KR102456021B1 - Method of Forming Components of an Electrochemical Cell by Evaporation - Google Patents

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Abstract

전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 증발 소스(102)가 제공된다. 증발 소스(102)는, 재료를 증발시키도록 구성된 재료 소스(140), 및 제1 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제1 가스 유출구(107a) 및 제2 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제2 가스 유출구(107b)를 갖는 가스 공급부를 포함하며, 제1 프로세스 가스는 산소를 포함하고, 제2 프로세스 가스는 수소를 포함하며, 세라믹 층(52)은, 적어도, 증발된 재료, 제1 프로세스 가스, 및 제2 프로세스 가스에 의해 형성된다.An evaporation source 102 is provided for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. The evaporation source 102 includes a material source 140 configured to evaporate a material, a first gas outlet 107a configured to supply a first process gas, and a second gas outlet 107b configured to supply a second process gas. ), wherein the first process gas comprises oxygen, the second process gas comprises hydrogen, and the ceramic layer 52 comprises at least a vaporized material, a first process gas, and a second formed by the process gas.

Description

증발에 의해 전기화학 셀의 컴포넌트를 형성하는 방법Method of Forming Components of an Electrochemical Cell by Evaporation

[0001] 본 개시내용의 실시예들은 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법들, 증발 소스들, 및 프로세싱 챔버들에 관한 것이다. 본 개시내용의 실시예들은 특히, 리튬 배터리 또는 Li-이온 배터리의 캐소드, 애노드, 전해질, 또는 세퍼레이터(separator)를 형성하기 위한 방법, 증발 소스, 및 프로세싱 챔버에 관한 것이다.Embodiments of the present disclosure relate to methods, evaporation sources, and processing chambers for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. Embodiments of the present disclosure relate, inter alia, to a method, an evaporation source, and a processing chamber for forming the cathode, anode, electrolyte, or separator of a lithium battery or Li-ion battery.

[0002] 전기 세퍼레이터는, 예컨대, 이온 전도성을 유지하면서 전극들이 서로 분리되어야 하는 배터리들 및 다른 어레인지먼트들에서 사용되는 세퍼레이터로서 설명될 수 있다.An electrical separator may be described, for example, as a separator used in batteries and other arrangements where the electrodes must be separated from each other while maintaining ionic conductivity.

[0003] 일반적으로, 세퍼레이터는, 시스템, 예컨대 배터리의 전해질에서 사용되는 화학물들 및 용제들에 대하여 높은 이온 다공도, 양호한 기계적 강도, 및 장기간 안정성을 갖는 얇은 다공성 전기 절연 물질을 포함한다. 배터리들에서, 세퍼레이터는 일반적으로, 애노드로부터 캐소드를 완전히 전기적으로 절연시킨다. 부가하여, 세퍼레이터는 일반적으로 영구적인 탄성을 갖고, 그리고 외부 로드(load)들 뿐만 아니라, 이온들이 혼입 및 방출될 때의 전극들의 "브리딩(breathing)"으로부터 기인하는 시스템 내의 운동들을 따른다.[0003] In general, a separator comprises a thin porous electrically insulating material having high ionic porosity, good mechanical strength, and long-term stability to chemicals and solvents used in the electrolyte of a system, such as a battery. In batteries, a separator generally completely electrically insulates the cathode from the anode. In addition, a separator is generally permanently resilient and follows motions within the system resulting from "breathing" of the electrodes as ions as well as external loads are incorporated and released.

[0004] 일반적으로, 세퍼레이터는 세퍼레이터가 사용되는 시스템의 수명 및 안전성을 결정하는 데 관련된다. 예컨대, 재충전가능 배터리들의 개발은 적합한 세퍼레이터 재료들의 개발에 의해 상당한 영향을 받고 있다.[0004] In general, a separator is involved in determining the lifespan and safety of the system in which the separator is used. For example, the development of rechargeable batteries has been significantly impacted by the development of suitable separator materials.

[0005] 구체적으로, 고-에너지 배터리들 또는 고-성능 배터리들에서 사용하기 위한 세퍼레이터들은, 낮은 특정 공간 조건을 보장하고 내부 저항을 최소화하기 위해 매우 얇을 수 있고, 낮은 내부 저항들을 보장하기 위해 높은 다공도를 가질 수 있으며, 배터리 시스템의 낮은 비중량을 달성하기 위해 가벼울 수 있다.Specifically, separators for use in high-energy batteries or high-performance batteries can be very thin to ensure low specific space conditions and minimize internal resistance, and high to ensure low internal resistances. It can have porosity and can be lightweight to achieve a low specific weight of the battery system.

[0006] 세퍼레이터들은 전형적으로, 배터리의 이온들에 대해 다공성을 갖는 세라믹 층을 포함한다. 리튬 배터리들의 경우, 세라믹 층은 리튬 이온들(Li-이온들)에 대해 다공성을 가질 수 있다. 그러나, 세라믹 층들은 완전히 다공성을 갖는 것은 아닐 수 있다. 예컨대, 세라믹 층은, 완전히 결합되지 않아서 Li- 이온 배터리의 충전/방전 동안 Li-이온들과 반응할 수 있는 금속 원자들을 포함할 수 있다. 따라서, 배터리 성능이 저하될 수 있다.[0006] Separators typically include a ceramic layer that is porous to the ions of the battery. In the case of lithium batteries, the ceramic layer may be porous to lithium ions (Li-ions). However, the ceramic layers may not be completely porous. For example, the ceramic layer may contain metal atoms that are not fully bonded and may react with Li-ions during charging/discharging of a Li-ion battery. Accordingly, battery performance may be degraded.

[0007] 상기된 바를 고려하여, 본원에서 설명되는 실시예들은, 본 기술 분야의 문제들 중 적어도 일부를 극복할 수 있는, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트들을 형성하기 위한 방법들 및 시스템들을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 개시내용은, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 사이클 수명 및 전하 운송(방전/충전 레이트들) 전압을 증가시킬 수 있는, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트들을 형성하기 위한 방법들 및 시스템들을 제공하는 것을 목적으로 한다.[0007] In view of the above, embodiments described herein provide methods and systems for forming components of an electrochemical energy storage device that can overcome at least some of the problems in the art. aim to The present disclosure aims to provide methods and systems for forming components of an electrochemical energy storage device, which can increase the cycle life and charge transport (discharge/charge rates) voltage of the electrochemical energy storage device do it with

[0008] 상기된 바를 고려하여, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트들을 형성하기 위한 방법, 증발 소스, 및 프로세싱 챔버가 제공된다. 본 출원의 추가적인 양상들, 이점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부 도면들로부터 명백하다.[0008] In view of the above, a method, an evaporation source, and a processing chamber for forming components of an electrochemical energy storage device are provided. Additional aspects, advantages, and features of the present application are apparent from the dependent claims, the detailed description, and the accompanying drawings.

[0009] 본 개시내용의 양상에 따르면, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 가요성 기판 상에 재료를 증발시키는 단계, 제1 프로세스 가스를 공급하는 단계, 및 제2 프로세스 가스를 공급하는 단계를 포함하며, 제2 프로세스 가스는 수소를 포함하고, 세라믹 층은, 적어도, 증발된 재료, 제1 프로세스 가스, 및 제2 프로세스 가스에 의해 형성된다.According to an aspect of the present disclosure, a method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device is provided. The method includes evaporating a material on the flexible substrate, supplying a first process gas, and supplying a second process gas, the second process gas comprising hydrogen, the ceramic layer comprising: at least formed by the evaporated material, the first process gas, and the second process gas.

[0010] 본 개시내용의 양상에 따르면, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 증발 소스가 제공된다. 증발 소스는, 재료를 증발시키도록 구성된 재료 소스, 및 제1 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제1 가스 유출구 및 제2 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제2 가스 유출구를 갖는 가스 공급부를 포함하며, 제2 프로세스 가스는 수소를 포함하고, 세라믹 층은, 적어도, 증발된 재료, 제1 프로세스 가스, 및 제2 프로세스 가스에 의해 형성된다.According to an aspect of the present disclosure, an evaporation source for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device is provided. The evaporation source includes a material source configured to evaporate a material, and a gas supply having a first gas outlet configured to supply a first process gas and a second gas outlet configured to supply a second process gas, wherein the second process The gas includes hydrogen, and the ceramic layer is formed by at least the evaporated material, the first process gas, and the second process gas.

[0011] 본 개시내용의 양상에 따르면, 프로세스 챔버가 제공된다. 프로세스 챔버는 증발 소스를 포함하며, 그 증발 소스는, 재료를 증발시키도록 구성된 재료 소스, 및 제1 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제1 가스 유출구 및 제2 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제2 가스 유출구를 갖는 가스 공급부를 포함하며, 제2 프로세스 가스는 수소를 포함하고, 세라믹 층은, 적어도, 증발된 재료, 제1 프로세스 가스, 및 제2 프로세스 가스에 의해 형성된다. 프로세스 챔버는 프로세스 챔버를 통해 가요성 기판을 운송하도록 구성된 기판 운송 메커니즘을 더 포함한다. 증발 소스는 세라믹 층이 가요성 기판 상에 형성되도록 기판 운송 메커니즘에 대하여 배열된다.According to an aspect of the present disclosure, a process chamber is provided. The process chamber includes an evaporation source, the evaporation source comprising a material source configured to evaporate a material, and a first gas outlet configured to supply a first process gas and a second gas outlet configured to supply a second process gas wherein the second process gas comprises hydrogen, and wherein the ceramic layer is formed by at least the vaporized material, the first process gas, and the second process gas. The process chamber further includes a substrate transport mechanism configured to transport the flexible substrate through the process chamber. The evaporation source is arranged relative to the substrate transport mechanism such that the ceramic layer is formed on the flexible substrate.

[0012] 예들은 또한, 개시되는 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이고, 그리고 설명되는 방법 블록들을 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 이들 방법 블록들은 하드웨어 컴포넌트들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 이들 둘의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 게다가, 본 출원에 따른 예들은 또한, 설명되는 장치를 동작시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 방법은 장치의 기능들을 수행하기 위한 방법 블록들 또는 동작들을 포함한다.Examples also relate to apparatus for performing the disclosed methods, and include apparatus portions for performing the described method blocks. These method blocks may be performed by hardware components, by a computer programmed by suitable software, by any combination of the two, or in any other manner. Furthermore, examples according to the present application also relate to methods for operating the described apparatus. A method includes method blocks or acts for performing functions of an apparatus.

