CN118160127A - 锂电池卷材的激光处理 - Google Patents

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Abstract

提供用于借由具有宽工艺窗、高效率及低成本的激光源来处理锂电池的方法及设备。激光源被调适以实现皮秒脉冲的高平均功率及高频率。激光源可在固定位置或以扫描模式产生线形光束。***可在干燥室或真空环境中操作。***可包括对处理位点的碎屑移除机制(例如，惰性气体流)以移除在图案化工艺期间产生的碎屑。

Description

锂电池卷材的激光处理
背景
技术领域
本文所述实施方式一般涉及用于储能装置的锂薄膜的基于激光烧蚀的边缘清洁及图案化。
相关技术说明
可重复充电的电化学储存***在日常生活的许多领域中变得愈来愈重要。诸如锂离子(Li离子)电池及电容器的大容量储能装置的应用愈来愈多，包括可携式电子产品、医疗、交通运输、并网大规模储能、可再生能源储存及不间断电源供应器(uninterruptiblepower supply；UPS)。在这些应用中的每一者中，储能装置的充电/放电时间及容量为关键参数。另外，这些储能装置的大小、重量及/或成本亦为关键参数。另外，低内阻是获得高效能所不可或缺的。电阻愈低，则储能装置在输送电能时所遭遇的限制愈小。举例而言，在电池的情形下，内阻借由减小电池所储存的有用能量的总量以及电池输送高电流的能力来影响效能。
一种用于制造储能装置的方法为卷对卷处理。有效的卷对卷沉积工艺不仅提供高沉积速率，而且提供缺少小尺度粗糙度、含有最少缺陷且平直(例如，缺少大尺度的形貌)的膜表面。另外，有效的卷对卷沉积工艺亦提供一致的沉积结果或“可重复性”。
薄膜锂储能装置通常采用沉积在铜基板或卷材上或在其之上的锂薄膜。当前锂沉积技术可能导致锂膜的每一边缘处的过渡区，锂膜在此处自标称厚度过渡至零(裸铜)。此非期望的锂的过渡区可导致所形成的储能装置中的内阻问题。目前可用的边缘清洁及图案化技术包括用于移除此非所想要的锂的化学及机械技术。然而，这些化学及机械技术时常会损坏下伏基板及沉积于其上的材料。
因此，需要用于储能装置的锂薄膜的边缘清洁及图案化的改良设备及方法。
发明内容
本文所述实施方式一般涉及用于储能装置的锂薄膜的基于激光烧蚀的边缘清洁及图案化。
在一个方面中，提供一种生产储能装置的方法。该方法包括移送柔性导电基板，所述柔性导电基板之上形成有锂金属膜。该方法进一步包括在移送该柔性导电基板的同时借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化该锂金属膜以移除该锂金属膜的部分从而暴露下伏的柔性导电基板而不蚀刻该柔性导电基板。
实施方式可包括如下各者中的一者或多者。借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化该锂金属膜以移除该锂金属膜的部分从而暴露下伏的柔性导电基板包括自与该柔性导电基板的边缘相邻的过渡区域移除锂。借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化该锂金属膜包括使用具有约1微米的波长的脉冲式红外线激光，其具有约15纳秒或更小的激光脉冲宽度及约100kHz或更大的脉冲重复率频率。该激光脉冲宽度为自约1皮秒至约15皮秒，且该脉冲重复率频率为50MHz或更大。移送该柔性导电基板包括以自约0.1米/分钟至约50米/分钟的速度移动该柔性导电基板。借由该皮秒脉冲式激光划线工艺图案化该锂金属膜包括单道次激光烧蚀工艺。该皮秒脉冲式激光产生线形激光束。该线形激光束是由单轴galvo扫描或多边形扫描产生的。该皮秒脉冲式激光产生圆形高斯激光光斑，其是由2轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
在另一方面中，提供一种用于图案化储能装置的激光图案化***。该激光图案化***包括激光图案化腔室，其限定处理空间且用于处理其上形成有膜堆叠物的柔性导电基板。该激光图案化腔室包括多个移送辊，其定位在该处理空间中且用于移送该柔性导电基板。该激光图案化腔室进一步包括激光源布置，该激光源布置包括一个或多个皮秒脉冲式激光，其被定位以在柔性导电基板与这些移送辊中的至少一者接触时将膜堆叠物暴露于激光。
实施方式可包括如下各者中的一者或多者。该激光源布置包括定位在该多个移送辊上方以处理柔性导电基板的第一侧的第一激光源及定位在该多个移送辊下方以处理柔性导电基板的第二侧的第二激光源。第一激光源及第二激光源中的至少一者被定位以发射垂直于柔性导电基板的行进方向的激光束。该多个移送辊包括定位在第二移送辊上方的第一移送辊，且该激光源布置包括被定位以处理柔性导电基板的第一侧的第一激光源及被定位以处理柔性导电基板的第二侧的第二激光源。第一激光源及第二激光源中的至少一者被定位以发射平行于柔性导电基板的行进方向的激光束。该一个或多个皮秒脉冲式激光被定位以自与柔性导电基板的边缘相邻的过渡区域移除锂。该一个或多个皮秒脉冲式激光被定位以形成平行于及垂直于柔性导电基板的宽度的沟槽以形成被图案化的单元。该一个或多个皮秒脉冲式激光产生具有约1微米的波长的脉冲式红外线激光，其具有约15纳秒或更小的激光脉冲宽度及约100kHz或更大的脉冲重复率频率。该激光脉冲宽度为自约1皮秒至约15皮秒，且该脉冲重复率频率为50MHz或更大。该皮秒脉冲式激光产生线形激光束。该线形激光束是由单轴galvo扫描或多边形扫描产生的。该皮秒脉冲式激光产生圆形高斯激光光斑，其是由2轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
在另一方面中，一种非暂时性计算机可读介质具有储存于其上的指令，当由处理器执行时，这些指令导致工艺执行上述设备及/或方法的操作。
附图说明
因此，可详细地理解本公开内容之上述特征的方式，可借由参考实施方式来获得以上简要概述的实施方式的更特定描述，一些实施方式在附图中加以绘示。然而，应注意，附图仅绘示本公开内容的典型实施方式，且因此不应被视为对本公开内容的范畴的限制，因为本公开内容可准许其他同等有效的实施方式。
图1A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示柔性层堆叠物在激光边缘清洁之前的俯视平面图。
图1B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图1A的柔性层堆叠物的横截面侧视图。
图2A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图1A的柔性层堆叠物在激光边缘清洁之后的俯视平面图。
图2B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图2A的柔性层堆叠物的横截面侧视图。
图3根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示激光边缘清洁的工艺的流程图。
图4A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示柔性层堆叠物在激光图案化之前的俯视平面图。
图4B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图4A的柔性层堆叠物的横截面侧视图。
