JP2018532231A - Method and apparatus for manufacturing a flexible layer stack and flexible layer stack - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing a flexible layer stack and flexible layer stack Download PDF

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Abstract

本開示はフレキシブル層スタック（１００）を製造するための方法を提供する。本方法は、フレキシブル基板（１０１）を提供すること（３１０）、フレキシブル基板（１０１）の上に第１の材料を含む第１の層（１１０）を堆積すること（３２０）、第１の層（１１０）の上に第２の材料を含む第２の層（１２０）を堆積すること（３３０）、及びフレキシブル基板（１０１）を取り除くこと（３４０）を含む。
【選択図】図１The present disclosure provides a method for manufacturing a flexible layer stack (100). The method includes providing a flexible substrate (101) (310), depositing a first layer (110) comprising a first material (320) on the flexible substrate (101), first layer Depositing (330) a second layer (120) comprising a second material on (110) and removing (340) the flexible substrate (101).
[Selection] Figure 1

Description

［０００１］ 本開示の実施例は、フレキシブル層スタックを製造するための方法及び装置に関し、また、フレキシブル層スタックにも関する。本開示の実施例は具体的に、リチウム電池の負電極を製造するための方法及び装置、並びにリチウム電池の負電極に関する。 [0001] Embodiments of the present disclosure relate to a method and apparatus for manufacturing a flexible layer stack, and also relates to a flexible layer stack. Embodiments of the present disclosure specifically relate to a method and apparatus for manufacturing a negative electrode of a lithium battery, and a negative electrode of a lithium battery.

［０００２］ 基板に材料を堆積させるための幾つかの方法は既知である。例えば、基板は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスなどによってコーティングされてよい。典型的にはプロセスは、コーティングすべき基板が配置される処理装置や処理チャンバ内で実施される。装置内には、堆積材料が供給される。複数の材料のみならず、更にその酸化物、窒化物、又は炭化物が、基板上の堆積に使用されうる。更に、非真空コーティング法も使用されうる。例えば、スロットダイコーティングなどのロールツーロールコーティングプロセスがリチウム（Ｌｉ）電池の製造に使用されうる。 [0002] Several methods for depositing material on a substrate are known. For example, the substrate may be coated by a physical vapor deposition (PVD) process, a chemical vapor deposition (CVD) process, a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process, and the like. Typically, the process is performed in a processing apparatus or processing chamber in which the substrate to be coated is placed. A deposition material is supplied into the apparatus. Not only multiple materials, but also their oxides, nitrides or carbides can be used for deposition on the substrate. In addition, non-vacuum coating methods can also be used. For example, a roll-to-roll coating process such as slot die coating can be used in the manufacture of lithium (Li) batteries.

［０００３］ コーティングされた材料は、幾つかの用途および幾つかの技術分野で使用されうる。例えば、コーティングされた材料は、リチウム電池の製造など、マイクロエレクトロニクスの分野で使用されうる。一般的に、更なる用途には、薄膜バッテリー、エレクトロクロミックウインドウ、絶縁パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネル、ＴＦＴ付き基板、カラーフィルタなどがある。 [0003] Coated materials can be used in several applications and in several technical fields. For example, the coated material can be used in the field of microelectronics, such as the manufacture of lithium batteries. In general, further applications include thin film batteries, electrochromic windows, insulating panels, organic light emitting diode (OLED) panels, substrates with TFTs, color filters, and the like.

［０００４］ リチウム電池の場合には、高いエネルギー密度又はエネルギー貯蔵密度を有することが望ましく、これは、所定のシステムに貯蔵されるエネルギー量、すなわち、単位体積あたりの空間領域に貯蔵されるエネルギー量（Ｗｈ／ｌ）、又は重量あたりの貯蔵エネルギー量（Ｗｈ／ｋｇ）とみなすことができる。例えば、エネルギー密度は、２つの隣接するセル間を共通アノードによって相互接続した幾つかのセルをリチウム電池に結合することによって、高めることができる。 [0004] In the case of lithium batteries, it is desirable to have a high energy density or energy storage density, which is the amount of energy stored in a given system, ie, the amount of energy stored in a spatial region per unit volume. (Wh / l) or the amount of stored energy per weight (Wh / kg). For example, energy density can be increased by coupling several cells interconnected by a common anode between two adjacent cells to a lithium battery.

［０００５］ 以上を考慮すると、フレキシブル層スタックを製造するための方法、フレキシブル層スタックを製造するための装置、及び少なくとも当該技術分野の問題点の幾つかを克服するフレキシブル層スタックは有利である。本開示は、高いエネルギー密度を可能にする、及び／又は特に薄いフレキシブル層を提供することを目的としている。 [0005] In view of the foregoing, a method for manufacturing a flexible layer stack, an apparatus for manufacturing a flexible layer stack, and a flexible layer stack that overcomes at least some of the problems in the art are advantageous. The present disclosure aims to provide a high energy density and / or a particularly thin flexible layer.

［０００６］ 上記に照らして、独立請求項による、処理チャンバ及び基板を冷却するための方法が提供される。本願の更なる態様、利点、及び特徴は、従属請求項、明細書、及び添付の図面から明らかである。 [0006] In light of the above, a process chamber and a method for cooling a substrate are provided according to the independent claims. Further aspects, advantages and features of the present application are apparent from the dependent claims, the description and the attached drawings.

［０００７］ 本開示の別の態様によれば、フレキシブル層スタックを製造するための方法が提供される。本方法には、フレキシブル基板を提供すること、フレキシブル基板の上に第１の材料を含む第１の層を堆積すること、第１の層の上に第２の材料を含む第２の層を堆積すること、及びフレキシブル基板を取り除くことが含まれる。 [0007] According to another aspect of the present disclosure, a method for manufacturing a flexible layer stack is provided. The method includes providing a flexible substrate, depositing a first layer including a first material on the flexible substrate, and forming a second layer including a second material on the first layer. It includes depositing and removing the flexible substrate.

［０００８］ 本開示の更なる態様によれば、リチウム（Ｌｉ）電池の負電極を製造するための方法が提供される。本方法には、ローラ装置を使用してフレキシブル基板を真空チャンバへガイドすること、フレキシブル基板の上にリチウムを含む第１の層を堆積すること、第１の層の上に銅を含む第２の層を堆積すること、第２の層の上にリチウムを含む第３の層を堆積すること、及び、フレキシブル基板を取り除くこと、が含まれる。 [0008] According to a further aspect of the present disclosure, a method for manufacturing a negative electrode of a lithium (Li) battery is provided. The method includes using a roller device to guide a flexible substrate to a vacuum chamber, depositing a first layer containing lithium on the flexible substrate, and a second containing copper on the first layer. Depositing a second layer, depositing a third layer comprising lithium on the second layer, and removing the flexible substrate.

［０００９］ 本開示の別の態様によれば、フレキシブル層スタックを製造するための装置が提供される。本装置は、フレキシブル基板をガイドするためのローラ装置と、フレキシブル基板の上に第１の材料を含む第１の層を堆積するように構成された第１の堆積源装置と、第１の層の上に第２の材料を含む第２の層を堆積するように構成された第２の堆積源装置と、第２の層の上に第１の材料を含む第３の層を堆積するように構成された第３の堆積源装置とを含む。 [0009] According to another aspect of the present disclosure, an apparatus for manufacturing a flexible layer stack is provided. The apparatus includes a roller device for guiding a flexible substrate, a first deposition source device configured to deposit a first layer containing a first material on the flexible substrate, and a first layer. A second deposition source device configured to deposit a second layer including a second material thereon, and a third layer including the first material to deposit on the second layer. And a third deposition source device configured as described above.

［００１０］ 本開示の別の態様によれば、リチウム電池用の負電極が提供される。負電極はフレキシブルで、リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第１の層と、銅を含み、１０μｍ以下の、好ましくは８μｍ以下の、典型的には７μｍ以下の、具体的には５μｍ以下の厚みを有する第２の層と、リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第３の層とを含む。 [0010] According to another aspect of the present disclosure, a negative electrode for a lithium battery is provided. The negative electrode is flexible, includes lithium, includes a first layer having a thickness of 5 μm or more and / or 15 μm or less, and includes copper, 10 μm or less, preferably 8 μm or less, typically 7 μm or less. Specifically, a second layer having a thickness of 5 μm or less and a third layer containing lithium and having a thickness of 5 μm or more and / or 15 μm or less are included.

［００１１］ 実施例はまた、開示された方法を実行する装置も対象としており、記載された方法ブロックを実行する装置部品を含む。これらの方法ブロックは、ハードウェア構成要素、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータによって、これらの２つの任意の組合せによって、又はそれ以外の任意の方法で、実行されうる。更に、本願による実施例は、記載される装置を操作する方法も対象とする。それは、装置の機能を実行するための方法ブロックを含む。 [0011] Embodiments are also directed to apparatus for performing the disclosed methods, including apparatus components that perform the described method blocks. These method blocks may be performed by hardware components, a computer programmed with appropriate software, by any combination of the two, or in any other manner. Furthermore, embodiments according to the present application are also directed to methods of operating the described apparatus. It includes method blocks for performing the functions of the device.

［００１２］ 本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施例を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施例に関し、以下において説明される。 [0012] In order that the above features of the present disclosure may be understood in detail, a more specific description of the present disclosure, briefly outlined above, may be obtained by reference to the examples. The accompanying drawings are described below with reference to embodiments of the disclosure.

本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックの概略図を示す。FIG. 3 shows a schematic diagram of a flexible layer stack according to an embodiment described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of a flexible layer stack in different processing states according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of a flexible layer stack in different processing states according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of a flexible layer stack in different processing states according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of a flexible layer stack in different processing states according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of a flexible layer stack in different processing states according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of a flexible layer stack in different processing states according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of a flexible layer stack in different processing states according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックからのフレキシブル層基板の除去の概略図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of the removal of a flexible layer substrate from a flexible layer stack according to an embodiment described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックからのフレキシブル層基板の除去の概略図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of the removal of a flexible layer substrate from a flexible layer stack according to an embodiment described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックの概略図を示す。FIG. 3 shows a schematic diagram of a flexible layer stack according to an embodiment described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックを製造するための装置の概略図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a flexible layer stack according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックを製造するための装置の概略図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a flexible layer stack according to embodiments described herein. 本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックを製造するための方法のフロー図を示す。FIG. 2 shows a flow diagram of a method for manufacturing a flexible layer stack according to an embodiment described herein.

［００１３］ 本開示の様々な実施例について、これより詳細に参照する。これらの一又は複数の実施例は、図面で示されている。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。概して、個々の実施例に関する相違のみが説明される。実施例は、本開示の説明のために提供されているが、本開示を限定することが意図されているわけではない。更に、１つの実施例の一部として図示または記載された特徴を、他の実施例で使用すること、又は他の実施例とともに使用して、別の実施例を得ることもできる。本記載がこのような修正例及び変形例を含むことが意図されている。 [0013] Reference will now be made in detail to various embodiments of the present disclosure. One or more examples of these are shown in the drawings. Within the following description of the drawings, the same reference numbers refer to the same components. Generally, only the differences with respect to the individual embodiments are described. The examples are provided for the purpose of illustrating the present disclosure, but are not intended to limit the present disclosure. Further, features illustrated or described as part of one embodiment may be used in another embodiment or used in conjunction with another embodiment to provide another embodiment. It is intended that the present description include such modifications and variations.

［００１４］ 更に、以下の説明では、例えばローラ装置の一部としてローラ又はローラデバイスは、堆積装置（堆積装置又は堆積チャンバなど）の中に基板が存在する間、基板（又は基板の一部）が接触し得る表面を提供するデバイスと理解されうる。ローラデバイスの少なくとも一部は、基板と接触する円形のような形状を含みうる。幾つかの実施例では、ローラデバイスは、実質的に円筒形状を有しうる。実質的な円筒形状は、真っすぐな長手方向軸の周りに形成されてもよく、又は湾曲した長手方向軸の周りに形成されてもよい。幾つかの実施例によれば、本書に記載のローラデバイスは、フレキシブル基板と接触するように適合されうる。本書で言及されるローラデバイスは、基板がコーティングされる（又は基板の一部がコーティングされる）間に、又は基板が堆積装置に存在する間に、基板をガイドするように適合されたガイドローラであってもよく、規定された張力をコーティングされる基板に提供するように適合されたスプレッダローラであってもよく、規定された伝達経路に従って基板を偏向するための偏向ローラであってもよい。 [0014] Further, in the following description, a roller or roller device, for example as part of a roller apparatus, is used to describe a substrate (or part of a substrate) while the substrate is in a deposition apparatus (such as a deposition apparatus or deposition chamber). Can be understood as a device that provides a surface that can be contacted. At least a portion of the roller device may include a circular shape that contacts the substrate. In some embodiments, the roller device can have a substantially cylindrical shape. The substantially cylindrical shape may be formed around a straight longitudinal axis or may be formed around a curved longitudinal axis. According to some embodiments, the roller device described herein can be adapted to contact a flexible substrate. The roller device referred to herein is a guide roller adapted to guide a substrate while the substrate is coated (or a portion of the substrate is coated) or while the substrate is present in the deposition apparatus May be a spreader roller adapted to provide a defined tension to the substrate to be coated, or a deflection roller for deflecting the substrate according to a defined transmission path. .

［００１５］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板は、本書で記載されているように、膜とも称されるが、ＰＥＴ、ＨＣ−ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＩ、ＰＵ、ＴａＣのような材料、一又は複数の金属、紙、それらの組み合わせ、及びハードコートＰＥＴ（例えば、ＨＣ−ＰＥＴ、ＨＣ−ＴＡＣ）など既にコーティングされている基板を含みうる。 [0015] According to some embodiments described herein, the flexible substrate is also referred to as a film, as described herein, but is made of PET, HC-PET, PE, PI, PU, TaC. Such materials, one or more metals, paper, combinations thereof, and substrates that are already coated, such as hard-coated PET (eg, HC-PET, HC-TAC).

［００１６］ 他の実施例と組み合わせることができる本書に記載に実施例によれば、フレキシブル層スタックを製造するための方法、具体的には、リチウム（Ｌｉ）電池の負電極を製造するための方法が提供される。ここで、フレキシブル基板が提供される。第１の材料を含む第１の層はフレキシブル基板の上に堆積する。第２の材料を含む第２の層は第１の層の上に堆積する。次に、フレキシブル基板は取り除かれる。フレキシブル基板は一時的なキャリアとみなされうる。本書に記載の実施例によれば、所定の厚みの一又は複数の層は、フレキシブル基板上に堆積した層からフレキシブル基板が取り除かれるまで、フレキシブル基板上に堆積しうる。具体的には、個々の層の厚みは正確に制御可能である。更に、製造中には、フレキシブル層はその上に堆積した層を環境から保護することができるため、フレキシブル層スタックの取扱いは改善されうる。 [0016] According to embodiments described herein that can be combined with other embodiments, a method for manufacturing a flexible layer stack, specifically, for manufacturing a negative electrode of a lithium (Li) battery. A method is provided. Here, a flexible substrate is provided. A first layer comprising a first material is deposited on the flexible substrate. A second layer comprising a second material is deposited on the first layer. Next, the flexible substrate is removed. The flexible substrate can be regarded as a temporary carrier. According to embodiments described herein, one or more layers of a predetermined thickness can be deposited on the flexible substrate until the flexible substrate is removed from the layer deposited on the flexible substrate. Specifically, the thickness of the individual layers can be accurately controlled. Further, during manufacturing, the handling of the flexible layer stack can be improved because the flexible layer can protect the layers deposited thereon from the environment.

［００１７］ 図１に、本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタック１００を示す。図１に示したフレキシブル層スタック１００は、第１の層１１０、第２の層１２０、及び第３の層１３０を含む。フレキシブル層スタック１００は３つの層を有するように図１には示されているが、当業者であれば、フレキシブル層スタック１００は、図１に示した第１の層１１０、第２の層１２０、及び／又は第３の層１３０の上、下、及び／又は間に提供されうる多数の層或いは少数の層を含みうることが理解されよう。 [0017] FIG. 1 illustrates a flexible layer stack 100 according to an embodiment described herein. The flexible layer stack 100 shown in FIG. 1 includes a first layer 110, a second layer 120, and a third layer 130. Although the flexible layer stack 100 is shown in FIG. 1 as having three layers, those skilled in the art will recognize the flexible layer stack 100 as the first layer 110 and the second layer 120 shown in FIG. It will be appreciated that many or few layers can be included that can be provided above, below, and / or between the third layers 130.

［００１８］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、第１の層１１０は第１の材料を含むことができ、及び／又は第２の層１２０は第２の材料を含むことができる。更に、第３の層１３０は第３の材料を含むことができるか、第３の層１３０は第１の層１１０の第１の材料を含むことができる。例えば、第１の材料は、リチウムなどのアルカリ金属であってよい。第２の材料は、導電性材料、典型的には銅（Ｃｕ）又はニッケル（Ｎｉ）などの金属であってよい。更には、第２の層１２０は、一又は複数の副層を含みうる。本書に記載の幾つかの実施例によれば、第１の材料はリチウムで、第２の材料は銅である。例えば、第２の層１２０は電流コレクタ層になりうる。 [0018] According to some embodiments described herein, the first layer 110 can include a first material and / or the second layer 120 can include a second material. . Further, the third layer 130 can include a third material, or the third layer 130 can include the first material of the first layer 110. For example, the first material may be an alkali metal such as lithium. The second material may be a conductive material, typically a metal such as copper (Cu) or nickel (Ni). Further, the second layer 120 can include one or more sublayers. According to some embodiments described herein, the first material is lithium and the second material is copper. For example, the second layer 120 can be a current collector layer.

［００１９］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、第１の層１１０は約２５μｍ以下の、典型的には２０μｍ以下の、具体的には１５μｍ以下の、及び／又は典型的には３μｍ以上の、具体的には５μｍ以上の厚みを有しうる。第１の層１１０は意図した機能を適用するため十分に厚く、かつフレキシブルであるように十分薄くなりうる。具体的には、第１の層１１０は可能な限り薄くてもよく、その結果、第１の層１１０は意図した機能を提供しうる。 [0019] According to some embodiments described herein, the first layer 110 is about 25 μm or less, typically 20 μm or less, specifically 15 μm or less, and / or typically. It may have a thickness of 3 μm or more, specifically 5 μm or more. The first layer 110 can be thick enough to apply the intended function and thin enough to be flexible. Specifically, the first layer 110 may be as thin as possible, so that the first layer 110 may provide the intended function.

［００２０］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、第２の層１２０は１０μｍ以下の、典型的には８μｍ以下の、有利には７μｍ以下の、具体的には６μｍ以下の、特に５μｍ以下の厚みを有しうる。幾つかの実施例によれば、第２の層１２０の厚みは４μｍ以下、又は３μｍ以下、又は２μｍ以下になりうる。 [0020] According to some embodiments described herein, the second layer 120 is 10 μm or less, typically 8 μm or less, preferably 7 μm or less, in particular 6 μm or less, in particular It may have a thickness of 5 μm or less. According to some embodiments, the thickness of the second layer 120 can be 4 μm or less, or 3 μm or less, or 2 μm or less.

［００２１］ 図１に示したフレキシブル層スタック１００は、二次電池用の負電極、例えば、リチウム電池用の負電極すなわちアノードなどになりうる。本書に記載の幾つかの実施例によれば、リチウム電池用のフレキシブル負電極は、リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第１の層１１０と、銅を含み、１０μｍ以下の、典型的には８μｍ以下の、有利には７μｍ以下の、具体的には６μｍ以下の、特に５μｍ以下の厚みを有する第２の層１２０と、リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第３の層とを含む。リチウム電池の場合には、第２の層１２０は電流コレクタ層になりうる。 [0021] The flexible layer stack 100 shown in FIG. 1 can be a negative electrode for a secondary battery, such as a negative electrode or anode for a lithium battery. According to some embodiments described herein, a flexible negative electrode for a lithium battery includes a first layer 110 containing lithium and having a thickness of 5 μm or more and / or 15 μm or less, and copper and 10 μm or less. A second layer 120 having a thickness of typically 8 μm or less, preferably 7 μm or less, in particular 6 μm or less, in particular 5 μm or less, including lithium, 5 μm or more and / or 15 μm or less. And a third layer having a thickness of. In the case of a lithium battery, the second layer 120 can be a current collector layer.

［００２２］ 例えば、リチウム電池用の負電極は、銅箔の両面にリチウム層を堆積することによって製造される。重量あたりのエネルギー貯蔵密度（Ｗｈ／ｋｇ）又は体積あたりのエネルギー貯蔵密度（Ｗｈ／ｌ）を高めるように電池を軽量化するには、リチウム電池の素子に使用される材料の量を最小化することが望ましい。典型的には、１０μｍを超える厚みを有する銅箔が使用される。しかしながら、層スタックがコーティングドラムに対して十分に押圧されていない場合には、銅箔上へのリチウム層の堆積中に、製造中の銅箔及び／又は層スタックは過熱することがある。但し、製造中の層スタックがコーティングドラムに押圧される際の張力は、銅膜を伸展するためのもので、特に薄い銅膜に対しては、張力の大きさは制限されている。 [0022] For example, a negative electrode for a lithium battery is manufactured by depositing a lithium layer on both sides of a copper foil. To lighten the battery to increase the energy storage density per weight (Wh / kg) or the energy storage density per volume (Wh / l), minimize the amount of material used in the elements of the lithium battery. It is desirable. Typically, a copper foil having a thickness exceeding 10 μm is used. However, if the layer stack is not sufficiently pressed against the coating drum, the copper foil and / or layer stack being manufactured may overheat during the deposition of the lithium layer on the copper foil. However, the tension when the layer stack being manufactured is pressed against the coating drum is for extending the copper film, and the magnitude of the tension is limited particularly for a thin copper film.

［００２３］ 更に、リチウムは湿気と直ちに反応するため、一般的に環境中では安定的でないとみなされうる。コーティングシステムが換気されるときには、リチウム層は一般的に密閉及び／又は保護される。システムは一般的に乾燥窒素又はアルゴンで換気され、ロール交換は湿気のない乾燥室で行われうる。一般的に、リチウムの取扱い又は処理には、乾燥室又はグローブボックスが使用される。 [0023] Furthermore, lithium reacts quickly with moisture, so it can generally be considered unstable in the environment. When the coating system is ventilated, the lithium layer is typically sealed and / or protected. The system is typically ventilated with dry nitrogen or argon, and roll changes can be done in a dry room without moisture. Generally, a drying room or glove box is used for handling or processing lithium.

［００２４］ 更には、銅箔は両面をリチウムでコーディングすることができる。銅箔の一方の面にリチウムを堆積するため、銅箔がローラ装置に巻きつけられるときには、銅箔のもう一方の面に堆積したリチウムのコーティングは保護される。例えば、ローラ装置によって損傷されるのを防止するため、ローラ又はローラ装置のドラムにリチウム層が接触する前に、堆積又はコーティングされたリチウム層の上に、保護層又はインターリーフが配置されうる。 [0024] Furthermore, the copper foil can be coded with lithium on both sides. Because lithium is deposited on one side of the copper foil, the coating of lithium deposited on the other side of the copper foil is protected when the copper foil is wound around a roller device. For example, a protective layer or interleaf may be placed over the deposited or coated lithium layer before the lithium layer contacts the roller or drum of the roller device to prevent damage by the roller device.

［００２５］ リチウム電池のキログラム重量あたりの高いエネルギー密度を有するリチウム電池を得るには、リチウム電池の素子に使用される材料の量を最小限に抑え、その一方で素子の機能を最大化することが望ましい。負電極との関連で、機能最大化の観点から負電極との接触表面積を最大化し、重量最小化の観点から厚みを最小化することが望ましい。しかしながら、上述のように、典型的なアプローチでは、一般的に１０μｍを超える厚みを有する銅箔が使用される。更に薄い銅箔であれば、意図した機能がもたらされうる。しかしながら、現時点では、商業規模で約８μｍよりも薄い銅箔は製造できない。 [0025] To obtain a lithium battery having a high energy density per kilogram weight of the lithium battery, minimize the amount of material used in the element of the lithium battery while maximizing the function of the element. Is desirable. In relation to the negative electrode, it is desirable to maximize the contact surface area with the negative electrode from the viewpoint of maximizing the function and to minimize the thickness from the viewpoint of minimizing the weight. However, as mentioned above, typical approaches typically use copper foils having a thickness greater than 10 μm. A thinner copper foil can provide the intended function. However, at present, copper foil thinner than about 8 μm cannot be produced on a commercial scale.

［００２６］ 図２Ａから図２Ｃは、本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタック１００を、対応する製造方法の異なる処理時点で示した概略図である。   [0026] FIGS. 2A through 2C are schematic diagrams illustrating a flexible layer stack 100 according to the embodiments described herein at different processing points in the corresponding manufacturing method.

［００２７］ 図２Ａはフレキシブル基板１０１を示す。第１の材料を含む第１の層１１０は、フレキシブル基板１０１の上に堆積している。具体的には、フレキシブル基板１０１上に第１の層１１０などの層又は薄層を堆積するために、スパッタプロセス、蒸発プロセス、例えば熱蒸発プロセス、又はＣＶＤプロセス、例えばプラズマＣＶＤプロセスが利用できる。更に、ロールツーロール堆積システムは、例えば、ディスプレイ産業及び光電池（ＰＶ）産業でも使用できる。例えば、ローラコーティング、スロットダイコーティング又は印刷も使用できる。 FIG. 2A shows the flexible substrate 101. A first layer 110 containing a first material is deposited on the flexible substrate 101. Specifically, a sputter process, an evaporation process, such as a thermal evaporation process, or a CVD process, such as a plasma CVD process, can be used to deposit a layer or thin layer such as the first layer 110 on the flexible substrate 101. In addition, roll-to-roll deposition systems can be used, for example, in the display industry and the photovoltaic (PV) industry. For example, roller coating, slot die coating or printing can also be used.

［００２８］ 図２Ｂからわかるように、第２の材料を含む第２の層１２０は、第１の層１１０の上に堆積することができる。第２の層１２０は、第１の層１１０よりも薄い厚みを有しうる。追加的に又は代替的に、第２の層は第１の層１１０の厚み以上の厚みを有することができる。 [0028] As can be seen from FIG. 2B, a second layer 120 comprising a second material can be deposited over the first layer 110. FIG. The second layer 120 can have a thinner thickness than the first layer 110. Additionally or alternatively, the second layer can have a thickness that is greater than or equal to the thickness of the first layer 110.

［００２９］ その後、フレキシブル基板１０１は、第２の層１２０が上に堆積した第１の層１１０から取り除くことができる。得られたフレキシブル層スタック１００を図２Ｃに示す。すなわち、フレキシブル基板１０１はフレキシブル層スタック１００から取り除くことができる。具体的には、フレキシブル層スタック１００は、フレキシブル基板１０１を含まないとみなすことができるフ。フレキシブル基板１０１は一時的なキャリアとみなすことができる。「一時的なキャリア」は、フレキシブル層スタック１００などの層スタックを製造するための支持体を提供する基板又はキャリアとみなすことができ、層スタックの処理後又は処理中に層スタックから取り除くことが可能である。更に、本願との関連では、フレキシブル層スタック１００はまた、フレキシブル基板１０１を含むようにみなすこともできる。 [0029] Thereafter, the flexible substrate 101 can be removed from the first layer 110 with the second layer 120 deposited thereon. The resulting flexible layer stack 100 is shown in FIG. 2C. That is, the flexible substrate 101 can be removed from the flexible layer stack 100. Specifically, the flexible layer stack 100 can be regarded as not including the flexible substrate 101. The flexible substrate 101 can be regarded as a temporary carrier. A “temporary carrier” can be considered a substrate or carrier that provides a support for manufacturing a layer stack, such as the flexible layer stack 100, and can be removed from the layer stack after or during processing of the layer stack. Is possible. Further, in the context of this application, the flexible layer stack 100 can also be considered to include a flexible substrate 101.

［００３０］ 図３Ａから図３Ｄは、本書に記載の更なる実施例によるフレキシブル層スタック１００を、対応する製造方法の異なる処理時点で示した概略図である。 [0030] FIGS. 3A-3D are schematic diagrams illustrating a flexible layer stack 100 according to a further embodiment described herein, at different points in time of a corresponding manufacturing method.

［００３１］ 図３Ａはフレキシブル基板１０１を示す。第１の材料を含む第１の層１１０は、フレキシブル基板１０１の上に堆積している。具体的には、フレキシブル基板１０１上に第１の層１１０などの層又は薄層を堆積するために、スパッタプロセス、蒸発プロセス、例えば熱蒸発プロセス、又はＣＶＤプロセス、例えばプラズマＣＶＤプロセスが利用できる。更に、ロールツーロール堆積システムは、例えば、ディスプレイ産業及び光電池（ＰＶ）産業でも使用できる。例えば、ローラコーティング、スロットダイコーティング又は印刷も使用できる。 FIG. 3A shows the flexible substrate 101. A first layer 110 containing a first material is deposited on the flexible substrate 101. Specifically, a sputter process, an evaporation process, such as a thermal evaporation process, or a CVD process, such as a plasma CVD process, can be used to deposit a layer or thin layer such as the first layer 110 on the flexible substrate 101. In addition, roll-to-roll deposition systems can be used, for example, in the display industry and the photovoltaic (PV) industry. For example, roller coating, slot die coating or printing can also be used.

［００３２］ 図３Ｂからわかるように、第２の材料を含む第２の層１２０は、第１の層１１０の上に堆積することができる。第２の層１２０は、第１の層１１０よりも薄い厚みを有しうる。追加的に又は代替的に、第２の層１２０は第１の層１１０の厚み以上の厚みを有することができる。 [0032] As can be seen from FIG. 3B, a second layer 120 comprising a second material can be deposited over the first layer 110. The second layer 120 can have a thinner thickness than the first layer 110. Additionally or alternatively, the second layer 120 can have a thickness that is greater than or equal to the thickness of the first layer 110.

［００３３］ 図３Ｃによれば、第３の層１３０は第２の層１２０の上に堆積することができる。第３の層１３０は、第１の材料及び第２の材料とは異なる第３の材料を含みうる。代替的に、第３の層１３０は第１の材料を含みうる。 [0033] According to FIG. 3C, a third layer 130 may be deposited over the second layer 120. The third layer 130 can include a third material that is different from the first material and the second material. Alternatively, the third layer 130 can include a first material.

［００３４］ 具体的には、第３の層１３０は、同一の材料又は材料組成によって、第１の層１１０と同様又は同一の構造、及び同様又は同一の厚みを有するように、構成されうる。すなわち、第２の層１２０は、２つの実質的に同一の層、例えば、同一の材料及び／又は構造を含む２つの層の間に差し挟まれているとみなすこともできる。 [0034] Specifically, the third layer 130 may be configured with the same material or material composition to have the same or the same structure and the same or the same thickness as the first layer 110. That is, the second layer 120 can be considered to be sandwiched between two substantially identical layers, for example, two layers comprising the same material and / or structure.

［００３５］ フレキシブル基板１０１は、第２の層１２０及び第３の層１３０が上に堆積している第１の層１１０から取り除くことができる。得られたフレキシブル層スタック１００を図３Ｄに示す。 [0035] The flexible substrate 101 can be removed from the first layer 110 on which the second layer 120 and the third layer 130 are deposited. The resulting flexible layer stack 100 is shown in FIG. 3D.

［００３６］ 例えば、図３Ｄに示したフレキシブル層スタック１００は、図１に示したフレキシブル層スタック１００になりうる。すなわち、上述の製造方法によって、フレキシブル層スタック１００を得ることができる。 [0036] For example, the flexible layer stack 100 shown in FIG. 3D can be the flexible layer stack 100 shown in FIG. That is, the flexible layer stack 100 can be obtained by the manufacturing method described above.

［００３７］ 例えば、図１及び図３Ｄに示したフレキシブル層スタック１００は、リチウム電池用のアノードなど、二次電池用の負電極になりうる。この場合、第１の材料はリチウムであってよく、第２の材料は銅であってよい。第１の層１１０及び第３の層１３０は、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有するように形成可能であり、且つ／又は、第２の層１２０は、１０μｍ以下の、典型的には８μｍ以下の、有利には７μｍ以下の、具体的には６μｍ以下の、特に５μｍ以下の厚みを有するように形成可能である。 [0037] For example, the flexible layer stack 100 shown in FIGS. 1 and 3D can be a negative electrode for a secondary battery, such as an anode for a lithium battery. In this case, the first material may be lithium and the second material may be copper. The first layer 110 and the third layer 130 can be formed to have a thickness of 5 μm or more and / or 15 μm or less, and / or the second layer 120 is 10 μm or less, typically It can be formed to have a thickness of 8 μm or less, preferably 7 μm or less, in particular 6 μm or less, in particular 5 μm or less.

［００３８］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１は、特にフレキシブル層スタック１００の製造中に、第１の層に対する保護層として機能するように構成されうる。すわなち、フレキシブル基板１０１は、その上に堆積した層、例えば、第１の層１１０を環境ストレスから保護することができる。例えば、リチウムは反応性が高く可燃性であり、リチウムは水分と接触すると腐食する。第１の層１１０に接して又はその上に提供されたフレキシブル基板１０１は、第１の層１１０が環境に触れるのを、及び／又は環境と反応するのを保護することができる。更に、フレキシブル基板１０１は、フレキシブル層スタック１００が実際に使用されるまで、例えば、フレキシブル層スタック１００の保管中に、フレキシブル層スタック１００に接して又はその上に留まることができる。更に、前面が接触していない堆積源を含むコーティングツールが使用される事例では、フレキシブル基板１０１は保護層及び／又はインターリーフとし機能するため、インターリーフの取扱いは回避することができる。 [0038] According to some embodiments described herein, the flexible substrate 101 may be configured to function as a protective layer for the first layer, particularly during manufacture of the flexible layer stack 100. That is, the flexible substrate 101 can protect a layer deposited thereon, for example, the first layer 110 from environmental stress. For example, lithium is highly reactive and flammable, and lithium corrodes when in contact with moisture. The flexible substrate 101 provided in contact with or on the first layer 110 can protect the first layer 110 from touching and / or reacting to the environment. Further, the flexible substrate 101 can remain in contact with or on the flexible layer stack 100 until the flexible layer stack 100 is actually used, for example, during storage of the flexible layer stack 100. Furthermore, in cases where a coating tool is used that includes a deposition source that is not in contact with the front surface, the flexible substrate 101 functions as a protective layer and / or an interleaf, so that handling of the interleaf can be avoided.

［００３９］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、特に、第３の層１３０を環境ストレスから保護するため、第３の層１３０の上に更なる保護層が提供及び／又は堆積されうる。更なる保護層は、フレキシブル基板１０１と同一の材料、又は第３の層１３０の保護に適した別の材料を含みうる。 [0039] According to some embodiments described herein, an additional protective layer may be provided and / or deposited on the third layer 130, particularly to protect the third layer 130 from environmental stresses. sell. The further protective layer may comprise the same material as the flexible substrate 101 or another material suitable for protecting the third layer 130.

［００４０］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１及び／又は更なる保護層は、特に、環境との反応から第１の層１１０及び／又は第３の層１３０をそれぞれ保護するため、水分含有量が少なく、且つ／又は水蒸気透過率及び／又は酸素透過率が低いバリア膜又は金属膜になりうる。 [0040] According to some embodiments described herein, the flexible substrate 101 and / or the additional protective layer, in particular, the first layer 110 and / or the third layer 130, respectively, from reaction with the environment. In order to protect, it can be a barrier film or a metal film having a low water content and / or a low water vapor transmission rate and / or low oxygen transmission rate.

［００４１］ 二次電池用の負電極及びその製造について説明されているが、本開示はそれに限定されない。本開示は任意のフレキシブル層スタックに適用されうるが、上述の銅層のように、典型的には層の両面コーティングを利用する層スタックに特に適用されうる。すなわち、本開示は、一連の層をフレキシブル基板上に堆積し、層の堆積後その層からフレキシブル基板を取り除くことによって、フレキシブル層スタックを製造する方法を提供する。 [0041] Although a negative electrode for a secondary battery and its manufacture have been described, the present disclosure is not limited thereto. While the present disclosure can be applied to any flexible layer stack, it can be particularly applied to layer stacks that typically utilize a double-sided coating of layers, such as the copper layers described above. That is, the present disclosure provides a method of manufacturing a flexible layer stack by depositing a series of layers on a flexible substrate and removing the flexible substrate from the layer after deposition of the layer.

［００４２］ 例えば、開示した方法は、第１の層１１０として、また最終的には第３の層１３０として金属メッシュを有するフレキシブル層スタック１００の製造に使用されうる。この場合、絶縁層は第２の層１２０として堆積してもよい。更に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層又はＩＴＯコーティングを、第１の層１１０として、また最終的には第３の層１３０として有するフレキシブル層スタック１００、並びに、第２の層１２０として絶縁層が製造されうる。本開示は、２つの同様な又は実質的に同一の又は同一の層間に挟まれた中間層を有するフレキシブル層に対して、特に有利に実施されうる。 [0042] For example, the disclosed method may be used to manufacture a flexible layer stack 100 having a metal mesh as the first layer 110 and ultimately as the third layer 130. In this case, the insulating layer may be deposited as the second layer 120. In addition, a flexible layer stack 100 having an indium tin oxide (ITO) layer or ITO coating as the first layer 110 and ultimately as the third layer 130, and an insulating layer as the second layer 120. Can be manufactured. The present disclosure may be implemented particularly advantageously for flexible layers having an intermediate layer sandwiched between two similar or substantially identical or identical layers.

［００４３］ 図４Ａ及び図４Ｂは、本書に記載の実施例による、フレキシブル層スタックからのフレキシブル基板１０１の除去の概略図を示している。 [0043] FIGS. 4A and 4B show a schematic diagram of the removal of the flexible substrate 101 from the flexible layer stack, according to the embodiments described herein.

［００４４］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１の上に、特にフレキシブル基板１０１に接してリリース層１０５が提供されうる。すなわち、リリース層１０５は、フレキシブル基板１０１と第１の層１１０との間に提供されうる。特に、第１の層１１０が堆積する前に、リリース層１０５はフレキシブル基板１０１の上に、典型的にはフレキシブル基板１０１に接して堆積しうる。本書に記載の実施例によれば、フレキシブル基板１０１の除去は容易になりうる。 [0044] According to some embodiments described herein, a release layer 105 may be provided on the flexible substrate 101, particularly in contact with the flexible substrate 101. That is, the release layer 105 can be provided between the flexible substrate 101 and the first layer 110. In particular, the release layer 105 may be deposited on the flexible substrate 101, typically in contact with the flexible substrate 101, before the first layer 110 is deposited. According to the embodiments described herein, the removal of the flexible substrate 101 can be facilitated.

［００４５］ 例えば、図４Ａに示したように、リリース層１０５はエッチング停止層１０５であってもよい。本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１の除去はフレキシブル基板１０１のエッチングを含む。フレキシブル基板１０１は、第１の層１１０までエッチングされうる。フレキシブル基板１０１と第１の層１１０との間にエッチング停止層１０５が提供されている場合には、エッチングはエッチング停止層１０５に達するまで実行されうる。 [0045] For example, as shown in FIG. 4A, the release layer 105 may be an etch stop layer 105. According to some embodiments described herein, removing the flexible substrate 101 includes etching the flexible substrate 101. The flexible substrate 101 can be etched up to the first layer 110. If an etch stop layer 105 is provided between the flexible substrate 101 and the first layer 110, the etching can be performed until the etch stop layer 105 is reached.

［００４６］ エッチング停止層１０５が提供されている場合には、第１の材料は、例えば、フレキシブル基板をエッチングするためのエッチング液に接触しないように保護されうる。上に概説したように、環境ストレスから第１の層１１０を保護することが望ましい。エッチング停止層１０５を提供することによって、第１の層１１０は、例えば、エッチング液に接触しないように保護されうる。更に、エッチング停止層１０５、又はフレキシブル基板１０１をエッチングした後のエッチング停止層１５０の残存部分は、環境ストレスから第１の層１１０を保護する保護層として機能しうる。 [0046] If an etch stop layer 105 is provided, the first material may be protected from contact with an etchant for etching a flexible substrate, for example. As outlined above, it is desirable to protect the first layer 110 from environmental stresses. By providing the etch stop layer 105, the first layer 110 can be protected from contact with the etchant, for example. Further, the etching stopper layer 105 or the remaining portion of the etching stopper layer 150 after etching the flexible substrate 101 can function as a protective layer that protects the first layer 110 from environmental stress.

［００４７］ フレキシブル基板１０１のエッチングは、湿式エッチングプロセス又はドライエッチングプロセスを含みうる。エッチング停止層１０５は、適用されるエッチングプロセスを考慮して、フレキシブル基板１０１の材料よりも遅いエッチング速度を有する材料を含みうる。 [0047] The etching of the flexible substrate 101 may include a wet etching process or a dry etching process. The etch stop layer 105 may include a material having a slower etch rate than the material of the flexible substrate 101 in view of the applied etching process.

［００４８］ 更に、図４Ｂに示したように、リリース層１０５はピーリング層１０５になりうる。本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１の除去は、第１の層１１０のフレキシブル基板１０１を剥離することを含む。フレキシブル基板１０１は、第１の層１１０から剥離することができる。ピーリング層１０５がフレキシブル基板１０１と第１の層１１０との間に提供される場合には、フレキシブル基板１０１及びピーリング層１０５は第１の層１１０から剥離することができる。 [0048] Further, as shown in FIG. 4B, the release layer 105 can be a peeling layer 105. According to some embodiments described herein, removing the flexible substrate 101 includes peeling the flexible substrate 101 of the first layer 110. The flexible substrate 101 can be peeled from the first layer 110. When the peeling layer 105 is provided between the flexible substrate 101 and the first layer 110, the flexible substrate 101 and the peeling layer 105 can be peeled from the first layer 110.

［００４９］ ピーリング層１０５は、第１の層１１０に対してよりも、フレキシブル基板１０１に対してより強い粘着又は粘着力を提供することができる。特に、ピーリング層１０５は、第１の層１１０に対するフレキシブル基板１０１の粘着又は粘着力よりも、第１の層１１０に対して弱い粘着又は粘着力を有することができる。ピーリング層は、第１の層１１０又は第１の層１１０の材料に関して弱い粘着層であり、また、フレキシブル基板１０１又はフレキシブル基板１０１の材料に関して強い粘着層とみなすことができる。 [0049] The peeling layer 105 can provide stronger adhesion or adhesion to the flexible substrate 101 than to the first layer 110. In particular, the peeling layer 105 can have weaker adhesion or adhesive force to the first layer 110 than the adhesion or adhesive force of the flexible substrate 101 to the first layer 110. The peeling layer is a weak adhesive layer with respect to the first layer 110 or the material of the first layer 110, and can be regarded as a strong adhesive layer with respect to the flexible substrate 101 or the material of the flexible substrate 101.

［００５０］ ピーリング層１０５は単一層であってよく、或いは、例えば、互いに結合された複数の層を含みうる。例えば、ピーリング層１０５は、フレキシブル基板１０１に面した粘着性の副層、及び第１の層１１０に面した非粘着性の副層を含みうる。この文脈で、「非粘着性」又は「非粘着性副層」は、ある程度の粘着特性を有する層として理解することができるが、近接した又は隣接した層に粘着する能力は低く、それぞれの近接した又は隣接した層に対する「粘着性の」副層の粘着能力よりも低くなりうる。 [0050] The peeling layer 105 may be a single layer or may include, for example, a plurality of layers bonded together. For example, the peeling layer 105 may include an adhesive sublayer facing the flexible substrate 101 and a non-adhesive sublayer facing the first layer 110. In this context, “non-tacky” or “non-tacky sublayer” can be understood as a layer having some degree of tacky properties, but the ability to stick to adjacent or adjacent layers is low and Can be less than the adhesive capacity of the “sticky” sublayer to the adjacent or adjacent layers.

［００５１］ 更には、リリース層１０５はレーザーリリース層であってもよい。本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１の除去は、レーザーリリース層へのレーザー照射を含む。すなわち、レーザーリリース層は、レーザー光の照射によって粘着特性を失う、及び／又はレーザー光の照射によって破壊される粘着層になりうる。例えば、レーザーリリース層はフレキシブル基板１０１を介してレーザー照射されうる。この場合、フレキシブル基板１０１は、レーザーリリース層の照射に使用されるレーザー光に対して透明な材料を含みうる。 [0051] Further, the release layer 105 may be a laser release layer. According to some embodiments described herein, removal of the flexible substrate 101 includes laser irradiation of the laser release layer. That is, the laser release layer can be an adhesive layer that loses adhesive properties when irradiated with laser light and / or is destroyed when irradiated with laser light. For example, the laser release layer can be irradiated with laser through the flexible substrate 101. In this case, the flexible substrate 101 may include a material that is transparent to laser light used for irradiation of the laser release layer.

［００５２］ 図５は、本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタック１００の概略図を示す。 [0052] FIG. 5 shows a schematic diagram of a flexible layer stack 100 according to an embodiment described herein.

［００５３］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、第１の粘着層１１５は第１の層１１０と第２の層１２０との間に提供されうる。具体的には、第１の粘着層１１５は、典型的には第２の層１２０が堆積する前に、第１の層１１０に接して、又は第１の層１１０の上に堆積することができる。幾つかの実施例によれば、第１の粘着層１１５は向かい合う２つの面を有することができ、向かい合う２つの面の一方は第１の層１１０に接触し、向かい合う２つの面の他方は第２の層１２０に接触する。第１の層１１０と第２の層１２０との間の粘着は促進されうる。フレキシブル層スタック１００の安定性は改善することができる。 [0053] According to some embodiments described herein, the first adhesive layer 115 may be provided between the first layer 110 and the second layer 120. Specifically, the first adhesive layer 115 can typically be deposited on or over the first layer 110 before the second layer 120 is deposited. it can. According to some embodiments, the first adhesive layer 115 can have two opposing faces, one of the two opposing faces contacting the first layer 110 and the other of the two opposing faces being the first. The second layer 120 is contacted. Adhesion between the first layer 110 and the second layer 120 can be promoted. The stability of the flexible layer stack 100 can be improved.

［００５４］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、第３の層１３０が提供され、第２の粘着層１２５は第２の層１２０と第３の層１３０との間に提供されうる。具体的には、第２の粘着層１２５は、典型的には第３の層１３０が堆積する前に、第２の層１２０に接して、又は第２の層１２０の上に堆積することができる。幾つかの実施例によれば、第２の粘着層１２５は向かい合う２つの面を有することができ、向かい合う２つの面の一方は第２の層１２０に接触し、向かい合う２つの面の他方は第３の層１３０に接触する。第２の層１２０と第３の層１３０との間の粘着は促進されうる。フレキシブル層スタック１００の安定性は改善することができる。 [0054] According to some embodiments described herein, a third layer 130 may be provided and a second adhesive layer 125 may be provided between the second layer 120 and the third layer 130. . Specifically, the second adhesive layer 125 can typically be deposited on or over the second layer 120 before the third layer 130 is deposited. it can. According to some embodiments, the second adhesive layer 125 can have two opposing faces, one of the two opposing faces contacting the second layer 120, and the other of the two opposing faces being the first. 3 layers 130 are contacted. Adhesion between the second layer 120 and the third layer 130 can be promoted. The stability of the flexible layer stack 100 can be improved.

［００５５］ 図６は、本書に記載の実施例による、基板層スタック１００を製造するための装置２００の概略図を示している。 [0055] FIG. 6 shows a schematic diagram of an apparatus 200 for manufacturing a substrate layer stack 100, according to an embodiment described herein.

［００５６］ 装置２００は、処理装置２００とも称されるが、フレキシブル基板１０１をガイドするためのローラ装置２５０を含む。フレキシブル基板１０１を処理するため、一又は複数の処理ステーションが提供されうる。例えば、フレキシブル基板１０１の上に第１の材料を含む第１の層１１０を堆積するように構成された第１の堆積源装置２００が提供されうる。更に、第１の層１１０の上に第２の材料を含む第２の層１２０を堆積するように構成された第２の堆積源装置２２０が提供されうる。更には、第２の層１２０の上に第３の材料又は第１の材料を含む第３の層１３０を堆積するように構成された第３の堆積源装置２３０が提供されうる。 [0056] The apparatus 200, also referred to as a processing apparatus 200, includes a roller apparatus 250 for guiding the flexible substrate 101. One or more processing stations may be provided for processing the flexible substrate 101. For example, a first deposition source device 200 configured to deposit a first layer 110 containing a first material on a flexible substrate 101 can be provided. Furthermore, a second deposition source device 220 configured to deposit a second layer 120 comprising a second material on the first layer 110 may be provided. In addition, a third deposition source device 230 configured to deposit a third material or a third layer 130 containing the first material on the second layer 120 may be provided.

［００５７］ 例えば、第１の堆積源装置２１０は、第１の層１１０を形成するため、リチウムなどのアルカリ金属をフレキシブル基板１０１の上に堆積するように構成されうる。第２の堆積源装置２２０は、第２の層１２０を形成するため、導電性材料、典型的には銅などの金属を第１の層１１０の上に堆積するように構成されうる。第３の堆積源装置２３０は、第３の層１３０を形成するため、リチウムなどのアルカリ金属を第２の層の上に堆積するように構成されうる。 For example, the first deposition source device 210 can be configured to deposit an alkali metal, such as lithium, on the flexible substrate 101 to form the first layer 110. The second deposition source device 220 can be configured to deposit a conductive material, typically a metal such as copper, on the first layer 110 to form the second layer 120. The third deposition source device 230 can be configured to deposit an alkali metal such as lithium on the second layer to form the third layer 130.

［００５８］ 本書に記載の実施例によれば、第１の堆積源装置２１０、第２の堆積源装置２２０及び第３の堆積源装置２３０の各々は、一又は複数の堆積源を含みうる。具体的には、第１の堆積源装置２１０、第２の堆積源装置２２０及び第３の堆積源装置２３０など、堆積源装置あたりの堆積源の数は、各堆積源装置によって形成される意図した層の厚みに応じて調整することができる。例えば、リチウム電池用の負電極の場合には、間に挿入される銅層よりも厚いリチウム層を有することが望ましい。第１の堆積源装置２１０及び第３の堆積源装置２３０はリチウムを堆積するように構成することができ、銅を堆積するように構成された第２の堆積源装置２２０よりも多くの堆積源を含む。図６に例示的に示したように、第１の堆積源装置２１０及び第３の堆積源装置２３０はそれぞれ２つの堆積源を含み、一方、第２の堆積源装置２２０は１つの堆積源を含む。 [0058] According to embodiments described herein, each of the first deposition source device 210, the second deposition source device 220, and the third deposition source device 230 may include one or more deposition sources. Specifically, the number of deposition sources per deposition source device, such as the first deposition source device 210, the second deposition source device 220, and the third deposition source device 230, is intended to be formed by each deposition source device. It can be adjusted according to the thickness of the layer. For example, in the case of a negative electrode for a lithium battery, it is desirable to have a lithium layer that is thicker than the copper layer inserted therebetween. The first deposition source device 210 and the third deposition source device 230 can be configured to deposit lithium, and more deposition sources than the second deposition source device 220 configured to deposit copper. including. As illustrated in FIG. 6, the first deposition source device 210 and the third deposition source device 230 each include two deposition sources, while the second deposition source device 220 includes one deposition source. Including.

［００５９］ ピーリング層１０５、第１の粘着層１１５及び／又は第２の粘着層１２５を堆積するため、更なる堆積源装置が提供されうる。具体的には、ピーリング層１０５を堆積するための堆積源装置は、第１の層１１０を堆積する第１の堆積源装置２１０の前に提供されうる。第１の粘着層１１５を堆積するための堆積源装置は、第１の層１１０を堆積するための第１の堆積源装置２１０と第２の層１２０を堆積するための第２の堆積源装置２２０との間に提供されうる。第２の粘着層１２５を堆積するための堆積源装置は、第２の層１２０を堆積するための第２の堆積源装置２２０と第３の層１３０を堆積するための第３の堆積源装置２３０との間に提供されうる。 [0059] Additional deposition source devices may be provided to deposit the peeling layer 105, the first adhesive layer 115, and / or the second adhesive layer 125. Specifically, a deposition source device for depositing the peeling layer 105 may be provided before the first deposition source device 210 for depositing the first layer 110. The deposition source apparatus for depositing the first adhesive layer 115 includes a first deposition source apparatus 210 for depositing the first layer 110 and a second deposition source apparatus for depositing the second layer 120. 220 may be provided. The deposition source device for depositing the second adhesive layer 125 includes a second deposition source device 220 for depositing the second layer 120 and a third deposition source device for depositing the third layer 130. 230 may be provided.

［００６０］ 装置２００は、真空チャンバ２０５を含みうる。本書に記載の実施例によれば、フレキシブル基板１０１は、ローラ装置２５０を使用して、真空チャンバ２０５へガイドされる。ローラ装置２５０は、真空チャンバ２０５内に提供される処理ドラム２５６又はコーティングドラム２５６を含みうる。一又は複数の処理ステーションは、基板を処理するため真空チャンバ２０５内に提供され、一方、基板は処理ドラム２５６上にガイドされる。図６は、５つの堆積ステーションの形態にある３つの処理ステーションが、第１の堆積源装置２１０、第２の堆積源装置２２０及び第３の堆積源装置２３０を形成することを例示的に示している。例示的に、各処理ステーション又は堆積源装置は、回転式スパッタリングターゲット、又は回転式スパッタリングターゲットのペア、又は任意の所望の数の回転式スパッタリングターゲットになりうる。本書に記載の実施例によれば、堆積源装置は、例えばリチウムに対して線形蒸発器を含みうる。 [0060] The apparatus 200 may include a vacuum chamber 205. According to embodiments described herein, the flexible substrate 101 is guided to the vacuum chamber 205 using a roller device 250. The roller device 250 may include a processing drum 256 or a coating drum 256 provided in the vacuum chamber 205. One or more processing stations are provided in the vacuum chamber 205 for processing the substrate, while the substrate is guided on the processing drum 256. FIG. 6 exemplarily shows that three processing stations in the form of five deposition stations form a first deposition source device 210, a second deposition source device 220, and a third deposition source device 230. ing. Illustratively, each processing station or deposition source apparatus can be a rotary sputtering target, or a pair of rotary sputtering targets, or any desired number of rotary sputtering targets. According to embodiments described herein, the deposition source device may include a linear evaporator for lithium, for example.

［００６１］ 真空チャンバ２０５は真空チャンバであるとして説明されてきたが、ローラコーティング、スロットダイコーティング及び印刷などの非真空堆積技術の場合には、例えば、ドライルーム又はグローブボックスのチャンバ２０５が使用可能である。 [0061] Although vacuum chamber 205 has been described as being a vacuum chamber, for non-vacuum deposition techniques such as roller coating, slot die coating and printing, for example, a dry room or glove box chamber 205 can be used. It is.

［００６２］ 図６に更に示したように、コーティングドラム２５６又は処理ドラム２５６は、装置２００に設けられる回転軸を有する。処理ドラム２５６は、湾曲した外面に沿って基板をガイドするための湾曲外面を有する。フレキシブル基板１０１は、第１の真空処理領域及び、例えば、少なくとも１つの第２の真空処理領域を経由してガイドされる。本書では頻繁に堆積源装置を処理ステーションと称しているが、エッチングステーション、加熱ステーションなどの他の処理ステーションも、処理ドラム２５６の湾曲した外面に沿って設けることができる。したがって、本書で説明され、種々の堆積源用の区画を有する装置は、単一の堆積装置、例えば、Ｒ２Ｒコーターでの幾つかのスパッタリング、蒸発、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ及び／又はＰＶＤプロセスのモジュールの組み合わせを可能にする。 [0062] As further shown in FIG. 6, the coating drum 256 or the processing drum 256 has a rotating shaft provided in the apparatus 200. The processing drum 256 has a curved outer surface for guiding the substrate along the curved outer surface. The flexible substrate 101 is guided through the first vacuum processing region and, for example, at least one second vacuum processing region. Although the deposition source apparatus is often referred to herein as a processing station, other processing stations such as an etching station, a heating station, and the like can be provided along the curved outer surface of the processing drum 256. Thus, the apparatus described herein and having compartments for various deposition sources is a combination of several sputtering, evaporation, CVD, PECVD and / or PVD process modules in a single deposition apparatus, eg, an R2R coater. Enable.

［００６３］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、処理ステーションは異なる処理ツールをモジュール的に備えることができる。モジュールのコンセプトでは、あらゆる種類の堆積源が、本書に記載の実施例による処理装置又は堆積装置の中で使用可能で、例えば、フレキシブル層スタックを製造するための装置は、異なる堆積技術又は処理パラメータの込み入った組み合わせを適用して堆積させなければならない複合層スタックの堆積でのコスト低減に役立つ。 [0063] According to some embodiments described herein, the processing station may be modularly provided with different processing tools. In the modular concept, any kind of deposition source can be used in a processing apparatus or deposition apparatus according to the embodiments described herein, for example, an apparatus for manufacturing a flexible layer stack can be used with different deposition techniques or processing parameters. Helps reduce costs in depositing composite layer stacks that must be deposited by applying intricate combinations.

［００６４］ 概して、本書で説明される幾つかの実施形態によれば、プラズマ堆積源は、薄膜をフレキシブル基板、例えば、ウェブ又は箔、ガラス基板又はシリコン基板などの上に堆積させるように適合することができる。典型的には、プラズマ堆積源は、例えば、フレキシブル層スタック１００を形成するため、第１の層１１０及び／又は第２の層１２０及び／又は第３の層１３０など、フレキシブル基板１０１の上に薄膜を堆積するように適合することができ、また使用することができる。フレキシブル層スタックは、二次電池又はＴＦＴ、タッチスクリーンデバイス又はフレキシブルＰＶモジュールの負電極を提供するためのものであってよい。 [0064] Generally, according to some embodiments described herein, the plasma deposition source is adapted to deposit a thin film on a flexible substrate, such as a web or foil, a glass substrate, or a silicon substrate. be able to. Typically, the plasma deposition source is on top of the flexible substrate 101, such as the first layer 110 and / or the second layer 120 and / or the third layer 130, for example, to form the flexible layer stack 100. It can be adapted and used to deposit thin films. The flexible layer stack may be for providing a negative electrode of a secondary battery or TFT, touch screen device or flexible PV module.

［００６５］ 本書に記載の実施例により、プラズマ堆積源は、移動するウェブに対向して配設された、２つ、３つ、又はそれ以上にも及ぶＲＦ（高周波）電極を含む、多重領域電極デバイスを有する、ＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相堆積）源として、提供することができる。本書に記載の実施例により、多重領域プラズマ堆積源はまた、ＭＦ（中周波）堆積のためにも提供することができる。本書に記載の更なる実施例により、本書に記載の堆積装置に提供される一又は複数の堆積源は、マイクロ波源であってもよく、及び／又はスパッタターゲットなどのスパッタ源であってもよい。例えば、マイクロ波源に関しては、プラズマはマイクロ波放射によって励起され維持され、マイクロ波源はマイクロ波放射によって励起され、及び／又はプラズマを維持するように構成されている。 [0065] In accordance with embodiments described herein, a plasma deposition source includes multiple regions including two, three, or more RF (radio frequency) electrodes disposed opposite a moving web. It can be provided as a PECVD (plasma chemical vapor deposition) source with an electrode device. With the embodiments described herein, a multi-region plasma deposition source can also be provided for MF (medium frequency) deposition. According to further embodiments described herein, the one or more deposition sources provided in the deposition apparatus described herein may be a microwave source and / or a sputter source such as a sputter target. . For example, with respect to a microwave source, the plasma is excited and maintained by microwave radiation, and the microwave source is excited by microwave radiation and / or configured to maintain the plasma.

［００６６］ 図６に示したように、フレキシブル基板１０１は繰り出しドラム２５６までガイドされ、フレキシブル基板１０１の処理後、巻き取りローラ２５７に巻かれる。装置２００を通ってフレキシブル基板１０１をガイドするため、複数のローラ２５３が提供されうる。ローラ２５３は、フレキシブル基板１０１をガイドすること、フレキシブル基板１０１を引っ張ること、フレキシブル基板１０１を広げること、フレキシブル基板１０１に負荷を加えること、フレキシブル基板１０１から負荷を取り除くこと、及びフレキシブル基板１０１を加熱又は冷却すること、からなる機能群から選択される少なくとも１つの機能を提供することができる。 [0066] As shown in FIG. 6, the flexible substrate 101 is guided to the feeding drum 256, and is wound around the take-up roller 257 after the flexible substrate 101 is processed. A plurality of rollers 253 may be provided to guide the flexible substrate 101 through the apparatus 200. The roller 253 guides the flexible substrate 101, pulls the flexible substrate 101, widens the flexible substrate 101, applies a load to the flexible substrate 101, removes the load from the flexible substrate 101, and heats the flexible substrate 101 Alternatively, at least one function selected from the function group consisting of cooling can be provided.

［００６７］ 本書に記載の幾つかの実施例によれば、処理ドラム２５６は、所望の処理温度まで加熱又は冷却可能である。コントローラは、処理ドラム２５６内の加熱又は冷却デバイスに接続することができる。本書に記載の典型的な実施例によれば、処理ドラム２５６は堆積を目的として加熱することが可能で、例えば、エッチングプロセス中に冷却することもできる。更に、処理ドラム２５６は、例えば、リチウムなどのように融点の低い材料の堆積中に、冷却することができる。 [0067] According to some embodiments described herein, the processing drum 256 can be heated or cooled to a desired processing temperature. The controller can be connected to a heating or cooling device within the processing drum 256. According to the exemplary embodiment described herein, the processing drum 256 can be heated for deposition purposes, for example, it can be cooled during the etching process. Further, the processing drum 256 can be cooled during deposition of a material with a low melting point, such as lithium.

［００６８］ 本書に記載の実施例によれば、第１の層１１０及び／又はフレキシブル層スタック１００からフレキシブル基板１０１を取り除くための除去装置２６０が設けられる。具体的には、除去装置は２６０、装置２００の中で処理ドラム２５６の後、典型的には巻き戻しローラ２５７の前に設けられうる。除去装置２６０は、装置２００の中で巻き戻しローラ２５７の前に設けられると説明されているが、フレキシブル層スタック１００は、フレキシブル基板１０１を含んだまま、或いはその上にフレキシブル基板１０１が載ったまま、巻き戻しローラ２５７に巻き取り可能である。例えば、フレキシブル層スタック１００は、上述の保護の理由により、フレキシブル基板１０１と共に保存することができる。この場合には、フレキシブル層スタックが意図した動作及び／又は機能で使用される前に、フレキシブル基板１０１を取り除くための別個の除去装置を設けることができる。本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル層スタック１００は、特に、フレキシブル基板１０１が取り除かれる前に保存されうる。例えば、リチウム電池の場合には、フレキシブル基板１０１は電池を組み立てる前に取り除くことが可能である。 [0068] According to embodiments described herein, a removal device 260 for removing the flexible substrate 101 from the first layer 110 and / or the flexible layer stack 100 is provided. Specifically, the removal device 260 can be provided in the device 200 after the processing drum 256, typically before the rewinding roller 257. Although it is described that the removing device 260 is provided in front of the rewinding roller 257 in the device 200, the flexible layer stack 100 includes the flexible substrate 101 or the flexible substrate 101 is placed thereon. It can be wound around the rewinding roller 257 as it is. For example, the flexible layer stack 100 can be stored with the flexible substrate 101 for reasons of protection described above. In this case, a separate removal device can be provided to remove the flexible substrate 101 before the flexible layer stack is used in the intended operation and / or function. According to some embodiments described herein, the flexible layer stack 100 can be stored, in particular, before the flexible substrate 101 is removed. For example, in the case of a lithium battery, the flexible substrate 101 can be removed before the battery is assembled.

［００６９］ 図７は、本書に記載の実施例に従って、フレキシブル層スタック１００を製造するための、及び／又はフレキシブル基板１０１を処理するための更なる装置２００を示している。 [0069] FIG. 7 shows a further apparatus 200 for manufacturing the flexible layer stack 100 and / or for processing the flexible substrate 101 in accordance with the embodiments described herein.

［００７０］ 図７に示した装置２００は、図６に示した装置に類似している。しかしながら、図７に示した装置は２つ以上の処理ドラムを含む。そのため、装置のスループット増大に役立ちうる。 [0070] The apparatus 200 shown in FIG. 7 is similar to the apparatus shown in FIG. However, the apparatus shown in FIG. 7 includes more than one processing drum. Therefore, it can be useful for increasing the throughput of the apparatus.

［００７１］ 本書に記載の実施例によれば、第１の処理ドラム２５６ａは第１の材料を堆積するように構成可能であり、第２の処理ドラム２５６ｂは第２の材料を堆積するように構成可能である。すなわち、第１の処理ドラム２５６ａは第１の材料を堆積するように構成された第１の堆積源装置２１０を備えることが可能で、第２の処理ドラム２５６ｂは第２の材料を堆積するように構成された第２の堆積源装置２２０を備えることが可能である。例えば、第１の処理ドラム２５６ａは、第１の層１１０を形成するため、フレキシブル基板１０１の上にリチウムなどのアルカリ金属を堆積し、更に、第３の層１３０を形成するため、形成予定の第２の層１２０の上にリチウムなどのアルカリ金属を堆積するように構成可能である。第２の処理ドラム２５６ｂは、第２の層１２０を形成するため、第１の層１１０の上に、導電性材料を、典型的には銅などの金属を堆積するように構成可能である。 [0071] According to embodiments described herein, the first processing drum 256a can be configured to deposit a first material and the second processing drum 256b can be configured to deposit a second material. It is configurable. That is, the first processing drum 256a can include a first deposition source device 210 configured to deposit a first material, and the second processing drum 256b can deposit a second material. A second deposition source device 220 configured as described above. For example, the first processing drum 256a is formed to deposit the alkali metal such as lithium on the flexible substrate 101 in order to form the first layer 110, and to form the third layer 130. The second layer 120 can be configured to deposit an alkali metal such as lithium. The second processing drum 256b can be configured to deposit a conductive material, typically a metal such as copper, on the first layer 110 to form the second layer 120.

［００７２］ すなわち、フレキシブル基板１０１は、第１の処理ドラム２５６ａにガイドされて、繰り出しローラ２５１から繰り出し可能で、また、第２の処理ドラムは、第１の層１１０の処理後、第２の層１２０の少なくとも一部で、ローラ２５３によって巻き取り可能である。次に、フレキシブル基板１０１は、巻き戻しローラ２５７から第２の処理ドラム２５６ｂ及び第１の処理ドラム２５６ａを通って、繰り出しローラ２５１へ戻るようにガイド可能で、第１の処理ドラムで最終的に第２の層１２０及び第３の層１３０の残りの部分がそれぞれ堆積可能である。したがって、フレキシブル基板１０１は、フレキシブル層スタック１００を製造するため、装置を通って前方及び後方に巻き取り可能である。 [0072] That is, the flexible substrate 101 is guided by the first processing drum 256a and can be fed out from the feeding roller 251, and the second processing drum is subjected to the second processing after the processing of the first layer 110. At least a portion of the layer 120 can be wound by a roller 253. Next, the flexible substrate 101 can be guided from the rewinding roller 257 through the second processing drum 256b and the first processing drum 256a to return to the feeding roller 251. The remaining portions of the second layer 120 and the third layer 130 can each be deposited. Thus, the flexible substrate 101 can be wound forward and backward through the apparatus to produce the flexible layer stack 100.

［００７３］ 図７に例示的に示したように、第１の除去装置２６０ａは繰り出しローラ２５１の隣に配置可能で、及び／又は第２の除去装置２６０ｂは巻き戻しローラ２５７の隣に設けることができる。具体的には、除去装置は有利には、繰り出しローラ２５１及びフレキシブル層スタック１００を処理した後にフレキシブル層スタック１００が巻かれる巻き戻しローラ２５７、のうちの１つの隣に設けられうる。 [0073] As exemplarily shown in FIG. 7, the first removal device 260a can be placed next to the feed roller 251 and / or the second removal device 260b can be placed next to the rewind roller 257. Can do. Specifically, the removal device may advantageously be provided next to one of the unwind roller 251 and the rewind roller 257 on which the flexible layer stack 100 is wound after processing the flexible layer stack 100.

［００７４］ 更に、第１の処理ドラム２５６ａ及び第２の処理ドラム２５６ｂなどの処理ドラムは具体的に、フレキシブル層スタック１００がそれぞれの処理ドラムを通過する間に、材料が堆積されるように構成可能である。例えば、第１の処理ドラム２５６ａは、第１の処理ドラム２５６ａにガイドされたフレキシブル基板１０１の上にリチウムが堆積する間、冷却することができる。 [0074] Further, processing drums such as the first processing drum 256a and the second processing drum 256b are specifically configured such that material is deposited while the flexible layer stack 100 passes through each processing drum. Is possible. For example, the first processing drum 256a can be cooled while lithium is deposited on the flexible substrate 101 guided by the first processing drum 256a.

［００７５］ 本書に記載の実施例によれば、一又は複数の処理ドラムは別々の真空チャンバ内に配置されうる。図７に示した実施例では、第１の処理ドラム２５６ａは第１の真空チャンバ２０５ａ内に配置されており、また、第２の処理ドラム２５６ｂは第２の真空チャンバ２０５ｂ内に配置されている。すなわち、第１真空チャンバ２０５ａ及び第２の真空チャンバ２０５ｂなど、各真空チャンバ内の処理環境は、各堆積プロセスが各真空チャンバ内で実行されるように適合可能である。リチウム堆積の場合、高度な汚染になると考えられるが、汚染されるのはリチウム堆積に実際に使用された真空チャンバだけである。 [0075] According to embodiments described herein, one or more processing drums can be placed in separate vacuum chambers. In the embodiment shown in FIG. 7, the first processing drum 256a is disposed in the first vacuum chamber 205a, and the second processing drum 256b is disposed in the second vacuum chamber 205b. . That is, the processing environment within each vacuum chamber, such as the first vacuum chamber 205a and the second vacuum chamber 205b, can be adapted such that each deposition process is performed within each vacuum chamber. Lithium deposition is likely to be highly contaminated, but only the vacuum chamber actually used for lithium deposition is contaminated.

［００７６］ 図７の実施例では、２つの処理ドラム２５６ａ、２５６ｂ及び２つの真空チャンバ２０５ａ、２０５ｂが示されている。しかしながら、任意の数の処理ドラム及び／又は真空チャンバを設けることができる。例えば、３つの処理ドラム、すなわち、第１の処理ドラム、第２の処理ドラム及び第３の処理ドラムを設けることができる。第１の処理ドラムは第１の堆積源装置２１０を備えることができ、第２の処理ドラムは第２の堆積源装置２２０を備えることができ、第３の処理ドラムは第３の堆積源装置２３０を備えることができる。第１の堆積源装置２１０、第２の堆積源装置２２０、第３の堆積源装置２３０の各々は、例えば、各堆積源装置によって形成される層の意図した厚みに応じて、所定の数の堆積源を含むことができる。 [0076] In the embodiment of FIG. 7, two processing drums 256a, 256b and two vacuum chambers 205a, 205b are shown. However, any number of processing drums and / or vacuum chambers can be provided. For example, three processing drums can be provided: a first processing drum, a second processing drum, and a third processing drum. The first processing drum can comprise a first deposition source device 210, the second processing drum can comprise a second deposition source device 220, and the third processing drum can comprise a third deposition source device. 230 can be provided. Each of the first deposition source device 210, the second deposition source device 220, and the third deposition source device 230 has a predetermined number, for example, depending on the intended thickness of the layer formed by each deposition source device. A deposition source can be included.

［００７７］ 更に、第１の処理ドラム、第２の処理ドラム、及び第３の処理ドラムの各々は、別個の真空チャンバに、すなわち、第１の真空チャンバ、第２の真空チャンバ、及び第３の真空チャンバの各々に配置することができる。更には、一又は複数の処理ドラムは共通の真空チャンバに配置されてもよく、一方、他の処理ドラムは異なる真空チャンバに配置される。例えば、第１の材料を堆積するように構成された堆積源装置、例えば、第１の堆積源装置２１０と第３の堆積源装置２３０を備える第１の処理ドラムと第３の処理ドラムは共に、共通の真空チャンバ内に設けることが可能で、一方、第２の堆積源装置２２０にように、第２の材料を堆積するように構成された一又は複数の堆積源装置を備える第２の処理ドラムは、別の真空チャンバに配置可能である。すなわち、同一の材料を堆積するための処理ドラムは、同一真空チャンバ内に配置可能なため有利である。更には、使用される堆積プロセスによっては、例えば、ドライルーム又はグローブボックスのチャンバは真空チャンバの代わりに使用することができる。例えば、リチウム堆積プロセスは、チャンバ内、例えば、ドライルーム内で実行可能であり、及び／又は銅堆積プロセスは真空チャンバ内で実行可能である。 [0077] Further, each of the first processing drum, the second processing drum, and the third processing drum is in a separate vacuum chamber, ie, the first vacuum chamber, the second vacuum chamber, and the third. Each of the vacuum chambers. Furthermore, one or more processing drums may be placed in a common vacuum chamber, while the other processing drums are placed in different vacuum chambers. For example, a deposition source device configured to deposit a first material, for example, a first processing drum and a third processing drum comprising a first deposition source device 210 and a third deposition source device 230 together. A second source comprising one or more deposition source devices configured to deposit a second material, such as the second deposition source device 220, while the second deposition source device 220 can be provided in a common vacuum chamber. The processing drum can be placed in a separate vacuum chamber. That is, the processing drum for depositing the same material is advantageous because it can be placed in the same vacuum chamber. Furthermore, depending on the deposition process used, for example, a dry room or glove box chamber can be used instead of a vacuum chamber. For example, the lithium deposition process can be performed in a chamber, eg, a dry room, and / or the copper deposition process can be performed in a vacuum chamber.

［００７８］ 幾つかの実施例によれば、一又は複数の処理ドラム２５６は、ローラ装置２５０の一部とみなすことができるが、所望の処理温度まで加熱又は冷却することが可能である。具体的には、フレキシブル基板１０１の温度は、フレキシブル基板１０１が一又は複数の処理ドラム２５６に接触する前に、ローラ装置２５０によって調整可能である。冷却された処理ドラムの場合には、規制のゆるい調整制御によって、温度が処理ドラムの温度をわずかに上回るように調整することが可能で、また規制の強い調整制御によって、温度が処理ドラムの温度をわずかに下回るように調整することが可能である。 [0078] According to some embodiments, one or more processing drums 256 can be considered part of the roller apparatus 250, but can be heated or cooled to a desired processing temperature. Specifically, the temperature of the flexible substrate 101 can be adjusted by the roller device 250 before the flexible substrate 101 contacts one or a plurality of processing drums 256. In the case of a cooled processing drum, it is possible to adjust the temperature so that it slightly exceeds the temperature of the processing drum by loosely regulated control. It is possible to adjust so that it is slightly below.

［００７９］ 図８は、本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタック１００の製造方法３００のフロー図である。 [0079] FIG. 8 is a flow diagram of a method 300 of manufacturing a flexible layer stack 100 according to an example described herein.

［００８０］ フレキシブル層スタック１００の製造方法３００は、ブロック３１０によれば、フレキシブル基板１０１を提供することを含む。ブロック３２０によれば、第１の材料を含む第１の層１１０はフレキシブル基板１０１の上に堆積する。ブロック３３０によれば、第２の材料を含む第２の層１２０は第１の層１１０の上に堆積する。ブロック３４０によれば、フレキシブル基板１０１は取り除かれる。具体的には、フレキシブル層スタック１００は、フレキシブル基板１０１が取り除かれる前に、保存及び／又は移送されうる。 [0080] The method 300 of manufacturing the flexible layer stack 100 includes providing the flexible substrate 101 according to block 310. According to block 320, a first layer 110 comprising a first material is deposited on the flexible substrate 101. According to block 330, the second layer 120 including the second material is deposited on the first layer 110. According to block 340, the flexible substrate 101 is removed. Specifically, the flexible layer stack 100 can be stored and / or transported before the flexible substrate 101 is removed.

［００８１］ 本書に記載の実施例によれば、第３の材料又は第１の材料を含む第３の層１３０は、第２の層１２０の上に堆積しうる。具体的には、方法３００は、上記のブロック又は更なるブロックによれば、更なる層の堆積、及び／又は、フレキシブル基板１０１を引っ張ること、フレキシブル基板１０１を広げること、フレキシブル基板１０１に負荷を加えること、フレキシブル基板１０１から負荷を取り除くこと、及びフレキシブル基板１０１を加熱又は冷却することなどの他の処理操作を含みうる。 [0081] According to embodiments described herein, a third material or a third layer 130 comprising a first material can be deposited over the second layer 120. In particular, the method 300 may include depositing additional layers and / or pulling the flexible substrate 101, spreading the flexible substrate 101, loading the flexible substrate 101 according to the above block or further blocks. It may include other processing operations such as adding, removing a load from the flexible substrate 101, and heating or cooling the flexible substrate 101.

［００８２］ 本書に記載の特定の実施例によれば、方法３００はリチウム電池用の負電極を製造するために提供される。その際、フレキシブル基板１０１は、ローラ装置２５０を使用して真空チャンバ２０５内にガイドされうる。リチウムを含む第１の層１１０は、フレキシブル基板１０１の上に堆積することができる。具体的には、第１の層１１０はリチウム層であってもよい。銅を含む第２の層１２０は、第１の層１１０の上に堆積することができる。具体的には、第２の層１２０は銅層であってもよい。リチウムを含む第３の層１３０は、第２の層１２０の上に堆積することができる。具体的には、第３の層１３０はリチウム層であってもよい。フレキシブル基板１０１は取り除くことができる。 [0082] According to certain embodiments described herein, a method 300 is provided for producing a negative electrode for a lithium battery. At this time, the flexible substrate 101 may be guided into the vacuum chamber 205 using the roller device 250. A first layer 110 containing lithium can be deposited on the flexible substrate 101. Specifically, the first layer 110 may be a lithium layer. A second layer 120 comprising copper can be deposited over the first layer 110. Specifically, the second layer 120 may be a copper layer. A third layer 130 comprising lithium can be deposited on the second layer 120. Specifically, the third layer 130 may be a lithium layer. The flexible substrate 101 can be removed.

［００８３］ 第１の層１１０及び第３の層１３０は、約２５μｍ以下の、好ましくは２０μｍ以下の、典型的には１５μｍ以下の、及び／又は好ましくは３μｍ以上の、典型的には５μｍ以上の厚みに形成されうる。第２の層１２０は、１０μｍ以下の、典型的には８μｍ以下の、有利には７μｍ以下の、具体的には６μｍ以下の、特に５μｍ以下の厚みに形成されうる。 [0083] The first layer 110 and the third layer 130 are about 25 μm or less, preferably 20 μm or less, typically 15 μm or less, and / or preferably 3 μm or more, typically 5 μm or more. Can be formed. The second layer 120 can be formed to a thickness of 10 μm or less, typically 8 μm or less, preferably 7 μm or less, in particular 6 μm or less, in particular 5 μm or less.

［００８４］ 本書に記載の実施例は、以下の利点をもたらしうる。リチウムはキャリアの上に一時的に堆積することができる。温度制御と製造中又は処理中の取扱いは、このようにして促進されうる。更に、銅層などの堆積層の厚みは調整可能である。したがって、市販の銅箔などに関しては、層の厚みの制限は発生しない。リチウム電池などの二次電池との関連では、薄い銅層が処理可能である。リチウム電池のエネルギー密度を高めること、すなわち、同一エネルギー蓄積能力に対する重量及び体積を減らすことが可能である。更に、例えばリチウムによる第１の面のコーティング、保護膜によるコーティング層の保護、例えばリチウムにより第２の面をコーティングするための層スタックの反転、などの作業は省くことができる。有利には、コーティングプロセス又は堆積プロセスは、それ自体が堆積したリチウムに対する保護又は保護層として機能しうるフレキシブル基板などのキャリア膜上で実行可能である。 [0084] The embodiments described herein may provide the following advantages. Lithium can be temporarily deposited on the carrier. Temperature control and handling during manufacturing or processing can thus be facilitated. Furthermore, the thickness of the deposited layer such as a copper layer can be adjusted. Therefore, regarding the commercially available copper foil or the like, there is no limitation on the thickness of the layer. In the context of secondary batteries such as lithium batteries, a thin copper layer can be processed. It is possible to increase the energy density of a lithium battery, ie reduce the weight and volume for the same energy storage capacity. In addition, operations such as coating the first surface with lithium, protecting the coating layer with a protective film, for example, reversing the layer stack to coat the second surface with lithium can be omitted. Advantageously, the coating or deposition process can be carried out on a carrier film, such as a flexible substrate, which can function as a protective or protective layer against the lithium itself deposited.

［００８５］ 以上の記述は、本開示の実施例を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施例及び更なる実施例が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。 [0085] While the above description is directed to embodiments of the present disclosure, other and further embodiments of the disclosure may be devised without departing from the basic scope of the disclosure, The scope of the present disclosure is determined by the following claims.

Claims (15)

フレキシブル層スタック（１００）を製造するための方法であって、
フレキシブル基板（１０１）を提供することと、
前記フレキシブル基板（１０１）の上に第１の材料を含む第１の層（１１０）を堆積することと、
前記第１の層（１１０）の上に第２の材料を含む第２の層（１２０）を堆積することと、
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことと
を含む方法。 A method for manufacturing a flexible layer stack (100) comprising:
Providing a flexible substrate (101);
Depositing a first layer (110) comprising a first material on the flexible substrate (101);
Depositing a second layer (120) comprising a second material on the first layer (110);
Removing the flexible substrate (101). 前記第２の層（１２０）の上に第３の層（１３０）を堆積することを更に含み、前記第３の層（１３０）は前記第１の材料を含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising depositing a third layer (130) over the second layer (120), wherein the third layer (130) comprises the first material. . 前記第１の材料は、リチウムなどのアルカリ金属である、請求項１又は２に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the first material is an alkali metal such as lithium. 前記第１の層（１１０）は、約２５μｍ以下の、好ましくは２０μｍ以下の、典型的には１５μｍ以下の、及び／又は好ましくは３μｍ以上の、典型的には５μｍ以上の厚みに形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。   The first layer (110) is formed to a thickness of about 25 μm or less, preferably 20 μm or less, typically 15 μm or less, and / or preferably 3 μm or more, typically 5 μm or more. The method according to any one of claims 1 to 3. 前記第２の材料は導電性材料、好ましくは銅又はニッケルなどの金属であり、典型的には、前記第２の材料は銅である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。   5. A method according to any one of the preceding claims, wherein the second material is a conductive material, preferably a metal such as copper or nickel, and typically the second material is copper. . ローラ装置（２５０）を使用して、前記フレキシブル基板（１０１）を真空チャンバ（２０５）にガイドすることを更に含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of the preceding claims, further comprising guiding the flexible substrate (101) into a vacuum chamber (205) using a roller device (250). 前記フレキシブル基板（１０１）は、特に前記フレキシブル層スタック（１００）の製造中に、前記第１の層（１１０）に対する保護層として機能するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。   The flexible substrate (101) is configured to function as a protective layer for the first layer (110), particularly during manufacture of the flexible layer stack (100). The method according to item. 前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことは、前記第１の層（１１０）から前記フレキシブル基板（１０１）を剥離することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of the preceding claims, wherein removing the flexible substrate (101) comprises peeling the flexible substrate (101) from the first layer (110). 前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことは、前記フレキシブル基板（１０１）をエッチングすることを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 8, wherein removing the flexible substrate (101) comprises etching the flexible substrate (101). 具体的には、前記第１の層（１１０）を堆積する前に、前記フレキシブル基板（１０１）の上にリリース層（１０５）を提供することを更に含み、典型的には、前記リリース層（１０５）はピーリング層又はエッチング停止層である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。   Specifically, the method further includes providing a release layer (105) on the flexible substrate (101) prior to depositing the first layer (110), typically, the release layer ( 105. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein 105) is a peeling layer or an etch stop layer. リチウム電池の負電極（１００）を製造するための方法（３００）であって、
ローラ装置（２５０）を使用してフレキシブル基板（１０１）を真空チャンバ（２０５）へガイドすることと、
前記フレキシブル基板（１０１）の上にリチウムを含む第１の層（１１０）を堆積することと、
前記第１の層（１１０）の上に銅を含む第２の層（１２０）を堆積することと、
前記第２の層（１２０）の上にリチウムを含む第３の層（１３０）を堆積することと、
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことと
を含む方法（３００）。 A method (300) for manufacturing a negative electrode (100) of a lithium battery, comprising:
Guiding the flexible substrate (101) to the vacuum chamber (205) using a roller device (250);
Depositing a first layer (110) comprising lithium on the flexible substrate (101);
Depositing a second layer (120) comprising copper on the first layer (110);
Depositing a third layer (130) comprising lithium on the second layer (120);
Removing the flexible substrate (101). フレキシブル層スタック（１００）を製造するための装置（２００）であって、
フレキシブル基板（１０１）をガイドするためのローラ装置（２５０）と、
前記フレキシブル基板（１０１）の上に第１の材料を含む第１の層（１１０）を堆積するように構成された第１の堆積源装置（２１０）と、
前記第１の層（１１０）の上に第２の材料を含む第２の層（１２０）を堆積するように構成された第２の堆積源装置（２２０）と、
前記第２の層（１２０）の上に前記第１の材料を含む第３の層（１３０）を堆積するように構成された第３の堆積源装置（２３０）と
を備える装置（２００）。 An apparatus (200) for manufacturing a flexible layer stack (100) comprising:
A roller device (250) for guiding the flexible substrate (101);
A first deposition source device (210) configured to deposit a first layer (110) comprising a first material on the flexible substrate (101);
A second deposition source device (220) configured to deposit a second layer (120) comprising a second material on the first layer (110);
A device (200) comprising a third deposition source device (230) configured to deposit a third layer (130) comprising the first material on the second layer (120). 前記第１の層（１１０）から前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くための除去装置（２６０）
を更に備える請求項１２に記載の装置。 Removal device (260) for removing flexible substrate (101) from first layer (110)
The apparatus of claim 12, further comprising: リチウム電池用のフレキシブルな負電極であって、
リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第１の層（１１０）と、
銅を含み、１０μｍ以下の、好ましくは８μｍ以下の、典型的には７μｍ以下の、具体的には５μｍ以下の厚みを有する第２の層（１２０）と、
リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第３の層（１３０）と
を含む、負電極。 A flexible negative electrode for a lithium battery,
A first layer (110) comprising lithium and having a thickness of 5 μm or more and / or 15 μm or less;
A second layer (120) comprising copper and having a thickness of 10 μm or less, preferably 8 μm or less, typically 7 μm or less, specifically 5 μm or less;
And a third layer (130) containing lithium and having a thickness of 5 μm or more and / or 15 μm or less. 前記第１の層（１１０）と前記第２の層（１２０）との間の第１の粘着層（１１５）、及び／又は前記第２の層（１２０）と前記第３の層（１３０）との間の第２の粘着層（１２５）を更に備える、請求項１４に記載の負電極。   The first adhesive layer (115) between the first layer (110) and the second layer (120) and / or the second layer (120) and the third layer (130). The negative electrode according to claim 14, further comprising a second adhesive layer (125) therebetween.
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