KR20190039332A - 고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들 - Google Patents

고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들 Download PDF

Info

Publication number
KR20190039332A
KR20190039332A KR1020197009192A KR20197009192A KR20190039332A KR 20190039332 A KR20190039332 A KR 20190039332A KR 1020197009192 A KR1020197009192 A KR 1020197009192A KR 20197009192 A KR20197009192 A KR 20197009192A KR 20190039332 A KR20190039332 A KR 20190039332A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive
battery
lithium
substrate
contacts
Prior art date
Application number
KR1020197009192A
Other languages
English (en)
Inventor
브라이언 마크 페핀
호저 세다가트 피셔
대트 푸엉
제임스 에츠곤
Original Assignee
베릴리 라이프 사이언시즈 엘엘시
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 베릴리 라이프 사이언시즈 엘엘시 filed Critical 베릴리 라이프 사이언시즈 엘엘시
Publication of KR20190039332A publication Critical patent/KR20190039332A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M2/22—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0271—Arrangements for reducing stress or warp in rigid printed circuit boards, e.g. caused by loads, vibrations or differences in thermal expansion
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/303—Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
    • H05K3/305—Affixing by adhesive
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10037—Printed or non-printed battery
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431—Details of mounted components
    • H05K2201/10439—Position of a single component
    • H05K2201/10477—Inverted
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

예시적인 디바이스는 배터리의 표면(202)으로부터 돌출된 도전성 배터리 콘택트들(206, 208)을 갖는 리튬-기반 배터리(100)를 포함하며, 여기서, 배터리의 표면의 비도전성 부분(210)은 도전성 배터리 콘택트들을 분리한다. 배터리는 충전 동안 확장을 겪는 타입인데 리튬-기반 배터리의 확장이 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창(outward bulging)을 포함한다. 디바이스는 도전성 기판 콘택트들(214, 216)을 갖는 기판(200)을 포함한다. 도전성 배터리 콘택트들은 각각의 도전성 기판 콘택트들로부터 도전성 배터리 콘택트들을 물리적으로 분리하고 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 그들 사이의 상대적 이동을 허용하는 유연한 전기적-도전성 접착제(600, 602)를 통해 각각의 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결된다.