图5A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图4A的柔性层堆叠物在激光图案化之后的俯视平面图。
图5B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图5A的柔性层堆叠物的横截面侧视图。
图6根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示激光图案化的工艺的流程图。
图7根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示并入有激光处理腔室的卷对卷卷材涂布***的示意图。
图8A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示激光源布置的示意性侧视图。
图8B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示另一激光源布置的示意性侧视图。
图8C根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示又一激光源布置的示意性侧视图。
图9A至图9C根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的各种激光构造的示意性俯视图。
图10A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的一种激光构造的示意性俯视图。
图10B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的另一激光构造的示意性俯视图。
图11A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的一种激光构造的示意性俯视图。
图11B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的另一激光构造的示意性俯视图。
为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同附图标记来表示诸图中共有的相同组件。预期一个实施方式的元件及特征可有益地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。
具体实施方式
以下公开内容描述在卷对卷沉积***中的基于激光烧蚀的边缘清洁及图案化及其执行方法。在以下描述中及在图1至图11B中阐述某些细节以提供对本公开内容的各种实施方式的透彻理解。未在以下公开内容中阐述描述时常与激光烧蚀、卷材涂布、电化学电池及蓄电池相关联的公知结构及***的其他细节，以避免不必要地混淆各种实施方式的描述。
诸图中所示的细节、尺寸、角度及其他特征中的许多者仅说明特定实施方式。因此，在不脱离本公开内容的精神或范畴的情况下，其他实施方式可具有其他细节、部件、尺寸、角度及特征。另外，可在无以下所述细节中的若干者的情况下实践本公开内容的另外实施方式。
以下将参考卷对卷涂布***来描述本文所述实施方式。本文所述的设备描述为说明性的，且不应被解释或解读为限制本文所述实施方式的范畴。亦应理解，尽管被描述为卷对卷工艺，但本文所述实施方式可在离散基板上执行。
应注意，虽然可在其上实践本文所述的一些实施方式的特定基板并不受限制，但在柔性基板(包括(例如)基于卷材的基板、面板及离散薄片)上实践该等实施方式尤其有益。基板亦可呈箔、膜或薄板的形式。
此处亦应注意，如在本文所述实施方式内使用的柔性基板或卷材可通常特征化为其可弯曲。术语“卷材(web)”可与术语“条带(strip)”、术语“柔性基板(flexiblesubstrate)”或术语“柔性导电基板(flexible conductive substrate)”同义地使用。举例而言，如本文实施方式中所述的卷材可为箔。
进一步注意，在其中基板为竖直定向基板的一些实施方式中，该竖直定向基板可相对于竖直平面定位或以其他方式成角度。举例而言，在一些实施方式中，基板可被定位而与竖直平面成约1度至约20度的范围中的角度。在其中基板为水平定向基板的一些实施方式中，该水平定向基板可相对于水平平面定位或以其他方式成角度。举例而言，在一些实施方式中，基板可被定位而与水平平面成约1度至约20度的范围中的角度。如本文中所使用，将术语“竖直”定义为柔性导电基板的相对于水平线垂直的主表面或沉积表面。如本文中所使用，将术语“水平”定义为柔性导电基板的相对于水平线平行的主表面或沉积表面。
进一步注意，在本公开内容中，可将“卷(roll)”或“辊(roller)”理解为一种装置，其提供表面，可借由该表面在基板存在于处理***中期间接触基板(或基板的一部分)。如本文中所引用，“卷”或“辊”的至少一部分可包括类圆形的形状，用于接触将处理或已处理的基板。在一些实施方式中，“卷”或“辊”可具有圆柱形或实质上圆柱形的形状。该实质上圆柱形的形状可围绕笔直的纵向轴线形成或可围绕弯曲的纵向轴线形成。根据一些实施方式，如本文所述的“卷”或“辊”可适用于与柔性基板接触。举例而言，如本文中所引用，“卷”或“辊”可为当处理基板时(诸如，在沉积工艺期间)或当基板存在于处理***中时被调适以导引基板的导引辊；适用于为将被涂布或图案化的基板提供限定张力的展开辊；用于根据限定的行进路径偏转基板的偏转辊；用于在处理期间支撑基板的处理辊，诸如，工艺滚筒，诸如，涂布辊或涂布滚筒；调整辊、供应卷、卷取卷或其类似者。如本文所述，“卷”或“辊”可包括金属。在一个或多个实施方式中，辊装置的将与基板接触的表面可适用于待涂布的相应基板。
薄膜锂电池的制造包括边缘清洁及卷材图案化以借由移除形成在卷材的指定区域中的铜上或之上的锂而形成单元。高效移除锂并暴露下伏的铜以用于边缘清洁或卷材划分/图案化存在若干挑战。举例而言，对下伏铜基板/箔的任何损坏(例如，雕刻或划线)应最小。此外，下伏铜基板的任何变形或畸变应最小。清洁工艺应实现较高清洁度(例如，被图案化区域中的低水平的锂残留)。另外，清洁工艺应与移动卷材基板的高速度相匹配。举例而言，卷材的有生产价值的移动速度通常为自约0.1米/分钟至约50米/分钟。因此，相比于多道次工艺，单道次激光烧蚀工艺可为优选的。
薄膜锂电池通常采用沉积在铜基板上或之上的锂薄膜。当前锂沉积技术通常会导致在锂膜边缘的每一侧处具有在自约3微米至约10微米的范围中的宽度的过渡区，锂膜在锂膜边缘处自标称厚度过渡至零(裸铜)。此过渡区需要被图案化以清洁地移除锂材料。另一应用为移除卷材内部的锂以沿卷材方向的宽度且垂直于卷材方向的宽度形成精细宽度的沟槽，以便形成隔离的单元。目前可用的边缘清洁及图案化技术包括用于移除非所期望的锂的化学及机械技术。这些化学及机械方法时常会损坏下伏基板及材料。
可与其他实施方式组合的本公开内容的实施方式包括具有激光源的***，用于以宽工艺窗、高效率及低成本来处理锂电池。激光源被调适以实现皮秒脉冲的高平均功率及高频率。激光源可在固定位置或以扫描模式产生线形光束。***可在干燥室或真空环境中操作。***可包括针对处理位点的碎屑移除机制(例如，惰性气体流)以移除在图案化工艺期间产生的碎屑。
