KR20120134234A - 수명 특성이 우수한 박막전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

전해질층과 음극 전류 집전체 사이에 리튬이 포집되는 것을 방지하여, 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있는 박막전지 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 박막전지는 기판 상의 일측에 형성되는 양극 전류 집전체층; 상기 양극 전류 집전체층 상에 형성되는 양극 활물질층; 상기 기판 상의 타측에, 상기 양극 전류 집전체와 전기적으로 이격되어 형성되는 음극 전류 집전체층; 상기 양극 활물질층의 노출 부분과, 상기 양극 전류 집전체층과 음극 전류 집전체층 사이의 기판 노출 부분을 덮는 형태로 형성되는 전해질층; 및 상기 음극 전류 집전체층 및 상기 전해질층 상에 형성되는 음극 활물질층;을 포함하고, 상기 양극 전류 집전체층의 일부가 노출되어 하나의 단자부를 형성하고, 상기 음극 전류 집전체층의 일부가 노출되어 다른 하나의 단자부를 형성하며, 상기 음극 전류 집전체층과 상기 전해질층은 오버랩(overlap)되지 않는 형태로 형성되어, 상기 전해질층과 상기 음극 전류 집전체층 사이에 리튬이 포집되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

수명 특성이 우수한 박막전지 및 그 제조 방법 {THIN FILM BATTERY WITH EXCELLENT LIFE CHARACTERISTICS AND METHOD OF MANUFACTURING THE THIN FILM BATTERY}
본 발명은 박막전지 제조 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음극 전류집전체와 전해질이 서로 오버랩되지 않는 구조를 가짐으로써 전지 수명을 향상시킬 수 있는 박막전지 및 그 제조 방법에 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 낮은 우수한 점 등 여러가지 장점이 있다.
도 1은 일반적인 박막전지 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 박막전지는 양극 전류 집전체층(Cathode Current Collector)(110), 양극 활물질층(120), 음극 전류 집전체층(Anode Current Collector)(130), 전해질층(140) 및 음극 활물질층(150)을 포함한다.
또한, 박막전지에는 양극 전류 집전체층의 단자부 및 음극 전류 집전체의 단자부를 제외한 나머지 부분을 봉지하여 수분의 침투를 보호하는 봉지막(encap)(미도시)이 형성되어 있다.
이때, 일반적인 박막전지의 경우, 도 1의 'A' 부분과 같이, 음극 전류 집전체층(130)과 전해질층(140)이 서로 오버랩(overlap)되어 있다.
그러나, 상기와 같이, 음극 전류 집전체층(130)과 전해질층(140)이 오버랩되어 있는 경우, 오버랩되는 부분에서 리튬(Li)이 포집되는 현상이 발생한다.
이러한 리튬의 포집은 봉지막의 균열을 야기하며, 이러한 봉지막의 균열에 의하여 수분이 침투할 수 있다. 침투된 수분에 의하여, 음극 전류 집전체(130)의 단자부 쪽의 리튬이 산화되고, 이러한 리튬의 산화는 박막전지의 수명을 저하시키는 요인이 된다.
본 발명의 목적은 음극 전류 집전체층과 전해질층 사이에 리튬이 포집되는 현상을 방지함으로써 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있는 박막전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 음극 전류 집전체층과 전해질층 사이에 리튬이 포집되지 않는 구조를 갖는 박막전지 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 박막전지는 기판 상의 일측에 형성되는 양극 전류 집전체층; 상기 양극 전류 집전체층 상에 형성되는 양극 활물질층; 상기 기판 상의 타측에, 상기 양극 전류 집전체와 전기적으로 이격되어 형성되는 음극 전류 집전체층; 상기 양극 활물질층의 노출 부분과, 상기 양극 전류 집전체층과 음극 전류 집전체층 사이의 기판 노출 부분을 덮는 형태로 형성되는 전해질층; 및 상기 음극 전류 집전체층 및 상기 전해질층 상에 형성되는 음극 활물질층;을 포함하고, 상기 양극 전류 집전체층의 일부가 노출되어 하나의 단자부를 형성하고, 상기 음극 전류 집전체층의 일부가 노출되어 다른 하나의 단자부를 형성하며 상기 음극 전류 집전체층과 상기 전해질층은 오버랩(overlap)되지 않는 형태로 형성되어, 상기 전해질층과 상기 음극 전류 집전체층 사이에 리튬이 포집되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전해질층은 상기 음극 전류 집전체층으로부터 0.5 ~ 1.0 mm 이격되어 있는 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 박막전지 제조 방법은 기판 상에 양극 전류 집전체층, 양극 활물질층, 음극 전류 집전체층, 전해질층 및 음극 활물질층을 순차적으로 형성하되, 상기 음극 전류 집전체층을 형성한 후, 상기 음극 전류 집전체층과 오버랩되지 않는 형태로 상기 전해질층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 박막전지 제조 방법은 음극 전류 집전체층과 전해질층이 서로 오버랩되지 않는 구조를 가짐으로써 이들 사이에 리튬이 포집되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 종래 문제시되었던 음극 전류 집전체층의 단자부 수분 침투로 인한 리튬 산화를 방지할 수 있어서, 박막전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 박막전지 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막전지 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 박막전지 제조 방법의 각 공정을 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 수명특성이 우수한 박막전지 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막전지 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 도시된 박막전지는 양극 전류 집전체층(110), 양극 활물질층(120), 음극 전류 집전체층(130), 전해질층(140) 및 음극 활물질층(150)을 포함한다.