Description

고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들{METHODS AND DEVICES ASSOCIATED WITH BONDING OF SOLID-STATE LITHIUM BATTERIES}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2015년 4월 21일자로 제출되고 발명의 명칭이 "Methods and Devices Associated with Bonding of Solid-State Lithium Batteries"인 미국 특허 출원 일련 번호 14/691,754 및 2015년 2월 27일자로 제출되고 발명의 명칭이 "Methods and Devices Associated with Bonding of Solid-State Lithium Batteries"인 미국 가특허 출원 일련 번호 62/121,630을 우선권으로 주장하며, 이러한 미국 출원들은 본 설명에 완전히 제시된 것처럼 본 명세서에 참조로 포함된다.
마이크로전자 컴포넌트들은 다양한 전자 디바이스(예를 들어, 웨어러블 컴퓨팅 디바이스, 포터블 컴퓨터들, 모바일 디바이스, 등)의 생성에서 널리 사용된다. 이러한 마이크로전자 디바이스들의 개발은 소형 전력 공급부들과 같은 배터리들의 진화를 가져왔다. 이러한 배터리들의 예로는 리튬-기반 배터리들을 들 수 있다.
본 개시내용은 고체-상태 리튬-기반 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들에 관한 실시예들을 설명한다. 하나의 양태에서, 본 개시내용은 방법을 설명한다. 방법은 배터리 표면 및 배터리 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들을 갖는 리튬-기반 배터리를 제공하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들은 배터리 표면의 비도전성 부분에 의해 분리되고, 리튬-기반 배터리는 충전 동안 확장을 겪는 타입인데 리튬-기반 배터리의 확장은 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창(outward bulging)을 포함한다. 방법은 또한 기판 표면 및 기판 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들을 갖는 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들은 기판 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다. 방법은 (i) 제1 도전성 배터리 콘택트 또는 제1 도전성 기판 콘택트 중 적어도 하나 및 (ii) 제2 도전성 배터리 콘택트 또는 제2 도전성 기판 콘택트 중 적어도 하나에 유연한 전기적-도전성 접착제를 도포하는 단계를 추가로 포함한다. 방법은 또한 기판에 리튬-기반 배터리를 결합하는 단계를 포함한다. 결합하는 단계는 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 층을 통해 제1 도전성 배터리 콘택트를 제1 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는데, 여기서 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 층은 제1 도전성 배터리 콘택트를 제1 도전성 기판 콘택트로부터 물리적으로 분리하고 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다. 결합하는 단계는 또한 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 층을 통해 제2 도전성 배터리 콘택트를 제2 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는데, 여기서 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 층은 제2 도전성 기판 콘택트로부터 제2 도전성 배터리 콘택트를 물리적으로 분리하고 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다. 방법은 배터리 표면의 비도전성 부분과 기판 표면의 비도전성 부분 사이에 갭을 제공하는 단계를 추가로 포함하는데, 여기서 갭은 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창을 수용하기에 충분하다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 디바이스를 설명한다. 디바이스는 배터리 표면 및 배터리 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들을 갖는 리튬-기반 배터리를 포함한다. 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들은 배터리 표면의 비도전성 부분에 의해 분리되고, 리튬-기반 배터리는 충전 동안 확장을 겪는 타입인데 리튬-기반 배터리의 확장은 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창을 포함한다. 디바이스는 또한 기판 표면 및 기판 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들을 갖는 기판을 포함하는데, 여기서 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들은 기판 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다. 리튬-기반 배터리는 제1 도전성 배터리 콘택트가 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 층을 통해 제1 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결되도록 기판에 결합되는데, 여기서 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 층은 제1 도전성 기판 콘택트로부터 제1 도전성 배터리 콘택트를 물리적으로 분리하고, 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다. 또한, 리튬-기반 배터리는 제2 도전성 배터리 콘택트가 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 층을 통해 제2 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결되도록 기판에 결합되는데, 여기서 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 층은 제2 도전성 기판 콘택트로부터 제2 도전성 배터리 콘택트를 물리적으로 분리하고 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다. 