KR20140106258A

KR20140106258A - 박막 전지 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20140106258A
Application number: KR1020130020584A
Authority: KR
Inventors: 김종수
Original assignee: 스템코 주식회사
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-09-03

Abstract

박막 전지 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 박막 전지는, 기판, 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치된 접착층과 제1 전극 집전체, 상기 접착층 상에 형성된 제2 전극 집전체, 상기 제2 전극 집전체 상에 형성된 제2 전극, 상기 제1 전극 집전체 상에 형성된 제1 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전해질층을 포함하고, 상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체는 동일 물질 및 동일 두께로 형성된다.

Description

박막 전지 및 그 제조 방법{Thin film battery and method for fabricating the same}

본 발명은 박막 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

컴퓨터 기술과 통신 기술의 발전에 따라, 전자 기기의 디지털화, 소형화, 멀티미디어화가 급속히 진행되고 있다. 이에 따라, 휴대용 전자 기기인 노트북, PDA(Personal Digital Assistant), 이동 통신 단말기 등의 에너지원으로서, 가벼우면서도 에너지 밀도가 큰 리튬 전지가 이용되고 있다.

전자 기기가 소형화 될수록, 전지의 크기에 의해 시스템의 크기가 결정된다. 이와 같이 전지의 크기에 의해 크기가 결정될 수 있는 시스템의 예로는, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor), 스마트 IC카드, 마이크로 센서, 마이크로 로봇 등이 있다.

한국등록특허 제10-1069257호에는 섀도우 마스크의 사용을 최소화한 박막 전지의 제조 방법에 관하여 개시되어 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 공정의 효율화를 도모하여 제조 비용을 절감시킬 수 있는 박막 전지를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 공정의 효율화를 도모하여 제조 비용을 절감시킬 수 있는 박막 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 박막 전지의 일 태양은, 기판, 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치된 접착층과 제1 전극 집전체, 상기 접착층 상에 형성된 제2 전극 집전체, 상기 제2 전극 집전체 상에 형성된 제2 전극, 상기 제1 전극 집전체 상에 형성된 제1 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전해질층을 포함하고, 상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체는 동일 물질 및 동일 두께로 형성된다.

상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체는 NiCr을 포함할 수 있다.

상기 제1 전극 집전체는 상기 기판과 직접 접촉할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 박막 전지의 제조 방법의 일 태양은, 기판 상에 서로 이격되어 배치된 접착층과 제1 전극 집전체를 동시에 형성하고, 상기 접착층 상에 제2 전극 집전체를 형성하고, 상기 제2 전극 집전체 상에 제2 전극을 형성하고, 상기 제2 전극 상에 전해질층을 형성하고, 상기 전해질층 및 상기 제1 전극 집전체와 접촉하도록 제1 전극을 형성하는 것을 포함한다.

상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체를 동시에 형성하는 것은, 상기 기판 상에 금속층을 형성하고, 상기 금속층 상에 제1 마스크 패턴을 형성하고, 상기 제1 마스크 패턴을 이용하여 상기 금속층을 패터닝하여, 상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체를 완성하는 것을 포함할 수 있다.

상기 제1 마스크 패턴을 형성하는 것은, 접착제를 이용하여 상기 제1 마스크 패턴을 상기 금속층에 부착하는 것을 포함할 수 있다.

상기 금속층은 NiCr을 포함할 수 있다.

상기 제2 전극 집전체를 형성하는 것은, 상기 접착층 상에 제2 마스크 패턴을 형성하고, 상기 제2 마스크 패턴에 의해 노출된 부분에 도전성 물질을 형성하여, 상기 제2 전극 집전체를 완성하는 것을 포함할 수 있다.

상기 도전성 물질을 형성하는 것은, 무전해 도금을 이용할 수 있다.

상기 제2 마스크 패턴을 형성하는 것은, 접착제를 이용하여 상기 제2 마스크 패턴을 상기 접착층에 부착하는 것을 포함할 수 있다.