图1A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示柔性层堆叠物100在激光边缘清洁之前的俯视平面图。图1B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图1A的柔性层堆叠物100的横截面侧视图。可借由任何适当沉积工艺形成柔性层堆叠物100。可使用本文所述的激光***及方法来清洁并图案化柔性层堆叠物100。柔性层堆叠物100可为锂金属阳极结构，例如，形成在铜基板上的锂膜。柔性层堆叠物100可为被锂化或被预锂化的阳极结构。图1A及图1B中所示的柔性层堆叠物100包括其上形成有锂膜或锂膜堆叠物112a、112b(统称为112)的柔性导电基板110或卷材。在处理期间，在借由箭头111所示的行进方向上运输柔性导电基板110。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，锂膜或锂膜堆叠物112为锂金属膜。在可与其他实施方式组合的一些实施方式中，锂膜堆叠物112包括锂金属膜及额外膜，例如，阳极膜(诸如，其上形成有锂金属膜的石墨膜)。
当前锂金属沉积技术在锂膜堆叠物112的每一边缘处形成过渡区116a～116d(统称为116)，锂金属的厚度在此边缘处自标称厚度过渡至零，其中柔性导电基板110的表面沿近边缘113及远边缘117暴露(例如，裸铜)。过渡区116可具有宽度“W1”，例如，在自约3微米至约10微米的范围中。具有不均匀锂厚度的此过渡区116被图案化以清洁地移除锂材料。锂膜堆叠物112的图案化留下暴露于过渡区116与柔性导电基板110的近边缘113之间的柔性导电基板110的未被涂布的条带120及在过渡区116与柔性导电基板110的远边缘117之间的未被涂布的条带122。
每一锂膜堆叠物112包括锂膜且视情况包括额外膜。尽管将图1A至图1B中的锂膜堆叠物112示为在柔性导电基板110的每一侧上的单个层，但一般技术人员应理解，锂膜堆叠物112可包括更多或更少数目个层，其可被提供在柔性导电基板110与锂金属膜之上、之下及/或其间。尽管被示为双侧结构，但一般技术人员将理解，柔性层堆叠物100亦可为具有柔性导电基板110及锂膜堆叠物112的单侧结构。
在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，柔性导电基板110包括金属、由金属组成或基本上由金属组成，诸如，铜或镍。另外，柔性导电基板110可包括一个或多个子层。集电器(current collector)的金属的实例可为或含有铝、铜、锌、镍、钴、锡、硅、锰、镁、其合金，或其任何组合。卷材或柔性导电基板110可包括随后在其上形成集电器的聚合物材料，例如，其上形成有铜膜的聚合物材料。该聚合物材料可为选自聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚苯硫醚(PPS)膜及聚酰亚胺(PI)膜的树脂膜。该基板可为柔性基板或卷材(诸如，柔性导电基板110)，其可用于卷对卷涂布***中。
根据本文所述的一些实例，柔性导电基板110可具有等于或小于约25μm、通常等于或小于20μm、具体地等于或小于15μm及/或通常等于或大于3μm、具体地等于或大于5μm的厚度“T1”。在一个或多个实例中，柔性导电基板110具有在约4.5微米至约10微米的范围中的厚度。柔性导电基板110可足够厚以提供预期功能且可足够薄以为柔性的。具体而言，柔性导电基板110可尽可能地薄，以使得柔性导电基板110仍可提供其预期功能。柔性导电基板110可具有等于或小于约1200毫米，例如，自约100毫米的约1200毫米的宽度“W2”。
根据本文所述的一些实例，锂膜堆叠物112可具有等于或小于20μm、通常等于或小于8μm、有益地等于或小于7μm、具体地等于或小于6μm、特定而言等于或小于5μm的厚度“T2”。在一个或多个实例中，锂膜堆叠物112具有自约1μm至约20μm的厚度“T2”。
图2A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图1A的柔性层堆叠物100在激光边缘清洁之后的俯视平面图。图2B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图2A的柔性层堆叠物100的横截面侧视图。如图2A至图2B中所描绘，在根据本文所述的一个或多个实施方式对柔性层堆叠物100进行激光边缘清洁之后，过渡区116已被移除，以暴露锂膜堆叠物112的边缘210a～210d(例如，边缘210a、210b、210c、210d)及柔性导电基板110的表面。
在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，柔性导电基板110为形成在柔性基板上的铜基板或铜膜，且锂膜堆叠物112为锂金属膜。在可与其他实施方式组合的一些实施方式中，柔性导电基板110为铜基板，且锂膜堆叠物112包括石墨阳极材料、硅阳极材料，或形成于其上的硅-石墨阳极材料及形成在阳极材料上的锂金属膜。
图1中所示的柔性层堆叠物100可为(例如)二次电池的负电极/用于二次电池的负电极，诸如，锂电池的负电极或阳极/用于锂电池的负电极或阳极。根据本文所述的一些实例，用于锂电池的柔性负电极包括柔性导电基板110，其可为包括铜的集电器且具有等于或小于10μm、通常等于或小于8μm、有益地等于或小于7μm、具体地等于或小于6μm、特定地等于或小于5μm的厚度。柔性层堆叠物100进一步包括锂膜堆叠物，其包括锂且具有等于或大于5μm及/或等于或小于15μm的厚度。
图3根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示激光边缘清洁的进程列300的流程图。进程列300可用于清洁与柔性堆叠物基板的边缘相邻的过渡区域，例如，在图1A至图1B中所示的柔性导电基板110的过渡区116。可使用激光图案化腔室(例如，图7中所描绘的激光图案化腔室720)执行进程列300。激光图案化腔室720可定位在涂布***中，诸如，图7中所描绘的卷对卷卷材涂布***700。
在操作310处，移送柔性导电基板，所述柔性导电基板之上形成有锂金属膜。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，移送柔性导电基板包括以自约0.1米/分钟至约50米/分钟的速度移动柔性导电基板。
在操作320处，在移送柔性导电基板110期间，借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化锂金属膜，以自与柔性导电基板的边缘相邻的过渡区域移除锂金属膜的部分。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，图案化锂金属膜包括使用具有在皮秒范围中的脉冲宽度的激光。具体而言，可使用具有在红外线(IR)范围中的波长的激光以提供基于皮秒的激光，例如，具有皮秒数量级(10-12秒)的脉冲宽度的激光。
