[發(fā)明專利]激光圖案化的薄膜電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580055121.9
• 申請(qǐng)日: 2015-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106797056A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秉·圣·利奧·郭;宋道英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01M10/0585
• 分類號(hào): H01M10/0585;H01M10/04;H01M4/04;H01M4/64
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國(guó),趙靜

1.一種薄膜電池，包含：

基板；

陰極集電體和陽(yáng)極集電體，所述陰極集電體及所述陽(yáng)極集電體在所述基板上，所述陰極集電體與所述陽(yáng)極集電體彼此電氣隔離；

陰極層，在所述陰極集電體上，其中所述陰極集電體的接觸區(qū)域未被所述陰極層覆蓋；

電解質(zhì)層，完全覆蓋所述陰極層的頂表面并覆蓋所述陽(yáng)極集電體的一部分，其中所述陽(yáng)極集電體的未覆蓋的部分為所述陽(yáng)極集電體的接觸區(qū)域；

陽(yáng)極層，在所述電解質(zhì)層和所述陽(yáng)極集電體上，其中所述陽(yáng)極集電體的所述陽(yáng)極接觸區(qū)域的一部分未被所述陽(yáng)極層覆蓋，且其中所述電解質(zhì)層中的電氣絕緣緩沖區(qū)域并未被所述陽(yáng)極層覆蓋，所述電氣絕緣緩沖區(qū)域位于所述陰極集電體的所述接觸區(qū)域與所述陽(yáng)極層之間，用于使鄰近于所述陰極集電體的所述接觸區(qū)域的所述陰極層的邊緣與所述陽(yáng)極層的邊緣電氣隔離。

2.如權(quán)利要求1所述的薄膜電池，其中所述陰極集電體的所述接觸區(qū)域?yàn)樗鲫帢O集電體的所述頂表面的轉(zhuǎn)角部分。

3.如權(quán)利要求1所述的薄膜電池，其中所述陽(yáng)極集電體的所述接觸區(qū)域?yàn)樗鲫?yáng)極集電體的所述頂表面的轉(zhuǎn)角部分。

4.如權(quán)利要求1所述的薄膜電池，進(jìn)一步包含初始保護(hù)層，所述初始保護(hù)層位于所述陽(yáng)極層的所述頂表面上并覆蓋所述陽(yáng)極層的所述整個(gè)頂表面且未延伸超過(guò)所述陽(yáng)極層的所述邊緣。

5.如權(quán)利要求4所述的薄膜電池，進(jìn)一步包含封裝層，所述封裝層完全覆蓋所述初始保護(hù)層、所述陽(yáng)極層、所述電解質(zhì)層和所述陰極層。

6.一種制造薄膜電池的方法，包含：

在基板上毯覆沉積集電體層和陰極層；

激光晶粒圖案化所述集電體層和所述陰極層以形成陰極集電體和陽(yáng)極集電體，且激光剝蝕所述陰極層的多個(gè)部分以露出所述陰極集電體的接觸區(qū)域并暴露全部所述陽(yáng)極集電體，以形成第一圖案化堆疊；

在所述第一圖案化堆疊上方毯覆沉積電解質(zhì)層；

激光剝蝕所述電解質(zhì)層的一部分以暴露所述陽(yáng)極集電體的接觸區(qū)域，以形成第二圖案化堆疊；

在所述第二圖案化堆疊上方毯覆沉積陽(yáng)極層和初始保護(hù)層；

在所述集電體層和所述陰極層的所述激光晶粒圖案化的所述晶粒圖案內(nèi)激光晶粒圖案化所述電解質(zhì)層、所述陽(yáng)極層和所述初始保護(hù)層；

激光剝蝕所述初始保護(hù)層、所述陽(yáng)極層和所述電解質(zhì)層的多個(gè)部分以露出所述陰極集電體的所述接觸區(qū)域，并激光剝蝕所述初始保護(hù)層、所述陽(yáng)極層和所述電解質(zhì)層的厚度的部分以在所述電解質(zhì)層中形成電氣絕緣緩沖區(qū)域以使鄰近于所述陰極集電體的所述接觸區(qū)域的所述陰極層的激光切割邊緣與所述圖案化的陽(yáng)極的激光切割邊緣電氣隔離，并激光剝蝕所述初始保護(hù)層和所述電解質(zhì)層的一部分以露出所述陽(yáng)極集電體的所述接觸區(qū)域，以形成第三器件堆疊。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述激光晶粒圖案化所述集電體層和所述陰極層的步驟和所述激光剝蝕所述陰極層的所述多個(gè)部分的步驟后，使所述陰極層退火。

8.如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包含：

在所述第三器件堆疊上毯覆沉積封裝層；以及

激光剝蝕所述封裝層以露出所述陰極集電體的所述接觸區(qū)域的部分和所述陽(yáng)極集電體的所述接觸區(qū)域的一部分，以形成第四器件結(jié)構(gòu)。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包含：

在所述第四器件堆疊上毯覆沉積第二封裝層；以及

激光剝蝕所述第二封裝層以露出所述陰極集電體的所述接觸區(qū)域的第二部分和所述陽(yáng)極集電體的所述接觸區(qū)域的第二部分，其中所述第二部分比所述第一部分小。

10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述激光剝蝕所述電解質(zhì)層以在所述電解質(zhì)層中形成所述電氣絕緣緩沖區(qū)域的步驟使用飛秒紫外線激光。