KR20120098346A - 박막전지 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 플렉서블 박막전지 - Google Patents

박막전지 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 플렉서블 박막전지 Download PDF

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Abstract

양극 활물질의 열처리 시간을 단축할 수 있으며, 전지의 연성을 확보할 수 있는 박막전지 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 플렉서블 박막전지에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 박막전지 제조 방법은 (a) 내열성 고분자로 형성된 기판 상에 양극 전류 집전체 및 양극 활물질을 순차적으로 증착하는 단계; (b) 상기 기판에서 상기 양극 활물질이 증착되지 않은 부분을 마스킹(masking)하는 단계; 및 (c) 상기 양극 활물질에 580~950nm 파장을 갖는 광을 조사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

박막전지 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 플렉서블 박막전지 {METHOD OF MANUFACTURING THIN FILM BATTERY AND FLEXIBLE THIN FILM BATTERY MANUFACTURED BY THE METHOD}
본 발명은 박막전지 제조 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양극 활물질의 열처리 시간을 단축할 수 있으며, 또한 전지의 연성을 확보할 수 있는 박막전지 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 플렉서블 박막전지에 관한 것이다.
박막전지는 기본적인 전지의 구성 요소들을 박막화하여 두께를 얇게 만든 전지이다.
박막전지는 양극/전해질/음극의 모든 구성요소가 고체상태로 이루어져 있으며, CVD, PVD 등의 증착 방법을 통하여 얇은 기판 상에 수 마이크론(㎛) 내외의 두께로 제조된다.
박막전지는 고체전해질 사용으로 폭발위험이 적으며, 고온에서도 안정성이 우수하며, 자가방전율이 낮고, 수명 특성이 우수한 점 등 여러가지 장점이 있다.
박막전지는 다음과 같은 예로 제조될 수 있다. 우선, 기판 상에 양극 전류 집전체(Cathode Current Collector)를 형성하고, 양극 전류 집전체 위에 리튬코발트산화물(LiCoO2 , 이하 LCO) 등과 같은 리튬금속산화물 계열의 양극 활물질을 증착한 후 열처리한다.
이후, 양극과 음극의 쇼트를 방지하기 위해, 높은 리튬 이온전도도 및 비저항을 갖는 고체 전해질을 형성한다. 이후, 음극 전류 집전체 및 음극 활물질을 형성한다.
상기의 예와 같이, 박막전지는 양극 활물질을 포함한다.
양극 활물질은 통상 스퍼터링(Sputtering) 등과 같은 PVD(Physical Vapor Deposition) 방법으로 형성된다. 이때, 증착된 양극 활물질은 비정질(amorphous) 상을 갖는다.
한편, 리튬금속산화물 계열의 양극 활물질은 결정질을 가질 때 우수한 전지 특성을 나타낸다. 이를 위하여, 열처리를 통하여 양극 활물질을 결정화한다.
종래의 양극 활물질 열처리는 주로 전기로에서 30분 내지 1시간 동안 실시되었다. 열처리 시간이 상기와 같이 긴 이유는 열처리 시간이 너무 짧으면 충분한 결정화가 진행되지 못하였기 때문이었다.
그러나, 상기와 같은 긴 시간 동안의 열처리는 박막전지의 제조 비용 상승을초래하고, 또한, 연화(softening), 산화(oxidizing), 층간확산(inter-diffusion) 등 전지 특성을 저해하는 많은 문제를 야기한다.
본 발명의 목적은 박막전지 제조 과정에서 양극 활물질의 열처리 시간을 단축할 수 있으며, 전지의 연성을 확보할 수 있는 박막전지 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연성 기판을 사용하여 전지의 플렉서블 특성을 확보하고, 아울러 짧은 시간 동안의 열처리에 의하여 결정화된 양극 활물질을 포함하는 플렉서블 박막전지를 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 박막전지 제조 방법은 (a) 내열성 고분자로 형성된 기판 상에 양극 전류 집전체 및 양극 활물질을 순차적으로 증착하는 단계; (b) 상기 기판에서 상기 양극 활물질이 증착되지 않은 부분을 마스킹(masking)하는 단계; 및 (c) 상기 양극 활물질에 580~950nm 파장을 갖는 광을 조사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 박막전지는 내열성 고분자로 형성된 기판; 상기 기판 상에 형성되는 양극 전류 집전체; 상기 양극 전류 집전체 상에 형성되며, 580~950nm 파장을 갖는 광으로부터 결정화된 양극 활물질;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 박막전지 제조 방법은 580~950nm 파장을 갖는 광을 조사하여 양극 활물질을 결정화한다. 그 결과, 종래에 비하여 양극 활물질 결정화에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있었다.