激光参数选择(诸如，脉冲宽度)对于开发成功的激光划线及清洁工艺而言可为不可或缺的，该工艺最小化对于下伏基板的损坏而同时实现清洁的激光划线切割。对高频皮秒脉冲式IR激光的偏好可自特定于锂/铜材料堆叠物的激光材料相互作用机制得到证明。锂非常独特，因为其熔化温度仅为453.65K(180.50℃)而沸腾温度为1603K(1330℃)，该沸腾温度仍很高。锂熔化及汽化的潜热分别为3KJ/mol及136KJ/mol。相比较而言，铜具有1357.77K(1084.62℃)的熔化温度及2835(2562℃)的沸腾温度，其中用于熔化及汽化的潜热分别为13.3KJ/mol及300.4KJ/mol。锂的光学性质非常稀有。铜对IR激光的吸收远低于对绿光(约520～540ns)或紫外激光(<360纳米)的吸收。举例而言，在环境温度下，1064纳米激光在铜中具有小于5％的光学吸收，而532纳米绿光激光在铜中具有约40％的光学吸收。熔融铜液中的1064纳米激光仍具有约5％的光学吸收。自避免铜损坏的方面，一微米IR激光波长比绿光或紫外激光波长更有利。另外，在相同平均功率水平下且借由相同类型的激光，IR激光更可靠且有成本效益。对于锂而言，虽然其光学性质鲜为人知，但自碎屑管理方面而言，使用超短脉冲式激光提供足够高的激光强度以便使锂汽化而非仅将锂熔化以用于锂烧蚀是更有利的。
在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，使用二极管泵固态(diodepumped solid state；DPSS)脉冲式激光源来执行具有在皮秒或飞秒区间中的脉冲宽度的超短脉冲式激光划线工艺。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，超短脉冲式激光划线工艺包括使用皮秒脉冲式红外线激光源，其具有大致等于或小于15皮秒的脉冲宽度，例如，在0.5皮秒至15皮秒的范围中，诸如，在5皮秒至10皮秒的范围中。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，皮秒脉冲式激光源具有大致在约1微米的范围中的波长，例如，自约1030纳米至约1064纳米(例如，1030nm、1057nm、1064nm，等)。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，激光源及对应光学***在工作表面处提供大致在自约5微米至约100微米的范围中(例如，大致在自约20微米至约50微米的范围中)的焦斑。
工作表面处的空间光束轮廓可为圆形形状的(包括但不限于单模(高斯))、或线形的，或矩形形状的(包括正方形形状)。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，激光源具有大致50MHz或更大的脉冲重复率，例如，在50MHz至1,500MHz(＝1.5GHz)的范围中，诸如，大致在500MHz至1,000MHz(＝1GHz)的范围中。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，激光源在工作表面处输送大致在自约0.05μJ(＝50nJ)至约100μJ的范围中，诸如，大致在自约0.1μJ(＝100nJ)至约5μJ的范围中的脉冲能量。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，激光源以约200瓦特或更大的平均功率操作，例如，在自约200瓦特至约500瓦特的范围中，诸如，在自约300瓦特至约400瓦特的范围中。
激光图案化工艺可仅以单道次运行，或以多道次运行。然而，由于柔性导电基板的移动速度，较佳的是以单道次执行激光图案化工艺。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，在被图案化的膜中的划线深度大致在自约5微米至约50微米深的范围中，诸如，大致在自约10微米至约20微米深的范围中。可以按给定脉冲重复率以一连串单脉冲或一连串脉冲猝发(burst)来施加激光。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，脉冲猝发的持续时间大致在自约5纳秒至约200纳秒的范围中，诸如，在自约20纳秒至约100纳秒的范围中。脉冲猝发的对应频率大致在自10kHz至500MHz的范围中，诸如，在自100kHz至1,000kHz(＝1MHz)的范围中。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，激光束所产生的切口宽度大致在自约10微米至约100微米的范围中，例如，在自约20微米至约50微米的范围中。
在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，高脉冲频率皮秒激光(例如，1GHz)的操作模式为该连串的脉冲猝发。举例而言，对于1GHz脉冲式激光，脉冲至脉冲之间隔(或持续时间)为1纳秒。当将1GHz频率的20个脉冲分组成1个脉冲猝发时，此猝发的持续时间为20纳秒。与20纳秒脉冲宽度的单个脉冲相比较而言，20纳秒长的连串脉冲猝发提供不同的烧蚀机制且更高效地烧蚀材料。在脉冲猝发的此模式下，亦可操纵猝发的频率(猝发与猝发之间隔)。
可选择具有益处及优势的激光参数，诸如，提供足够高的激光强度以实现锂的移除并最小化对于下伏铜基板的损坏。又，可选择参数以便以精确受控的烧蚀宽度(例如，切口宽度)及深度为工业应用提供有意义的工艺处理量。如上所述，与基于飞秒及基于纳秒的激光烧蚀工艺相比较而言，基于皮秒的激光更适合于提供这些优势。然而，即使在基于皮秒的激光烧蚀的光谱中，某些波长可能提供比其他波长更佳的效能。举例而言，在一个或多个实施方式中，相比于具有更接近UV范围或在UV范围中的波长的基于皮秒的激光工艺，具有更接近IR范围或在IR范围中的波长的基于皮秒的激光工艺会提供更清洁的烧蚀工艺。在特定此种实施方式中，适合于半导体晶片或基板划线的基于飞秒的激光工艺是基于具有大致大于或等于一微米的波长的激光。在特定此种实施方式中，使用具有大致大于或等于一微米的波长的激光的大致小于或等于15,000皮秒的脉冲。然而，在替代实施方式中，可使用双激光波长(例如，IR激光及UV激光的组合)。
在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，皮秒脉冲式激光划线工艺包括使用具有约1微米的波长的脉冲式红外线激光，例如，在自约1,030纳米至约1,064纳米(例如，1,030nm、1,057nm或1,064nm)的范围中，其中激光脉冲宽度为约15纳秒或更小且脉冲重复率频率为约100kHz或更大。在一个或多个实例中，激光脉冲宽度为自约1皮秒至约15皮秒且(种子)脉冲重复率频率为约50MHz或更大，以使得激光能够以脉冲猝发进行操作，且使用约200瓦特或更大的平均功率。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，为了实现大的工艺窗、可缩放的工艺处理量及较低成本，皮秒IR激光具有能够进行“脉冲猝发”操作的约250MHz至约1.5GHz(例如，约500MHz)的种子脉冲频率，及约400瓦特或更大的平均功率。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，该激光源能够产生线形的激光束以用于激光烧蚀。该线形光束可重新构造成圆形高斯激光光斑。在脉冲猝发内，脉冲的数目的范围可为自1至100。应理解，飞秒IR激光、或绿光或UV波长的飞秒或皮秒激光亦能够执行本文所述工艺。然而，由于较小的可用平均功率及处于较高激光源成本下，这些激光具有较窄工艺窗或较低工艺处理量。