[0013] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이고, 아래에서 설명된다.
[0014] 도 1은 실시예들에 따른, 프로세싱 챔버 내에 배열된 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트를 형성하기 위한 증발 소스의 개략도를 도시한다.
[0015] 도 2는 실시예들에 따른, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트를 형성하기 위한 프로세싱 챔버의 개략도를 도시한다.
[0016] 도 3은 도 2에 도시된 프로세싱 챔버의 확대된 섹션을 도시한다.
[0017] 도 4는 실시예들에 따른, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트를 형성하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
[0018] 도 5는 실시예들에 따른, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트를 형성하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.[0013] In such a way that the above-listed features of the disclosure may be understood in detail, a more specific description of the disclosure briefly summarized above may be made with reference to embodiments. The accompanying drawings relate to embodiments of the present disclosure and are described below.
1 shows a schematic diagram of an evaporation source for forming a component of an electrochemical energy storage device arranged in a processing chamber, according to embodiments;
2 shows a schematic diagram of a processing chamber for forming a component of an electrochemical energy storage device, in accordance with embodiments;
FIG. 3 shows an enlarged section of the processing chamber shown in FIG. 2 ;
4 schematically shows a method for forming a component of an electrochemical energy storage device, according to embodiments.
5 schematically shows a method for forming a component of an electrochemical energy storage device, according to embodiments.

[0019] 이제, 본 개시내용의 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이고, 그 다양한 실시예들의 하나 이상의 예들이 도면들에 예시된다. 도면들의 아래의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 구체적으로, 개별 실시예들에 대한 차이들이 설명된다. 각각의 예는 설명으로서 제공되고, 본 개시내용의 제한으로서 의도되지 않는다. 일 실시예의 부분으로서 예시 또는 설명되는 특징들은 더 추가적인 실시예를 생성하기 위해 다른 실시예들과 함께 또는 다른 실시예들에 대해 사용될 수 있다. 본 설명이 그러한 변형들 및 변화들을 포함하는 것으로 의도된다.Reference will now be made in detail to various embodiments of the present disclosure, one or more examples of which are illustrated in the drawings. Within the following description of the drawings, like reference numbers refer to like components. Specifically, differences to individual embodiments are described. Each example is provided by way of illustration and is not intended as a limitation of the disclosure. Features illustrated or described as part of one embodiment may be used with or with other embodiments to create a still further embodiment. It is intended that this description cover such modifications and variations.

[0020] 도 1은 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층(52)을 형성하기 위한 증발 소스(102)를 도시한다. 증발 소스(102)는 예시적으로 프로세싱 챔버(100)에 배열될 수 있다. 프로세싱 챔버(100)는 프로세싱 시스템, 이를테면, 진공 프로세싱 시스템을 위한 프로세싱 시스템의 일부일 수 있다.1 shows an evaporation source 102 for forming a ceramic layer 52 of a component of an electrochemical energy storage device. The evaporation source 102 may be arranged in the processing chamber 100 for example. The processing chamber 100 may be part of a processing system, such as a processing system for a vacuum processing system.

[0021] 본 개시내용의 맥락에서, "전기화학 에너지 저장 디바이스"는 재충전가능할 수 있거나 또는 재충전가능하지 않을 수 있는 전기화학 에너지 저장소로서 이해될 수 있다. 이와 관련하여, 본 개시내용은 한편으로는 "축전지(accumulator)"라는 용어와 다른 한편으로는 "배터리"라는 용어를 구별하지 않는다. 본 개시내용의 맥락에서, "전기화학 에너지 저장 디바이스", "전기화학 디바이스", 및 "전기화학 셀"이라는 용어들은 이하에서 동의어로 사용될 수 있다. 예컨대, "전기화학 에너지 저장 디바이스"라는 용어는 또한, 연료 셀을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 전기화학 셀은 에너지 저장소의 기본 또는 최소 기능 유닛인 것으로 이해될 수 있다. 산업 실무에서, 저장소의 총 에너지 용량을 증가시키기 위해, 다수의 전기화학 셀들이 종종 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 이러한 맥락에서, 다수의 전기화학 셀들이 참조될 수 있다. 산업적으로 설계된 배터리는 결과적으로, 단일 전기화학 셀을 가질 수 있거나, 또는 병렬 또는 직렬로 연결된 다수의 전기화학 셀들을 가질 수 있다.[0021] In the context of the present disclosure, an “electrochemical energy storage device” may be understood as an electrochemical energy storage that may or may not be rechargeable. In this regard, the present disclosure does not distinguish between the term "accumulator" on the one hand and the term "battery" on the other hand. In the context of the present disclosure, the terms “electrochemical energy storage device”, “electrochemical device”, and “electrochemical cell” may be used synonymously hereinafter. For example, the term “electrochemical energy storage device” may also include fuel cells. In the embodiments described herein, an electrochemical cell may be understood to be the basic or minimal functional unit of an energy store. In industrial practice, multiple electrochemical cells can often be connected in series or parallel to increase the total energy capacity of the reservoir. In this context, reference may be made to a number of electrochemical cells. An industrially designed battery may consequently have a single electrochemical cell, or may have multiple electrochemical cells connected in parallel or series.

[0022] 일반적으로, 예컨대 기본 기능 유닛으로서의 전기화학 에너지 저장 디바이스는 반대 극성의 2개의 전극들, 즉, 음의 애노드 및 양의 캐소드를 포함할 수 있다. 캐소드 및 애노드는 캐소드와 애노드 사이의 단락들을 방지하기 위해 캐소드와 애노드 사이에 배열된 세퍼레이터에 의해 절연될 수 있다. 셀은 전해질로 채워질 수 있다. 전해질은, 액체, 겔 형태, 또는 때로는 고체일 수 있는 이온 전도체일 수 있다. 세퍼레이터는 이온 투과성을 가질 수 있고, 그리고 충전 또는 방전 사이클에서 애노드와 캐소드 사이의 이온들의 교환을 가능하게 할 수 있다. 전기화학 에너지 저장 디바이스에 포함된 부분들은 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트들로서 이해될 수 있다. 따라서, 캐소드, 애노드, 전해질, 및 세퍼레이터를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 위에서 설명된 부분들 중 일부 또는 각각은 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트로서 고려될 수 있다.[0022] In general, an electrochemical energy storage device, for example as a basic functional unit, may comprise two electrodes of opposite polarity, ie a negative anode and a positive cathode. The cathode and the anode may be insulated by a separator arranged between the cathode and the anode to prevent short circuits between the cathode and the anode. The cell may be filled with an electrolyte. The electrolyte may be an ionic conductor which may be in liquid, gel form, or sometimes solid. The separator may be ion permeable and may enable the exchange of ions between the anode and cathode in a charge or discharge cycle. Portions included in the electrochemical energy storage device may be understood as components of the electrochemical energy storage device. Accordingly, some or each of the portions described above including, but not limited to, a cathode, an anode, an electrolyte, and a separator may be considered as a component of an electrochemical energy storage device.

[0023] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스(102)는 재료를 증발시키도록 구성된 재료 소스(140)를 포함할 수 있다. 재료 소스(140)는 세라믹 층(52)을 구성하는 적어도 하나의 엘리먼트를 제공하도록 구성될 수 있다. 재료 소스(140)는 예컨대 알루미늄과 같은 금속을 증발시키도록 구성될 수 있다.According to embodiments described herein, the evaporation source 102 may include a material source 140 configured to evaporate a material. The material source 140 may be configured to provide at least one element that makes up the ceramic layer 52 . Material source 140 may be configured to evaporate a metal, such as aluminum, for example.

[0024] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스(102)는 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부(107a, 107b)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 가스 공급부는 적어도 제1 및 제2 프로세스 가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 프로세스 가스, 특히, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 반응성 가스일 수 있다. 구체적으로, 프로세스 가스, 특히, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 재료 소스(140)에 의해 증발된 재료와 반응하는 반응성 가스일 수 있다. 부가적으로, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 제1 프로세스 가스와 제2 프로세스 가스 중 다른 하나와 반응하는 반응성 가스일 수 있다. 제1 프로세스 가스와 제2 프로세스 가스의 반응의 생성물은 반응성 가스일 수 있는 제3 프로세스 가스일 수 있다. 구체적으로, 제3 프로세스 가스는 재료 소스(140)에 의해 증발된 재료와 반응하는 반응성 가스일 수 있다. 따라서, 제1 프로세스 가스, 제2 프로세스 가스, 및 제3 프로세스 가스 중 임의의 하나는 재료 소스(140)에 의해 증발된 재료와 반응할 수 있는 반응성 가스일 수 있다.According to embodiments described herein, the evaporation source 102 may include a gas supply 107a, 107b configured to supply a process gas. Specifically, the gas supply unit may be configured to supply at least the first and second process gases. The process gas, in particular the first process gas and/or the second process gas, may be a reactive gas. Specifically, the process gas, particularly the first process gas and/or the second process gas, may be a reactive gas that reacts with the material evaporated by the material source 140 . Additionally, the first process gas and/or the second process gas may be a reactive gas that reacts with the other of the first process gas and the second process gas. The product of the reaction of the first process gas and the second process gas may be a third process gas, which may be a reactive gas. Specifically, the third process gas may be a reactive gas that reacts with the material evaporated by the material source 140 . Accordingly, any one of the first process gas, the second process gas, and the third process gas may be a reactive gas capable of reacting with the material evaporated by the material source 140 .

[0025] 가스 공급부(107a, 107b)는 세라믹 층(52)을 구성하는 적어도 하나의 엘리먼트를 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 산소, 오존, 아르곤, 및 이들의 조합들일 수 있고, 그리고/또는 산소, 오존, 아르곤, 및 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 추가로, 가스 공급부(107a, 107b)는 세라믹 층(52)을 구성하는 적어도 2개의 엘리먼트들을 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 산소, 오존, 아르곤, 및 이들의 조합들일 수 있고 그리고/또는 이들을 포함할 수 있고, 그리고/또는 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스 중 다른 하나는 수소, 수증기, 아르곤, 및 이들의 조합들일 수 있고 그리고/또는 이들을 포함할 수 있다. 제1 프로세스 가스는 제2 프로세스 가스와 상이할 수 있다. 제1 프로세스 가스는 제1 반응성 가스일 수 있고, 그리고/또는 제2 프로세스 가스는 제2 반응성 가스일 수 있다.The gas supplies 107a , 107b may be configured to provide at least one element constituting the ceramic layer 52 . For example, the first process gas and/or the second process gas may be oxygen, ozone, argon, and combinations thereof, and/or may include oxygen, ozone, argon, and combinations thereof. Additionally, the gas supplies 107a , 107b may be configured to provide at least two elements constituting the ceramic layer 52 . For example, the first process gas and/or the second process gas may be and/or include oxygen, ozone, argon, and combinations thereof, and/or the first process gas and/or the second process gas the other may be and/or include hydrogen, water vapor, argon, and combinations thereof. The first process gas may be different from the second process gas. The first process gas may be a first reactive gas, and/or the second process gas may be a second reactive gas.