또한, 리튬-기반 배터리는 갭이 배터리 표면의 비도전성 부분과 기판 표면의 비도전성 부분을 분리하도록 기판에 결합되는데, 여기서 갭은 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창을 수용하기에 충분하다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 방법을 설명한다. 방법은 제1 배터리 표면 및 제1 배터리 표면 반대편의 제2 배터리 표면을 갖는 리튬-기반 배터리를 제공하는 단계를 포함한다. 제1 배터리 표면은 제1 배터리 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들을 갖는데, 여기서 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들은 제1 배터리 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다. 리튬-기반 배터리는 충전 동안 확장을 겪는 타입인데 리튬-기반 배터리의 확장은 제1 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창을 포함한다. 방법은 또한 기판 표면 및 기판 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들을 갖는 기판을 제공하는 단계를 포함하는데, 여기서 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들은 기판 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다. 방법은 추가로 리튬-기반 배터리를 기판에 결합하는 단계를 포함한다. 결합하는 단계는 비도전성 접착제의 층을 통해 제2 배터리 표면을 기판 표면의 비도전성 부분에 단단하게 결합하는 단계를 포함한다. 결합하는 단계는 또한 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 부분을 통해 제1 도전성 배터리 콘택트를 제1 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는데, 여기서 제1 부분은 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 제1 도전성 배터리 콘택트와 제1 도전성 기판 콘택트 사이의 상대적 이동을 허용한다. 결합하는 단계는 추가로 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 부분을 통해 제2 도전성 배터리 콘택트를 제2 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는데, 여기서 제2 부분은 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 제2 도전성 배터리 콘택트와 제2 도전성 기판 콘택트 사이의 상대적 이동을 허용한다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 디바이스를 설명한다. 디바이스는 제1 배터리 표면 및 제1 배터리 표면 반대편의 제2 배터리 표면을 갖는 리튬-기반 배터리를 포함한다. 제1 배터리 표면은 제1 배터리 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들을 갖는데, 여기서 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들은 제1 배터리 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다. 리튬-기반 배터리는 충전 동안 확장을 겪는 타입인데 리튬-기반 배터리의 확장은 제1 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창을 포함한다. 디바이스는 또한 기판 표면 및 기판 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들을 갖는 기판을 포함하는데, 여기서 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들은 기판 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다. 디바이스는 추가로 제2 배터리 표면과 기판 표면의 비도전성 부분 사이에 배치된 비도전성 접착제를 포함하는데, 여기서 비도전성 접착제는 제2 배터리 표면을 기판 표면의 비도전성 부분에 단단하게 결합한다. 디바이스는 또한 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 부분을 포함하는데, 여기서 제1 부분은 제1 도전성 배터리 콘택트를 제1 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하고 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다. 디바이스는 추가로 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 부분을 포함하는데, 여기서 제2 부분은 제2 도전성 배터리 콘택트를 제2 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하고, 리튬-기반 배터리의 확장으로 인한 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다.
앞서 말한 요약은 단지 예시적인 것이고 어떤 방식으로든 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 예시적 양태들, 실시예들, 및 위에서 설명한 특징들에 더하여, 추가의 양태들, 실시예들, 및 특징들은 도면들 및 다음의 자세한 설명을 참조하여 분명해질 것이다.
도 1은 구현 예에 따른, 리튬-기반 배터리를 예시한다.
도 2는 구현 예에 따른, 리튬-기반 배터리 및 기판을 예시한다.
도 3은 구현 예에 따른, 단단한 비도전성 접착제를 사용하여 기판에 결합된 리튬-기반 배터리를 예시한다.
도 4는 구현 예에 따른, 리튬-기반 배터리의 확장을 예시한다.
도 5는 구현 예에 따른, 확장으로 인한 리튬-기반 배터리의 균열을 예시한다.
도 6은 구현 예에 따른, 유연한 도전성 접착제를 사용하여 기판에 결합된 리튬-기반 배터리를 예시한다.
도 7은 구현 예에 따라, 리튬-기반 배터리의 확장을 수용하는 것을 예시한다.
도 8은 구현 예에 따른, 단단한 비도전성 접착제 및 유연한 도전성 접착제를 사용하여 기판에 결합된 리튬-기반 배터리를 예시한다.
도 9는 구현 예에 따라, 도 8에 예시된 구성을 사용하여 리튬-기반 배터리의 확장을 수용하는 것을 예시한다.
도 10은 구현 예에 따른, 기판에 리튬-기반 배터리를 결합하는 방법의 플로우 차트이다.
도 11은 구현 예에 따른, 기판에 리튬-기반 배터리를 결합하는 또 다른 방법의 플로우 차트이다.