图4A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示柔性层堆叠物400在激光图案化之前的俯视平面图。图4B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图4A的柔性层堆叠物400的横截面侧视图。柔性层堆叠物400可类似于图2A至图2B中所描绘的柔性层堆叠物100。在进程列600的激光图案化工艺之前、期间或之后，可将柔性层堆叠物400暴露于进程列300的边缘清洁工艺。
图5A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图4A的柔性层堆叠物400在激光图案化之后的俯视平面图。图5B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示图5A的柔性层堆叠物400的横截面侧视图。图5A及图5B中所描绘的柔性层堆叠物400具有被形成而穿过锂膜堆叠物112的多个沟槽505，以形成被图案化的膜层堆叠物512a、512b(统称为512)并将柔性层堆叠物400划分成被图案化的单元530。沟槽505可包括垂直于柔性导电基板110的宽度“W2”(例如，平行于箭头111所示的行进方向)的沟槽510a～510d(统称为510)。沟槽505可进一步包括平行于柔性导电基板110的宽度“W2”(例如，垂直于箭头111所示的行进方向)的沟槽520a、520b(统称为520)。该多个沟槽505可具有会暴露下伏于被图案化的膜堆叠物512的柔性导电基板110的深度。
图6根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示激光图案化的进程列600的流程图。进程列600可用于激光图案化锂膜堆叠物，例如，图4A至图4B中所示的柔性导电基板110上的锂膜堆叠物112。可使用激光图案化腔室(例如，图7中所描绘的激光图案化腔室720)执行进程列600。激光图案化腔室720可定位在涂布***中，诸如，图7中所描绘的卷对卷卷材涂布***700。
在操作610处，移送柔性导电基板，所述柔性导电基板之上形成有锂金属膜堆叠物。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，移送柔性导电基板包括以自约0.1米/分钟至约50米/分钟的速度移动柔性导电基板。
在操作620处，在柔性导电基板110的移送期间，借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化锂金属膜堆叠物以在锂膜堆叠物中形成沟槽。皮秒脉冲式激光划线工艺移除锂膜堆叠物的部分以形成沟槽并图案化锂膜堆叠物。沟槽可暴露下伏于锂膜堆叠物的柔性导电基板的表面。沟槽可被形成而平行于及/或垂直于柔性导电基板的宽度。
单个工艺工具可被构造为在如本文所述的基于皮秒的激光烧蚀边缘清洁及/或激光图案化工艺中执行许多或全部操作。举例而言，图7根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于基于皮秒的激光烧蚀边缘清洁及/或激光图案化的卷对卷卷材涂布***700的示意图。卷对卷卷材涂布***700可用于产生储能装置，例如，锂离子电池。
参考图7，卷对卷卷材涂布***700包括第一处理腔室710、第二处理腔室730，及使第一处理腔室710与第二处理腔室730耦接的激光图案化腔室720。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，第一处理腔室710、激光图案化腔室720及第二处理腔室730可共享共同处理环境。在一个或多个实例中，该共同处理环境可操作为真空环境。在其他实例中，该共同处理环境可操作为惰性气体环境。在可与其他实施方式组合的一些实施方式中，第一处理腔室710、激光图案化腔室720及第二处理腔室730具有单独的处理环境。
第一处理腔室710可被构造为在卷对卷工艺中在卷材基板之上沉积锂金属膜。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，第一处理腔室710被构造为借由在形成于卷材基板上的阳极材料上沉积一层锂金属而锂化或预锂化该阳极材料。在可与其他实施方式组合的一些实施方式中，第一处理腔室710被构造为在卷材基板上或之上形成锂金属阳极。第一处理腔室710可包括一个或多个沉积源。该一个或多个沉积源可被构造为沉积锂金属膜。适当沉积源的实例包括但不限于热蒸镀源、电子束蒸镀源、PVD溅射源、CVD涂布源、槽模涂布源、吻辊涂布源、Meyer棒式涂布源、凹版辊涂布源，或其任何组合。
第二处理腔室730可被构造为在卷对卷工艺中在(若干)被图案化的锂金属膜之上沉积额外膜。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，该额外膜为保护膜。可用于形成保护膜的材料的实例包括但不限于氟化锂(LiF)、氧化铝、碳酸锂(Li2CO3)、锂离子导电材料，或其组合。第二处理腔室730可包括一个或多个沉积源。适当沉积源的实例包括但不限于PVD源(诸如，蒸镀或溅射源)、原子层沉积(atomic layer deposition；ALD)源、CVD源、槽模源、薄膜转印源，或三维打印源。
激光图案化腔室720容纳一个或多个基于皮秒的激光。该一个或多个基于皮秒的激光适合于执行激光烧蚀工艺，诸如，本文所述的激光烧蚀工艺。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，基于皮秒的激光亦为可移动的。在可与其他实施方式组合的一些实施方式中，基于皮秒的激光为固定的。
卷对卷卷材涂布***700可包括适合于处理柔性导电基板的其他腔室。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，额外腔室可提供电解质溶解黏结剂的沉积，或这些额外腔室可提供电极材料(正性或负性的电极材料)的形成。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，额外腔室提供电极的切割。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，包括湿式/干式站。该湿式/干式站可能适合于清洁残留物及碎片，或适合于在卷材的激光图案化之后移除掩模。在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，包括计量站，作为卷对卷卷材涂布***700的部件。
卷对卷卷材涂布***700进一步包括***控制器740，其可操作以控制卷对卷卷材涂布***700的各种方面。***控制器740促进对卷对卷卷材涂布***700的控制及其自动化，且可包括中央处理单元(central processing unit；CPU)、存储器及支持电路(或I/O)。软件指令及数据可经编码并被储存在存储器内，用于指示CPU。***控制器740可经由(例如)***总线与卷对卷卷材涂布***700的部件中的一者或多者通信。可由***控制器740读取的程序(或计算机指令)决定哪些任务可在基板上执行。在一些方面中，程序为可由***控制器740读取的软件，其可包括代码以控制对卷材基板的处理。尽管被示为单个***控制器740，但应了解，可与本文所述方面一起使用多个***控制器。