또한, 본 발명에 따른 박막전지 제조 방법은 내열성 고분자로 형성된 기판을이용함으로써 플렉서블 박막전지를 제조할 수 있다.
한편, 기판의 열적 안정성을 위하여 내열성 고분자로 형성된 기판을 이용한다고 하더라도 기판에 고온의 열이 직접 가해지는 경우, 기판의 변형이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는, 기판의 노출 부분을 미리 마스킹함으로써 양극 활물질 결정화 과정에서 기판에 열이 직접 전달되지 않아, 기판의 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막전지 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 각 단계를 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 방법으로 제조된 박막전지를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 비교예 2에 따라 양극 활물질을 제조하였을 때의 사진을 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 1에 따라 양극 활물질을 제조하였을 때의 사진을 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 박막전지 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 플렉서블 박막전지에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막전지 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 각 단계를 나타낸 것으로, 도 1에 도시된 박막전지 제조 방법을 설명함에 있어, 도 2 내지 도 4를 참조하기로 한다.
도 1에 도시된 박막전지 제조 방법은 양극 전류 집전체 / 양극 활물질 증착 단계(S110), 마스킹 단계(S120) 및 근적외선 조사 단계(S130)를 포함한다.
우선, 양극 전류 집전체 / 양극 활물질 증착 단계(S110)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 복수의 전지 셀을 형성하기 위하여 정해진 패턴으로 양극 전류 집전체(20)를 형성하고, 그 위에 양극 활물질(30)을 형성한다.
기판(10)은 세라믹 기판, 고분자 기판, 금속 기판 등 다양한 재질의 기판이 이용될 수 있다.
본 발명에서 박막전지의 기판으로는 고분자 기판을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 세라믹 기판을 이용할 경우, 열처리시 열적 안정성은 상대적으로 우수하나 대면적화가 어렵고, 기판 표면의 스크래치에 의한 수율 저하, 세라믹 자체의 취성(brittleness) 등이 문제되고, 연성(flexibility)이 떨어져 플렉서블 박막전지로는 활용이 어려운 문제점이 있다.
고분자 기판의 경우, 세라믹 기판과는 반대로 연성이 우수한 장점이 있다. 다만, 고분자 기판의 경우, 열처리시 열적 안정성이 문제된다. 그러나, 본 발명에서는 기판 소재로 내열성이 우수한 엔지니어링 플라스틱을 이용하고, 또한 열처리시 기판이 노출되는 부분을 마스킹함으로써 상기와 같은 열적 안정성 문제를 해결할 수 있었다.
상기 엔지니어링 플라스틱은 폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI), 4불화에틸렌수지(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리술폰(PSF) 등이 1종 이상 적용될 수 있다.
양극 전류 집전체(20)는 기판(10) 상에 수십 nm 내지 수백 nm 정도의 두께로 형성된다.
이러한 양극 전류 집전체(20)는 전도성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 이러한 재질로는 ITO(Indium Tin Oxide), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 철(Fe), 코발트(Co), 망간(Mn), 스테인레스 스틸, 하스텔로이, 인코넬 등을 제시할 수 있다.
또한, 양극 전류 집전체(20)는 단층으로 형성될 수 있으며, 기판과의 부착력 향상 등 필요에 따라서는 티타늄/인코넬/백금과 같이 다층으로 형성될 수 있다.
양극 활물질(30)은 다양한 리튬금속산화물로 수백 nm 내지 수 ㎛ 정도의 두께로 형성될 수 있다. 양극 활물질(30)은 전기화학적 특성이 우수한 LiCoO2로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
양극 활물질은 주로 스퍼터링 등으로 증착된다. 전술한 바와 같이, 증착된 양극 활물질은 비정질 상에 가까운 결정도를 가지며, 열처리를 통하여 결정화된다.
다음으로, 마스킹 단계(S120)에서는 도 3에 도시된 예와 같이, 기판(10)에서 양극 전류 집전체(20) 및 양극 활물질(30)이 증착되지 않아 노출되는 부분을 마스킹(masking)한다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는 기판으로 내열성 고분자를 이용한다. 그런데, 기판으로 내열성 고분자를 이용하더라도 열처리시에 고온의 열이 기판에 직접 전달되면 기판의 열 변형이 발생할 수 있다.
