[发明专利]通过基板表面处理提高电池性能的薄膜电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜电池制造技术，更详细地，涉及在具有阴极活性物质与基板相接触的结构的薄膜电池中，能够以抑制阴极活性物质与基板的副反应的方式提高电池性能的薄膜电池及其制造方法。

背景技术

薄膜电池为以将基本的电池的结构要素薄膜化的方式使厚度变薄的电池。

在薄膜电池中，阳极/电解质/阴极的所有结构要素呈固体状态，并通过化学气相蒸镀(CVD)、物理气相蒸镀(PVD)等蒸镀方法以数微米(μm)左右的厚度形成于薄的基板上。

薄膜电池由于使用了固体电解质，因而具有爆炸危险少，高温条件下的稳定性优秀，自放电率低等多种优点。

图1简要表示普通的薄膜电池的结构。

参照图1，薄膜电池包括阳极电流集电体(Cathode Current Collector)110、阳极活性物质120、阴极电流集电体(Anode Current Collector)130、电解质140及阴极活性物质150。

并且，在薄膜电池中，为了防止水分向电池内部渗透，通常以覆盖除了阳极电流集电体110和阴极电流集电体130的端子部之外的剩余要素的方式形成封装部(encap)。

此时，在普通的薄膜电池的情况下，阴极电流集电体130与电解质140相互重叠(overlap)。并且，阴极活性物质150不直接与基板100相接触。

但如上所述，在阴极电流集电体130与电解质140相重叠的情况下，在重叠的部分产生锂(Li)被捕集的现象。

这种锂的捕集会引起封装膜的龟裂，而水分可借助这种封装膜的龟裂而渗透。阴极电流集电体130的端子部侧的锂因所渗透的水分而被氧化，这种锂的氧化会成为使薄膜电池的寿命下降的因素。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供在具有阴极活性物质直接与基板相接触的结构的薄膜电池中，能够抑制阴极活性物质与基板进行副反应的现象的薄膜电池及其制造方法。

并且，本发明的目的在于，提供能够防止水分从基板的背面渗透的薄膜电池及其制造方法。

技术方案

用于实现上述目的的本发明实施例的薄膜电池，其特征在于，具有阴极活性物质与基板相接触的结构；在上述基板的表面中，至少在上述阴极活性物质与基板相接触的部分形成第一表面处理层，上述第一表面处理层包含与上述阴极活性物质具有非反应性的物质。

此时，上述阴极活性物质能够包含锂(Li)，上述第一表面处理层可包含氧化铝等无机材料或丙烯酸类树脂等有机材料。

并且，本发明的薄膜电池还能包括第二表面处理层，上述第二表面处理层形成于上述基板的背面，用于防止水分从上述基板的背面渗透。

并且，优选地，本发明的薄膜电池包括：阳极电流集电体，位于形成上述第一表面处理层的基板上的一侧区域；阳极活性物质，形成于上述阳极电流集电体上；阴极电流集电体，以与上述阳极电流集电体相分隔的方式形成于上述基板的另一侧区域；电解质，呈覆盖上述阳极活性物质的形态，并呈不与上述阴极电流集电体重叠(non-overlap)，使上述第一表面处理层露出的形态；以及阴极活性物质，形成于上述阴极电流集电体、上述电解质及上述第一表面处理层上。

并且，用于实现上述目的的本发明实施例的薄膜电池的制造方法，其特征在于，包括：利用与阴极活性物质具有非反应性的物质在基板的表面中，至少在与阴极活性物质相接触的部分形成第一表面处理层的步骤；在形成有上述第一表面处理层的基板上的一侧形成阳极电流集电体的步骤；在上述阳极电流集电体上形成阳极活性物质的步骤；以与上述阳极电流集电体相分隔的方式在上述基板上的另一侧形成阴极电流集电体的步骤；以覆盖上述阳极活性物质且不与上述阴极电流集电体重叠，使上述第一表面处理层露出的方式形成电解质的步骤；以及形成位于上述阴极电流集电体、上述第一表面处理层及上述电解质上的阴极活性物质的步骤。