图8A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示激光源布置800的示意性侧视图。激光源布置800可用在激光图案化腔室(例如，激光图案化腔室720)中。激光源布置800包括一对激光源802a、802b(统称为802)，其各自被定位以图案化柔性层堆叠物804的相对侧。柔性层堆叠物804可类似于以上所述的柔性层堆叠物100或柔性层堆叠物400。激光源布置800进一步包括多个移送辊810a～810e(统称为810)，用于运输柔性层堆叠物804。尽管示出五个移送辊810a～810e，但可使用任何适当数目个移送辊810。激光源802a定位在多个移送辊810上方，且激光源802b定位在多个移送辊810下方。激光源802可被定位以发射激光束，该激光束垂直于柔性层堆叠物804的借由箭头111所示的行进方向。
图8B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示另一激光源布置820的示意性侧视图。激光源布置820可用在激光图案化腔室(例如，激光图案化腔室720)中。激光源布置820包括该对激光源802a、802b(统称为802)，其各自被定位以图案化柔性层堆叠物804的相对侧。激光源布置820进一步包括多个移送辊830a～830b(统称为830)，用于运输柔性层堆叠物804。移送辊830a定位在移送辊830b上方。激光源802a定位成与移送辊810a相邻以在柔性层堆叠物804在移送辊830a的表面之上行进时处理柔性层堆叠物804的第一侧。激光源802b可定位成与移送辊830b相邻以在柔性层堆叠物804在移送辊830b的表面之上行进时处理柔性层堆叠物804的第二侧。激光源802可被定位以发射激光束，该激光束平行于柔性层堆叠物804的借由箭头111所示的行进方向。
图8C根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示又一激光源布置850的示意性侧视图。激光源布置850可用在激光图案化腔室(例如，激光图案化腔室720)中。激光源布置850包括该对激光源802a、802b(统称为802)，其各自被定位以图案化柔性层堆叠物804的相对侧。激光源布置850进一步包括多个移送辊860a～860b(统称为860)，用于运输柔性层堆叠物804。移送辊860a定位在移送辊860b上方。激光源802a定位成与移送辊810a相邻以在柔性层堆叠物804在移送辊860a的表面之上行进时处理柔性层堆叠物804的第一侧。激光源802b可定位成与移送辊860b相邻以在柔性层堆叠物804在移送辊860b的表面之上行进时处理柔性层堆叠物804的第二侧。激光源802被经定位以发射激光束，该激光束相对于柔性层堆叠物804的借由箭头111所示的行进方向定位或以其他方式成角度。
为了避免锂由于其与湿气或其他敏感气体相互作用而降级，激光源布置800、820及850可在具有极低湿度的干燥室中或在真空环境中操作。可同时借由使惰性气体(例如，氩气)流动以移除激光烧蚀碎屑而自处理位点移除该碎屑。
图9A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的一种激光构造900的示意性俯视图。在激光构造900中，圆形高斯光斑902b沿近边缘113形成，且圆形高斯光斑902a(统称为902)沿远边缘117形成。圆形高斯光斑902可经由2轴galvo扫描仪或多边形扫描仪***形成至卷材边缘上以执行激光烧蚀。
图9B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的另一激光构造910的示意性俯视图。在激光构造910中，线形光斑912b沿近边缘113垂直于近边缘113(垂直于箭头111所示的行进方向)形成，且线形光斑912a(统称为912)沿远边缘117垂直于远边缘117(垂直于箭头111所示的行进方向)形成。线形光斑912可经由固定激光形成至卷材边缘上以执行激光烧蚀。
图9C根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的又一激光构造920的示意性俯视图。在激光构造920中，线形光斑922b沿近边缘113平行于近边缘113(平行于箭头111所示的行进方向)形成，且线形光斑922a(统称为922)沿远边缘117平行于远边缘117(平行于箭头111所示的行进方向)形成。线形光斑922可经由单轴galvo扫描仪或多边形扫描仪***形成至卷材边缘上以执行激光烧蚀。
图10A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的一种激光构造1000的示意性俯视图。图10B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的另一激光构造1020的示意性俯视图。在激光构造1000中，每一激光束经由galvo扫描仪或多边形扫描仪***聚焦成圆形高斯光斑1010a、1010b(统称为1010)至卷材边缘上，以执行激光烧蚀。当卷材以设定速度移动时，galvo或多边形扫描仪迅速扫描垂直于卷材的由箭头111所示的行进方向的激光束。垂直于卷材的行进方向的重复性来回激光扫描可能导致两个相对扫描线之间的缝隙。为了消除该缝隙，如右边所示，可使用锯齿式扫描模式以补偿卷材移动。在使用galvo扫描仪的情形下，每一边缘可由一个专用激光束提供服务，该专用激光束如激光构造1000中所示或为来自于如激光构造1020中所示的同一激光的***光束。
在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，可根据激光光斑的直径来设定移动速度，且可优化激光工艺参数以获得可接受的线至线孵化距离。
在可与其他实施方式组合的一个或多个实施方式中，激光束具有在1.5至3.5的范围中的光束品质M2值。与通常具有在1至1.3的范围中的M2值的高斯光斑相比较而言，在1.5至3.5的范围中的此M2值提供了光斑中的更均匀的脉冲密度分布。
图11A根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的一种激光构造1100的示意性俯视图。在激光构造1100中，每一激光束经由一组静止的光学器件聚焦成线形轮廓1110a、1110b(统称为1110)(例如，10mm长、50μm宽的线形光束)至卷材边缘上以进行激光烧蚀。以此方式设置光学器件使得当卷材以设定速度沿箭头111所示的行进方向移动时，聚焦的线形光束1110在固定位置上。每一边缘由专用激光束提供服务，该专用激光束来自一个激光源或为来自单个激光的***光束。可根据线形光束的宽度及被优化的激光工艺参数来设定卷材移动速度以获得可接受的线至线孵化距离。应注意，与高斯光斑相比较而言，线形光束具有高出约30％的激光能量利用效率。
