에, 상기 기판의 제 1 부분 상의 상기 전류 콜렉터의 제 2 부분을 포함하는, 에너지 저장 디바이스.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전기 절연 재료는, 상기 전류 콜렉터의 제 1 부분을 상기 전류 콜렉터의 제 2 부분으로부터 절연시키도록, 상기 기판의 제 1 부분과 상기 기판의 제 2 부분 사이의 기판의 제 3 부분과 접촉하는, 에너지 저장 디바이스.
19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연 재료가 적어도 부분적으로 상기 제 2 전극의 부분과 상기 기판 사이에 있도록, 상기 제 2 전극의 일부는 상기 전기 절연 재료와 중첩되는, 에너지 저장 디바이스.
20. 에너지 저장 디바이스의 제조를 위한 중간 구조체로서,
    기판;
    상기 기판의 제 1 부분 상의 스택 - 상기 스택은,
    전해질 층; 및
    상기 전해질 층과 상기 기판 사이의 제 1 전극 층; 및
    상기 전해질 층 상의 제 2 전극 층을 포함함 -
    상기 기판의 제 1 부분과 상이한, 상기 기판의 제 2 부분 상의 전류 콜렉터 층의 적어도 일부를 포함하고,
    상기 기판은 상기 스택 및 상기 전류 콜렉터 층 각각에 의해 중첩되지 않는 제 3 부분을 포함하고,
    상기 제 3 부분은 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 있고,
    전기 절연 재료를 포함하고,
    상기 제 2 전극 층의 일부는 전기 절연 재료의 상면과 중첩하고, 제 2 전극 층의 측면과 전기 절연 재료의 측면은 실질적으로 정렬된,
    에너지 저장 디바이스 제조용 중간 구조체.
21. 삭제
22. 제 20 항에 있어서,
    상기 기판의 제 2 부분과 중첩하는 전기 절연 재료가 실질적으로 존재하지 않는, 에너지 저장 디바이스 제조용 중간 구조체.
23. 제 20 항 또는 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연 재료는 상기 기판의 제 3 부분의 파트에 존재하지 않는, 에너지 저장 디바이스 제조용 중간 구조체.
24. 제 20 항 또는 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 제 2 부분 상의 상기 전류 콜렉터 층의 적어도 일부는 상기 전류 콜렉터 층의 제 1 부분이고,
    상기 전류 콜렉터 층은, 상기 기판의 제 1 부분과 상기 스택 사이에, 상기 기판의 제 1 부분 상의 제 2 부분을 포함하는, 에너지 저장 디바이스 제조용 중간 구조체.
25. 삭제
26. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 층의 일부는 상기 기판의 제 3 부분과 적어도 부분적으로 중첩하는, 에너지 저장 디바이스 제조용 중간 구조체.

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