일반기술

박막 전지 및 그 제조 방법

*원리 및 구성본 기술은 기판 위에 제1 전류 콜렉터, 캐소드, 전해질, 애노드 및 제2 전류 콜렉터가 집적되는 박막 전지에 관한 것으로, 캐소드는 제1 전류 콜렉터 위에서 순차적으로 적층 되는 적어도 한 쌍의 전기 전도성 금속과 리튬 전이 금속 산화물 층을 포함하는 박막 전지 및 그 제조 방법을 제공함으로써, 캐소드의 두께를 증가시켜 전지의 용량을 향상시키고, 캐소드의 두께가 증가함에 따라 발생하는 내부 전기저항을 줄여 고율 충, 방전이 가능한 효과를 갖는다.*기술적 배경최근에 전자기기 및 소자의 소형화와 관련기술이 급격하게 발전함에 따라 이들 소자를 구동시키기 위한 초소형 전원으로서 박막 전지에 대한 관심이 집중되고 있다.이와 같은 박막 전지의 응용을 확대하기 위해서는 높은 용량 및 다양한 기판을 사용할 수 있는 박막 전지가 제조되는 것이 바람직하다.그러나 고분자 기판과 같은 유연성있는(flexible) 기판을 사용하거나 전자회로 내로 배터리의 집적을 행하는 경우 등에 있어서는 전지 구성원들은 후속 열처리 공정이 없이 제조될 수 있어야 한다.따라서, 캐소드를 후속 열처리 공정이 없이 사용하거나 300 ℃ 이하의 저온 열처리 공정에 제한 되는 경우 박막 전지의 용량을 증가시키기 위해 캐소드의 두께를 증가시킬때 상기 캐소드 박막의 결정성이 충분히 발달되지 않기 때문에 전지의 내부 전기저항이 증가되어 전지의 전압강하와 같은 부정적인 영향이 나타나 전지의 특성을 열화 시킬 수 있는 문제점이 있다.*중요성 및 독창성본 기술은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 캐소드를 후속 열처리 공정 없이 사용하여 고분자 필름과 같은 유연성이 있는(flexible) 기판 등의 사용을 가능하게 하고, 후속 열처리 없이 사용되는 캐소드의 두께를 증가시켜 전지의 용량을 향상 시킬때, 캐소드의 두께가 증가함에 따라 발생하는 내부 전기저항을 줄여 고율 충, 방전을 갖는 박막전지 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. 이에 본 기술은 후속 열처리 공정을 없애는 방안과, 300 ℃ 이하의 저온 열처리 공정으로 제한시키는 방법으로 캐소드의 두께를 증가시킬때 전기전도성을 향상시켰다는 점에서 기술의 우수성이 인정된다.*적용제품 및 경쟁제품본 기술은 캐소드 박막 미세구조의 결정을 제공하는 기술에 적용이 가능하다. 본 기술의 경쟁기술은 박막화 기술로 현재 캐소드 재질로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2 등 리튬 전이 금속 산화물 등이 주로 이용되고 있다.*특징 및 장점첫째, 박막 증착후 열처리 공정이 없이 사용하거나 300 ℃ 이하의 저온에서의 열처리 공정으제한되는 캐소드의 두께를 증가시킴으로 박막 전지의 용량을 증가시킨다.둘째, 리튬 전이 금속 산화물층 사이에 전기 전도성속을 순차적으로 증착하여 캐소드의 전기 전도성을 향상시켜 충, 방전시 전극 반응 관련 과전압을 억제하여 고율 충, 방전 및 싸이클 수명을 향상시킬 수 있다.