图11B根据本公开内容的一个或多个实施方式绘示用于激光边缘清洁的另一激光构造1120的示意性俯视图。在激光构造1120中，每一激光束经由一组静止的光学器件及galvo扫描仪光学器件聚焦成线形光斑1130a、1130b(统称为1130)(例如，具有约10mm的长度及约50μm的宽度的线形光束)至卷材边缘上以进行激光烧蚀。以此方式设置光学器件使得聚焦的线形光束具有平行于卷材的由箭头111所示的行进方向的长度方向。当卷材移动时，可将正交于箭头111所示的行进方向的galvo扫描激光束用于边缘清洁。此利用了多道次烧蚀，其会产生改良的边缘清洁。每一边缘由专用激光束提供服务，该专用激光束来自一个激光源或为来自单个激光的***光束。可根据线形光束的宽度及被优化的激光工艺参数来设定卷材移动速度以获得可接受的线至线孵化距离。在线形光斑1130a或线形光斑1130b中的每一线形光斑可与同一群组中的线形光斑重叠。
实施方式可包括以下潜在优势中的一者或多者。在不损坏下伏铜基板或卷材的情况下呈现高效移除锂并暴露下伏的铜以用于边缘清洁或卷材划分/图案化。此外，下伏铜基板的任何变形或畸变最小。边缘清洁工艺实现了高清洁度(例如，被图案化区域中的低水平的锂残留)。另外，清洁工艺可与移动卷材基板的高速度相匹配。
实施方式及在本说明书中所描述的所有功能操作可实施在数字电子电路***中，或计算机软件、韧体或硬件中(包括本说明书中所公开的结构构件及其结构等效物)，或其组合中。可将本文所述的实施方式实施为一个或多个非暂时性计算机程序产品，亦即，有形地体现在机器可读储存装置中用于由数据处理设备(例如，可程序化处理器、计算机，或多个处理器或计算机)执行或用于控制该数据处理设备的操作的一个或多个计算机程序。
本说明书中所述的工艺及逻辑流可由一个或多个可程序化处理器执行，该一个或多个可程序化处理器借由对输入数据进行操作并产生输出来执行一个或多个计算机程序以便执行功能。工艺及逻辑流亦可由专用逻辑电路***执行，且亦可将设备实施为专用逻辑电路***，例如，FPGA(场可程序化栅极阵列)或ASIC(特殊应用集成电路)。
术语“数据处理设备”涵盖用于处理数据的所有设备、装置及机器，例如包括可程序化处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件以外，设备可包括为所考虑的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器韧体、协议堆叠物、数据库管理***、操作***或其中一者或多者的组合的代码。适合于执行计算机程序的处理器包括(例如)通用及专用微处理器，及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。
适合于储存计算机程序指令及数据的计算机可读介质包括所有形式的非挥发性存储器、介质及存储器装置，例如包括半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM及闪存装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可移除磁盘)；磁光盘；及CD ROM及DVD-ROM磁盘。处理器及存储器可由专用逻辑电路***补充或并入专用逻辑电路***中。
当介绍本公开内容的元件或其例示性方面或(若干)实施方式时，冠词“一(a)”、“一(an)”、“该”及“所述”旨在意谓存在这些元件中的一者或多者。
本公开内容的实施方式进一步关于如下实例1～22中的任何一者或多者。
1.一种产生储能装置的方法，包括：移送柔性导电基板，所述柔性导电基板之上形成有锂金属膜；及在移送该柔性导电基板的同时借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化该锂金属膜以移除该锂金属膜的部分从而暴露下伏的柔性导电基板而不蚀刻该柔性导电基板。
2.根据实例1的方法，其中借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化该锂金属膜以移除该锂金属膜的部分从而暴露下伏的柔性导电基板包括形成平行于及垂直于该柔性导电基板的宽度的沟槽以形成被图案化的单元。
3.根据实例1或2的方法，其中借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化该锂金属膜以移除该锂金属膜的部分从而暴露下伏的柔性导电基板包括自与该柔性导电基板的边缘相邻的过渡区域移除锂。
4.根据实例1～3中的任一者的方法，其中借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化该锂金属膜包括使用具有约1微米的波长脉冲式红外线激光，其具有约15纳秒或更小的激光脉冲宽度及约100kHz或更大的脉冲重复率频率。
5.根据实例4的方法，其中该激光脉冲宽度为自约1皮秒至约15皮秒，且该脉冲重复率频率为50MHz或更大。
6.根据实例1～5中的任一者的方法，其中移送该柔性导电基板包括以自约0.1米/分钟至约50米/分钟的速度移动该柔性导电基板。
7.根据实例1～6中的任一者的方法，其中借由该皮秒脉冲式激光划线工艺图案化该锂金属膜包括单道次激光烧蚀工艺。
8.根据实例1～7中的任一者的方法，其中该皮秒脉冲式激光产生线形激光束。
9.根据实例8的方法，其中该线形激光束是由单轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
10.根据实例1～9中的任一者的方法，其中该皮秒脉冲式激光产生圆形高斯激光光斑，其是由2轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
11.一种用于图案化储能装置的激光图案化***，包括：激光图案化腔室，限定处理空间且用于处理其上形成有膜堆叠物的柔性导电基板；多个移送辊，定位在该处理空间中且用于移送该柔性导电基板；及激光源布置，包括一个或多个皮秒脉冲式激光，其被定位以在该柔性导电基板与这些移送辊中的至少一者接触时将该膜堆叠物暴露于激光。
12.根据实例11的激光图案化***，其中该激光源布置包括定位在该多个移送辊上方以处理柔性导电基板的第一侧的第一激光源，及定位在该多个移送辊下方以处理柔性导电基板的第二侧的第二激光源。
13.根据实例12的激光图案化***，其中第一激光源及第二激光源中的至少一者被定位以发射垂直于柔性导电基板的行进方向的激光束。
14.根据实例11～13中的任一者的激光图案化***，其中该多个移送辊包括定位在第二移送辊上方的第一移送辊，且该激光源布置包括被定位以处理柔性导电基板的第一侧的第一激光源，及被定位以处理柔性导电基板的第二侧的第二激光源。
15.根据实例11～14中的任一者的激光图案化***，其中第一激光源及第二激光源中的至少一者被定位以发射平行于柔性导电基板的行进方向的激光束。
16.根据实例11～15中的任一者的激光图案化***，其中该一个或多个皮秒脉冲式激光被定位以自与柔性导电基板的边缘相邻的过渡区域移除锂。
17.根据实例11～16中的任一者的激光图案化***，其中该一个或多个皮秒脉冲式激光被定位以形成平行于及垂直于柔性导电基板的宽度的沟槽以形成被图案化的单元。
18.根据实例11～17中的任一者的激光图案化***，其中该一个或多个皮秒脉冲式激光产生具有约1微米的波长的脉冲式红外线激光，其具有约15纳秒或更小的激光脉冲宽度及约100kHz或更大的脉冲重复率频率。
19.根据实例18的激光图案化***，其中该激光脉冲宽度为自约1皮秒至约15皮秒，且该脉冲重复率频率为50MHz或更大。
20.根据实例11～19中的任一者的激光图案化***，其中皮秒脉冲式激光产生线形激光束。