양극 전류 집전체층(110) 등 다양한 층들이 형성되는 기판(100)은 세라믹 기판, 금속 기판, 폴리이미드(PI) 등의 엔지니어링 플라스틱 기판 등 다양한 재질의 기판이 이용될 수 있다.
양극 전류 집전체층(110)은 기판(100) 상의 일측에 형성된다. 양극 전류 집전체층(110)은 전기전도성이 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. 이러한 물질들로 형성되는 양극 전류 집전체층(110)은 단층으로 형성될 수 있으며, 기판과의 부착력 향상 등 필요에 따라서는 티타늄/인코넬/백금과 같이 다층으로 형성될 수 있다.
다음으로, 양극 활물질층(120)은 양극 전류 집전체층(110) 상에 형성된다. 양극 활물질(120)은 다양한 리튬금속산화물(Litium Metal Oxide)로 수백 nm 내지 수 ㎛ 정도의 두께로 형성될 수 있다. 양극 활물질(120)은 전기화학적 특성이 우수한 LiCoO2로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
양극 활물질층(120)은 주로 스퍼터링 방식 등에 의하여 형성되고, 통상 열처리를 통하여 결정화된 구조를 갖는다.
음극 전류 집전체층(130)은 양극 전류 집전체층(110)에 전기적으로 이격되도록, 기판(100) 상의 타측에 형성된다.
음극 전류 집전체층(130) 역시 양극 전류 집전체층(110)과 마찬가지로, 전기전도성이 우수한 ITO, 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등의 재질로 형성될 수 있으며, 단층 혹은 다층으로 형성될 수 있다.
전해질층(140)은 양극 활물질층(120)과 음극 활물질층(150) 간의 리튬이온 전도와 쇼트를 방지하기 위해, 높은 리튬 이온전도도 및 비저항을 갖는 고체 전해질 물질로 형성된다. 이러한 물질들로는 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) 등이 제시될 수 있으며, 이들이 단독으로 사용되거나 혹은 2종 이상 혼용될 수 있다.
이러한 전해질층(140)은 양극 활물질층(120)의 노출 부분에 형성된다. 또한, 전해질층은 양극 전류 집전체층(110)과 음극 전류 집전체층(130) 사이의 기판(100) 노출 부분을 덮는 형태로 형성된다.
특히, 본 발명에서 전해질층(140)은 음극 전류 집전체층(130)과 오버랩(overlap)되지 않는 형태로 형성된다. 전술한 도 1에 도시된 구조와 같이, 전해질층(140)과 음극 전류 집전체층(130)이 오버랩되는 경우, 오버랩 부분에서 리튬이 포집되는 문제점이 발생하였다.
그러나, 전해질층(140)과 음극 전류 집전체층(130)이 오버랩되지 않는 형태로 형성될 경우, 전해질층(140)과 음극 전류 집전체층(130) 사이에 리튬이 이동할 수 있는 마진이 발생하게 되므로, 종래와 같은 전해질층(140)과 음극 전류 집전체층(130)의 오버랩 부분에서의 리튬 포집 문제가 발생하지 않는다.
그 결과, 수분 침투 방지를 위하여 형성되는 봉지막(encap)의 균열이 발생하지 않으며, 이에 따라 음극 전류 집전체층(130)의 단자부의 리튬 산화 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 박막전지의 수명 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
이때, 음극 전류 집전체층(130)과 전해질층(140)은 설계 공차 이상 이격되어 있는 것이 바람직하다. 상기 설계 공차라 함은, 물리적 기상 증착이나 화학적 기상 증착 등의 공정 중 기판의 위치 틀어짐에 의한 공차, 기판과 마스크의 장착에 의한 공차, 그리고 설비의 설계에 의해 발생하는 공차 등이 될 수 있다.