[0026] 증발, 구체적으로는 반응성 증발에 의해 세라믹 층(52)을 형성하는 경우, 세라믹 층(52)은 완전 화학양론(full stoichiometry)으로 형성되지 않을 수 있거나 또는 비-화학양론(non-stoichiometry)으로 형성될 수 있다. 본 개시내용의 맥락에서, 세라믹 층(52)의 화학양론과 같은 "화학양론"은 화학 반응들에서의 반응물들과 생성물들의 상대적인 양들의 계산으로서 이해될 수 있다. 따라서, "비-화학양론적" 또는 "완전 화학양론적이 아님"은 생성물이 모든 반응물들을 포함하지 않는 경우들을 지칭할 수 있다. 알루미늄 산화물이 세라믹 층(52)의 재료인 예에서, 완전 화학양론적 반응은 4Al + 3O2 = 2Al2O3일 수 있다. 알루미늄 산화물이 완전 화학양론으로 형성되지 않거나 또는 비-화학양론적인 경우, 반응의 생성물은 예컨대 Al2O2.5일 수 있다. 따라서, AlOx(x ≠ 1.5)의 임의의 조성은 비-화학양론적이거나 또는 완전 화학양론으로 형성되지 않은 것으로서 간주될 수 있다. 그러한 비-화학양론적 세라믹 층에서, 구체적으로는 전기화학 에너지 저장 디바이스의 충전 및/또는 방전 동안, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 엘리먼트들과 반응할 수 있는 비결합 과잉(excess) 원자들이 있을 수 있다. Li-이온 배터리들의 예에서, 이를테면, Li-이온 배터리의 충전 및/또는 방전 동안, Li-이온들과 반응할 수 있는 비결합 과잉 원자들이 세라믹 층을 통해 횡단한다. 알루미늄 산화물이 세라믹 층(52)의 재료인 예에서, 비결합 과잉 원자들은 Al일 수 있다.[0026] When forming the ceramic layer 52 by evaporation, specifically reactive evaporation, the ceramic layer 52 may not be formed with full stoichiometry or non-stoichiometry. ) can be formed. In the context of this disclosure, a “stoichiometry”, such as the stoichiometry of the ceramic layer 52 , may be understood as a calculation of the relative amounts of reactants and products in chemical reactions. Thus, “non-stoichiometric” or “not fully stoichiometric” may refer to instances where the product does not include all reactants. In the example where aluminum oxide is the material of the ceramic layer 52 , the full stoichiometric reaction may be 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 . If the aluminum oxide is not perfectly stoichiometric or non-stoichiometric, the product of the reaction may be, for example, Al 2 O 2.5 . Thus, any composition of AlO x (x≠1.5) can be considered as non-stoichiometric or not fully stoichiometric. In such a non-stoichiometric ceramic layer, specifically during charging and/or discharging of the electrochemical energy storage device, there may be unbound excess atoms that may react with elements of the electrochemical energy storage device. . In the example of Li-ion batteries, such as during charging and/or discharging of a Li-ion battery, unbound excess atoms capable of reacting with Li-ions traverse through the ceramic layer. In an example where aluminum oxide is the material of the ceramic layer 52 , the unbound excess atoms may be Al.

[0027] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 가스 공급부는 제1 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제1 가스 유출구(107a), 및/또는 제2 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제2 가스 유출구(107b)를 가질 수 있다. 제1 프로세스 가스는 산소를 포함하고, 그리고/또는 제2 프로세스 가스는 수소를 포함한다.[0027] According to embodiments described herein, the gas supply is a first gas outlet 107a configured to supply a first process gas, and/or a second gas outlet 107b configured to supply a second process gas. can have The first process gas includes oxygen and/or the second process gas includes hydrogen.

[0028] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 층(52)은 수소 및 산소를 포함하는 화학 조성을 가질 수 있다. 예컨대, 세라믹 층(52)은 알루미늄 수산화물 및 알루미늄 산화물을 포함하는 층일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 세라믹 층(52)은 수화된 알루미늄 산화물 층일 수 있다. 예컨대, 세라믹 층은 알루미늄 산화물, 및 알루미늄 산화물에 용해된 수소를 포함할 수 있다. 따라서, 위에서 약술된 화학양론적 문제들을 가질 수 있는 순수 알루미늄 산화물 층을 형성하는 대신에, 본 출원은 화학양론적 문제들이 동반되지 않는 것으로 추구되는 대안적인 세라믹 층(52)을 제공할 수 있다. 따라서, 화학양론적, 구체적으로는 완전 화학양론적인 세라믹 층(52)이 형성될 수 있다.According to embodiments described herein, ceramic layer 52 may have a chemical composition comprising hydrogen and oxygen. For example, the ceramic layer 52 may be a layer comprising aluminum hydroxide and aluminum oxide. Additionally or alternatively, the ceramic layer 52 may be a hydrated aluminum oxide layer. For example, the ceramic layer may include aluminum oxide and hydrogen dissolved in aluminum oxide. Thus, instead of forming a pure aluminum oxide layer that may have the stoichiometric problems outlined above, the present application may provide an alternative ceramic layer 52 that is sought not to be accompanied by stoichiometric problems. Thus, a stoichiometric, specifically fully stoichiometric ceramic layer 52 may be formed.

[0029] 알루미늄 수산화물이 세라믹 층(52)의 재료 또는 재료의 일부인 예에서, 알루미늄 수산화물은 개선된 화학양론, 특히 완전 화학양론적으로 형성될 수 있고, 그에 따라, 비결합 과잉 Al 원자들의 양이 감소되고, 그리고/또는 알루미늄 산화물이 증가된 양의 Al2O3를 포함한다. 구체적으로, 이론에 의해 구속되기를 원하는 것은 아니지만, 수산화물은, 구체적으로는 산소와 비교할 때, 반응성 재료로서 간주될 수 있다. 따라서, 알루미늄 수산화물은 개선된 화학양론으로 형성될 수 있다. 따라서, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 더 적은 엘리먼트들, 이를테면, 위에서 설명된 Li-이온이 세라믹 층(52)과 반응할 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 더 높은 방전 및/또는 재충전 레이트들, 더 높은 전압, 및/또는 개선된 수명이 획득될 수 있다. 따라서, 개선된 전하 운송, 증가된 전압, 및/또는 연장된 사이클 수명이 실제로 획득될 수 있다.In the example where aluminum hydroxide is the material or part of the material of the ceramic layer 52 , the aluminum hydroxide can be formed with improved stoichiometry, in particular fully stoichiometric, such that the amount of unbound excess Al atoms is reduced and/or aluminum oxide comprises an increased amount of Al 2 O 3 . Specifically, while not wishing to be bound by theory, hydroxide may be considered as a reactive material, specifically when compared to oxygen. Thus, aluminum hydroxide can be formed with improved stoichiometry. Thus, fewer elements of the electrochemical energy storage device, such as the Li-ions described above, can react with the ceramic layer 52 . When practicing embodiments, higher discharge and/or recharge rates, higher voltage, and/or improved lifetime may be obtained. Thus, improved charge transport, increased voltage, and/or extended cycle life may actually be obtained.

[0030] 게다가, 응축의 엔탈피가 감소될 수 있다. 따라서, 증발 프로세스의 온도가 감소될 수 있다. 구체적으로, 세라믹 층(52) 및/또는 가요성 기판(111)에서 받게 되는 온도가 감소될 수 있다. 증가된 온도가, 예컨대, 반응 레이트 및 반응 완전성을 증가시키는 데 유익할 수 있지만, 본원에서 약술된 바와 같이, 형성될 컴포넌트는 열적으로 민감한 부분들일 수 있거나 또는 열적으로 민감한 부분들을 포함할 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 형성될 컴포넌트들의 열적 무결성이 보장될 수 있다.In addition, the enthalpy of condensation can be reduced. Accordingly, the temperature of the evaporation process can be reduced. Specifically, the temperature experienced by the ceramic layer 52 and/or the flexible substrate 111 may be reduced. Although increased temperature may be beneficial, for example, in increasing reaction rate and reaction integrity, as outlined herein, the component to be formed may be or may include thermally sensitive portions. When practicing the embodiments, the thermal integrity of the components to be formed can be ensured.

[0031] 게다가, 세라믹 층(52)의 기계적 견고성이 개선될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트, 및 그에 따른 전기화학 에너지 저장 디바이스의 제조, 사후-프로세싱, 및 저장이 개선될 수 있다. 특히, 세라믹 층(52)의 개선된 견고성은 가요성 기판(111) 상에 형성된 세라믹 층(52)의 와인딩 및/또는 리와인딩을 가능하게 할 수 있다.In addition, the mechanical robustness of the ceramic layer 52 may be improved. When practicing the embodiments, the components of the electrochemical energy storage device, and thus the manufacturing, post-processing, and storage of the electrochemical energy storage device can be improved. In particular, the improved rigidity of the ceramic layer 52 may enable winding and/or rewinding of the ceramic layer 52 formed on the flexible substrate 111 .

[0032] 따라서, 세라믹 층(52)은, 적어도, 증발된 재료, 제1 프로세스 가스, 및 제2 프로세스 가스에 의해 형성될 수 있다. 특히, 증발 소스(102)는 가요성 기판(111) 위에 또는 가요성 기판(111) 상에 세라믹 층(52)을 증착하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 가요성 기판은 제1 면, 및/또는 제1 면 반대편의 제2 면을 가질 수 있다. 세라믹 층(52)은 가요성 기판(111)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 하나 위에 또는 상에 증착될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 적어도 부분적으로 이온화된 프로세스 가스는 개선된 화학양론으로 세라믹 층(52)의 형성을 가능하게 한다.Accordingly, the ceramic layer 52 may be formed by at least the evaporated material, the first process gas, and the second process gas. In particular, the evaporation source 102 may be configured to deposit the ceramic layer 52 over the flexible substrate 111 or on the flexible substrate 111 . Specifically, the flexible substrate may have a first side and/or a second side opposite the first side. The ceramic layer 52 may be deposited over or on at least one of the first side and the second side of the flexible substrate 111 . According to embodiments described herein, the at least partially ionized process gas enables the formation of the ceramic layer 52 with improved stoichiometry.