21.根据实例20的激光图案化***，其中该线形激光束是由单轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
22.根据实例11～21中的任一者的激光图案化***，其中该皮秒脉冲式激光产生圆形高斯激光光斑，其是由2轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
虽然前文针对本公开内容的实施方式，但可在不脱离本公开内容的基本范畴的情况下设计其他及另外实施方式，且本公开内容的范畴由所附权利要求书决定。本文所述的任何文件皆以引用方式并入本文中，包括与本文不矛盾的任何优先权文件及/或测试程序。自前文一般描述及特定实施方式所显而易见，虽然已绘示并描述了本公开内容的形式，但可在不脱离本公开内容的精神及范畴的情况下作出各种修改。因此，并不意欲由此来限制本公开内容。同样，就美国法律而言，术语“包括(comprising)”被视为与术语“包括(including)”及“具有(having)”同义。同样，每当在组成物、元素或元素群组前面加上过渡词组“包括”时，应理解，在列举组成物、元素或(若干)元素之前，预期具有过渡词组“基本上由……组成”、“由……组成”、“选自由……组成的群组”或“是”的同一组成物或元素群组，且反的亦然。如本文中所使用，术语“约”代表偏离标称值+/-10％的变化。应理解，此变化可包括在本文所提供的任何值中。
已使用一组数字上限及一组数字下限描述了某些实施方式及特征。应了解，除非另外指出，否则预期包括任何两个值的组合的范围，例如，任何较低值与任何较高值的组合、任何两个较低值的组合及/或任何两个较高值的组合。某些下限、上限及范围出现在以下一个或多个权利要求中。

Claims (20)

1.一种产生储能装置的方法，包括以下步骤：
移送柔性导电基板，所述柔性导电基板之上形成有锂金属膜；以及
在移送所述柔性导电基板的同时借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化所述锂金属膜以移除所述锂金属膜的部分从而暴露所述下伏的柔性导电基板而不蚀刻所述柔性导电基板。
2.如权利要求1所述的方法，其中借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化所述锂金属膜以移除所述锂金属膜的部分从而暴露所述下伏的柔性导电基板的步骤包括以下步骤：形成平行于及垂直于所述柔性导电基板的宽度的沟槽以形成被图案化的单元。
3.如权利要求1所述的方法，其中借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化所述锂金属膜以移除所述锂金属膜的部分从而暴露所述下伏的柔性导电基板的步骤包括以下步骤：自与所述柔性导电基板的边缘相邻的过渡区域移除锂。
4.如权利要求1所述的方法，其中借由皮秒脉冲式激光划线工艺来图案化所述锂金属膜的步骤包括使用具有约1微米的波长的脉冲式红外线激光，所述脉冲式红外线激光具有约15纳秒或更小的激光脉冲宽度及约100kHz或更大的脉冲重复率频率。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述激光脉冲宽度为自约1皮秒至约15皮秒，且所述脉冲重复率频率为50MHz或更大。
6.如权利要求1所述的方法，其中移送所述柔性导电基板包括以自约0.1米/分钟至约50米/分钟的速度移动所述柔性导电基板。
7.如权利要求1所述的方法，其中借由所述皮秒脉冲式激光划线工艺图案化所述锂金属膜的步骤包括单道次激光烧蚀工艺。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述皮秒脉冲式激光产生线形激光束。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述线形激光束是由单轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述皮秒脉冲式激光产生圆形高斯激光光斑，所述圆形高斯激光光斑是由2轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
11.一种用于图案化储能装置的激光图案化***，包括：
激光图案化腔室，所述激光图案化腔室限定处理空间且用于处理柔性导电基板，所述柔性导电基板上形成有膜堆叠物；
多个移送辊，所述多个移送辊定位在所述处理空间中且用于移送所述柔性导电基板；以及
激光源布置，所述激光源布置包括一个或多个皮秒脉冲式激光，所述皮秒脉冲式激光被定位以在所述柔性导电基板与所述多个移送辊中的至少一者接触时将所述膜堆叠物暴露于激光。
12.如权利要求11所述的激光图案化***，其中所述激光源布置包括定位在所述多个移送辊上方以处理所述柔性导电基板的第一侧的第一激光源及定位在所述多个移送辊下方以处理所述柔性导电基板的第二侧的第二激光源。
13.如权利要求12所述的激光图案化***，其中所述第一激光源及所述第二激光源中的至少一者被定位以发射垂直于所述柔性导电基板的行进方向的激光束。
14.如权利要求12所述的激光图案化***，其中所述第一激光源及所述第二激光源中的至少一者被定位以发射平行于所述柔性导电基板的行进方向的激光束。
15.如权利要求11所述的激光图案化***，其中所述多个移送辊包括定位在第二移送辊上方的第一移送辊，且所述激光源布置包括被定位以处理所述柔性导电基板的第一侧的第一激光源及被定位以处理所述柔性导电基板的第二侧的第二激光源。
16.如权利要求11所述的激光图案化***，其中所述一个或多个皮秒脉冲式激光被定位以自与所述柔性导电基板的边缘相邻的过渡区域移除锂。
17.如权利要求11所述的激光图案化***，其中所述一个或多个皮秒脉冲式激光被定位以形成平行于及垂直于所述柔性导电基板的宽度的沟槽以形成被图案化的单元。
18.如权利要求11所述的激光图案化***，其中所述一个或多个皮秒脉冲式激光产生具有约1微米的波长的脉冲式红外线激光，所述脉冲式红外线激光具有约15纳秒或更小的激光脉冲宽度及约100kHz或更大的脉冲重复率频率。
19.如权利要求11所述的激光图案化***，其中所述皮秒脉冲式激光产生线形激光束，且其中所述线形激光束是由单轴galvo扫描或多边形扫描产生的。
20.一种用于图案化储能装置的激光图案化***，包括：
激光图案化腔室，所述激光图案化腔室限定处理空间且用于处理柔性导电基板，所述柔性导电基板上形成有膜堆叠物；
多个移送辊，所述多个移送辊定位在所述处理空间中且用于移送所述柔性导电基板；以及
激光源布置，包括：
一个或多个皮秒脉冲式激光，所述皮秒脉冲式激光被定位以在所述柔性导电基板与所述多个移送辊中的至少一者接触时将所述膜堆叠物暴露于激光；以及
定位在所述多个移送辊上方以处理所述柔性导电基板的第一侧的第一激光源及定位在所述多个移送辊下方以处理所述柔性导电基板的第二侧的第二激光源，其中所述第一激光源及所述第二激光源中的至少一者被定位以发射垂直于或平行于所述柔性导电基板的行进方向的激光束，且其中所述一个或多个皮秒脉冲式激光产生具有约1微米的波长的脉冲式红外线激光，所述脉冲式红外线激光具有约15纳秒或更小的激光脉冲宽度及约100kHz或更大的脉冲重复率频率。
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