KR20010025694A - Fabrication and process of secondary battery using plasma-polymerization method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A process for preparing a secondary battery such as a lithium metal battery or a thin film polymer battery having excellent battery characteristics by using a plasma polymerization thin film having excellent chemical resistance is provided which reduces manufacture time and the cost of production. CONSTITUTION: This secondary battery comprises a current collector (2) formed on a substrate (1), the anode (3) formed thereon, a plasma polymerization thin film (9) formed thereon using an electrode, the cathode (6) and current collector (7) formed thereon and a substrate (8) formed at the opposite side therefrom. The process comprises the steps of pouring a carrier gas (argon, oxygen) and forming plasma by impressing direct current voltage; and treating the substrate with a pure plasma to improve adhesion between an electrode and a plasma polymerization thin film.

Description

플라즈마 중합법을 이용한 2차전지의 제조 및 공정{Fabrication and process of secondary battery using plasma-polymerization method}Fabrication and process of secondary battery using plasma polymerization method {Fabrication and process of secondary battery using plasma-polymerization method}

종래의 박막고분자 전지는 고분자 자체로는 약 10-3[s/cm] 이상의 이온전도성을 확보하지 못하여 겔(gel) 타입의 전해액을 사용하고 있다. 그러나 전해액이 겔(gel) 타입이다 보니 인체에 유해한 전해액이 누수(leak)될 위험이 항상 존재하여 누수된 전해액이 공기중의 수분과 접촉 시에는 폭발할 위험이 있어 항상 케이스에 넣어 사용해야 하는 단점이 있다. 또한 전해질 층을 아주 얇게 만들수록 단위 부피당 에너지 밀도를 높게 만들어 전지의 용량을 향상 시킬 수 있는데 겔타입은 두께의 한계성을 가지고 있어 원하는 특성을 달성하지 못하고 있다. 또한 진공에 의한 공정이 아니므로 공기중의 먼지나 수분등의 오염원에 노출되어 전지의 신뢰성이 확보되지 못하여 수율이 아주 저조한 실정이다. 리튬메탈전지(리튬이온전지, 리튬설퍼전지)에서 보호막을 성막하는 기술들로는 진공증착법, 스퍼터링법등이 주로 사용되고 있다. 그러나 이러한 공정들은 고가의 장차비와 재료비가 요구된다. 또한 기존의 성막법으로는 아주 얇은 박막의 두께를 만족하면서 내구성이 우수한 박막을 얻기가 어렵다. 그래서 종래의 보호막은 충방전에 의한 리튬이온의 이동 때문에 발생하는 리튬 덴드라이트(lithium dendrite)의 생성을 억제하지 못하여 장수명을 달성하지 못하고 있어 음극재료로 리튬메탈을 사용하지 못하고 에너지 밀도가 10 배정도 감소되는 카본(carbon) 계열의 물질들을 사용하고 있다. 이것은 곧 전지의 용량(wh/kg)을 감소시키는 원인이 된다. 그러므로 아주 얇은 두께를 만족하면서 막이 치밀하고 가교도가 우수한 박막을 얻지 못하여 상기에 설명한 것과 같이 카본 계열의 음극을 사용할 수 밖에 없다는 것이 치명적인 문제점이다. 또한 기본의 보호막들은 글래시(glassy)한 결정을 가지고 있기 때문에 리튬메탈과의 접착력이 좋지 못하여 그 틈으로 리튬 덴드라이트가 생성되어 보호막의 특성을 크게 저하시키는 실정이다.Conventional thin-film polymer batteries do not secure ion conductivity of about 10 −3 [s / cm] or more by the polymer itself, and thus use a gel type electrolyte solution. However, since the electrolyte is a gel type, there is always a risk of leakage of an electrolyte that is harmful to the human body.Therefore, the leaked electrolyte may explode when it comes into contact with moisture in the air. have. In addition, as the electrolyte layer is made very thin, the energy density per unit volume can be increased to improve the capacity of the battery. The gel type has a thickness limit and does not achieve desired characteristics. In addition, since the process is not a vacuum, it is exposed to pollutants such as dust or moisture in the air, so that the reliability of the battery is not secured, and the yield is very low. As a technique for forming a protective film in lithium metal batteries (lithium ion batteries and lithium sulfur batteries), vacuum deposition and sputtering are mainly used. However, these processes require expensive equipment costs and material costs. In addition, it is difficult to obtain a thin film having excellent durability while satisfying the thickness of a very thin thin film using a conventional film forming method. Therefore, the conventional protective film is unable to suppress the generation of lithium dendrite caused by the movement of lithium ions due to charging and discharging, and thus does not achieve long life. Therefore, lithium metal cannot be used as a negative electrode material and energy density is reduced by 10 times. Carbon based materials are used. This causes a decrease in the battery capacity (wh / kg). Therefore, it is a fatal problem that the carbon-based negative electrode cannot be used as described above because a thin film having a very thin thickness and a fine crosslinking degree cannot be obtained. In addition, since the basic protective films have glassy crystals, adhesion to lithium metal is poor, and lithium dendrites are formed in the gaps, which greatly reduces the characteristics of the protective films.