다음 자세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 개시된 시스템들 및 방법들의 다양한 특징 및 기능을 설명한다. 도면들에서, 문맥에 달리 지시되어 있지 않는 한, 유사한 부호들은 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 본 명세서에 설명된 예시적인 시스템 및 방법 실시예들은 제한을 의미하지 않는다. 개시된 시스템들 및 방법들에 대한 특정 양태들은 매우 다양한 상이한 구성으로 배열 및 조합될 수 있고, 이들 전부는 본 명세서에서 고려된다는 것이 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
I. 개요
고체-상태 리튬-이온 배터리는 배터리가 충전되지 않을 때 배터리 안에 리튬 원소(elemental lithium)가 거의 또는 전혀 없도록 제조될 수 있다. 이것은 추가의 처리를 겪는 또 다른 디바이스 내로 배터리가 통합될 상황들에서 유용할 수 있다. 특히, 리튬의 존재는 산소, 습기 및/또는 열 조건들에의 노출을 포함하는 추가의 처리 단계들에서 바람직하지 않을 수도 있다.
도 1은 구현 예에 따른, 리튬-기반 배터리(100)를 예시한다. 특히, 도 1은 리튬-기반 배터리(100) 내의 재료 스택 예를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 리튬-기반 배터리(100)는 다음 층들, (1) 기판(102); (2) 캐소드 전류 제어기(104); (3) 애노드 전류 제어기(106); (4) 캐소드(108); (5) 전해질(110); (6) 애노드(112); 및 (7) 패키지(114)를 포함할 수 있다. 이러한 재료들 및 층들은 단지 예시를 위한 예들이다. 다른 재료들 및 스택 구성이 리튬-기반 배터리에서 사용될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 리튬-기반 배터리(100)가 충전되지 않을 때, 원소 형태의 리튬은 존재하지 않는다. 그러나, 충전 동안, 리튬이 생성되고 애노드(112)와 전해질(110) 사이에 플레이트될 수 있다. 또한, 리튬-기반 배터리(100) 충전은 리튬-기반 배터리(100) 내부에 압력 및 열을 생성할 수도 있다. 리튬 생성 및/또는 압력 및 열의 발생, 또는 다른 요인들은 배터리를 부풀게 하거나 확장시킬 수 있다. 일부 경우에, 확장은 캐소드(108) 두께의 약 1/3에 이를 수 있다. 확장은 리튬-기반 배터리(100)의 구조에 상당한 응력 및 변형을 야기할 수 있다. 리튬-기반 배터리(100)의 응력 및 변형은 에폭시-기반 접착 재료들을 사용하는 플립-칩 본딩 처리에 의해 악화될 수 있는데, 이는 예를 들어, 도 2-5에 관하여 아래에 설명된 것처럼 경화될 때 단단하다.
일부 예에서, 리튬-기반 배터리(100)는 또 다른 디바이스 내로 통합된다. 이러한 예들에서, 리튬-기반 배터리(100)는 리튬-기반 배터리(100)를 다른 컴포넌트들에 연결하기 위해 기판에 결합될 수 있다. 도 2는 구현 예에 따른, 리튬-기반 배터리(100) 및 기판(200)을 예시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 리튬-기반 배터리(100)는 제1 배터리 표면(202) 및 제1 배터리 표면(202) 반대편의 제2 배터리 표면(204)을 갖는다. 제1 도전성 배터리 콘택트(206) 및 제2 도전성 배터리 콘택트(208)는 제1 배터리 표면(202)으로부터 돌출된다. 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들(206 및 208)은 제1 배터리 표면(202)의 비도전성 부분(210)에 의해 분리된다.
기판(200)은 기판 표면(212)을 갖는다. 기판(200)은 또한 기판 표면(212)으로부터 돌출된 제1 도전성 기판 콘택트(214) 및 제2 도전성 기판 콘택트(216)를 갖는다. 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들(214 및 216)은 기판 표면(212)의 비도전성 부분(218)에 의해 분리된다.
도 3은 구현 예에 따른, 단단한 비도전성 접착제(300)를 사용하여 기판(200)에 결합된 리튬-기반 배터리(100)를 예시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도전성 배터리 콘택트(206)는 도전성 기판 콘택트(214)에 접촉하고, 도전성 배터리 콘택트(208)는 도전성 기판 콘택트(216)에 접촉한다. 단단한 비도전성 접착제(300)는 리튬-기반 배터리(100)를 기판(200)에 결합하는 데 사용된다. 이러한 방식으로, 도전성 배터리 콘택트(206)는 도전성 기판 콘택트(214)에 단단하게 결합되고, 도전성 배터리 콘택트(208)는 도전성 기판 콘택트(216)에 단단하게 결합된다. 단단한 비도전성 접착제(300)는, 예를 들어, 에폭시-기반 접착제를 들 수 있다. 단단한 비도전성 접착제(300)는 리튬-기반 배터리(100)와 기판(200) 사이의 상대적 이동을 허용하지 않는다.
위에서 언급된 바와 같이, 리튬-기반 배터리(100)는 충전 동안 확장한다. 도 4는 구현 예에 따른 리튬-기반 배터리(100)의 확장을 예시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 충전 동안, 리튬(400)이 생성되고, 아마 열 및 압력 또한 리튬-기반 배터리(100) 내에서 발생된다. 리튬-기반 배터리(100)가 공간(room)을 갖는다면, 이것은 부풀고 확장할 것이다. 특히, 배터리 표면(202)의 비도전성 부분(210)은 도 4에 도시된 바와 같이 팽창할 것이다. 그러나, 도 3을 다시 참조하면, 단단한 비도전성 접착제(300)는 리튬-기반 배터리(100)가 확장할 공간을 제공하지 않고 리튬-기반 배터리(100)와 기판(200) 사이의 상대적 이동을 허용하지 않는다. 그 결과, 리튬-기반 배터리(100) 충전 동안 초래되는 응력 및 변형이 완화되지 않을 것이다.
도 5는 구현 예에 따른, 확장으로 인한 리튬-기반 배터리(100)의 균열을 예시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 리튬-기반 배터리(100)가 확장할 공간을 가지지 않고, 따라서 충전으로부터 초래되는 응력 및 변형을 완화할 수 없기 때문에, 기판(200) 내의 균열 및/또는 액티브 배터리 층들이 발달할 수 있다. 도 5는 배터리 표면(204)에 영향을 미치고 리튬-기반 배터리(100)의 여러 층을 관통하는 균열들(500)을 나타낸다. 균열들(500)은 단지 예시를 위해 도시된다. 균열들은 도전성 콘택트들(206, 208, 214 및 216)과 같은 다른 부분들 및/또는 기판(200) 내에서 발달할 수 있다. 따라서, 리튬-기반 배터리(100)와 기판(200) 사이의 전기적 접촉을 달성하고, 또한 충전 동안 배터리 확장으로부터 초래되는 응력 및 변형을 완화하기 위한 개선이 요구된다.
II. 디바이스 예