상기 기판은 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate)일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 배기 장치 및 그것을 포함하는 전자부품 제조장치의 경우, 배기 가스의 흐름 및/또는 유속을 눈으로 바로 확인 가능하고

본 발명에 따르면, 접착층과 제1 전극 집전체를 동시에 형성할 수 있어, 공정 단계를 줄일 수 있고, 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 제2 전극 집전체를 무전해 도금 공정을 이용하여 형성하는 경우, 제조 비용을 줄일 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 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. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

박막 전지는, 두 개의 전극 사이에 유기 전해질 물질을 포함하고, 가역적으로 이온의 탈삽입을 가능하게 하여, 전기화학적 산화 환원 반응을 이용하여 활물질의 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 원리로 구동된다. 양극과 음극의 화학적 전위차 때문에, 방전 시에는 이온이 음극에서 전해질을 통해 양극으로 이동한다. 이와 반대로, 충전 시에는 이온이 양극에서 전해질을 통해 음극으로 이동한다. 일반적으로, 박막 전지의 제조 공정은 진공 환경에서 이루어지기 때문에, 제조 비용이 높다. 본 발명에 따르면, 기판으로 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate)을 이용할 수 있고, 폴리이미드(PI; polyimide)와 금속(예를 들어, Cu) 사이의 우수한 접착 특성에 따라, 접착력 저하가 적은 박막 전지를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 박막 전지를 제조할 때 비진공 환경에서의 공정을 포함하여, 제조 비용을 낮출 수 있다.

이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지의 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지(1)는, 기판(100), 접착층(210), 제1 전극 집전체(220), 제2 전극 집전체(300), 제1 전극(600), 제2 전극(400), 전해질층(500), 보호층(700)을 포함한다.

기판(100)은, 예를 들어, 폴리이미드(PI; polyimide) 필름 상에 구리(Cu)가 접합된 연성동박적층판(FCCL; Flexible Copper Clad Laminate)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 기판(100)은 폴리이미드 필름 상에 니켈(Ni) 또는 알루미늄(Al)이 접합될 수 있다. 폴리이미드의 두께는, 10㎛ 내지 100㎛일 수 있고, 바람직하게는, 25㎛, 35㎛, 또는 38㎛일 수 있다. 폴리이미드는 유연성과 강성이 우수한 소재이기 때문에, 기판(100)을 박막화 하더라도 충격에 쉽게 부러지지 않는다. 그러므로, 폴리이미드가 포함된 기판(100)을 이용하면, 박막 전지(1)를 소형화하기 유리하며, 박막 전지(1)의 연성을 확보할 수 있다.

접착층(210)은 기판(100) 상에 형성된다. 접착층(210)은, 예를 들어, 크롬(chromium), 니켈(nickel), 팔라듐(palladium), 티타늄(titanium), 바나듐(vanadium), 알루미늄(aluminium), 아이언(iron) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 접착층(210)은 니켈-크롬(nickel-chromium) 합금을 포함할 수 있다. 접착층(210)이 니켈-크롬(nickel-chromium) 합금인 경우, 다른 물질이 포함된 경우에 비하여 접착력이 향상될 수 있다. 제2 전극 집전체(300)는 접착층(210)에 의하여, 기판(100) 상에 라미네이트(laminate)될 수 있다.

제1 전극 집전체(220)는 기판(100) 상에, 접착층(210)과 이격되어 형성된다. 제1 전극 집전체(220)는 접착층(210)과 동일 물질 및 동일 두께로 형성된다. 즉, 기판(100) 상에 금속층(200)(도 3 참조)을 형성하고, 금속층(200)의 일부를 제거하여 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)를 동시에 형성하기 때문에, 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)는 동일 물질 및 동일 두께로 형성될 수 있다. 제1 전극 집전체(220)는, 접착층(210)과 동일하게, 크롬(chromium), 니켈(nickel), 팔라듐(palladium), 티타늄(titanium), 바나듐(vanadium), 알루미늄(aluminium), 아이언(iron) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 제1 전극 집전체(220)는 니켈-크롬(nickel-chromium) 합금을 포함할 수 있다. 제1 전극 집전체(220)는 전류 집전체(current collector)로서, 제1 전극(600)의 전자를 외부로 전달시킬 수 있다. 제1 전극 집전체(220)는 전류 집전체로서의 역할과 함께, 기판(100)과 제1 전극(600)을 접착하기 위한 용도로 이용되기 때문에, 별도의 접착층을 필요로 하지 않을 수 있다. 따라서, 제1 전극 집전체(220)는 기판(100)과 직접 접촉하여 형성될 수 있다.