현재 2차전지로 사용되고 있는 리튬메탈전지(리튬이온전지, 리튬설퍼전지등)나 혹은 박막고분자전지(리튬-폴리머전지)등을 플라즈마 중합박막으로 제작하는 것이다.Lithium metal batteries (lithium ion batteries, lithium sulfur batteries, etc.) or thin film polymer batteries (lithium-polymer batteries), etc., which are currently used as secondary batteries, are produced by plasma polymerized thin films.

플라즈마 중합법(plasma polymerization method)은 캐리어 가스가 주입되고 있고 진공이 배기되고 있는 상태에서 직류(DC)나 고주파(13.56[MHz], 2.45[GHz])를 전극(정전형, 유도형, 헬리콘형)에 인가하여 유기된 플라즈마에 고분자의 재료가 되는 모노머(monomer)를 주입하여 높은 에너지의 플라즈마에 의해 모노머의 원자, 분자, 이온, 전자, 라디칼등을 여기시켜 기판에 박막을 형성시키는 방법이다. 이 플라즈마 중합방법은 글로우 방전(glow discharge)을 이용하는 방법으로 온도가 낮은 콜드 플라즈마(cold plasma)를 사용하기 때문에 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(plasma-enhanced chemical vapor deposition), 플라즈마보조 진공증착법(plasma -assisted evaporation), 플라즈마개시 중합(plasma-initiated polymerization)과도 구별된다.In the plasma polymerization method, a direct current (DC) or a high frequency (13.56 [MHz], 2.45 [GHz]) is applied to an electrode (electrostatic, inductive, or helicon) while a carrier gas is injected and a vacuum is exhausted. Injecting a monomer, which is a polymer material, into the plasma is applied to the ()) to excite the atoms, molecules, ions, electrons, radicals, etc. of the monomer by a high energy plasma to form a thin film on the substrate. This plasma polymerization method uses cold discharge and uses cold plasma at low temperature. Therefore, plasma-enhanced chemical vapor deposition and plasma-assisted vacuum deposition are used. evaporation and plasma-initiated polymerization.