도 6은 구현 예에 따른, 유연한 도전성 접착제를 사용하여 기판(200)에 결합된 리튬-기반 배터리(100)를 예시한다. 도전성 배터리 콘택트(206 및 208)와 각각의 도전성 기판 콘택트들(214 및 216) 사이에 유연한 도전성 링크를 형성하기 위해 유연한 도전성 접착제를 사용하는 것은 리튬-기반 배터리(100)의 부풀어 오름(swelling)/확장(expansion)으로 인한 응력 및 변형의 완화를 허용할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 배터리 콘택트(206)는 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 부분 또는 제1 층(600)을 통해 제1 도전성 기판 콘택트(214)에 전기적으로 연결된다. 예로서, 유연한 도전성 접착제는 유연한 도전성 재료의 제1 층(600)이 제1 도전성 기판 콘택트(214)로부터 제1 도전성 배터리 콘택트(206)를 그들 사이의 전기적 접촉을 유지하면서 물리적으로 분리할 수 있는 등방성 도전성 접착제일 수 있다. 예들에서, 제1 층(600)의 등방성 도전성 접착 재료는 금속성 입자들(예를 들어, 은 조각)을 함유하는 폴리머 재료를 포함한다. 이러한 예들에서, 금속성 입자는 제1 도전성 배터리 콘택트와 제1 도전성 기판 콘택트 사이에 전기적 연결을 야기한다. 유연한 도전성 재료의 예는 다우 코닝 사에 의해 판매되는 DA-6534인데, 이것은 등방성 도전성 실리콘-기반 접착제이다. 그러나, 다른 유연한 도전성 재료들 또한 고려된다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 층(600)은 제1 도전성 기판 콘택트(214)로부터 제1 도전성 배터리 콘택트(206)를 물리적으로 분리한다. 추가적으로, 이것의 유연성 때문에, 제1 층(600)은 리튬-기반 배터리(100)의 확장으로 인한 리튬-기반 배터리(100)와 기판(200) 사이의 상대적 이동을 허용하고, 따라서 리튬-기반 배터리(100)의 확장으로 초래되는 응력 및 변형의 완화를 허용한다.
유사하게, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 배터리 콘택트(208)는 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 층(602)을 통해 제2 도전성 기판 콘택트(216)에 전기적으로 연결된다. 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 층(602)은 제2 도전성 기판 콘택트(216)로부터 제2 도전성 배터리 콘택트(208)를 물리적으로 분리하고, 리튬-기반 배터리(100)의 확장으로 인한 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다.
예들에서, 제1 층(600)과 제2 층(602)은 도전성 배터리 콘택트들(206 및 208) 또는 도전성 기판 콘택트들(214 및 216) 상에 "범프들(bumps)"을 형성하기 위해 패터닝될 수 있다. 제1 층(600) 및 제2 층(602)을 패터닝하는 것은 리튬-기반 배터리(100) 및 기판(200)의 본딩 또는 결합 프로세스를 단순화할 수 있다. 예를 들면, 도전성 배터리 콘택트들(206 및 208) 상에 제1 층(600) 및 제2 층(602)이 패터닝된다고 가정하면, 리튬-기반 배터리(100)는 도전성 기판 콘택트들(216 및 216)에 정렬될 것이고, 압력의 최소 적용으로 그들의 적절한 위치들에 배치될 수 있다.
유연한 도전성 접착제가 폴리머 재료를 포함하는 예들에서, 제1 층(600) 및 제2 층(602)은 미경화 상태에서 패터닝될 수 있다. 그 다음에, 리튬-기반 배터리(100)가 기판(200)에 정확하게 결합되면, 폴리머 재료를 함유하는 유연한 도전성 접착제는 경화될 수 있다(예를 들면, 핫 플레이트 또는 오븐 상에서). 폴리머 재료를 경화하는 것은 임의의 과도한 용매를 제거할 수 있고, 도전성 배터리 콘택트들(206 및 208)과 각각의 도전성 기판 콘택트들(214 및 216) 사이에 강한 본드를 형성할 수 있다.
제1 층(600) 및 제2 층(602)을 패터닝하는 것은 다른 여러 기술들을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 유연한 도전성 접착제를 제공하는 데 주사기(syringe)가 사용될 수 있다. 또 다른 예에서, 스텐실-및-스퀴지 기술(stencil-and-squeegee technique)이 사용될 수 있다. 다른 기술들이 또한 고려된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 리튬-기반 배터리(100)는 갭(604)이 기판 표면(212)의 비도전성 부분(218)으로부터 배터리 표면(202)의 비도전성 부분(210)을 분리하도록 기판(200)에 결합된다. 갭(604)은 다음에 설명된 것처럼 충전 동안 배터리 표면(202)의 비도전성 부분(210)의 외향성 팽창을 수용하기에 충분할 수 있다.
도 7은 구현 예에 따라, 리튬-기반 배터리(100)의 확장을 수용하는 것을 예시한다. 도 7은 충전 동안 리튬-기반 배터리(100)가 확장할 때 도 6에 도시된 구성을 도시한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 충전은 리튬-기반 배터리(100)의 구조에 있어서의 변형을 야기하고, 특히 비도전성 부분(210)이 비도전성 부분(218)을 향해 밖으로 팽창하도록 야기한다. 그러나, 제1 층(600) 및 제2 층(602)의 유연성 때문에, 변형은 수용된다. 구체적으로, 비도전성 부분(210)은 갭(604) 내에서 자유롭게 팽창하도록 허용된다. 또한, 도전성 배터리 콘택트들(206 및 208)은 제1 층(600) 및 제2 층(602)을 통해 그들 사이의 전기적 연결을 유지한 채, 각각의 도전성 기판 콘택트들(214 및 216)에 상대적으로 이동한다. 따라서, 도 6-7에 예시된 디바이스는 배터리 구조체에서 발달하는 응력을 최소화하고 따라서 리튬-기반 배터리(100) 균열 가능성을 최소화한다.
또 다른 구현 예에서, 비도전성이지만 유연한 재료는 리튬-기반 배터리(100)를 기판(200)에 본딩하는 데 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 본딩은 단단한 비도전성 재료(300) 대신, 유연한 접착제(실리콘-기반 접착제와 같은)가 사용된다는 점을 제외하고 도 3의 구성과 유사하게 구성될 것이다. 이러한 구성은 유연하지 않은 재료(300)와 비교하여 향상된 응력 완화를 제공할 수 있다. 그러나, 도전성 배터리 콘택트(206)는 도전성 기판 콘택트(214)에 단단히 부착될 수 있고, 도전성 배터리 콘택트(208)는 도전성 기판 콘택트(216)에 단단히 부착될 수 있다. 따라서 이러한 구성은 도전성 배터리 콘택트들(206 및 208) 및 도전성 기판 콘택트들(214 및 216) 사이에 있는 접촉 지점들에서 발달하는 수직 변형으로부터 완화를 제공하지 않을 수 있다.
도 8 및 9는 또 다른 구현 예를 예시한다. 구체적으로, 도 8은 구현 예에 따른, 단단한 비도전성 접착제(800) 및 유연한 도전성 접착제를 사용하여 기판(200)에 결합된 리튬-기반 배터리(100)를 예시한다. 도 8은 도 2-7의 구성과 비교하여 제1 배터리 표면(202)이 기판(200)에서 먼 쪽을 향하도록 뒤집힌 리튬-기반 배터리(100)를 도시한다.