[0033] 본 개시내용의 맥락에서, 세라믹 층(52)과 같은 "세라믹 층"은 세라믹 재료를 포함하거나 또는 세라믹 재료에 의해 형성된 층으로서 이해될 수 있다. "세라믹 재료"는, 주로 이온 및 공유 결합들로 유지되는, 금속, 비-금속, 또는 준금속(metalloid) 원자들을 포함하는 무기, 비-금속, 고체 재료로서 이해될 수 있다. 본 개시내용의 맥락에서, 세라믹 재료는 특히, 금속 및 산소 원자들, 이를테면 예컨대, 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 등을 특히 포함하는 유전체 재료로서 이해될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 층(52)은 알루미늄 수산화물 층일 수 있다.In the context of this disclosure, a “ceramic layer”, such as ceramic layer 52 , may be understood as a layer comprising or formed by a ceramic material. A “ceramic material” may be understood as an inorganic, non-metallic, solid material comprising metal, non-metal, or metalloid atoms, held primarily by ionic and covalent bonds. In the context of the present disclosure, a ceramic material may be understood as a dielectric material which in particular comprises metal and oxygen atoms, such as, for example, aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride and the like in particular. According to embodiments described herein, the ceramic layer 52 may be an aluminum hydroxide layer.

[0034] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 재료는, 금속들, 즉, 알루미늄, 실리콘, 납, 지르코늄, 티타늄, 하프늄, 란타늄, 마그네슘, 아연, 주석, 세륨, 이트륨, 칼슘, 바륨, 스트론튬, 및 이들의 조합들의 적어도 하나의 전기 비-전도성 또는 매우 낮은 전도성 산화물일 수 있다. 실리콘이 대개 준금속으로서 지칭됨에도 불구하고, 본 개시내용의 맥락에서, 실리콘은 금속이 참조될 때마다 포함될 것이다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트는, 특히 알칼리-내성을 갖는 입력 재료들을 선택함으로써, 강한 알칼리성 전해질들을 수반하는 전기화학 셀들에 최적화될 수 있다. 예컨대, 세라믹 층(52)을 형성하기 위해 무기 성분으로서 알루미늄 또는 실리콘 대신에 지르코늄 또는 티타늄이 사용될 수 있다. 그러한 경우, 세라믹 층(52)은 알루미늄 산화물 또는 실리콘 산화물 대신에 지르코늄 산화물 또는 티타늄 산화물을 포함할 수 있다.[0034] According to embodiments described herein, a ceramic material is made of metals, i.e., aluminum, silicon, lead, zirconium, titanium, hafnium, lanthanum, magnesium, zinc, tin, cerium, yttrium, calcium, barium, at least one electrically non-conductive or very low conductivity oxide of strontium, and combinations thereof. Although silicon is often referred to as a metalloid, in the context of this disclosure, silicon will be included whenever a metal is referenced. According to embodiments described herein, a component of an electrochemical energy storage device can be optimized for electrochemical cells involving strong alkaline electrolytes, particularly by selecting input materials that are alkali-resistant. For example, zirconium or titanium may be used instead of aluminum or silicon as an inorganic component to form the ceramic layer 52 . In such a case, the ceramic layer 52 may include zirconium oxide or titanium oxide instead of aluminum oxide or silicon oxide.

[0035] 세퍼레이터들의 경우, 가요성 기판(111)은 미세 다공성 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 및/또는 이들의 라미네이트로 제조될 수 있고, 그리고/또는 미세 다공성 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 및/또는 이들의 라미네이트를 포함할 수 있다.In the case of separators, flexible substrate 111 may be made of microporous polyethylene, polypropylene, polyolefin, and/or laminates thereof, and/or microporous polyethylene, polypropylene, polyolefin, and/or laminates thereof.

[0036] 캐소드의 경우, 가요성 기판(111)은 알루미늄으로 제조될 수 있고 그리고/또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 이 경우, 캐소드 층이 가요성 기판(111) 상에 형성될 수 있다. 세라믹 층(52)은 캐소드 층 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 캐소드의 경우, 가요성 기판(111)은 5 내지 12 μm의 두께를 가질 수 있고, 그리고/또는 캐소드 층은 최대 100 μm의 두께를 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 가요성 기판(111)은, 알루미늄의 층이 상부에 증착되는, 본원에서 설명되는 바와 같은 폴리머 재료, 예컨대 폴리에스테르일 수 있거나, 또는 본원에서 설명되는 바와 같은 폴리머 재료, 예컨대 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 폴리머 기판은, 예컨대 알루미늄 기판 및/또는 알루미늄의 증착된 층보다 더 얇을 수 있다. 알루미늄의 증착된 층은 약 0.5 μm 내지 약 1 μm의 두께를 가질 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 캐소드의 두께가 감소될 수 있다.In the case of the cathode, the flexible substrate 111 may be made of and/or may include aluminum. In this case, the cathode layer may be formed on the flexible substrate 111 . A ceramic layer 52 may be formed on the cathode layer. For example, in the case of a cathode, the flexible substrate 111 may have a thickness of 5 to 12 μm, and/or the cathode layer may have a thickness of up to 100 μm. Additionally or alternatively, the flexible substrate 111 may be a polymer material as described herein, such as polyester, on which a layer of aluminum is deposited, or a polymer material as described herein. , such as polyester. The polymer substrate may be thinner than, for example, an aluminum substrate and/or a deposited layer of aluminum. The deposited layer of aluminum may have a thickness of from about 0.5 μm to about 1 μm. When practicing the embodiments, the thickness of the cathode may be reduced.

[0037] 애노드의 경우, 가요성 기판(111)은 구리로 제조될 수 있고 그리고/또는 구리를 포함할 수 있다. 이 경우, 애노드 층이 가요성 기판(111) 상에 형성될 수 있다. 세라믹 층(52)은 애노드 층 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 애노드의 경우, 가요성 기판(111)은 5 내지 12 μm의 두께를 가질 수 있고, 그리고/또는 애노드 층은 최대 100 μm의 두께를 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 가요성 기판(111)은, 구리의 층이 상부에 증착되는, 본원에서 설명되는 바와 같은 폴리머 재료, 예컨대 폴리에스테르일 수 있거나, 또는 본원에서 설명되는 바와 같은 폴리머 재료, 예컨대 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 폴리머 기판은, 예컨대 구리 기판 및/또는 구리의 증착된 층보다 더 얇을 수 있다. 구리의 증착된 층은 약 0.5 μm 내지 약 1 μm의 두께를 가질 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 애노드의 두께가 감소될 수 있다.In the case of the anode, the flexible substrate 111 may be made of and/or may include copper. In this case, the anode layer may be formed on the flexible substrate 111 . A ceramic layer 52 may be formed on the anode layer. For example, in the case of an anode, the flexible substrate 111 may have a thickness of 5 to 12 μm, and/or the anode layer may have a thickness of up to 100 μm. Additionally or alternatively, the flexible substrate 111 may be a polymeric material as described herein, such as polyester, on which a layer of copper is deposited, or a polymeric material as described herein. , such as polyester. The polymer substrate may be thinner than, for example, a copper substrate and/or a deposited layer of copper. The deposited layer of copper may have a thickness of from about 0.5 μm to about 1 μm. When practicing the embodiments, the thickness of the anode may be reduced.

[0038] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 층(52)은 다공성 층일 수 있거나 또는 다공도를 가질 수 있다. 특히, 세라믹 층(52)은 특정 엘리먼트들이 세라믹 층(52)을 통과할 수 있도록 다공성을 가질 수 있다.According to embodiments described herein, the ceramic layer 52 may be a porous layer or may have a porosity. In particular, the ceramic layer 52 may be porous to allow certain elements to pass through the ceramic layer 52 .

[0039] 가요성 기판(111)은 특히, 가요성 기판들, 이를테면, 플라스틱 막, 웹, 포일, 가요성 유리, 또는 스트립을 포함할 수 있다. 가요성 기판이라는 용어는 또한, 다른 타입들의 가요성 기판들을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들과 함께 사용되는 바와 같은 가요성 기판은 휘어질 수 있다. "가요성 기판" 또는 "기판"이라는 용어는 "포일"이라는 용어 또는 "웹"이라는 용어와 동의어로 사용될 수 있다. 특히, 본원에서 설명되는 실시예들은, 임의의 종류의 가요성 기판을 코팅하기 위해 활용될 수 있고, 예컨대, 균일한 두께를 갖는 평탄한 코팅들을 제조하기 위해 활용될 수 있거나, 또는 가요성 기판, 또는 하부 코팅 구조의 최상부 상에 미리 결정된 형상으로 코팅 패턴들 또는 코팅 구조들을 제조하기 위해 활용될 수 있다. 세라믹 층에 부가하여, 마스킹, 에칭, 및/또는 증착에 의해, 전자 디바이스들 및 구조들이 가요성 기판 상에 형성될 수 있다.The flexible substrate 111 may include, among other things, flexible substrates, such as a plastic film, a web, a foil, a flexible glass, or a strip. The term flexible substrate may also include other types of flexible substrates. A flexible substrate as used with the embodiments described herein is flexible. The terms “flexible substrate” or “substrate” may be used synonymously with the term “foil” or the term “web”. In particular, the embodiments described herein may be utilized to coat any kind of flexible substrate, eg, to produce flat coatings having a uniform thickness, or a flexible substrate, or It can be utilized to produce coating patterns or coating structures in a predetermined shape on top of the underlying coating structure. In addition to the ceramic layer, electronic devices and structures may be formed on the flexible substrate by masking, etching, and/or deposition.