제2 전극 집전체(300)는 접착층(210) 상에 형성된다. 제2 전극 집전체(300)는 전류 집전체로서, 제2 전극(400)의 전자를 외부로 전달시킬 수 있다. 따라서, 제2 전극 집전체(300)는 높은 전기 전도성을 갖는 물질일 수 있다. 제2 전극 집전체(300)는, 예를 들어, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 및 니켈(Ni) 중 어느 하나를 포함하는 금속박(Metal Foil)일 수 있다.

제1 전극(600)은 제1 전극 집전체(220) 상에 형성된다. 제1 전극(600)은 산화 전극(anode)이거나 환원 전극(cathode)일 수 있다. 제1 전극(600)이 산화 전극인 경우, 제1 전극(600)은, 예를 들어, Li, C, 흑연, 금속산화물, 질소계 금속, 및 규소화합물계 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극(600)이 환원 전극인 경우, 제1 전극(600)은 Li가 포함된 산화물일 수 있으며, 예를 들어, LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, V2O5, LiNiCoO2, LiNiMnO2, LiCoMnO2, LiV2O5, LiFePO4, LiNiVO4, 및 LiCoMnO 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

제2 전극(400)은 제2 전극 집전체(300) 상에 형성된다. 제2 전극(400)은 환원 전극이거나 산화 전극일 수 있다. 다만, 제2 전극(400)은 제1 전극(600)과 다른 극성을 가진다. 예를 들어, 제1 전극(600)이 산화 전극인 경우에 제2 전극(400)은 환원 전극이고, 반대로, 제1 전극(600)이 환원 전극인 경우에 제2 전극(400)은 산화 전극이다. 제2 전극(400)이 환원 전극 또는 산화 전극일 때 이용될 수 있는 전극 물질은 상술한 바와 같다.

제2 전극(400)이, 예를 들어, LiCoO2, LiMnO2 등을 포함하는 환원 전극인 경우, 제2 전극(400)을 열처리하여 제2 전극(400)의 결정화도(degree of crystallinity)를 높일 수 있다. 제2 전극(400)의 결정화도가 높아지면, 환원 전극으로서의 특성이 좋아진다. 제2 전극(400)은 열처리를 하면서 형성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 전극(400)을 형성한 후, 제2 전극(400)을 열처리할 수 있다.

전해질층(500)은 제1 전극(600)과 제2 전극(400) 사이에 배치되도록 형성된다. 전해질층(500)은 전자에 대해서는 부도체 역할을 하고, 이온에 대해서는 전도체 역할을 한다. 전해질층(500)은, 예를 들어, 고체 상태일 수 있으며, 내부 저항이 작고, 넓은 온도 범위에서 이온 전도도가 높을 수 있다. 전해질층(500)은, 예를 들어, LiPON, LISiPON, LiSiON, LiBPON 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보호층(700)은 제1 전극(600), 제2 전극(400), 및 전해질층(500)의 외부로 노출된 면을 덮도록 형성될 수 있다. 보호층(700)은, 제1 전극(600), 제2 전극(400), 및 전해질층(500)이 외부와 접촉하여 오염되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 보호층(700)은, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide; PI)와 같은 폴리머를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 보호층(700)은 폴리머를 포함하는 잉크를 제1 전극(600), 제2 전극(400), 및 전해질층(500) 상에 스프레이(spray) 처리하거나, 디핑(dipping) 처리하여 형성할 수 있다.

이하에서, 도 3 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 도 4 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 기판(100) 상에 서로 이격되어 배치된 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)를 동시에 형성한다(S1100). 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)를 동시에 형성하기 위하여, 우선, 기판(100) 상에 금속층(200)을 형성한다. 기판(100)은, 예를 들어, 폴리이미드(PI) 필름 상에 구리(Cu)가 접합된 연성동박적층판(FCCL)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 기판(100)은 폴리이미드 필름 상에 니켈(Ni) 또는 알루미늄(Al)이 접합될 수 있다. 폴리이미드의 두께는, 10㎛ 내지 100㎛일 수 있고, 바람직하게는, 25㎛, 35㎛, 또는 38㎛일 수 있다. 금속층(200)은, 예를 들어, 니켈-크롬(nickel-chromium) 합금을 포함할 수 있고, 니켈(nickel) 대 크롬(chromium)의 비율은 97:3 내지 80:20일 수 있다. 금속층(200)은, 이온주입법을 이용하여 스퍼터링하여 형성할 수 있다. 금속층(200)의 두께는, 예를 들어, 0.02㎛ 내지 1㎛일 수 있다.