플라즈마 중합법에 의해 제조된 플라즈마 중합박막은 플라즈마의 높은 에너지를 이용하기 때문에 핀홀(pin-hole)이 없고, 아주 높은 가교도를 가지고 있어 내구성, 내마모성 및 내약품성이 우수한 것으로 널리 알려져 있다. 그리하여 반도체 소자의 보호막, 전자빔 레지스트, 분리막등에서 많이 이용되고 있다. 본 발명(고안)의 목적은 2차전지의 전해질층, 보호막층, 유전체층을 하나의 진공챔버에서 연속적으로 제조하여 전지의 용량과 수명 및 제조단가를 감소시키는 것이 목적이다. 모든 공정이 진공에 의해 수행되는 플라즈마 중합법에 의해 유전체 층과 전해질 층 그리고 보호막을 제조하여 이온전도성을 가진 막을 제조하므로 먼지나 수분등의 오염원에 전혀 노출되지 않으므로 신뢰성 있는 막들을 제조할 수 있어 수율을 향상 시킬 수 있다. 또한 플라즈마 중합박막은 20[nm]정도의 아주 얇은 박막까지 제조할 수 있어 단위 부피당 에너지 밀도를 높게 만들 수 있어 전지의 용량을 크게할 수 있다. 또한 플라즈마 중합법에 의해 제조된 플라즈마 중합박막은 폭발성이 전혀 없고 아주 우수한 가교성 때문에 막의 내구성, 내마모성, 내약품성이 강할 뿐만 아니라 성막이 이루어지기 전에 플라즈마 처리(plasma treatment)를 수행하여 기판과 플라즈마 중합박막의 접착력을 향상시켜 리튬 덴드라이트의 생성을 억제하는 능력이 탁월하여 전지의 수명과 신뢰성을 크게 향상 시킬 수 있다. "김성오, 박사학위논문, 기능성 플라즈마중합박막의 제조와 반도체 공정에의 응용", 인하대학교(2000. 8).Plasma polymerized thin films produced by the plasma polymerization method are known to be excellent in durability, abrasion resistance and chemical resistance because they have no pin-hole and have a very high degree of crosslinking because they use high energy of plasma. Therefore, it is widely used in protective films, electron beam resists, and separation films of semiconductor devices. It is an object of the present invention (design) to continuously manufacture an electrolyte layer, a protective film layer, and a dielectric layer of a secondary battery in one vacuum chamber to reduce the capacity, lifetime, and manufacturing cost of the battery. All the processes are made by vacuum polymerization to produce a dielectric layer, an electrolyte layer and a protective film to produce a membrane having ion conductivity, so that it is not exposed to pollutants such as dust or moisture, so that reliable films can be produced. Can improve. In addition, the plasma polymerized thin film can be manufactured to a very thin thin film of about 20 [nm], so that the energy density per unit volume can be made high, thereby increasing the battery capacity. In addition, the plasma polymerized thin film prepared by the plasma polymerization method is not explosive and has excellent crosslinking properties, so that the film is not only strong in durability, abrasion resistance, and chemical resistance, but also plasma treatment is performed prior to film formation to perform plasma polymerization with the substrate. By improving the adhesion of the thin film to inhibit the generation of lithium dendrites excellent ability to greatly improve the life and reliability of the battery. "Kim Sung-oh, Ph.D. Thesis, Fabrication of Functional Plasma Polymerized Thin Film and Its Application to Semiconductor Process", Inha University (August 2000).

도 1은 일반적인 리튬-고분자 전지의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a typical lithium-polymer battery.

도 2는 본 발명에서 플라즈마 중합박막을 전해질 층으로 사용한 전지의 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a battery using the plasma polymerized thin film as the electrolyte layer in the present invention.

도 3은 본 발명에서 플라즈마 중합박막을 전극을 보호하는 보호막으로 이용한 전지의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a battery using the plasma polymerized thin film as a protective film for protecting the electrode in the present invention.

도 4는 본 발명에서 플라즈마 중합박막을 양극과 전해질 층 사이와 전해질 층과 음극의 사이에 삽입시킨 전지의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a battery in which a plasma polymerized thin film is inserted between an anode and an electrolyte layer and between an electrolyte layer and a cathode in the present invention.

도 5는 본 발명에서 플라즈마 중합박막을 각각 전해질층과 유전체 층으로 삽입시킨 전지의 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of a battery in which a plasma polymerized thin film is inserted into an electrolyte layer and a dielectric layer, respectively, in the present invention.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]

1 : 기판(substrate) 7 : 집전체1: substrate 7: current collector

2 : 집전체 8 : 기판2: current collector 8: substrate

3 : 양극 9 : 플라즈마 중합박막3: anode 9: plasma polymerized thin film

4 : 보호막 10 : 일반적인 전해질4: protective film 10: common electrolyte

5 : 고분자전해질 11 : 플라즈마 중합유전체5: polymer electrolyte 11: plasma polymerization dielectric