[0040] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 가요성 기판(111)은, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리테트라플루오로에틸렌, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐 에테르, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리(비닐리덴플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌), 폴리락트산, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리옥시메틸렌, 폴리설폰, 스티렌-아크릴로니트릴, 스티렌-부타디엔 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌 말레산 무수물, 및 이들의 조합들의 그룹으로부터 선택되는 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 리튬 기반 전기화학 에너지 저장 디바이스들에서 발견되는 강한 환원 조건들에서 안정적인 임의의 다른 폴리머 재료들이 또한 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 가요성 기판(111) 및/또는 세라믹 층(52)은, 특히 알칼리-내성을 갖는 입력 재료들을 선택함으로써, 강한 알칼리성 전해질들을 수반하는 전기화학 에너지 저장 디바이스들에 최적화될 수 있다. 예컨대, 가요성 기판(111)은 폴리에스테르 대신에 폴리올레핀 또는 폴리아크릴로니트릴을 포함할 수 있다.[0040] According to embodiments described herein, the flexible substrate 111 may include polyacrylonitrile, polyester, polyamide, polyimide, polyolefin, polytetrafluoroethylene, carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid, Polyethylene, polyethylene terephthalate, polyphenyl ether, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene), polylactic acid, polypropylene, polybutylene, Polybutylene terephthalate, polycarbonate, polytetrafluoroethylene, polystyrene, acrylonitrile butadiene styrene, poly(methyl methacrylate), polyoxymethylene, polysulfone, styrene-acrylonitrile, styrene-butadiene rubber, ethylene and a polymeric material selected from the group of vinyl acetate, styrene maleic anhydride, and combinations thereof. Any other polymeric materials that are stable in the strong reducing conditions found in, for example, lithium based electrochemical energy storage devices may also be used. According to the embodiments described herein, the flexible substrate 111 and/or the ceramic layer 52 are electrochemical energy storage devices involving strong alkaline electrolytes, particularly by selecting input materials that are alkali-resistant. can be optimized for For example, the flexible substrate 111 may include polyolefin or polyacrylonitrile instead of polyester.

[0041] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 가요성 기판(111)의 재료, 구체적으로는 폴리머 재료는, 이를테면 200 ℃ 이상의 높은 용융점을 가질 수 있다. 높은 용융점을 갖는 폴리머 재료들을 포함하는 전기화학 에너지 저장 디바이스들의 컴포넌트들은 빠른 충전 사이클을 갖는 전기화학 에너지 저장 디바이스들에 유용할 수 있다. 실제로, 특히, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 높은 용융점을 갖는 폴리머 재료를 포함하는 컴포넌트의 높은 열 안정성으로 인해, 그러한 컴포넌트가 장비된 전기화학 에너지 저장 디바이스는 열적으로 매우 민감하지 않을 수 있고, 그리고 전기화학 에너지 저장 디바이스에 대한 손상 또는 컴포넌트에 대한 불리한 변화들이 없는 급속 충전으로 인해 온도 증가를 견디는 것이 가능할 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 더 짧은 시간 기간 내에 충전될 수 있는 전기 차량들에 유용할 수 있는 더 빠른 충전 사이클이 달성될 수 있다.According to embodiments described herein, the material of the flexible substrate 111 , specifically a polymer material, may have a high melting point, such as 200° C. or higher. Components of electrochemical energy storage devices comprising polymeric materials having a high melting point may be useful in electrochemical energy storage devices having a fast charge cycle. Indeed, in particular, due to the high thermal stability of a component comprising a polymer material having a high melting point according to the embodiments described herein, an electrochemical energy storage device equipped with such a component may not be very thermally sensitive and , and it may be possible to withstand temperature increases due to rapid charging without damage to the electrochemical energy storage device or adverse changes to the components. When practicing embodiments, a faster charging cycle may be achieved, which may be useful for electric vehicles that may be charged within a shorter period of time.

[0042] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 층(52)을 갖거나 또는 세라믹 층(52)을 갖지 않는 가요성 기판(111)은 10% 내지 90%의 범위, 구체적으로는 40% 내지 80%의 범위의 다공도를 가질 수 있다. 가요성 기판(111) 및/또는 세라믹 층(52)은 실제로 전해질을 위한 경로를 제공할 수 있고, 전해질 침투 시간을 감소시킬 수 있다. 본 개시내용의 맥락에서, 세라믹 층(52) 및/또는 가요성 기판(111)의 다공도와 같은 "다공도"는 개방 세공들의 접근성에 관련될 수 있다. 예컨대, 다공도는 익숙한 방법들을 통해, 이를테면 예컨대, 수은 다공도 측정 방법에 의해 결정될 수 있고, 그리고/또는 모든 세공들이 개방 세공들이라는 가정 하에, 사용되는 재료들의 밀도 및 부피로부터 계산될 수 있다.According to embodiments described herein, the flexible substrate 111 with or without the ceramic layer 52 is in the range of 10% to 90%, specifically 40% It may have a porosity in the range of to 80%. The flexible substrate 111 and/or the ceramic layer 52 may actually provide a path for the electrolyte and reduce electrolyte penetration time. In the context of the present disclosure, “porosity”, such as the porosity of ceramic layer 52 and/or flexible substrate 111 , may relate to the accessibility of open pores. For example, porosity may be determined via familiar methods, such as, for example, by mercury porosimetry, and/or calculated from the density and volume of the materials used, assuming that all pores are open pores.

[0043] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 전기화학 에너지 저장 디바이스는 Li-이온 배터리일 수 있다. Li-이온 배터리들에서, 가요성 기판(111)은 대개, 미세 다공성 폴리에틸렌 및 폴리올레핀으로 제조될 수 있다. 충전 및 방전 사이클들의 전기화학 반응들 동안, Li-이온들은 Li-이온 배터리의 2개의 전극들 사이의 세라믹 층(52) 및/또는 가요성 기판(111) 내의 세공들을 통해 운송된다. 높은 다공도는 이온 전도성을 증가시킬 수 있다. 그러나, 높은 다공도를 갖는 일부 가요성 기판들(111)은, 예컨대, 사이클링 동안 형성된 Li-덴드라이트들이 전극들 사이에 단락들을 생성할 때, 전기적으로 단락되기 쉬울 수 있다.According to embodiments described herein, the electrochemical energy storage device may be a Li-ion battery. In Li-ion batteries, the flexible substrate 111 can usually be made of microporous polyethylene and polyolefin. During the electrochemical reactions of charge and discharge cycles, Li-ions are transported through pores in the ceramic layer 52 and/or the flexible substrate 111 between the two electrodes of the Li-ion battery. High porosity can increase ionic conductivity. However, some flexible substrates 111 with high porosity may be prone to short circuits electrically, for example, when Li-dendrites formed during cycling create shorts between the electrodes.

[0044] 본 개시내용은 전기화학 에너지 저장 디바이스의 매우 얇은 컴포넌트들, 이를테면 매우 얇은 세퍼레이터들을 제공할 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 활동에 기여하지 않는, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 구성 요소들의 비율이 감소될 수 있다. 추가로, 두께의 감소는 동시에, 이온 전도성을 증가시킬 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 컴포넌트들은, 예컨대 배터리 스택에서, 증가된 밀도를 가능하게 할 수 있고, 그에 따라, 동일한 부피에 많은 양의 에너지가 저장될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 전극 면적의 확대를 통해, 제한 전류 밀도가 마찬가지로 증가될 수 있다.[0044] The present disclosure can provide very thin components of an electrochemical energy storage device, such as very thin separators. When practicing embodiments, the proportion of components of the electrochemical energy storage device that do not contribute to the activity of the electrochemical energy storage device may be reduced. Additionally, a reduction in thickness can simultaneously increase ionic conductivity. Components according to embodiments described herein may enable increased density, such as in a battery stack, and thus, a large amount of energy may be stored in the same volume. When practicing the embodiments, through enlargement of the electrode area, the limiting current density can likewise be increased.

[0045] 본원에서 설명되는 실시예들은 세퍼레이터들의 생성을 위해 사용될 수 있다. 세퍼레이터들은 전기화학 에너지 저장 디바이스와 별개일 수 있거나, 또는 이를테면 예컨대, 통합된 세퍼레이터들을 갖는 리튬-이온 배터리들과 같이, 전기화학 에너지 저장 디바이스 내에 직접적으로 통합될 수 있다. 통합된 세퍼레이터 애플리케이션들에서, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 전극 바로 위에 단일-층 세퍼레이터 또는 다중-층 세퍼레이터가 형성될 수 있다. 추가로, 세라믹 층(52)은 전기화학 에너지 저장 디바이스의 전극, 이를테면 애노드 또는 캐소드 상에 코팅될 수 있다. 따라서, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트는 세퍼레이터 또는 세퍼레이터 막, 전해질, 애노드, 및/또는 캐소드일 수 있다.[0045] Embodiments described herein may be used for the creation of separators. The separators may be separate from the electrochemical energy storage device, or may be integrated directly into the electrochemical energy storage device, such as, for example, lithium-ion batteries with integrated separators. In integrated separator applications, a single-layer separator or a multi-layer separator can be formed directly above the electrode of the electrochemical energy storage device. Additionally, ceramic layer 52 may be coated on an electrode, such as an anode or cathode, of an electrochemical energy storage device. Accordingly, the components of the electrochemical energy storage device may be a separator or separator membrane, an electrolyte, an anode, and/or a cathode.

[0046] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 층(52)은 재료, 구체적으로는 금속을 증발시킴으로써 형성될 수 있다. 구체적으로, 세라믹 층(52)은, 예컨대 유도성 가열식 도가니에서, 금속을 증발시킴으로써 형성될 수 있다. 추가로, 예컨대 산소와 같은 프로세스 가스가 세라믹 층(52)을 형성하기 위해 공급될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 층(52)은 반응성 증발에 의해 형성될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 딥-코팅(dip-coating)과 같은 일반적인 세퍼레이터 코팅 기법들과 비교할 때 매우 높은 코팅 속도들이 달성될 수 있다. 구체적으로, 코팅 속도들은 가요성 기판(111) 상에 형성될 세라믹 재료의 타입 및 두께에 따라 변화될 수 있다.According to embodiments described herein, the ceramic layer 52 may be formed by evaporating a material, specifically a metal. Specifically, the ceramic layer 52 may be formed by evaporating the metal, for example, in an inductively heated crucible. Additionally, a process gas, such as oxygen, may be supplied to form the ceramic layer 52 . According to embodiments described herein, ceramic layer 52 may be formed by reactive evaporation. When practicing the embodiments, very high coating rates can be achieved when compared to common separator coating techniques such as dip-coating. Specifically, the coating rates may be changed depending on the type and thickness of the ceramic material to be formed on the flexible substrate 111 .

[0047] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 가요성 기판(111) 상에 형성되는 세라믹 층(52)의 두께는 25 nm 이상, 구체적으로는 50 nm 이상, 특히 100 nm 이상, 및/또는 1000 nm 이하, 구체적으로는 5300 nm 이하, 특히 150 nm 이하일 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 전기화학 에너지 저장 디바이스에서 매우 높은 에너지 밀도가 달성될 수 있다.According to embodiments described herein, the thickness of the ceramic layer 52 formed on the flexible substrate 111 is 25 nm or more, specifically 50 nm or more, particularly 100 nm or more, and/or It may be 1000 nm or less, specifically 5300 nm or less, in particular 150 nm or less. When practicing the embodiments, very high energy densities can be achieved in electrochemical energy storage devices.

[0048] 가요성 기판(111)은 프로세싱 챔버(100)에서 프로세싱되는 동안, 예컨대 증발 소스(102)를 지나서 이동될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판 운송 메커니즘이 제공될 수 있다. 예컨대, 가요성 기판(111)은 운송 경로(P)를 따라 증발 소스(102)를 지나서 운송될 수 있다.The flexible substrate 111 may be moved, such as past the evaporation source 102 , while being processed in the processing chamber 100 . According to embodiments described herein, a substrate transport mechanism may be provided. For example, the flexible substrate 111 may be transported past the evaporation source 102 along the transport path P.

[0049] 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 기판 지지부(22), 및/또는 제1 기판 지지부(22)로부터 일정 거리에 배열된 제2 기판 지지부(24)가 제공될 수 있다. 제1 기판 지지부(22) 및/또는 제2 기판 지지부(24)는 또한, 롤러들, 예컨대, 제1 롤러 및/또는 제2 롤러라고 지칭될 수 있다. 제1 롤(22) 및 제2 롤(24)은 기판 운송 메커니즘의 일부일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 가요성 기판(111)은 제1 롤(22)로부터 제2 롤(24)로 운송될 수 있다. 가요성 기판(111)은 (운송 경로(P)가 투영 평면에 수직인 것을 표시하기 위해 중심에 점을 갖는 원으로 표시되는) 제1 롤(22)로부터 제2 롤(24)로 운송 경로(P)를 따라 운반 및/또는 수송될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판 운송 메커니즘은 운송 경로(P)를 따라 제1 롤(22)로부터 제2 롤(24)로 가요성 기판(111)을 운송하도록 구성될 수 있다. 증발 소스(102)는 제1 롤(22)과 제2 롤(24) 사이의 포지션에 제공될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스(102)는 운송 경로(P)를 따라 배열될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 층(52)은 가요성 기판(111)이 제1 롤(22)로부터 제2 롤(24)로 운송되는 동안 형성될 수 있다.As shown in FIG. 1 , a first substrate support 22 , and/or a second substrate support 24 arranged at a distance from the first substrate support 22 may be provided. The first substrate support 22 and/or the second substrate support 24 may also be referred to as rollers, eg, a first roller and/or a second roller. The first roll 22 and the second roll 24 may be part of a substrate transport mechanism. According to embodiments described herein, flexible substrate 111 may be transported from first roll 22 to second roll 24 . The flexible substrate 111 is transported from the first roll 22 to the second roll 24 (represented by a circle with a point in the center to indicate that the transport path P is perpendicular to the projection plane). may be transported and/or transported according to P). According to embodiments described herein, the substrate transport mechanism may be configured to transport the flexible substrate 111 from the first roll 22 to the second roll 24 along the transport path P. The evaporation source 102 may be provided in a position between the first roll 22 and the second roll 24 . According to the embodiments described herein, the evaporation source 102 may be arranged along the transport path P. According to embodiments described herein, the ceramic layer 52 may be formed while the flexible substrate 111 is being transported from the first roll 22 to the second roll 24 .

[0050] 일부 구현들에서, 가요성 기판(111)은 저장 롤러로부터 언와인딩될 수 있고, 코팅 드럼의 외측 표면 상으로 운송될 수 있고, 그리고 추가적인 롤러들의 외측 표면들을 따라 가이딩될 수 있다. 코팅된 가요성 기판은 와인드-업 스풀 상에 와인딩될 수 있다.In some implementations, the flexible substrate 111 can be unwound from a storage roller, transported onto an outer surface of the coating drum, and guided along the outer surfaces of additional rollers. The coated flexible substrate may be wound on a wind-up spool.

[0051] 본 개시내용의 맥락에서, 예컨대 롤러 조립체의 일부로서의 "롤", "롤러", 또는 "롤러 디바이스"는, 기판(또는 기판의 일부), 이를테면 가요성 기판(111)(또는 가요성 기판(111)의 일부)이, 증착 어레인지먼트(이를테면 증착 장치 또는 증발 챔버)에 기판이 있는 동안, 접촉할 수 있는 표면을 제공하는 디바이스로서 이해될 수 있다. 롤러 디바이스의 적어도 일부는 기판과 접촉하기 위한 원형 형상을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤러 디바이스는 실질적인 원통형 형상을 가질 수 있다. 실질적인 원통형 형상은 직선 종축을 중심으로 형성될 수 있거나, 또는 휘어진 종축을 중심으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은 롤러 디바이스는 가요성 기판과 접촉하도록 적응될 수 있다. 본원에서 지칭되는 바와 같은 롤러 디바이스는, 기판이 코팅되는 동안(또는 기판의 일부가 코팅되는 동안) 또는 기판이 프로세싱 장치에 있는 동안 기판을 가이딩하도록 적응된 가이딩 롤러, 코팅될 기판에 정의된 장력을 제공하도록 적응된 스프레더(spreader) 롤러, 정의된 이동 경로에 따라 기판을 편향시키기 위한 편향 롤러 등일 수 있다.[0051] In the context of the present disclosure, for example, a “roll”, “roller”, or “roller device” as part of a roller assembly is a substrate (or part of a substrate), such as a flexible substrate 111 (or flexible substrate). A portion of the substrate 111 ) may be understood as a device that provides a surface that can be contacted while the substrate is in a deposition arrangement (such as a deposition apparatus or evaporation chamber). At least a portion of the roller device may include a circular shape for contacting the substrate. In some embodiments, the roller device may have a substantially cylindrical shape. The substantially cylindrical shape may be formed about a straight longitudinal axis, or it may be formed about a curved longitudinal axis. According to some embodiments, a roller device as described herein may be adapted to contact a flexible substrate. A roller device as referred to herein is a guiding roller adapted to guide a substrate while the substrate is being coated (or while a part of the substrate is being coated) or while the substrate is in a processing apparatus, defined in the substrate to be coated. It may be a spreader roller adapted to provide tension, a deflection roller for deflecting the substrate along a defined travel path, or the like.

[0052] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 프로세싱 챔버는, 500 m 이상, 1000 m 이상, 또는 수 킬로미터의 길이를 갖는 가요성 기판(111)을 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 기판 폭은 100 mm 이상, 300 mm 이상, 500 mm 이상, 또는 1 m 이상일 수 있다. 기판 폭은 5 m 이하, 특히 2 m 이하일 수 있다. 전형적으로, 기판 두께는 5 μm 이상 및 200 μm 이하, 특히 15 μm 내지 20 μm일 수 있다.According to embodiments described herein, the processing chamber may be configured to process a flexible substrate 111 having a length of 500 m or more, 1000 m or more, or several kilometers. The substrate width may be 100 mm or more, 300 mm or more, 500 mm or more, or 1 m or more. The substrate width may be less than or equal to 5 m, in particular less than or equal to 2 m. Typically, the substrate thickness may be at least 5 μm and up to 200 μm, in particular between 15 μm and 20 μm.

[0053] 도 2는 가요성 기판(111)의 표면 상에 세라믹 층(52)을 증착하기 위한 프로세싱 챔버(100)의 개략도를 도시한다. 프로세싱 챔버(100)는 로딩/언로딩 챔버(101)를 포함할 수 있다. 로딩/언로딩 챔버(101)는 가요성 기판(111)을 프로세싱 챔버(100) 내로 그리고/또는 프로세싱 챔버(100)로부터 로딩/언로딩하도록 구성될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 로딩/언로딩 챔버는 가요성 기판(111)의 프로세싱 동안 진공 하에서 유지될 수 있다. 진공 디바이스(190), 이를테면 진공 펌프가 로딩/언로딩 챔버(101)를 진공배기시키기 위해 제공될 수 있다.FIG. 2 shows a schematic diagram of a processing chamber 100 for depositing a ceramic layer 52 on a surface of a flexible substrate 111 . The processing chamber 100 may include a loading/unloading chamber 101 . The loading/unloading chamber 101 may be configured to load/unload the flexible substrate 111 into and/or from the processing chamber 100 . According to embodiments described herein, the loading/unloading chamber may be maintained under vacuum during processing of the flexible substrate 111 . A vacuum device 190 , such as a vacuum pump, may be provided to evacuate the loading/unloading chamber 101 .

[0054] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 로딩/언로딩 챔버(101)는 언와인딩 모듈(110) 및/또는 리와인딩 모듈(130)을 포함할 수 있다. 언와인딩 모듈(110)은 가요성 기판(111)을 언와인딩하기 위한 언와인드 롤을 포함할 수 있다. 프로세싱 동안, 가요성 기판(111)은 (화살표(113)로 표시된 바와 같이) 언와인딩될 수 있고 그리고/또는 하나 이상의 가이드 롤들(112)에 의해 코팅 드럼(120)으로 가이딩될 수 있다. 프로세싱된 후에, 가요성 기판(111)은 리와인딩 모듈(130) 내의 리와인드 롤 상에 와인딩될 수 있다(화살표(114)).According to embodiments described herein, the loading/unloading chamber 101 may include an unwinding module 110 and/or a rewinding module 130 . The unwinding module 110 may include an unwind roll for unwinding the flexible substrate 111 . During processing, flexible substrate 111 may be unwound (as indicated by arrow 113 ) and/or guided to coating drum 120 by one or more guide rolls 112 . After being processed, the flexible substrate 111 may be wound onto a rewind roll in the rewinding module 130 (arrow 114 ).

[0055] 추가로, 로딩/언로딩 챔버(101)는, 예컨대 하나 이상의 인장 롤러들을 포함하는 인장 모듈(180)을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 로딩/언로딩 챔버(101)는 또한, 예컨대 피벗 암(pivot arm)과 같은 피벗 디바이스(170)를 포함할 수 있다. 피벗 디바이스(170)는 리와인딩 모듈(130)에 대하여 이동가능하도록 구성될 수 있다.Additionally, the loading/unloading chamber 101 may include a tensioning module 180 including, for example, one or more tensioning rollers. Additionally or alternatively, the loading/unloading chamber 101 may also include a pivot device 170 , such as, for example, a pivot arm. The pivot device 170 may be configured to be movable with respect to the rewinding module 130 .

[0056] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 언와인딩 모듈(110), 리와인딩 모듈(130), 가이드 롤(112), 피벗 디바이스(170), 인장 모듈(180)은 롤러 조립체 및/또는 기판 운송 메커니즘의 일부일 수 있다.According to embodiments described herein, the unwinding module 110 , the rewinding module 130 , the guide roll 112 , the pivot device 170 , the tensioning module 180 may be configured to include a roller assembly and/or It may be part of a substrate transport mechanism.

[0057] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 프로세싱 챔버(100)는 증발 챔버(103)를 포함할 수 있다. 증발 챔버(103)는 증발 소스(102)를 포함할 수 있다. 증발 소스(102)는 특히 도 1을 참조하여 설명된 증발 소스(102)와 유사할 수 있거나 또는 동일할 수 있다. 증발 챔버(103)는 로딩/언로딩 챔버(101)를 진공배기시키는 데 또한 사용될 수 있는 진공 디바이스(190)에 의해 진공배기될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 증발 챔버(103)는 로딩/언로딩 챔버(101)를 진공배기시키는 데 또한 사용될 수 있는 진공 디바이스(190)와 별개인 진공 디바이스를 가질 수 있다.According to embodiments described herein, the processing chamber 100 may include an evaporation chamber 103 . The evaporation chamber 103 may include an evaporation source 102 . The evaporation source 102 may be similar or identical to the evaporation source 102 described in particular with reference to FIG. 1 . The evaporation chamber 103 may be evacuated by a vacuum device 190 which may also be used to evacuate the loading/unloading chamber 101 . Additionally or alternatively, the evaporation chamber 103 may have a vacuum device separate from the vacuum device 190 that may also be used to evacuate the loading/unloading chamber 101 .

[0058] 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 증발 소스(102)는 재료 소스(140)를 포함할 수 있다. 재료 소스(140)는 재료, 구체적으로는 금속을 증발시키도록 구성될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 재료 소스(140)는 하나 이상의 증발 보트(evaporation boat)들을 포함할 수 있다. 재료 소스(140)는 재료 소스(140) 내에 피드(feed)될 하나 이상의 와이어들을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 각각의 증발 보트마다 하나의 와이어가 있을 수 있다. 하나 이상의 와이어들은 증발될 재료를 포함할 수 있고 그리고/또는 증발될 재료로 제조될 수 있다. 구체적으로, 하나 이상의 와이어들은 증발될 재료를 공급할 수 있다.As illustratively shown in FIG. 2 , the evaporation source 102 may include a material source 140 . The material source 140 may be configured to evaporate a material, specifically a metal. According to embodiments described herein, material source 140 may include one or more evaporation boats. Material source 140 may further include one or more wires to be fed into material source 140 . Specifically, there may be one wire for each evaporation boat. The one or more wires may include and/or be made of the material to be evaporated. Specifically, one or more wires may supply material to be evaporated.

[0059] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 재료 소스(140)는 하나 이상의 유도성 가열식 도가니들일 수 있다. 유도성 가열식 도가니는, 예컨대, RF 유도-가열, 특히 MF 유도-가열에 의해 진공 환경에서 금속을 증발시키도록 구성될 수 있다. 추가로, 금속은 교환가능한 도가니들, 이를테면 예컨대, 하나 이상의 그래파이트 베슬(graphite vessel)들에 제공될 수 있다. 교환가능한 도가니는 도가니를 둘러싸는 절연 재료를 포함할 수 있다. 하나 이상의 유도 코일들이 도가니 및 절연 재료 주위에 랩핑(wrap)될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 하나 이상의 유도성 코일들은 수냉식일 수 있다. 교환가능한 도가니들이 사용되는 경우, 재료 소스(140) 내에 와이어가 피드될 필요가 없다. 교환가능한 도가니들은 금속으로 사전-로딩될 수 있고, 주기적으로 교체 또는 리필될 수 있다. 구체적으로, 배치(batch)들로 금속을 제공하는 것은 증발되는 금속의 양을 정확하게 제어하는 이점을 갖는다.According to embodiments described herein, the material source 140 may be one or more inductively heated crucibles. Induction heating crucibles may be configured to evaporate metals in a vacuum environment, for example by RF induction-heating, in particular MF induction-heating. Additionally, the metal may be provided in interchangeable crucibles, such as, for example, one or more graphite vessels. The exchangeable crucible may include an insulating material surrounding the crucible. One or more induction coils may be wrapped around the crucible and insulating material. According to embodiments described herein, the one or more inductive coils may be water cooled. If interchangeable crucibles are used, there is no need to feed a wire into the material source 140 . Interchangeable crucibles can be pre-loaded with metal and can be replaced or refilled periodically. Specifically, providing the metal in batches has the advantage of precisely controlling the amount of metal that is evaporated.

[0060] 금속들을 증발시키기 위해 도가니들의 저항 가열을 사용하는 일반적인 증발 방법들과 달리, 유도성 가열식 도가니를 사용하는 것은 가열 프로세스가 외부 소스에 의해 열 전도를 통해 발생되는 대신에 도가니 내부에서 발생될 수 있게 한다. 유도성 가열식 도가니는 도가니의 모든 벽들이 매우 신속하고 균일하게 가열되는 이점을 갖는다. 금속의 증발 온도는 일반적인 저항 가열식 도가니들을 이용하는 것보다 더 면밀하게 제어될 수 있다. 유도성 가열식 도가니를 사용하는 경우, 금속의 증발 온도 초과로 도가니를 가열하는 것이 불필요할 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 가요성 기판 상에 형성되는 세라믹 층이 더 균질하게 되도록 하기 위해, 금속의 더 제어되고 효율적인 증발이 제공될 수 있다. 도가니의 온도의 면밀한 제어는 또한, 증발하는 금속의 스플래싱(splashing)의 가능성을 감소시킴으로써, 세라믹 층에서 핀홀들 및 관통-홀 결함들을 방지/감소시킬 수 있다. 세퍼레이터들 내의 핀홀 및 관통-홀 결함들은 전기화학 셀들에서 단락들을 야기할 수 있다.[0060] Unlike common evaporation methods that use resistance heating of crucibles to vaporize metals, using an inductively heated crucible allows the heating process to occur inside the crucible instead of through heat conduction by an external source. make it possible Induction heating crucibles have the advantage that all the walls of the crucible are heated very quickly and uniformly. The evaporation temperature of the metal can be more tightly controlled than with conventional resistance heating crucibles. When using an inductively heated crucible, it may not be necessary to heat the crucible above the evaporation temperature of the metal. When practicing embodiments, a more controlled and efficient evaporation of the metal may be provided to make the ceramic layer formed on the flexible substrate more homogeneous. Close control of the temperature of the crucible can also prevent/reduce pinholes and through-hole defects in the ceramic layer by reducing the likelihood of splashing of evaporating metal. Pinhole and through-hole defects in separators can cause shorts in electrochemical cells.

[0061] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 유도성 가열식 도가니는, 예컨대, 하나 이상의 유도 코일들(도면들에 도시되지 않음)에 의해 둘러싸일 수 있다. 유도 코일들은 유도성 가열식 도가니의 일체형 부분일 수 있다. 추가로, 유도 코일들 및 유도성 가열식 도가니는 별개의 부분들로서 제공될 수 있다. 유도성 가열식 도가니 및 유도 코일들을 개별적으로 제공하는 것은 증발 장치의 용이한 유지보수를 가능하게 할 수 있다.According to embodiments described herein, an inductively heated crucible may be surrounded, for example, by one or more induction coils (not shown in the figures). The induction coils may be an integral part of an inductively heated crucible. Additionally, the induction coils and the induction heated crucible may be provided as separate parts. Providing the induction heating crucible and induction coils separately may enable easy maintenance of the evaporation apparatus.

[0062] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스는 하나 이상의 전극 빔 소스들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 전극 빔 소스들은 증발될 재료를 증발시키기 위해 하나 이상의 전극 빔들을 제공할 수 있다.According to embodiments described herein, the evaporation source may include one or more electrode beam sources. The one or more electrode beam sources may provide one or more electrode beams to evaporate the material to be evaporated.

[0063] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 전력 소스(240)(도 3 참조)가 제공될 수 있다. 전력 소스(240)는 유도 코일들에 연결될 수 있다. 전력 소스는 낮은 전압으로 그러나 높은 전류 및 높은 주파수로 전기를 제공하도록 구성될 수 있는 AC 전력 소스일 수 있다. 추가로, 예컨대 공진 회로를 포함시킴으로써 무효 전력이 증가될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 전기 전도성 재료들에 부가적으로 또는 대안적으로, 유도성 가열식 도가니는 예컨대 강자성 재료들을 포함할 수 있다. 자기 재료들은, 예컨대, 유도 가열 프로세스를 개선할 수 있고, 금속의 증발 온도의 더 양호한 제어를 가능하게 할 수 있다.According to embodiments described herein, a power source 240 (see FIG. 3 ) may be provided. The power source 240 may be coupled to the induction coils. The power source may be an AC power source that may be configured to provide electricity at a low voltage but at a high current and high frequency. Additionally, the reactive power can be increased, for example by including a resonant circuit. According to embodiments described herein, in addition to or alternatively to electrically conductive materials, an inductively heated crucible may include, for example, ferromagnetic materials. Magnetic materials, for example, can improve the induction heating process and enable better control of the evaporation temperature of the metal.

[0064] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 프로세싱 챔버(100)의 코팅 드럼(120)은 증발 챔버(103)와 로딩/언로딩 챔버(101)를 분리할 수 있다. 코팅 드럼(120)은 증발 챔버(103) 내로 가요성 기판(111)을 가이딩하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 코팅 드럼(120)은 가요성 기판(111)이 증발 소스(102) 위로 통과할 수 있도록 프로세싱 챔버에 배열될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 코팅 드럼(120)은 냉각될 수 있다.According to embodiments described herein, the coating drum 120 of the processing chamber 100 may separate the evaporation chamber 103 and the loading/unloading chamber 101 . The coating drum 120 may be configured to guide the flexible substrate 111 into the evaporation chamber 103 . Specifically, the coating drum 120 may be arranged in the processing chamber to allow the flexible substrate 111 to pass over the evaporation source 102 . According to embodiments described herein, the coating drum 120 may be cooled.

[0065] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스(102)는 프로세스 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 포함할 수 있다. 가스 공급부는 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및 제2 가스 도입 디바이스(107b)를 포함할 수 있다. 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및/또는 제2 가스 도입 디바이스(107b)는 증발 소스(102) 및/또는 증발 챔버(103) 내에 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스를 제어가능하게 도입하도록 배열될 수 있다. 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및/또는 제2 가스 도입 디바이스(107b)는, 예컨대, 증발 소스(102) 및/또는 증발 챔버(103) 내에 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스를 제공하기 위해 제1 프로세스 가스 공급부 및/또는 제2 프로세스 가스 공급부에 연결된 공급 튜브 및 노즐을 포함할 수 있다.According to embodiments described herein, the evaporation source 102 may include a gas supply for supplying a process gas. The gas supply may include a first gas introduction device 107a and a second gas introduction device 107b. The first gas introduction device 107a and/or the second gas introduction device 107b controllably introduces the first process gas and/or the second process gas into the evaporation source 102 and/or the evaporation chamber 103 . can be arranged to The first gas introduction device 107a and/or the second gas introduction device 107b provide, for example, a first process gas and/or a second process gas into the evaporation source 102 and/or the evaporation chamber 103 . and a supply tube and nozzle connected to the first process gas supply and/or the second process gas supply.

