能量存储装置制造方法及图纸

公开了用于制造能源存储装置的方法。在基底上提供堆叠。堆叠包括第一电极层、第二电极层以及在第一电极层和第二电极层之间的电解质层。该方法包括与在基底上的堆叠的第二侧相反的堆叠的第一侧中形成第一凹槽，第二凹槽和第三凹槽。第一凹槽具有第一深度和包括第二电极层的第一暴露表面的第一表面。第二凹槽具有不同于第一深度的第二深度和包括第一电极层的暴露表面的第二表面。第三凹槽具有与第一深度基本相同的第三深度和包括第二电极层的第二暴露表面的第三表面。二暴露表面的第三表面。二暴露表面的第三表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量存储装置


[0001]本专利技术涉及制造能量存储装置的方法、能量存储装置以及用于制造能量存储装置的中间结构。

技术介绍

[0002]诸如固态薄膜电池的能量存储装置可以通过在基底上形成层的堆叠来生产。层的堆叠通常包括第一电极层，第二电极层以及在第一电极层和第二电极层之间的电解质层。然后可以将堆叠和基底的组合切割成单独的部分以形成单独的电池。
[0003]期望提供一种比已知制造方法更简单或更有效的制造能量存储装置的方法。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于制造能量存储装置的方法，该方法包括：
[0005]在基底的表面上提供堆叠，所述堆叠包括第一电极层、第二电极层以及在第一电极层和第二电极层之间的电解质层，所述第一电极层比所述第二电极层更靠近基底的表面；
[0006]在堆叠的第一侧中形成第一凹槽，所述堆叠的第一侧与堆叠的在基底的表面上的第二侧相反，所述第一凹槽具有第一深度和包括第二电极层的第一暴露表面的第一表面；
[0007]在堆叠的第一侧中形成第二凹槽，所述第二凹槽具有不同于第一深度的第二深度和包括第一电极层的暴露表面的第二表面；和
[0008]在堆叠的第一侧中形成第三凹槽，所述第三凹槽具有与所述第一深度基本相同的第三深度以及包括第二电极层的第二暴露表面的第三表面，
[0009]其中，所述第二凹槽位于第一凹槽和第三凹槽之间。
[0010]第一、第二和第三凹槽的形成提供了可以在其中沉积电绝缘材料的区域。随后可以沉积导电材料以接触第一和第二电极层的暴露表面。随后可将堆叠例如沿着对应于第一、第二和第三凹槽的轴线分成多个电池。然后可以使用导电材料将给定电池的第一和第二电极层连接到外部电路。
[0011]因此，根据第一方面的方法允许由堆叠形成多个电池。该方法因此是可扩展的，并且例如可以作为高效连续的制造过程(例如，卷对卷过程)的一部分来执行。而且，通过在堆叠的同一侧(第一侧)中形成第一、第二和第三凹槽，该方法可以比其中从堆叠的不同侧形成凹槽的其他方法更直接。例如，可以从单个方向而不是从多个方向处理堆叠，以形成第一、第二和第三凹槽。形成凹槽的设备也可以比其中从堆叠的不同侧形成凹槽的其他情况更不复杂。
[0012]在不切割所述基底的情况下形成所述第一凹槽、所述第二凹槽或所述第三凹槽中的至少一个。与涉及在堆叠中形成凹槽期间至少部分地切割基底的方法相比，这可以提高该方法的效率。例如，在第一、第二和第三凹槽的形成期间可以去除较少量的材料。因此，与去除大量材料(例如基底的一部分)的其他情况相比，可以更快地，因此更有效地形成第一、
第二和第三凹槽。此外，第一、第二或第三凹槽的形成可以比涉及切割穿过基底的其他方法更直接。例如，在基底和堆叠的层之间的厚度可能存在差异。在某些情况下，基底可以与组合的堆叠的层一样厚。控制穿过这种基底形成的凹槽的深度可能是困难的。然而，通过在不切割基底的情况下形成第一、第二和/或第三凹槽，可以更容易地控制第一、第二和第三凹槽的第一、第二和第三深度。
[0013]在示例中，第一凹槽与第二凹槽间隔开并且基本平行于第二凹槽，第二凹槽与第三凹槽间隔开并且基本平行于第三凹槽。这可以简化第一，第二和第三凹槽的形成。例如，提供一系列基本平行的凹槽比以不同的相应角度的一系列凹槽更直接。例如，在第一凹槽和第二凹槽的形成之间，或者在第二凹槽和第三凹槽的形成之间，不需要改变去除材料以形成凹槽的设备的角度方向。