도 8은 제2 배터리 표면(204)과 기판 표면(212)의 비도전성 부분(218) 사이에 배치된 비도전성 접착제(800)를 나타낸다. 비도전성 접착제(800)는 제2 배터리 표면(204)을 기판 표면(212)의 비도전성 부분(218)에 단단하게 결합한다. 예시를 위한 예로서, 단단한 비도전성 접착제(800)는 에폭시 기반 접착제일 수 있다.
또한, 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 부분(802)은 제1 도전성 배터리 콘택트(206)를 제1 도전성 기판 콘택트(214)에 전기적으로 연결한다. 제1 부분(802)은 도 6에서의 제1 층(600)과 유사할 수 있다. 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 부분(802)은 충전 동안 리튬-기반 배터리(100)의 확장으로 인해 야기될 수 있는 제1 도전성 배터리 콘택트(206)와 제1 도전성 기판 콘택트(214) 사이의 상대적 이동을 허용한다.
유사하게, 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 부분(804)은 제2 도전성 배터리 콘택트(208)를 제2 도전성 기판 콘택트(216)에 전기적으로 연결한다. 제2 부분(804)은 도 6에서의 제2 층(602)과 유사할 수 있다. 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 부분(804)은 충전 동안 리튬-기반 배터리(100)의 확장으로 야기될 수 있는 제2 도전성 배터리 콘택트(208)와 제1 도전성 기판 콘택트(216) 사이의 상대적 이동을 허용한다.
도 9는 구현 예에 따라, 도 8에 예시된 구성을 사용하는 리튬-기반 배터리의 확장을 수용하는 것을 예시한다. 도 9는 충전 동안 리튬-기반 배터리(100)가 확장할 때 도 8에 도시된 구성을 예시한다. 위에서 언급된 바와 같이, 그리고 도 9에 나타낸 바와 같이, 충전은 리튬-기반 배터리(100)의 구조에 있어서의 변형을 야기하고, 특히 비도전성 부분(210)이 바깥쪽으로 팽창하게 한다. 그러나, 제1 부분(802) 및 제2 부분(804)의 유연성 때문에, 변형은 수용된다. 구체적으로, 비도전성 부분(210)은 자유롭게 팽창하도록 허용되고 따라서 균열들이 발달되지 않는다. 또한, 도전성 배터리 콘택트들(206 및 208)은 그들 사이의 전기적 연결을 유지한 채, 각각의 도전성 기판 콘택트들(214 및 216)에 상대적으로 이동한다. 따라서, 도8-9에 예시된 디바이스는 배터리 구조체에 발달하는 응력을 최소화하고 따라서 리튬-기반 배터리(100)의 균열 가능성을 최소화한다.
III. 방법 예
도 10은 구현 예에 따른, 고체-상태 리튬 배터리들의 본딩을 위한 방법(1000)의 플로우 차트다. 방법(1000)은 하나 이상의 블록(1002-1010)에 의해 예시된 것처럼 하나 이상의 동작, 기능, 또는 액션을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 예시되지만, 이러한 블록들은 일부 경우에 병렬로 및/또는 본 명세서에 설명된 것들과는 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 원하는 구현에 따라 다양한 블록이 더 적은 블록들로 조합될 수 있고, 추가적인 블록들로 분할될 수 있고, 및/또는 제거될 수 있다.
블록 1002에서, 방법(1000)은 배터리 표면 및 배터리 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들을 갖는 리튬-기반 배터리를 제공하는 단계를 포함한다. 본 명세서에서 컴포넌트와 관련하여 사용된 "제공하는(providing)"이라는 용어는 컴포넌트를 사용가능하게 하기 위한 임의의 액션, 이를테면, 컴포넌트의 추가 처리를 위한(예를 들면, 컴포넌트를 또 다른 컴포넌트에 결합하기 위한) 작업 환경 또는 장치로 컴포넌트를 가져오는 것을 포함한다.
도 6 및 도 7과 관련된 논의에 따라, 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들은 배터리 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다. 리튬-기반 배터리는 충전 동안 확장을 겪는 타입인데 리튬-기반 배터리의 확장은 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창을 포함한다. 예를 들어, 도 1에 관하여 설명된 바와 같이, 리튬-기반 배터리는 적어도 애노드 층 및 전해질 층을 포함할 수 있고, 충전 동안의 확장은 적어도 부분적으로 충전 동안 애노드 층과 전해질 층 사이에서의 리튬의 생성에 의해 야기된다. 충전 동안 리튬-기반 배터리 내에서 발생되는 열 및 압력과 같은 다른 요인들이 팽창을 야기할 수도 있다.
블록 1004에서, 방법(1000)은 기판 표면 및 기판 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들을 갖는 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들은 기판 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다.
블록 1006에서 방법(1000)은 유연한 전기적-도전성 접착제를 (i) 제1 도전성 배터리 콘택트 또는 제1 도전성 기판 콘택트 중 적어도 하나 및 (ii) 제2 도전성 배터리 콘택트 또는 제2 도전성 기판 콘택트 중 적어도 하나에 도포하는 단계를 포함한다. 예들에서, 유연한 전기적-도전성 접착제는 등방성 도전성 접착 재료다. 등방성 도전성 접착 재료는 금속성 입자들을 함유하는 폴리머 재료(예를 들어, 실리콘 재료)를 포함할 수 있다. 금속성 입자들은 도전성 배터리 콘택트들과 각각의 도전성 기판 콘택트들 사이에 전기적 연결을 수립하는 데 효과적일 수 있다. 등방성 도전성 접착 재료는 리튬-기반 배터리를 기판과 정렬하는 것과 도포를 용이하게 하기 위해 미경화 상태의 폴리머 재료와 함께 도포될 수 있다. 그 후에, 리튬-기반 배터리가 정확하게 기판에 결합되면, 블록 1008에서 아래 설명된 바와 같이, 임의의 과도한 용매를 제거하고 도전성 배터리 콘택트들과 도전성 기판 콘택트들(216 및 216) 사이에 강한 본딩을 형성하기 위해 폴리머 재료를 함유하는 유연한 도전성 접착제가 경화될 수 있다.