예를 들어, 마스크 얼라이너가 없는 경우, 일반적으로 설계 공차가 0.5mm 정도인 점을 고려하면, 음극 전류 집전체층(130)과 전해질층(140)은 0.5mm 이상, 대략 0.5~1.0mm 정도 이격되어 있는 것이 바람직하다.
다음으로, 음극 활물질층(150)은 음극 전류 집전체층(130) 및 전해질층(140) 상에 형성된다.
음극 활물질층(150)은 금속 리튬(Li) 등으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 박막전지는 도 1에 도시된 예와 같이, 양극 전류 집전체층(110)의 일부 및 음극 전류 집전체층(130)의 일부가 노출된다. 양극 전류 집전체층(110)의 노출 부분은 양극 전류 집전체층(110)의 단자부가 되고, 음극 전류 집전체층(130)의 노출 부분은 음극 전류 집전체층(130)의 단자부가 된다.
박막전지는 통상 수분에 취약하다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 박막전지는 단위 구성 요소들(110 ~ 150)에 수분이 침투하는 것을 방지하기 위하여, 봉지막(encap)(미도시)을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 봉지막은 전해질층(140)과 상기 음극 활물질층(150)의 전체를 봉지하고, 양극 전류 집전체층(110)과 음극 전류 집전체층(130)의 단자부를 제외한 나머지 부분을 봉지하는 형태로 형성될 수 있다.
상기 도 2에 도시된 구조를 갖는 박막전지는 기판(100) 상에 양극 전류 집전체층(110), 양극 활물질층(120), 음극 전류 집전체층(130), 전해질층(140) 및 음극 활물질층(150)을 순차적으로 형성하되, 음극 전류 집전체층(130)을 형성한 후, 음극 전류 집전체층(130)과 오버랩되지 않는 형태로 전해질층(140)을 형성함으로써 제조될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 박막전지 제조 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 박막전지 제조 방법의 각 공정을 나타낸 것으로 보다 구체적으로는 양극 전류 집전체층 형성 과정(도 3), 양극 활물질층 형성 과정(도 4), 음극 전류 집전체층 형성 과정(도 5), 전해질층 형성 과정(도 6) 및 음극 활물질층 형성 과정(도 7)을 나타낸다.
우선, 양극 전류 집전체층 영역(310)을 정의하는 제1마스크(300)를 이용하여, 기판(110) 상에 양극 전류 집전체층(110)을 형성한다.
다음으로, 양극 활물질층 영역(410)을 정의하는 제2마스크(400)를 이용하여, 양극 전류 집전체층(110) 상에 양극 활물질층(120)을 형성한다. 증착에 의한 양극 활물질층 형성 후에는 전지 특성 향상을 위하여 열처리 등을 통하여 양극 활물질층의 결정화 과정이 포함될 수 있다.
다음으로, 상기 음극 전류 집전체층 영역(510)을 정의하는 제3마스크를 이용하여, 상기 기판 상의 타측에, 상기 양극 전류 집전체와 전기적으로 이격되도록 음극 전류 집전체층(130)을 형성한다.
다음으로, 전해질층 영역(610)을 정의하는 제4마스크(600)를 이용하여, 전해질층(140)을 형성한다. 보다 구체적으로, 전해질층(150)은 양극 활물질층(120)과 음극 활물질층(150)의 쇼트를 방지하기 위하여, 상기 양극 활물질층(120)의 노출 부분과, 상기 양극 전류 집전체층(110)과 음극 전류 집전체층(130) 사이의 기판(100) 노출 부분에 전해질층(140)을 형성한다.
이때, 본 발명에서는 전해질층(140)과 음극 전류 집전체층(130)이 서로 오버랩되지 않도록, 전해질층(140)을 형성한다. 이를 위하여, 미리 전해질층이 음극 전류 집전체층과 오버랩되지 않도록, 제4마스크(600)의 마스크 패턴, 즉 제4마스크(600)에서 정의되는 전해질층 영역(610)의 사이즈를 조절한다.