이는 양극 활물질의 열처리를 후술하는 근적외선을 이용한 방법을 적용하더라도 마찬가지이다. 예를 들어, 기판으로 폴리이미드 기판을 이용하는 경우, 폴리이미드의 색깔이 황갈색 계통으로 열처리 진행시 근적외선이 기판을 투과하지 못하고, 근적외선에 포함된 열에너지가 바로 폴리이미드 기판으로 흡수될 수 있어, 기판의 열 변형을 발생시킬 수 있다.
따라서, 이러한 기판(10)의 노출 부분에 고온의 열이 기판에 직접 전달되지 않도록 하여야 한다. 이를 위하여, 본 발명에서는 기판(10)의 노출 부분을 마스킹(masking)한다.
기판(10) 노출 부분의 마스킹을 위하여, 열전도도가 낮은 재질로 형성된 마스크(40)를 이용할 수 있다. 이러한 마스크는 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(SiC) 등의 재질로 형성된 것을 이용할 수 있으며, 또한 아노다이징 처리된 알루미늄, 용사 처리된 금속 재질 등과 같은 내열성 재료가 코팅된 금속 재질로 형성된 것을 이용할 수 있다. 상기와 같은 재질의 마스크(40)는 낮은 열전도도를 통하여 기판으로의 열전달을 최소화할 수 있어, 기판(10)의 열 변형을 방지할 수 있다.
또한, 상기 마스크(40)는 틀의 형태로 제조될 수 있어, 박막전지 제조 공정에서 반복사용이 가능하다.
다음으로, 근적외선 조사 단계(S130)에서는 도 4에 도시된 예와 같이, 양극 활물질(30)에 580~950nm 파장을 갖는 광을 조사하여, 양극 활물질(30)을 결정화한다.
상기 파장대의 광은 근적외선에 해당된다. 근적외선은 진공 상태에서 열손실이 거의 없이 피사체로의 열 전달이 가능한 특성이 있다. 본 발명에서는 580~950nm 파장을 갖는 근적외선을 이용하여 양극 활물질을 결정화시킨 결과, 짧은 시간에 양극 활물질의 결정화가 진행될 수 있었다.
양극 활물질에 조사되는 파장이 950nm를 초과하는 경우 양극 활물질에 전달되는 열 에너지가 불충분하여 양극 활물질의 결정화가 충분히 이루어지지 않는 문제점이 있다. 반대로, 양극 활물질에 조사되는 파장이 580nm 미만인 경우, 양극 활물질에 과다한 열 에너지가 전달되어 양극 활물질이 박리되는 문제점이 있다.
한편, 광의 조사 시간은 5~30초인 것이 바람직하다. 광의 조사 시간이 5초 미만인 경우 양극 활물질의 충분한 결정화가 진행되기 어렵다. 반대로, 광의 조사 시간이 30초를 초과하는 경우에는 더 이상의 결정화없이 양극 활물질 박리 등의 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 광은 초당 20℃~120℃의 승온속도에 대응하도록 조사되는 것이바람직하다. 광의 조사가 초당 20℃의 승온속도에 미치지 못할 경우, 광 조사 시간이 상대적으로 길어질 수 있다. 또한 광의 조사가 초당 120℃의 승온속도를 초과하는 경우 조사되는 광을 제어하기 어려워질 수 있으며, 급격한 온도상승으로 양극 활물질이 데미지를 받을 수 있다.
상기와 같이, 580~950nm 파장을 갖는 광을 조사하여 양극 활물질을 결정화하는 경우, 양극 활물질 결정화에 요구되는 시간이 매우 짧다. 또한, 마스킹을 통하여 기판으로 전해지는 열을 최소화할 수 있다. 따라서, 기판으로 플렉서블 소재인 폴리이미드 등의 고분자를 이용할 수 있고, 그 결과, 종래에 구현이 어려웠던 플렉서블 박막전지의 제조가 가능하다.
상기와 같은 과정을 통하여, 양극 전류 집전체 및 양극 활물질을 포함하는 플렉서블 박막전지를 제조할 수 있다.
물론, 박막전지 제조 공정은 상기 과정들 외에도 음극 활물질 형성, 고체 전해질 형성, 음극 전류 집전체 형성 등 여러 공정이 더 진행될 수 있다.
음극 전류 집전체는 양극 전류 집전체와 마찬가지로, 전기 전도성이 우수한 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등으로 형성될 수 있다.