블록 1008에서, 방법(1000)은 리튬-기반 배터리를 기판에 결합하는 단계를 포함한다. 결합하는 단계는 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 층을 통해 제1 도전성 배터리 콘택트를 제1 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다. 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 층은 제1 도전성 기판 콘택트로부터 제1 도전성 배터리 콘택트를 물리적으로 분리하고 리튬-기반 배터리의 확장에 의해 야기된 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다. 유사하게, 결합하는 단계는 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 층을 통해 제2 도전성 배터리 콘택트를 제2 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다. 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 층은 제2 도전성 기판 콘택트로부터 제2 도전성 배터리 콘택트를 물리적으로 분리하고 리튬-기반 배터리의 확장에 의해 야기된 그들 사이의 상대적 이동을 허용한다.
블록 1010에서, 방법(1000)은 배터리 표면의 비도전성 부분과 기판 표면의 비도전성 부분 사이에 갭을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 갭은 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창을 수용하기에 충분하도록 설계된다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 층들은 각각의 배터리 콘택트들 및 기판 콘택트들 사이의 상대적 움직임과 배터리 표면의 비도전성 부분과 기판 표면의 비도전성 부분 사이의 갭을 허용하기 때문에, 리튬-기반 배터리는 충전 동안 균열들의 발달 없이 자유롭게 확장할 수 있다.
도 11은 구현 예에 따른, 고체-상태 리튬 배터리의 본딩을 위한 또 다른 방법(1100)의 플로우 차트이다. 방법(1100)은 블록(1102-1106)들 중 하나 이상에 의해 예시된 바와 같은 하나 이상의 동작, 기능, 또는 액션을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 예시되지만, 이러한 블록들은 일부 경우에 병렬로, 및/또는 본 명세서에 설명된 것들과는 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 원하는 구현에 따라 다양한 블록이 더 적은 블록들로 조합될 수 있고, 추가적인 블록들로 분할될 수 있고, 및/또한 제거될 수 있다.
블록 1102에서, 방법(1100)은 제1 배터리 표면 및 제1 배터리 표면 반대편의 제2 배터리 표면을 갖는 리튬-기반 배터리를 제공하는 단계를 포함한다. 도 8 및 도 9와 관련된 논의에 따라, 제1 배터리 표면은 제1 배터리 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들을 갖는데, 여기서 제1 배터리 표면의 비도전성 부분에 의해 제1 및 제2 도전성 배터리 콘택트들이 분리된다. 리튬-기반 배터리는 충전 동안 확장을 겪는 타입인데 리튬-기반 배터리의 확장은 제1 배터리 표면의 비도전성 부분의 외향성 팽창을 포함한다. 예를 들어, 도 1에 관하여 설명된 바와 같이, 리튬-기반 배터리는 적어도 애노드 층 및 전해질 층을 포함할 수 있고, 충전 동안의 확장은 적어도 부분적으로 충전 동안 애노드 층과 전해질 층 사이에서의 리튬의 생성에 의해 야기된다. 충전 동안 리튬-기반 배터리 내에서 발생되는 열 및 압력과 같은 다른 요인들이 확장을 야기할 수 있다.
블록 1104에서, 방법(1100)은 또한 기판 표면 및 기판 표면으로부터 돌출된 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들을 갖는 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 도전성 기판 콘택트들은 기판 표면의 비도전성 부분에 의해 분리된다.
블록 1106에서, 방법(1100)은 리튬-기반 배터리를 기판에 결합하는 단계를 포함한다. 결합하는 단계는 단단한 비도전성 접착제의 층을 통해 기판 표면의 비도전성 부분에 제2 배터리 표면을 단단하게 결합하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 단단한 비도전성 접착제는 에폭시 기반 접착제일 수 있다.
결합하는 단계는 또한 유연한 전기적-도전성 접착제의 제1 부분을 통해 제1 도전성 배터리 콘택트를 제1 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다. 제1 부분은 리튬-기반 배터리의 확장에 의해 야기된 제1 도전성 배터리 콘택트와 제1 도전성 기판 콘택트 사이의 상대적 이동을 허용한다. 결합하는 단계는 추가로 유연한 전기적-도전성 접착제의 제2 부분을 통해 제2 도전성 배터리 콘택트를 제2 도전성 기판 콘택트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다. 제2 부분은 리튬-기반 배터리의 확장에 의해 야기된 제2 도전성 배터리 콘택트와 제2 도전성 기판 콘택트 사이의 상대적 이동을 허용한다.
유연한 전기적-도전성 접착제는, 예를 들어, 등방성 도전성 접착 재료일 수 있다. 예들에서, 등방성 도전성 접착 재료는 금속성 입자들을 함유하는 폴리머 재료(예를 들어, 실리콘 재료)를 포함한다. 금속성 입자들은 도전성 배터리 콘택트들과 도전성 기판 콘택트들 사이에 전기적 연결을 수립하는 데 효과적일 수 있다. 방법(1100)은 추가로 미경화 상태의 폴리머 재료를 갖는 등방성 도전성 접착 재료를 (i) 제1 도전성 배터리 콘택트 또는 제1 도전성 기판 콘택트 중 적어도 하나 및 (ii) 제2 도전성 배터리 콘택트 또는 제2 도전성 기판 콘택트 중 적어도 하나에 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 그 후에, 방법(1100)은 도전성 배터리 콘택트들과 각각의 도전성 기판 콘택트들 사이에 강한 본딩을 달성하기 위해 폴리머 재료를 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
IV. 결론
본 명세서에 설명된 배열들은 단지 예를 위한 목적이라는 것이 이해되어야 한다. 이와 같이, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 다른 배열들 및 다른 요소들(예를 들어, 머신들, 인터페이스들, 순서들 및 동작들의 그룹화들, 등)이 대신 사용될 수 있고, 일부 요소들은 원하는 결과들에 따라 완전히 생략될 수 있다는 것을 인정할 것이다.
다양한 양태 및 구현이 본 명세서에 개시되었지만, 다른 양태들 및 구현들이 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태 및 구현은 예시를 위한 목적이고, 제한하는 것으로 의도된 것이 아니며, 진정한 범위는 다음의 청구항들에 의해 표시된 것과 함께, 이러한 청구항들에 주어진 권리와 등가물의 전체 범위이다. 본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 구현들을 설명하기 위한 목적이고, 제한하는 것으로 의도된 것은 아니라는 것 또한 이해될 것이다.