[0014]在示例中，所述第一凹槽的第一深度、所述第二凹槽的第二深度或所述第三凹槽的第三深度中的至少一个基本上垂直于基底的表面的平面。通过以这种方式形成第一、第二或第三凹槽，与其中第一、第二或第三凹槽相对于基底的表面的平面成一定角度的示例相比，可以简化在第一、第二或第三凹槽内的电绝缘材料的后续沉积。例如，第一、第二或第三凹槽的这种布置可以促进或以其他方式帮助电绝缘材料移动到相应的凹槽中，并改善电绝缘材料与相应凹槽内的暴露表面(例如第一或第二电极层的暴露表面)之间的接触。
[0015]在示例中，形成所述第一凹槽、形成所述第二凹槽和形成所述第三凹槽使用导向所述基底的所述第一侧的至少一个激光束。这允许使用激光烧蚀工艺来形成第一、第二和第三凹槽。激光烧蚀可以快速进行并且相对容易地进行控制，从而可以精确地控制第一、第二和第三凹槽的深度。此外，通过布置至少一个激光束使其导向基底的第一侧，激光烧蚀系统可以比其中存在不同的激光束导向基底的不同侧的其他情况更简单。
[0016]在示例中，第一凹槽穿过第二电极层和电解质层形成，并暴露第二电极层的第一暴露表面；第二凹槽穿过第二电极层、电解质层和第一电极层形成，并暴露第一电极层的表面；第三凹槽穿过第二电极层和电解质层形成，并暴露第二电极层的第二暴露表面。这允许从同一堆叠制造多个电池。在这些电池的每一个中，第一电极层和第二电极层可以在后续处理期间暴露在电池的相反侧上，从而降低了发生短路的风险。
[0017]在示例中，在不切割所述第一电极层的情况下和不切割所述基底的情况下形成所述第一凹槽；在不切割所述基底的情况下形成所述第二凹槽；在不切割所述第一电极层的情况下和不切割所述基底的情况下形成所述第三凹槽。因此，与其他情况相比，可以去除更少量的材料。因此，这可以提高方法的效率。
[0018]在示例中，电绝缘材料设置在以下至少一个中：第一凹槽，以使第二电极层的第一暴露表面与第一电极层绝缘；第二凹槽，以使第一电极层的暴露表面与第二电极层绝缘；或第三凹槽，以使第二电极层的第二暴露表面与第一电极层绝缘。例如，电绝缘材料降低了短路的风险，否则，如果第一和第二电极层彼此电接触，则可能发生短路。
[0019]在示例中，在将电绝缘材料设置在第二凹槽中之后，去除一部分电绝缘材料以暴露第二电极层的第三暴露表面。这允许第二电极层的第三暴露表面随后连接至导电材料，以连接至外部电路。将电绝缘材料沉积在第二凹槽中并随后去除电绝缘材料的一部分，而不是将少量电绝缘材料沉积在第二凹槽中可能更直接。例如，可能难以更精确地控制沉积在第二凹槽中的电绝缘材料的量。如果沉积的电绝缘材料太少，则除了第二电极层之外的
堆叠的其他层(例如电解质层或第一电极层)可能被暴露，这可能导致短路。相反，如果沉积了太多的电绝缘材料，则可能暴露出不足量的第二电极层，这可能会减少后续处理期间第二电极层与导电材料之间的电接触。这可能降低能量存储装置的有效性。然而，通过在第二凹槽中沉积电绝缘材料并且随后去除电绝缘材料的一部分，可以更精确地控制组中剩余的电绝缘材料的量。
[0020]在示例中，该方法包括在堆叠的第一侧中，形成第一前体凹槽、第二前体凹槽和第三前体凹槽；和在第一前体凹槽、第二前体凹槽和第三前体凹槽中提供电绝缘材料。在这样的示例中，第一凹槽穿过第一前体凹槽中的电绝缘材料形成；第二凹槽穿过第二前体凹槽中的电绝缘材料形成；和第三凹槽穿过第三前体凹槽中的电绝缘材料形成。第一、第二和第三前体凹槽的形成例如为后续处理提供了灵活性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造能源存储装置的方法，所述方法包括：在基底的表面上提供堆叠，所述堆叠包括第一电极层、第二电极层以及在第一电极层和第二电极层之间的电解质层，所述第一电极层比所述第二电极层更靠近基底的表面；在堆叠的第一侧中形成第一凹槽，所述堆叠的第一侧与堆叠的在基底的表面上的第二侧相反，所述第一凹槽具有第一深度和包括第二电极层的第一暴露表面的第一表面；在堆叠的第一侧中形成第二凹槽，所述第二凹槽具有不同于第一深度的第二深度和包括第一电极层的暴露表面的第二表面；和在堆叠的第一侧中形成第三凹槽，所述第三凹槽具有与所述第一深度基本相同的第三深度以及包括第二电极层的第二暴露表面的第三表面，其中，所述第二凹槽位于第一凹槽和第三凹槽之间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在不切割所述基底的情况下形成所述第一凹槽、所述第二凹槽或所述第三凹槽中的至少一个。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：所述第一凹槽与第二凹槽间隔开并基本平行于第二凹槽；和所述第二凹槽与第三凹槽间隔开并基本平行于第三凹槽。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一凹槽的第一深度、所述第二凹槽的第二深度或所述第三凹槽的第三深度中的至少一个基本上垂直于基底的表面的平面。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，形成所述第一凹槽、形成所述第二凹槽和形成所述第三凹槽使用导向所述基底的第一侧的至少一个激光束。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，第一凹槽穿过第二电极层和电解质层形成，并暴露第二电极层的第一暴露表面；第二凹槽穿过第二电极层、电解质层和第一电极层形成，并暴露第一电极层的表面；和第三凹槽穿过第二电极层和电解质层形成，并暴露第二电极层的第二暴露表面。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在不切割第一电极层的情况下和不切割基底的情况下形成第一凹槽；在不切割基底的情况下形成第二凹槽；和在不切割第一电极层的情况下和不切割基底的情况下形成第三凹槽。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，包括在以下至少一项中设置电绝缘材料：第一凹槽，以使第二电极层的第一暴露表面与第一电极层绝缘；第二凹槽，以使第一电极层的暴露表面与第二电极层绝缘；或第三凹槽，以使第二电极层的第二暴露表面与第一电极层绝缘。9.根据权利要求8所述的方法，包括：在将电绝缘材料设置在第二凹槽中之后，去除电绝缘材料的一部分以暴露第二电极层的第三暴露表面。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，包括：在堆叠的第一侧中形成第一前体凹槽、第二前体凹槽和第三前体凹槽；和在第一前体凹槽、第二前体凹槽和第三前体凹槽中设置电绝缘材料，其中：第一凹槽穿过第一前体凹槽中的电绝缘材料形成；第二凹槽穿过第二前体凹槽中的电绝缘材料形成；和
第三凹槽穿过第三前体凹槽中的电绝缘材料形成。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一前体凹槽、所述第二前体凹槽和所述第三前体凹槽形成为具有彼此大致相同的深度。12.根据权利要求10或11所述的方法，其中：所述堆叠包括另一第一电极层、另一第二电极层以及在另一第一电极层和另一第二电极层之间的另一电解质层，所述另一第一电极层位于所述第二电极层和所述另一电解质层之间；以及以下至少之一：形成所述第一凹槽包括：穿过在第一前体凹槽中的电绝缘材料形成第一凹槽以形成具有包括第二电极层的第一暴露表面的第一表面的第一凹槽，并且使得另一第二电极层的第一暴露表面通过电绝缘材料与第一凹槽绝缘；和加宽第一凹槽，使得所述第一表面还包括另一第二电极层的第一暴露表面；形成所述第二凹槽包括：穿过在第二前体凹槽中的电绝缘材料形成第二凹槽以形成具有包括第一电极层的暴露表面的第二表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：J霍华德，M伦达尔，
申请(专利权)人：戴森技术有限公司，
类型：发明
国别省市：