6 : 음극 12 : 일반적인 고분자 유전체6: cathode 12: common polymer dielectric

본 발명(고안)은 박막고분자 전지의 유전체 층과 전해질 층을 플라즈마 중합박막으로 제조하여 전지의 용량, 수명, 제조단가를 감소시키는 것이다. 플라즈마 중합박막을 제조하는 공정은 다음과 같다. 먼저 플라즈마 중합장치에서 진공 펌프를 이용하여 진공을 배기시키고 진공챔버내로 캐리어 가스를 주입한다. 그리고 여기에 플라즈마를 유기시키기 위해 고주파 전계를 가하여 플라즈마를 발생시킨다. 그리고 여기에 모노머(monomer)를 주입하여 플라즈마의 높은 에너지에 의해 모노머 분자, 원자, 이온, 전자, 라디칼들을 여기시켜 기판에 플라즈마 중합박막을 제조한다. 플라즈마 중합박막을 박막고분자 전지의 전해질 층으로 사용하면 넓은 크기(size)로 얇은 박막을 제조할 수 있기 때문에 전지를 제조할 때 기판을 많이 접을 수 있어 단위 부피당 에너지 밀도를 증가시켜 전지의 용량을 향상 시킬 수 있다. 역시 전해질 층에 유전체 층을 제조하여 전지를 충전 시에 전자가 음극으로 도달하는 시간을 확보하여 전자를 포획하고 기억있다가 방전 시에 기억하고 있던 전자를 다량 방출하여 양극에서 이온의 방출량을 증가시켜 전지의 전위차를 크게 할 수 있다. 그러므로 유전체를 채용하므로서 전자들이 음극으로 진행하는 것을 방지하면서 이온만이 전도되도록 하는 것이다. 또한 플라즈마 중합박막은 겔타입이 아니라 고체 박막이기 때문에 누수될 위험이 없다. 또한 진공에서 모든 공정들이 수행되므로 공기중의 먼지나 수분등에 접촉될 위험이 전혀 없어 안정된 공정을 수행할 수 있으며 공기와 접촉하여 발생하는 폭발의 위험이 전혀 없다. 그리고 플라즈마 중합박막은 20[nm]정도까지의 아주 얇은 두께로 성막이 가능하므로 전지의 모양을 자유롭게 제작할 수 있다. 그리고 플라즈마 중합법을 이용하면 하나의 진공챔버내에서 원하는 모노머(monomer)를 선택적으로 주입시켜 유전체 층과 전해칠 층을 각각 연속적으로 박막을 제조할 수 있어 양산 시에 제조시간(tack time)을 줄일 수 있다. 그리고 이것은 제조단가의 감소도 야기한다. 그리고 플라즈마 중합박막의 재료로 사용되는 모노머(monomer)는 아주 저가이며, 플라즈마 중합장치도 아주 저가이다. 그러므로 플라즈마 중합박막에 의해 제조된 전지의 제조단가의 상당히 감소시킬 수 있다. 리튬메탈전지의 보호막으로 사용되는 경우는 위와 같은 장점들 뿐만 아니라 플라즈마 중합박막을 성막하기 전에 기판에 플라즈마 처리를 수행함으로써 플라즈마 중합박막과 기판과의 접착력을 크게 향상시켜 리튬덴드라이트의 억제능력을 향상시킬 수 있다.The present invention (design) is to reduce the capacity, life, manufacturing cost of the battery by making the dielectric layer and the electrolyte layer of the thin film polymer battery by the plasma polymerized thin film. The process for producing the plasma polymerized thin film is as follows. First, the vacuum is evacuated using a vacuum pump in the plasma polymerization apparatus, and a carrier gas is injected into the vacuum chamber. And a plasma is generated by applying a high frequency electric field to induce the plasma. A monomer is injected therein to excite the monomer molecules, atoms, ions, electrons, and radicals by high energy of the plasma to prepare a plasma polymerized thin film on the substrate. When the plasma polymerized thin film is used as an electrolyte layer of a thin film polymer battery, a thin film can be manufactured in a wide size, so that a large number of substrates can be folded during battery manufacturing, thereby increasing energy density per unit volume, thereby improving battery capacity. You can. In addition, by preparing a dielectric layer in the electrolyte layer to secure a time for the electrons to reach the cathode when the battery is charged, the electrons are trapped and stored. The potential difference of the battery can be increased. Therefore, by adopting a dielectric, only electrons are conducted while preventing electrons from traveling to the cathode. In addition, since the plasma polymerized thin film is not a gel type but a solid thin film, there is no risk of leakage. In addition, since all processes are performed in a vacuum, there is no risk of contact with dust or moisture in the air, so that a stable process can be performed and there is no danger of explosion caused by contact with air. In addition, since the plasma polymerized thin film can be formed into a very thin thickness of about 20 [nm], the shape of the battery can be freely produced. In addition, by using a plasma polymerization method, a desired monomer can be selectively injected into one vacuum chamber to produce a thin film of a dielectric layer and an electrolytic layer, thereby reducing tack time during mass production. Can be. This also leads to a reduction in manufacturing cost. Monomers used as plasma polymer thin film materials are very inexpensive, and plasma polymerizers are also very inexpensive. Therefore, the manufacturing cost of the battery produced by the plasma polymerized thin film can be considerably reduced. When used as a protective film of a lithium metal battery, not only the above advantages but also plasma treatment on the substrate before the plasma polymerized thin film is formed, thereby greatly improving the adhesion between the plasma polymerized thin film and the substrate, thereby improving the ability to inhibit lithium dendrite. You can.