금속층(200) 상에 제1 마스크 패턴(230)을 형성하고, 제1 마스크 패턴(230)을 이용하여 금속층(200)을 패터닝하여, 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)를 완성한다. 즉, 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)가 형성될 부분을 제외한 나머지 부분을 노출시키는 제1 마스크 패턴(230)을 금속층(200) 상에 형성하여, 노출된 금속층(200)을 식각(예를 들어, 습식 식각)하여 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)를 동시에 형성할 수 있다. 이 때, 접착제를 이용하여 제1 마스크 패턴(230)을 금속층(200)에 부착하여, 금속층(200) 상에 제1 마스크 패턴(230)을 형성할 수 있다.

제1 마스크 패턴(230)은 미리 패터닝된 PET 필름이거나, 미리 패터닝된 마스크막일 수 있다. 제1 마스크 패턴(230)이 미리 패터닝된 PET 필름인 경우, 상기 PET 필름의 일면에 접착제가 부착되어 있어서, 이를 금속층(200) 상에 접착한 후, 노출된 금속층(200)을 식각(예를 들어, 습식 식각)하는 방식으로 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)를 동시에 형성할 수 있다. PET 필름을 이용한다면, 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)를 형성한 후, PET 필름을 쉽게 제거할 수 있고, 공정의 편의를 도모할 수 있다.

또한, 제1 마스크 패턴(230)이 미리 패터닝된 마스크막인 경우, 리소그래피 공정을 이용하여, 접착층(210)과 제1 전극 집전체(220)를 동시에 형성할 수도 있다.

이어서, 도 3, 도 6, 및 도7을 참조하면, 접착층(210) 상에 제2 전극 집전체(300)를 형성한다(S1200). 제2 전극 집전체(300)를 형성하기 위하여, 접착층(210) 및 제1 전극 집전체(220) 상에 제2 마스크 패턴(240)을 형성한다. 제2 마스크 패턴(240)에 의해 노출된 부분에 도전성 물질을 형성하여, 제2 전극 집전체(300)를 완성할 수 있다. 즉, 도 6을 참조하면, 제2 마스크 패턴(240)에 의해 노출된 부분은 접착층(210)의 상면이기 때문에, 접착층(210) 상에 제2 전극 집전체(300)가 형성될 수 있다. 이 때, 무전해 도금 방식을 이용하여, 제2 마스크 패턴(240)에 의해 노출된 부분에 도전성 물질을 형성할 수 있다. 제1 전극 집전체(220)는 제2 마스크 패턴(240)에 의해 가려지기 때문에, 접착층(210) 상에만 제2 전극 집전체(300)가 형성될 수 있다. 이 때, 접착제를 이용하여 제2 마스크 패턴(240)을 접착층(210) 및 제1 전극 집전체(220)에 부착하여, 접착층(210) 및 제1 전극 집전체(220) 상에 제2 마스크 패턴(240)을 형성할 수 있다.

제2 마스크 패턴(240)은 미리 패터닝된 PET 필름이거나, 미리 패터닝된 마스크막일 수 있다. 제2 마스크 패턴(240)이 미리 패터닝된 PET 필름인 경우, 상기 PET 필름의 일면에 접착제가 부착되어 있어서, 이를 접착층(210) 및 제1 전극 집전체(220) 상에 접착한 후, 노출된 부분에 도전성 물질을 형성하여, 제2 전극 집전체(300)를 형성할 수 있다. PET 필름을 이용한다면, 제2 전극 집전체(300)를 형성한 후, PET 필름을 쉽게 제거할 수 있고, 공정의 편의를 도모할 수 있다.

또한, 제2 마스크 패턴(240)이 미리 패터닝된 마스크막인 경우, 리소그래피 공정을 이용하여, 제2 전극 집전체(300)를 형성할 수도 있다.

