[發(fā)明專利]鋰微電池的制造方法無效

申請?zhí)枺?/td>	201410539657.5	申請日：	2014-07-29
公開（公告）號：	CN104393346A	公開（公告）日：	2015-03-04
發(fā)明（設計）人：	S·歐卡希;A·巴金	申請（專利權）人：	原子能和代替能源委員會
主分類號：	H01M10/058	分類號：	H01M10/058
代理公司：	北京市柳沈律師事務所 11105	代理人：	邱軍
地址：	法國***	國省代碼：	法國;FR
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摘要：
搜索關鍵詞：	電池制造方法
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明涉及圖案化固體電解質(zhì)層，具體涉及一種鋰微電池的制造方法。

背景技術

鋰微電池是一種利用Li⁺離子的電化學蓄電池并具有多個薄層構成的活性堆疊。活性堆疊由固體電解質(zhì)分隔的兩個電極形成，一個是正極而另一個是負極。

固體電解質(zhì)是具有高度離子傳導性的電絕緣體。該固體電解質(zhì)通常具有由鋰化組件形成的基體。而且，正極為鋰嵌入材料，例如鋰化金屬氧化物。

稱為“鋰金屬”微電池的鋰微電池包括由金屬化鋰構成的負極。而且，稱為“鋰金屬”微電池的鋰微電池包括由鋰嵌入或插入材料形成的負極。

鋰微電池由于其高的質(zhì)量密度和低毒性而特別有優(yōu)勢。但鋰微電池對空氣和潮氣非常敏感。

鋰基層實際上非常易反應，化學性質(zhì)非常不穩(wěn)定。出現(xiàn)在形成鋰微電池的薄層中的鋰以及某些情況下的硫，這使得這些層在空氣中具有高度吸濕性和化學不穩(wěn)定性。這種類型的薄層，尤其是固體電解質(zhì)層，實際上難以圖案化。

因此，在制造和封裝鋰微電池的各個步驟上必須特別注意。

為了實現(xiàn)微電池的制造，常規(guī)技術包括連續(xù)沉積微電池的薄層，特別是通過真空沉積技術。

通常用陰影掩模板實施固體電解質(zhì)層的圖案化。通過具有凹槽的掩模板可實施真空沉積，例如PVD(物理氣相沉積)。掩模放置在基底上并且在整個沉積過程中固定在適當?shù)奈恢谩Ｈ缓笠瞥谀０澹拙哂辛怂璧膱D案。

這種掩模技術產(chǎn)生顆粒污染并且掩模板也會劃傷其所放置在的膜，從而容易損傷微電池。而且當微電池的尺寸很小時，陰影掩模板會產(chǎn)生邊緣或陰影效應，這不利于實現(xiàn)微電池合格地工作。

國際專利申請WO2012173874還公開了一種鋰微電池的制造方法，采用通過激光燒蝕(laser?ablation)對由鋰和磷氮氧化合物(LiPON)制成的電解質(zhì)層進行圖案化的技術。采用通過陰影掩模板的沉積，用傳統(tǒng)方法制造形成電極的薄層和集流體。而且在不采用陰影掩模板的情況下沉積固體電解質(zhì)，采用1mm²尺寸的脈沖激光束對后者實施圖案化。激光束必須對其上形成微電池的基底的整個有用表面進行掃描。

此外，這種技術非常依賴于所用的基底和沉積在下層的層的性能。該方法還需要采用不同的設備，這增加了固體電解質(zhì)層暴露在空氣和濕氣中的風險。因此，這種制造方法的實施緩慢且復雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰微電池的制造方法，該方法容易實施、成本低廉并且與微電子領域中所實施的技術兼容。

通過提供一種鋰微電池的制造方法實現(xiàn)了該目的，該制造方法具有以下連續(xù)步驟：

提供多個層的堆疊，該堆疊依次包括：

由第一材料制成的第一層；

由構造為與鋰原子結(jié)合的第二材料制成的第二層；

固體電解質(zhì)層；

第一電極；

蝕刻該第一和第二材料以形成由第一材料制成的第一圖案以及由第二材料制成的第二圖案，該第二圖案限定該電解質(zhì)層的覆蓋區(qū)域以及非覆蓋區(qū)域；

用第二圖案作為蝕刻掩模來蝕刻電解質(zhì)層的非覆蓋區(qū)域，并且消除該第一圖案；

在第二圖案上形成鋰基層，該第二材料構造得使鋰原子擴散到第二圖案中，鋰基層和第二圖案形成鋰基第二電極。