본 발명의 실시 예에 의한 2차전지의 제조 및 공정에 관하여 첨부된 도명들을 참조하여 자세하게 설명한다. 첨부된 도면에서 도면의 이해를 돕기위해 확대해 도시한 것이다.With reference to the accompanying drawings with respect to the manufacturing and the process of the secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail. In the accompanying drawings are enlarged to aid in understanding the drawings.

(제 1 실시예)(First embodiment)

도 2에 도시한 바와 같이 기판(1)위에 집전체(2)가 형성되어 있고 그 위에 양극(3)이 위치하고, 그 위에 플라즈마 중합박막(9)을 전해질(5)로 이용하여 형성하고 그 위에 음극(6)과 집전체(7) 그리고 반대쪽 기판(8)이 형성된 구조의 전지이다. 이 구조는 플라즈마 중합박막(9)이 이온전도성이 우수하고 본래 우수한 가교도를 가지고 있는 플라즈마 중합박막의 특성을 이용하여 전해질 층(5)과 보호막층(4)의 기능을 플라즈마 중합박막 하나로 대체한 구조이다. 플라즈마 중합박막을 성막시키는 공정은 다음과 같다. 먼저 진공을 배기하면서 캐리어 가스(아르곤, 산소)가 주입되고 있는 중합장치에 직류나 고주파를 인가하여 플라즈마를 생성한다. 그 후에 기판을 순수한 플라즈마에 의해 약 수 분동안 처리한다. 이 것은 전극과 플라즈마 중합박막의 접착력을 향상시키기 위한 것이다. 그리고 모노머(모든 유기 및 무기 모노머)를 주입하여 플라즈마의 높은 에너지에 의해 생성되는 플라즈마 중합박막을 형성한다.As shown in FIG. 2, the current collector 2 is formed on the substrate 1, the anode 3 is positioned thereon, and the plasma polymerized thin film 9 is formed thereon using the electrolyte 5 thereon. A battery having a structure in which a negative electrode 6, a current collector 7, and an opposite substrate 8 are formed. In this structure, the plasma polymerized thin film 9 replaces the functions of the electrolyte layer 5 and the protective layer 4 with one plasma polymerized thin film by using the characteristics of the plasma polymerized thin film having excellent ion conductivity and inherently excellent crosslinking degree. to be. The process of forming a plasma polymerization thin film is as follows. First, while evacuating the vacuum, plasma is generated by applying direct current or high frequency to the polymerization apparatus into which the carrier gas (argon, oxygen) is injected. The substrate is then treated with pure plasma for about several minutes. This is to improve the adhesion between the electrode and the plasma polymerized thin film. Then, monomers (all organic and inorganic monomers) are injected to form a plasma polymerized thin film generated by high energy of plasma.