이어서, 도 3 및 도 8을 참조하면, 제2 전극 집전체(300) 상에 제2 전극(400)을 형성한다(S1300). 제2 전극(400)은 제2 전극 집전체(300) 상에 전극 물질을 스퍼터링(Sputtering)하여 형성할 수 있다. 제2 전극(400)이 환원 전극인 경우, 제2 전극(400)을 형성할 때, 제2 전극(400)을 열처리하여 제2 전극(400)의 결정화도를 높일 수 있다. 제2 전극(400)의 결정화도가 높아지면, 환원 전극으로서의 특성이 좋아진다. 제2 전극(400)은 열처리를 하면서 형성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 전극(400)을 형성한 후, 제2 전극(400)을 열처리할 수 있다.

이어서, 도 3 및 도 9를 참조하면, 제2 전극(400) 상에 전해질층(500)을 형성한다(S1400). 전해질층(500)은 제2 전극(400) 상에 전해질 물질을 스퍼터링하여 형성할 수 있다. 전해질층(500)은, 제1 전극(600)과 제2 전극(400) 사이에 배치되도록 형성되어, 제1 전극(600) 및 제2 전극(400)과 접촉하여야 한다. 전해질층(500)은, 도 9에 도시된 것과 같이, 제1 전극 집전체(220)와 반드시 접촉할 필요는 없다.

이어서, 도 3 및 도 10을 참조하면, 전해질층(500) 및 제1 전극 집전체(220)와 접촉하도록 제1 전극(600)을 형성한다(S1500). 제1 전극(600)을 형성한 후, 제1 전극(600), 제2 전극(400), 및 전해질층(500)의 외부로 노출된 면을 덮는 보호층(700)을 더 형성할 수도 있다(도 2 참조).

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 200: 금속층
210: 접착층 220: 제1 전극 집전체
230: 제1 마스크 패턴 240: 제2 마스크 패턴
300: 제2 전극 집전체 400: 제2 전극
500: 전해질층 600: 제1 전극
700: 보호층

Claims

기판;
상기 기판 상에 서로 이격되어 배치된 접착층과 제1 전극 집전체;
상기 접착층 상에 형성된 제2 전극 집전체;
상기 제2 전극 집전체 상에 형성된 제2 전극;
상기 제1 전극 집전체 상에 형성된 제1 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전해질층을 포함하고,
상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체는 동일 물질 및 동일 두께로 형성된 박막 전지.
제 1항에 있어서,
상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체는 NiCr을 포함하는 박막 전지.
제 1항에 있어서,
상기 제1 전극 집전체는 상기 기판과 직접 접촉하는 박막 전지.
기판 상에 서로 이격되어 배치된 접착층과 제1 전극 집전체를 동시에 형성하고,
상기 접착층 상에 제2 전극 집전체를 형성하고,
상기 제2 전극 집전체 상에 제2 전극을 형성하고,
상기 제2 전극 상에 전해질층을 형성하고,
상기 전해질층 및 상기 제1 전극 집전체와 접촉하도록 제1 전극을 형성하는 것을 포함하는 박막 전지의 제조 방법.
제 4항에 있어서,
상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체를 동시에 형성하는 것은,
상기 기판 상에 금속층을 형성하고,
상기 금속층 상에 제1 마스크 패턴을 형성하고,
상기 제1 마스크 패턴을 이용하여 상기 금속층을 패터닝하여, 상기 접착층과 상기 제1 전극 집전체를 완성하는 것을 포함하는 박막 전지의 제조 방법.
제 5항에 있어서,
상기 제1 마스크 패턴을 형성하는 것은, 접착제를 이용하여 상기 제1 마스크 패턴을 상기 금속층에 부착하는 것을 포함하는 박막 전지의 제조 방법.
제 5항에 있어서,
상기 금속층은 NiCr을 포함하는 박막 전지의 제조 방법.
제 4항에 있어서,
상기 제2 전극 집전체를 형성하는 것은,
상기 접착층 상에 제2 마스크 패턴을 형성하고,
상기 제2 마스크 패턴에 의해 노출된 부분에 도전성 물질을 형성하여, 상기 제2 전극 집전체를 완성하는 것을 포함하는 박막 전지의 제조 방법.
제 8항에 있어서,
상기 도전성 물질을 형성하는 것은, 무전해 도금을 이용하는 박막 전지의 제조 방법.
제 8항에 있어서,
상기 제2 마스크 패턴을 형성하는 것은, 접착제를 이용하여 상기 제2 마스크 패턴을 상기 접착층에 부착하는 것을 포함하는 박막 전지의 제조 방법.
제 4항에 있어서,
상기 기판은 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate)인 박막 전지의 제조 방법.