이때, 전술한 바와 같이, 상기 음극 전류 집전체층과 상기 전해질층의 서로 마주보는 측면이 0.5 ~ 1.0 mm 이격되도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 음극 활물질층 영역(710)을 정의하는 제5마스크(700)를 이용하여, 음극 전류 집전체층(130) 및 전해질층(140) 상에 음극 활물질층(150)을 형성한다.
상기 각각의 공정은 스퍼터링(Sputtering) 등과 같은 PVD(Physical Vapor Deposition) 방법으로 형성될 수 있으며, 각각 수십 nm 내지 수 ㎛ 정도의 두께로 형성될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명에 따른 박막전지의 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
기판 상에 0.5㎛의 양극 전류 집전체층, 4㎛의 양극 활물질층, 0.5㎛의 음극 전류 집전체층, 1.2㎛의 전해질층 및 1.5의 음극 활물질층을 순차적으로 형성한 후, 양극 전류 집전체층과 음극 전류 집전체층의 단자부를 제외한 모든 부분에 다층 봉지막을 형성하였다.
실시예 1의 경우, 음극 전류 집전체층과 전해질층의 마주보는 측면을 1mm 이격시켰다.
비교예 1의 경우, 음극 전류 집전체층과 전해질층의 마주보는 측면을 0.5mm 오버랩시켰다.
이때, 실시예 1에 따라 제조된 박막전지와 비교예 1에 따라 제조된 박막전지의 경우, 양극활물질과 음극활물질이 오버랩되어 이온의 전기적 이동이 이루어지는 전지 활성화 면적은 동일하게 형성하였으며, 각 층별의 두께도 동일하게 하였다.
2. 특성 평가
각 박막전지에 대하여 충방충 Cycle 및 항온항습 테스트를 실시한 후, 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope : SEM) 장비로 리튬 포집 여부를 확인하였다.
전지 용량은 초기 4.2V로 충전 후, 전압이 급격히 저하되는 지점까지의 평균 방전용량(㎂h)으로 평가하였다.
표 1은 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 박막전지에 대하여, 음극 전류 집전체층과 전해질층 사이에 리튬 포집 현상이 있는지 여부 및 전지 용량을 평가한 것이다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1을 참조하면, 음극 전류 집전체층과 전해질층이 오버랩되지 않은 실시예 1의 경우 리튬이 포집되지 않았다. 또한, 음극 전류 집전체층과 전해질층이 오버랩 된 비교예 1과 비교하여 볼 때 전지 용량도 약간 더 우수하였다.
반면, 음극 전류 집전체층과 전해질층이 오버랩된 비교예 1의 경우 리튬 포집이 발생되었다.
도 8은 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 박막전지에 충방전 사이클을 나타낸 것이다. 도 8을 참조하면, 비교예 1에 따라 제조된 박막전지(overlap O)의 경우 충방전 사이클이 100회에 미치지 못하였다. 그러나, 실시예 1에 따라 제조된 박막전지(overlap X)의 경우 충방전 사이클이 500회 진행된 후에도 전지 용량이 유지되는 것을 볼 수 있다.
도 9는 비교예 1에 따라 제조된 박막전지의 SEM 사진을 나타낸 것이다. 도 9를 참조하면, LiPON으로 이루어진 전해질층과 음극 전류 집전체(ACC)층 사이에 리튬이 포집된 것을 볼 수 있다. 이러한 리튬의 포집은 전술한 바와 같이, 수분 침투에 의한 음극 전류 집전체층의 단자부쪽의 리튬의 산화를 유발시켜, 전지 수명 특성을 저하시키는 요인으로 작용한다.
그러나, 본 발명에 해당하는 실시예 1에 따라 제조된 박막전지의 경우, 음극 전류 집전체층과 전해질층이 서로 오버랩되지 않는 구조를 갖는다. 따라서, 전지 용량 저하를 가져오지 않으면서도, 도 9에 나타난 바와 같은 리튬 포집 문제가 발생하지 않아 박막전지의 수명 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
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.
100 : 기판 110 : 양극 전류 집전체층
120 : 양극 활물질층 130 : 음극 전류 집전체층
140 : 전해질층 150 : 음극 활물질층
300 : 제1마스크 310 : 양극 전류 집전체층 영역
400 : 제2마스크 410 : 양극 활물질층 영역
500 : 제3마스크 510 : 음극 전류 집전체층 영역
600 : 제4마스크 610 : 전해질층 영역
700 : 제5마스크 710 : 음극 활물질층 영역

Claims (14)

  1. 기판 상의 일측에 형성되는 양극 전류 집전체층;
    상기 양극 전류 집전체층 상에 형성되는 양극 활물질층;
    상기 기판 상의 타측에, 상기 양극 전류 집전체와 전기적으로 이격되어 형성되는 음극 전류 집전체층;
    상기 양극 활물질층의 노출 부분과, 상기 양극 전류 집전체층과 음극 전류 집전체층 사이의 기판 노출 부분을 덮는 형태로 형성되는 전해질층; 및
    상기 음극 전류 집전체층 및 상기 전해질층 상에 형성되는 음극 활물질층;을 포함하고,
    상기 양극 전류 집전체층의 일부가 노출되어 하나의 단자부를 형성하고, 상기 음극 전류 집전체층의 일부가 노출되어 다른 하나의 단자부를 형성하며,
    상기 음극 전류 집전체층과 상기 전해질층은 오버랩(overlap)되지 않는 형태로 형성되어, 상기 전해질층과 상기 음극 전류 집전체층 사이에 리튬이 포집되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전해질층은
    상기 음극 전류 집전체층에 설계 공차 이상 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전해질층은
    상기 음극 전류 집전체층에 0.5 mm 이상 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 박막전지는
    상기 전해질층과 상기 음극 활물질층의 전체와, 상기 양극 전류 집전체층의 단자부와 상기 음극 전류 집전체층의 단자부를 제외한 나머지 부분을 봉지하는 봉지막(encap)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 박막전지는
    상기 음극 전류 집전체층과 상기 전해질층 사이에 리튬이 포집되는 것을 방지하여, 상기 봉지막의 균열 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은
    세라믹 기판, 금속 기판 및 엔지니어링 플라스틱 기판 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 양극 전류 집전체층 또는 음극 전류 집전체층은
    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 및 인코넬 중에서 1종 이상 선택되는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양극 활물질층은 리튬금속산화물을 포함하고,
    상기 음극 활물질층은 금속 리튬을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전해질층은
    LiPON(lithium phosphorous oxynitride), LiBON(lithium boron oxynitride), Li3PO4(lithium phosphate), Li2O-B2O3, Li2OV2O5-SiO2, Li2SO4-Li2O-B2O3, LiSiPON (lithium silicon phosphorous oxynitride) 및 LiSiON(lithium silicon oxynitride), LiBPON(lithium boron phosphorous oxynitride) 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막전지.
  10. 기판 상에 양극 전류 집전체층, 양극 활물질층, 음극 전류 집전체층, 전해질층 및 음극 활물질층을 순차적으로 형성하되,
    상기 음극 전류 집전체층을 형성한 후, 상기 음극 전류 집전체층과 오버랩되지 않는 형태로 상기 전해질층을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 박막전지 제조 방법은
    상기 전해질층을 상기 음극 전류 집전체층에 0.5mm 이상 이격시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  12. 양극 전류 집전체층 영역을 정의하는 제1마스크를 이용하여, 기판 상의 일측에 양극 전류 집전체층을 형성하는 단계;
    양극 활물질층 영역을 정의하는 제2마스크를 이용하여, 상기 양극 전류 집전체층 상에 양극 활물질층을 형성하는 단계;
    상기 음극 전류 집전체층 영역을 정의하는 제3마스크를 이용하여, 상기 기판 상의 타측에, 상기 양극 전류 집전체와 전기적으로 이격되도록 음극 전류 집전체층을 형성하는 단계;
    전해질층 영역을 정의하는 제4마스크를 이용하여, 상기 양극 활물질층의 노출 부분과, 상기 양극 전류 집전체층과 음극 전류 집전체층 사이의 기판 노출 부분에 전해질층을 형성하는 단계; 및
    음극 활물질층 영역을 정의하는 제5마스크를 이용하여, 상기 음극 전류 집전체층 및 상기 전해질층 상에 음극 활물질층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제4마스크는 상기 전해질층이 상기 음극 전류 집전체층과 오버랩되지 않도록 하는 마스크 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제4마스크의 마스크 패턴은
    상기 전해질층이 상기 음극 전류 집전체층에 설계 공차 이상 이격되도록 하는 패턴인 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제4마스크의 마스크 패턴은
    상기 전해질층이 상기 음극 전류 집전체층에 0.5mm 이상 이격되도록 하는 패턴인 것을 특징으로 하는 박막전지 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021080274A1 (ko) * 2019-10-25 2021-04-29 동우 화인켐 주식회사 박막 전지의 제조 방법
CN112928270A (zh) * 2021-02-10 2021-06-08 维沃移动通信有限公司 储能件和储能件的制造方法

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