(제 2 실시예)(Second embodiment)

도 3에 도시한 바와 같이 기판(1)위에 집전체(2)가 형성되어 있고 그 위에 양극(3)이 위치하고, 그 위에 전해질(5)이 위치하고 다시 그 위에 플라즈마 중합박막(9)을 형성하고 그 위에 음극(6)과 집전체(7) 그리고 반대쪽 기판(8)이 형성된 구조의 전지이다. 리튬메탈전지의 보호막(4)으로 플라즈마 중합박막(9)을 이용한 구조이다. 이 구조는 플라즈마 중합박막의 아주 우수한 가교도와 접착력을 이용하여 리튬이온의 이동에 의한 리튬 덴드라이트의 생성을 억제할 수 있다.As shown in FIG. 3, the current collector 2 is formed on the substrate 1, the anode 3 is positioned thereon, the electrolyte 5 is disposed thereon, and the plasma polymerized thin film 9 is formed thereon. A battery having a structure in which a negative electrode 6, a current collector 7, and an opposite substrate 8 are formed thereon. It is a structure using the plasma polymerization thin film 9 as the protective film 4 of a lithium metal battery. This structure can suppress the generation of lithium dendrites due to the movement of lithium ions using the excellent crosslinking degree and adhesion of the plasma polymerized thin film.

(제 3 실시예)(Third embodiment)

도 4에 도시한 바와 같이 기판(1)위에 집전체(2)가 형성되어 있고 그 위에 양극(3)이 위치하고, 그 위에 플라즈마 중합박막(9)을 형성하고, 그 위에 전해질(5)층이 위치하고, 그 위에 다른 하나의 플라즈마 중합박막(9)을 형성하고, 그 위에 음극(6)과 집전체(7) 그리고 반대쪽 기판(8)이 형성된 구조의 전지이다. 이 구조는 플라즈마 중합박막(9)을 일반적인 전해질(10)의 양쪽으로 위치시켜 보호막의 특성을 향상시킨 구조이다.As shown in FIG. 4, a current collector 2 is formed on a substrate 1, an anode 3 is positioned thereon, a plasma polymerization thin film 9 is formed thereon, and an electrolyte 5 layer is formed thereon. It is a battery having a structure in which another plasma polymerized thin film 9 is formed thereon, and a negative electrode 6, a current collector 7 and an opposite substrate 8 are formed thereon. This structure is a structure in which the plasma polymerized thin film 9 is positioned on both sides of the general electrolyte 10 to improve the characteristics of the protective film.

(제 4 실시예)(Example 4)

도 5에 도시한 바와 같이 기판(1)위에 집전체(2)가 형성되어 있고 그 위에 양극(3)이 위치하고, 전해질(5)을 위치하고, 그 위에 플라즈마 중합박막(9)을 형성하고, 그 위에 플라즈마 중합 유전체(11)를 형성하고, 그 위에 음극(6)과 집전체(7) 그리고 반대쪽 기판(8)이 형성된 구조의 전지이다.As shown in FIG. 5, the current collector 2 is formed on the substrate 1, the anode 3 is positioned thereon, the electrolyte 5 is positioned, and the plasma polymerized thin film 9 is formed thereon. The cell has a structure in which a plasma polymerized dielectric 11 is formed thereon, and a negative electrode 6, a current collector 7, and an opposite substrate 8 are formed thereon.

(제 5 실시예)(Example 5)

도 6에 도시한 바와 같이 기판(1)위에 집전체(2)가 형성되어 있고 그 위에 양극(3)이 위치하고, 그 위에 플라즈마 중합박막(9)을 전해질(5)로 이용하여 형성하고 그 위에 음극(6)과 집전체(7) 그리고 반대쪽 기판(8)이 형성된 구조의 전지이다.As shown in FIG. 6, a current collector 2 is formed on a substrate 1, an anode 3 is positioned thereon, and a plasma polymerized thin film 9 is formed thereon using the electrolyte 5 thereon. A battery having a structure in which a negative electrode 6, a current collector 7, and an opposite substrate 8 are formed.