Claims (1)

  1. 제1항에 따른 방법.
KR1020197009192A 2015-02-27 2016-02-18 고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들 KR20190039332A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562121630P 2015-02-27 2015-02-27
US62/121,630 2015-02-27
US14/691,754 US9991550B2 (en) 2015-02-27 2015-04-21 Methods and devices associated with bonding of solid-state lithium batteries
US14/691,754 2015-04-21
PCT/US2016/018398 WO2016137807A1 (en) 2015-02-27 2016-02-18 Methods and devices associated with bonding of solid-state lithium batteries

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177023527A Division KR102094271B1 (ko) 2015-02-27 2016-02-18 고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190039332A true KR20190039332A (ko) 2019-04-10

Family

ID=55442899

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197009192A KR20190039332A (ko) 2015-02-27 2016-02-18 고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들
KR1020177023527A KR102094271B1 (ko) 2015-02-27 2016-02-18 고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177023527A KR102094271B1 (ko) 2015-02-27 2016-02-18 고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9991550B2 (ko)
EP (1) EP3228162B1 (ko)
KR (2) KR20190039332A (ko)
CN (1) CN107251267B (ko)
TW (1) TWI632718B (ko)
WO (1) WO2016137807A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10770698B1 (en) 2017-06-09 2020-09-08 Greatbatch Ltd. Miniature electrochemical cell having a casing comprising opposed ceramic substrates secured together using a precious metal braze
CN109585904B (zh) * 2017-09-29 2021-11-23 辉能科技股份有限公司 可挠式锂电池
US11011787B2 (en) 2018-01-08 2021-05-18 Greatbatch Ltd. Hermetic thin film electrochemical cells housed in a ceramic casing and activated with a solid electrolyte
US10957884B1 (en) 2018-01-08 2021-03-23 Greatbatch Ltd. Miniature electrochemical cells housed in a metallic casing having a glass-to-metal seal isolating the opposite polarity terminals
CN110299574B (zh) * 2019-05-21 2021-11-12 重庆交通大学 电池过充保护装置
US11075421B1 (en) 2019-05-24 2021-07-27 Greatbatch Ltd. Miniature electrochemical cell having a casing of a metal container closed with a ceramic plate having a via hole supporting a platinum-containing conductive pathway
US11114714B2 (en) 2019-06-04 2021-09-07 Greatbatch Ltd. Miniature electrochemical cell having a casing of a metal container closed with a ceramic plate having two via holes supporting opposite polarity platinum-containing conductive pathways

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5657206A (en) 1994-06-23 1997-08-12 Cubic Memory, Inc. Conductive epoxy flip-chip package and method
WO1999026283A1 (en) * 1997-11-19 1999-05-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Stress relaxation electronic part, stress relaxation wiring board, and stress relaxation electronic part mounted body
US6835493B2 (en) * 2002-07-26 2004-12-28 Excellatron Solid State, Llc Thin film battery
US7553582B2 (en) 2005-09-06 2009-06-30 Oak Ridge Micro-Energy, Inc. Getters for thin film battery hermetic package
US20070117268A1 (en) 2005-11-23 2007-05-24 Baker Hughes, Inc. Ball grid attachment
KR101379243B1 (ko) * 2006-07-18 2014-03-28 사임베트 코퍼레이션 고체상태 마이크로 배터리의 포토리소그래픽 제조, 싱글레이션 및 패시베이션 방법 및 장치
WO2008100441A2 (en) * 2007-02-09 2008-08-21 Cymbet Corporation Charging systems and methods
US9136544B2 (en) * 2010-03-11 2015-09-15 Harris Corporation Dual layer solid state batteries
JP5778926B2 (ja) * 2010-12-27 2015-09-16 株式会社アルバック 全固体リチウム二次電池の製造方法及び全固体リチウム二次電池の検査方法
JP2013004421A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Namics Corp リチウムイオン二次電池
JP6161918B2 (ja) 2013-02-25 2017-07-12 新光電気工業株式会社 半導体装置
US9793522B2 (en) * 2014-08-13 2017-10-17 Verily Life Sciences Llc Sealed solid state battery

Also Published As

Publication number Publication date
CN107251267B (zh) 2020-06-26
US20180254507A1 (en) 2018-09-06
US20160254566A1 (en) 2016-09-01
TWI632718B (zh) 2018-08-11
US10873102B2 (en) 2020-12-22
CN107251267A (zh) 2017-10-13
KR20170107527A (ko) 2017-09-25
TW201703335A (zh) 2017-01-16
KR102094271B1 (ko) 2020-03-30
EP3228162B1 (en) 2019-04-10
US9991550B2 (en) 2018-06-05
EP3228162A1 (en) 2017-10-11
WO2016137807A1 (en) 2016-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190039332A (ko) 고체-상태 리튬 배터리들의 본딩과 연관된 방법들 및 디바이스들
CN108028435B (zh) 具有用于电子设备和电池的公共衬底的可安装在身上的装置
CN102884668B (zh) 双极型二次电池
US9748597B2 (en) Flexible electrode assembly and electrochemical device including the electrode assembly
US9660302B2 (en) Secondary battery pack having non-protruded connector
TW200816546A (en) Thin film battery on a semiconductor or semiconductor device apparatus and method
US20180351220A1 (en) Battery module and method for producing a battery module and battery
Kim et al. Extremely versatile deformability beyond materiality: a new material platform through simple cutting for rugged batteries
CN206931653U (zh) 一种固态薄膜电池结构
JP7336751B2 (ja) 電池
JP2017517837A5 (ko)
KR20150111160A (ko) 절연성 접착제로 연결된 전지셀들을 포함하는 전지팩
JP2014067523A (ja) 非水電解液二次電池用カーボン電極、非水電解液二次電池、および非水電解液二次電池用カーボン電極の製造方法
CN102568832B (zh) 电化学装置
CN107946650B (zh) 电池结构
JP2017134961A (ja) ラミネート型蓄電素子およびラミネート型蓄電素子の実装方法
US20230223585A1 (en) Battery and method of producing the same
JP2021022565A (ja) いくつかのマイクロ電子部品を含む三次元デバイスを製造するための組立金型
JP2017130441A (ja) ラミネート型蓄電素子およびラミネート型蓄電素子の実装方法
KR20130038972A (ko) 중성역학층을 이용한 플렉서블 고상 이차전지 제조방법 및 이에 의하여 제조된 플렉서블 고상 이차전지
TWI664253B (zh) 可撓電池
JP2011222773A (ja) ポリマー温度ヒューズ素子、温度センサー、バッテリパック
US9368285B1 (en) Power cell embedded in enclosure
JP2010033892A (ja) リチウム二次電池及びリチウム二次電池を備えた装置
JP2015109230A (ja) 全固体二次電池電極の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent