일반기술

초소형 전지-초소형 축전기 하이브리드 소자 및 그 제조방법

본 기술은 2 차 전지(Secondary Battery) 와 전기 화학적 축전기 (Electrochemical Capacitors)의 기능을 동시에 수행하는 초소형 전지-축전기 하이브리드 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전기 화학적 축전기의 양극 및/또는 전지의 양극으로 사용되는 제1 전극부, 상기 제1 전극부와 동일 평면상에 형성되고, 전기 화학적 축전기의 음극 및/또는 전지의 양극으로 사용되는 제2 전극부, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부의 상부에 형성되는 전해질층, 상기 전해질층 상부에 형성되고, 전지의 음극으로 사용되는 제3 전극부 및 상기 전해질층 및 상기 전극부를 보호하기 위해 상기 전해질층 및 상기 제3 전극부 상부에 형성되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 전지-축전기 하이브리드 소자 제조 기술이다.기존의 박막 전지는 높은 에너지를 갖고 있는 반면에, 순간적인 출력이 낮다는 단점을 갖고 있으며, 전기 화학적 축전기는 높은 출력을 갖고 있지만 가용 에너지가 전지의 1/10 밖에 되지 않는다. 이에 두 가지 소자를 동시에 사용하면, 에너지 및 출력 면에서 개선된 소자를 구현할 수 있으리라 생각된다. 본 기술은 소형 및 초소형 전기전자 분야에 적용하기 위하여 2 차 전지 및 전기 화학적 축전기를 하나의 소자에 집적하는 기술이다. 본 기술은 기존의 박막 전지가 막의 두께만 작을 뿐 크기는 cm 단위임에 반하여 photolithography 기술을 적용하여 응용분야에 따라 m 에서 cm 단위 까지의 다양한 크기의 소자를 만들 수 있으며, 제조 공정이 주로 반도체 공정으로 이루어 지기 때문에 MEMS 기기 및 microrobot 등의 작동부의 제조와 동시에 이루어 질 수 있다. 본 기술은 두 소자를 별도로 만드는 경우보다 공정 및 시설이 간단하며, 소자 크기도 전해질 및 전극을 동시에 사용함으로서 획기적으로 줄일 수 있는 기술이다. 본 기술은 집적도를 높이고 제조 공정을 단순화 시킴으로서 의료용 기기 및 microdevices 등의 소형 및 초소형 기기의 전원부로 사용 가능하며 이 분야에 대한 획기적인 발전이 예상된다.