(제 6 실시예)(Example 6)

도 7에 도시한 바와 같이 기판(1)위에 집전체(2)가 형성되어 있고 그 위에 양극(3)이 위치하고, 그 위에 플라즈마 중합박막(9)을 전해질(5)로 이용하여 형성하고, 그 위에 일반적인 고분자 유전체막을 형성하고 음극(6)과 집전체(7) 그리고 반대쪽 기판(8)이 형성된 구조의 전지이다.As shown in FIG. 7, the current collector 2 is formed on the substrate 1, the anode 3 is positioned thereon, and the plasma polymerized thin film 9 is formed thereon using the electrolyte 5. It is a battery having a structure in which a general polymer dielectric film is formed thereon, and a negative electrode 6, a current collector 7, and an opposite substrate 8 are formed.

본 발명(고안)의 효과는 플라즈마 중합박막을 이용하여 리튬메탈전지의 보호막, 박막고분자 전지의 유전체 층과 전해질 층으로 삽입함으로써 단위부피당 에너지 밀도를 증가시켜 종래의 겔타입의 박막고분자 전지에서 달성할 수 없는 전지의 용량을 달성할 수 있고, 전지의 형태 또한 자유롭게 제작이 가능하여진다. 또한 종래의 박막고분자 전지에서는 없는 유전제 층을 삽입하여 전자의 흐름을 억제하면서 이온전도성을 증가시켜 전지의 용량과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 리튬과는 달리 폭발의 위험성이 전혀 없게 되며 하나의 진공챔버에서 유전체 층과 전해질 층을 진공상태를 유지하면서 연속적으로 제조할 수 있게되어 제조공정의 신뢰성과 제조시간을 단축 시킬 수 있다. 그리고 모노머의 재료와 중합장치가 아주 저가이므로 제조단가를 크게 감소시킬 수 있어 높은 부가가치를 얻을 수 있다.The effect of the present invention (design) can be achieved in the conventional gel type thin film polymer battery by increasing the energy density per unit volume by inserting into the protective film of the lithium metal battery, the dielectric layer and the electrolyte layer of the thin film polymer battery using the plasma polymerized thin film. The capacity of the battery can be achieved, and the form of the battery can be freely produced. In addition, by inserting a dielectric layer that does not exist in the conventional thin film polymer battery, it is possible to improve the capacity and reliability of the battery by increasing the ion conductivity while suppressing the flow of electrons. Unlike lithium, there is no risk of explosion and it is possible to continuously manufacture the dielectric layer and the electrolyte layer in a vacuum chamber while maintaining the vacuum state, thereby reducing the reliability and manufacturing time of the manufacturing process. In addition, since the monomer material and the polymerization apparatus are very inexpensive, the manufacturing cost can be greatly reduced and high added value can be obtained.

Claims (8)

플라즈마 중합박막을 이용하여 전지를 제조하는 방법Method of manufacturing a battery using a plasma polymerization thin film 플라즈마 중합박막을 이용하여 리튬메탈전지를 제조하는 방법Method of manufacturing a lithium metal battery using a plasma polymerization thin film 플라즈마 중합박막을 이용하여 리튬박막고분자 전지를 제조하는 방법Method for manufacturing a lithium thin polymer battery using a plasma polymerization thin film 플라즈마 중합박막을 이용하여 리튬메탈전지의 보호막으로 제조하는 방법Method of manufacturing a protective film of a lithium metal battery using a plasma polymerization thin film 플라즈마 중합박막을 이용하여 전해질 층과 유전체 층으로 제조하는 방법Method of manufacturing an electrolyte layer and a dielectric layer using a plasma polymerized thin film 플라즈마 중합법에 의해 하나의 진공챔버에서 전해질 층과 유전체 층을 각각 연속적으로 사용하는 방법Method of successively using the electrolyte layer and the dielectric layer in one vacuum chamber by the plasma polymerization method 플라즈마를 이용하고 유기 및 무기 모노머를 재료로 사용하여 전지를 제조하는 방법A method of manufacturing a battery using plasma and using organic and inorganic monomers as materials 플라즈마 중합박막으로 전지를 제조할 때 기판에 플라즈마 처리를 미리 수행하여 전해칭 층이나 유전체 층을 형성하는 방법Method for forming an electrolytic layer or a dielectric layer by performing plasma treatment on a substrate in advance when manufacturing a battery from a plasma polymerized thin film
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