고체 전해질은 LiPON(lithium phosphorous oxynitride), LiBON(lithium boron oxynitride), Li3PO4(lithium phosphate), Li2O-B2O3, Li2OV2O5-SiO2, Li2SO4-Li2O-B2O3, LiSiPON (lithium silicon phosphorous oxynitride), LiSiON(lithium silicon oxynitride), LiBPON(lithium boron phosphorous oxynitride) 등으로 형성될 수 있다.
음극 활물질은 금속 리튬(Li) 등으로 형성될 수 있다.
이들 음극 전류 집전체, 고체 전해질, 음극 활물질 등은 공지된 다양한 방식으로 형성될 수 있으며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 도 1에 도시된 방법으로 제조된 박막전지를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박막전지는 기판(10), 양극 전류 집전체(20) 및 양극 활물질(30a)을 포함한다.
기판(10)은 엔지니어링 플라스틱은 폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI), 4불화에틸렌수지(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리술폰(PSF) 등의 내열성이 우수한 엔지니어링 플라스틱이 이용될 수 있다.
양극 전류 집전체(20)는 수십 nm ~ 수백 nm 의 두께로 형성되며, 알루미늄, 구리, 백금 등 전도성이 우수한 물질로 형성된다.
양극 활물질(30a)은 LiCoO2 등의 리튬금속산화물로 형성되며, 580~950nm 파장을 갖는 근적외선으로부터 결정화되어 형성된다. 양극 활물질이 LiCoO2인 경우, 상기 LiCoO2는 적어도 일부분에 결정성 구조 및 (003) 평면의 결정배향을 포함할 수 있다. 또한, 상기 LiCoO2는 적어도 일부분에 결정성 구조 및 (101) 또는 (104) 평면의 결정배향을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 박막전지는 기판으로 내열성 고분자를 이용함으로써 전지에 연성을 부여할 수 있다. 이는 전술한 바와 같이, 플렉서블 재질로 형성된 기판, 580~950nm 파장을 갖는 근적외선을 이용하여 5~30초 정도의 짧은 시간 동안의 양극 활물질 결정화, 그리고 마스킹에 의한 기판의 열 변형 방지의 본 발명의 3가지 특성이 결합됨으로써 이루어질 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명에 따른 박막전지 제조 방법의 특성에 대하여 살펴보기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 박막전지의 제조
(1) 실시예 1
폴리이미드 기판 상에 양극 전류 집전체로 Ti(대략 150nm), 인코넬(대략 90nm) 및 Pt(대략 10nm)를 순차적으로 증착하였다. 이후, 양극 전류 집전체 상에 스퍼터링 방식으로 LiCoO2를 대략 4㎛ 두께로 증착하였다.
이후, 기판에서 LiCoO2가 증착되지 않아 노출되는 부분을 그라파이트 마스크를 이용하여 마스킹하였다.
이후, 근적외선 조사 장치(얼라이드레이테크놀로지 주식회사 제조)를 이용하여 증착된 LiCoO2를 600nm의 평균 파장을 갖는 근적외선을 이용하여 10초 동안 결정화하였다.
양극 활물질을 제조한 후, 고체 전해질로 LiPON 박막을 대략 2㎛ 두께로 증착하였다. 고체 전해질 위에 음극 전류 집전체로 Cu계 합금 박막을 대략 350nm 두께로 증착하고, 그 위에 음극 활물질로 리튬을 대략 2㎛ 두께로 증착하여, 박막전지를 제조하였다.
(2) 실시예 2
LiCoO2를 900nm의 평균 파장을 갖는 근적외선을 이용하여 15초 동안 결정화하여 양극 활물질을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 박막전지를 제조하였다.
(3) 비교예 1
기판으로 PVC 필름을 이용하여 양극 활물질을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 박막전지를 제조하였다.
(4) 비교예 2
마스킹을 실시하지 않고 양극 활물질을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 박막전지를 제조하였다.
(5) 비교예 3
250nm의 평균 파장을 갖는 자외선을 조사하여 양극 활물질을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 박막전지를 제조하였다.
(6) 비교예 4
3㎛의 평균 파장을 갖는 원적외선을 조사하여 양극 활물질을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 박막전지를 제조하였다.
(7) 비교예 5
기판으로 운모(mica) 기판을 이용하고, 마스킹을 하지 않은 상태로 전기로에서 700℃, 1시간동안 열처리를 수행하여 양극 활물질을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 박막전지를 제조하였다.
2. 특성 평가
표 1은 실시예 1~2 및 비교예 1~5에 따라 제조된 박막전지의 특성을 나타낸 것이다.
기판의 변형 여부는 열처리에 의하여 기판의 휨 발생이 있는지 여부를 육안으로 평가하여, 기판의 휨 발생이 있는 경우 O로 나타내고, 기판의 휨 발생이 없는 경우 X로 나타내었다.
양극 활물질 열손상 여부는 LiCoO2 박막의 박리가 발생하였는지 여부로 평가하였다. LiCoO2 박막의 박리가 발생한 경우 O로 나타내고, LiCoO2 박막의 박리가 발생하지 않은 경우 X로 나타내었다.
전지 특성은 초기 4.2V로 충전 후, 전압이 급격히 저하되는 지점까지의 평균 방전용량(㎂h)으로 평가하였으며, 평균 방전용량이 높을수록 결정화도가 더 높은 것이라 볼 수 있다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1을 참조하면, 기판으로 PVC 필름을 이용한 비교예 1의 경우, 마스킹을 하였음에도 기판의 변형이 발생하였고, 마스킹을 실시하지 않은 비교예 2 역시 기판의 변형이 발생하였다. 도 6은 비교예 2에 따라 양극 활물질을 제조하였을 때의 사진을 나타낸 것으로, 기판의 변형이 심하게 발생한 것을 볼 수 있다.
또한, 250nm의 평균 파장을 갖는 자외선을 조사한 비교예 3의 경우, 양극 활물질의 열처리가 되지 않아 전지 구동이 되지 않았다. 또한, 3㎛의 평균 파장을 갖는 원적외선을 조사한 비교예 4의 경우, 평균방전용량이 매우 낮게 평가되었으며, 이는 결정화도가 매우 낮음을 의미한다.
반면, 본 발명에 해당하는 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 박막전지의 경우 기판의 변형이 발생하지 않았고, 또한 양극 활물질의 열손상이 발생하지 않았다. 이는 내열성 고분자 기판의 사용, 짧은 광 조사 시간 및 마스킹의 효과가 복합된 것이라 볼 수 있다. 도 7은 실시예 1에 따라 양극 활물질을 제조하였을 때의 사진을 나타낸 것으로, 기판의 변형이 발생하지 않았음을 볼 수 있다.
또한, 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 박막전지의 경우, 평균방전용량이 대략 530㎂h로, 이는 기존 전기로에서 1시간동안 열처리를 실시한 비교예 5의 경우보다 우수한 방전용량을 나타내었다. 기존 전기로에서는 무려 1시간이나 소요되어 양극활물질의 조성 변화로 인한 용량 손실이 발생되었으나, 실시예 1 ~ 2의 경우 열처리 시간이 대략 10초 내외로 양극 활물질의 결정화에 소요되는 시간이 크게 단축되었다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 기판
20 : 양극 전류 집전체
30 : 양극 활물질
40 : 마스크

Claims (13)

  1. (a) 내열성 고분자로 형성된 기판 상에 양극 전류 집전체 및 양극 활물질을 순차적으로 증착하는 단계;
    (b) 상기 기판에서 상기 양극 활물질이 증착되지 않은 부분을 마스킹(masking)하는 단계; 및
    (c) 상기 양극 활물질에 580~950nm 파장을 갖는 광을 조사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은
    폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI), 4불화에틸렌수지(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐렌설파이드(PPS) 및 폴리술폰(PSF) 중에서 선택되는 엔지니어링 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양극 활물질은
    리튬금속산화물인 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 양극 활물질은
    LiCoO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(SiC), 내열성 재료가 코팅된 금속 중에서 선택되는 재질로 형성된 마스크를 이용하는 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    상기 광을 5~30초 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    초당 20℃~120℃의 승온속도에 대응하도록 상기 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  8. 내열성 고분자로 형성된 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 양극 전류 집전체;
    상기 양극 전류 집전체 상에 형성되며, 580~950nm 파장을 갖는 광으로부터 결정화된 양극 활물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 박막전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판은
    폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI), 4불화에틸렌수지(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐렌설파이드(PPS) 및 폴리술폰(PSF) 중에서 선택되는 엔지니어링 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 박막전지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 양극 활물질은
    리튬금속산화물인 것을 특징으로 하는 플렉서블 박막전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 양극 활물질은
    LiCoO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 박막전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 LiCoO2는
    적어도 일부분에 결정성 구조 및 (003) 평면의 결정배향을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 박막전지.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 LiCoO2는
    적어도 일부분에 결정성 구조 및 (101) 또는 (104) 평면의 결정배향을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 박막전지.
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