[0066] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제1 프로세스 가스 및 제2 프로세스 가스는 제1 프로세스 가스 대 제2 프로세스 가스의 일정 비율로 공급될 수 있다. 비율은 세라믹 층(52)의 화학양론이 세팅될 수 있도록 조정될 수 있다. 예컨대, 제1 프로세스 가스와 제2 프로세스 가스의 비율은, 화학양론적, 구체적으로는 완전 화학양론적인 세라믹 층(52)이 형성될 수 있도록 세팅될 수 있다.According to embodiments described herein, the first process gas and the second process gas may be supplied at a ratio of the first process gas to the second process gas. The ratio can be adjusted so that the stoichiometry of the ceramic layer 52 can be set. For example, the ratio of the first process gas to the second process gas may be set such that a stoichiometric, specifically, a fully stoichiometric ceramic layer 52 may be formed.

[0067] 프로세스 가스, 특히, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 반응성 가스일 수 있다. 구체적으로, 프로세스 가스, 특히, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 재료 소스(140)에 의해 증발된 재료와 반응하는 반응성 가스일 수 있다. 부가적으로, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 제1 프로세스 가스와 제2 프로세스 가스 중 다른 하나와 반응하는 반응성 가스일 수 있다. 제1 프로세스 가스와 제2 프로세스 가스의 반응의 생성물은 반응성 가스일 수 있는 제3 프로세스 가스일 수 있다. 구체적으로, 제3 프로세스 가스는 재료 소스(140)에 의해 증발된 재료와 반응하는 반응성 가스일 수 있다. 따라서, 제1 프로세스 가스, 제2 프로세스 가스, 및 제3 프로세스 가스 중 임의의 하나는 재료 소스(140)에 의해 증발된 재료와 반응할 수 있는 반응성 가스일 수 있다.[0067] The process gas, in particular the first process gas and/or the second process gas, may be a reactive gas. Specifically, the process gas, particularly the first process gas and/or the second process gas, may be a reactive gas that reacts with the material evaporated by the material source 140 . Additionally, the first process gas and/or the second process gas may be a reactive gas that reacts with the other of the first process gas and the second process gas. The product of the reaction of the first process gas and the second process gas may be a third process gas, which may be a reactive gas. Specifically, the third process gas may be a reactive gas that reacts with the material evaporated by the material source 140 . Accordingly, any one of the first process gas, the second process gas, and the third process gas may be a reactive gas capable of reacting with the material evaporated by the material source 140 .

[0068] 가스 공급부(107a, 107b)는 세라믹 층(52)을 구성하는 적어도 하나의 엘리먼트를 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 산소, 오존, 아르곤, 및 이들의 조합들일 수 있고, 그리고/또는 산소, 오존, 아르곤, 및 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 추가로, 가스 공급부(107a, 107b)는 세라믹 층(52)을 구성하는 적어도 2개의 엘리먼트들을 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스는 산소, 오존, 아르곤, 및 이들의 조합들일 수 있고 그리고/또는 이들을 포함할 수 있고, 그리고/또는 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스 중 다른 하나는 수소, 수증기, 아르곤, 및 이들의 조합들일 수 있고 그리고/또는 이들을 포함할 수 있다. 제1 프로세스 가스는 제2 프로세스 가스와 상이할 수 있다. 제1 프로세스 가스는 제1 반응성 가스일 수 있고, 그리고/또는 제2 프로세스 가스는 제2 반응성 가스일 수 있다.The gas supplies 107a , 107b may be configured to provide at least one element constituting the ceramic layer 52 . For example, the first process gas and/or the second process gas may be oxygen, ozone, argon, and combinations thereof, and/or may include oxygen, ozone, argon, and combinations thereof. Additionally, the gas supplies 107a , 107b may be configured to provide at least two elements constituting the ceramic layer 52 . For example, the first process gas and/or the second process gas may be and/or include oxygen, ozone, argon, and combinations thereof, and/or the first process gas and/or the second process gas the other may be and/or include hydrogen, water vapor, argon, and combinations thereof. The first process gas may be different from the second process gas. The first process gas may be a first reactive gas, and/or the second process gas may be a second reactive gas.

[0069] 제1 프로세스 가스에 산소가 포함되고 그리고/또는 제2 프로세스 가스에 수증기가 포함되는 경우, 산소 가스 및/또는 수증기는, 예컨대, 가요성 기판(111) 상에 세라믹 층(52)을 형성하기 위해, 증발된 금속과 반응할 수 있다. 본 출원의 맥락에서, 수증기는 수소를 함유하는 프로세스 가스로서 이해될 수 있다. 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트들, 이를테면, 세퍼레이터 또는 세퍼레이터 막, 전해질, 캐소드, 및 애노드는 Al(OH)3를 포함할 수 있다. 예컨대 유도성 가열식 도가니에 의해, 알루미늄과 같은 금속이 증발될 수 있고, 그리고 가스 도입 디바이스를 통해, 증발된 금속에 산소 및 수증기가 공급될 수 있다.[0069] When oxygen is included in the first process gas and/or water vapor is included in the second process gas, the oxygen gas and/or water vapor may form the ceramic layer 52 on the flexible substrate 111, for example. To form, it can react with the evaporated metal. In the context of the present application, water vapor may be understood as a process gas containing hydrogen. Components of the electrochemical energy storage device, such as a separator or separator membrane, electrolyte, cathode, and anode, may include Al(OH) 3 . A metal such as aluminum may be evaporated, for example by means of an induction heating crucible, and oxygen and water vapor may be supplied to the evaporated metal via a gas introduction device.

[0070] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제2 프로세스 가스는 수증기를 함유할 수 있다. 구체적으로, 수증기는 진공 환경에 공급될 수 있다. 추가로, 제1 프로세스 가스는 산소를 포함할 수 있고, 제2 프로세스 가스는 수증기를 함유할 수 있다. 구체적으로, 증발 소스(102)에 산소 및 수소를 공급하는 것은 증발 소스(102)에서 수증기를 형성할 수 있다. 게다가, 수증기가 리튬과의 불리한 반응들을 초래할 수 있기 때문에, 형성될 컴포넌트 상에 수증기가 남아 있지 않거나 또는 실질적으로 남아 있지 않도록 유량이 조정될 수 있다.[0070] According to embodiments described herein, the second process gas may contain water vapor. Specifically, water vapor may be supplied to a vacuum environment. Additionally, the first process gas may contain oxygen and the second process gas may contain water vapor. Specifically, supplying oxygen and hydrogen to the evaporation source 102 may form water vapor in the evaporation source 102 . In addition, the flow rate can be adjusted so that no or substantially no water vapor remains on the component to be formed, as water vapor can cause adverse reactions with lithium.

[0071] 증발 소스(102)는 플라즈마 소스(108)를 포함할 수 있다. 플라즈마 소스는 프로세스 가스를 적어도 부분적으로 이온화 및/또는 해리시키도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 플라즈마 소스(108)는 재료 소스(140)와 코팅 드럼(120) 사이에 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다. 플라즈마 소스(108)는, 예컨대, 전자 빔을 이용하여 플라즈마를 점화시키도록 구성된 전자 빔 디바이스일 수 있다. 본원의 추가적인 실시예들에 따르면, 플라즈마 소스는 중공 애노드 증착 플라즈마 소스일 수 있다. 플라즈마는, 증발 금속의 스플래싱의 가능성을 추가로 감소시킴으로써, 기판 상의 다공성 코팅 내의 핀홀들 및 관통-홀 결함들을 방지/감소시키는 것을 도울 수 있다. 플라즈마는 또한, 증발된 금속의 입자들을 추가로 여기시킬 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 플라즈마는 가요성 기판 상에 증착되는 다공성 코팅의 밀도 및 균일성을 증가시킬 수 있다.The evaporation source 102 may include a plasma source 108 . The plasma source may be configured to at least partially ionize and/or dissociate the process gas. Specifically, the plasma source 108 may be configured to create a plasma between the material source 140 and the coating drum 120 . The plasma source 108 may be, for example, an electron beam device configured to ignite a plasma using an electron beam. According to further embodiments herein, the plasma source may be a hollow anode deposition plasma source. Plasma can help prevent/reduce pinholes and through-hole defects in the porous coating on the substrate by further reducing the likelihood of splashing of evaporating metal. The plasma may also further excite particles of vaporized metal. According to embodiments described herein, plasma can increase the density and uniformity of a porous coating deposited on a flexible substrate.

[0072] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스(102)는 프로세스 가스를 적어도 부분적으로 이온화시키도록 구성된 플라즈마 소스(108)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 플라즈마 소스(108)는 증발 소스(102)의 유출구와 재료 소스(140) 사이에 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 플라즈마 소스(108)는 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및/또는 제2 가스 도입 디바이스(107b)와 재료 소스(140) 사이에 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다. 즉, 플라즈마 소스(108)는 코팅될 가요성 기판(111)과 재료 소스(140) 사이에 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 세라믹 층(52)의 화학양론이 개선될 수 있다. 유익한 실시예들에 따르면, 완전 화학양론적 세라믹 층(52)이 실제로 획득될 수 있다.According to embodiments described herein, the evaporation source 102 can include a plasma source 108 configured to at least partially ionize the process gas. Specifically, the plasma source 108 may be configured to create a plasma between the outlet of the evaporation source 102 and the material source 140 . Specifically, the plasma source 108 may be configured to generate a plasma between the first gas introduction device 107a and/or the second gas introduction device 107b and the material source 140 . That is, the plasma source 108 may be configured to create a plasma between the flexible substrate 111 to be coated and the material source 140 . When practicing embodiments, the stoichiometry of the ceramic layer 52 may be improved. According to advantageous embodiments, a fully stoichiometric ceramic layer 52 may actually be obtained.

[0073] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 프로세싱 챔버는 산화 모듈(150)을 포함할 수 있다. 산화 모듈(150)은 세라믹 층(52)을 어닐링하기 위한 어닐링 모듈일 수 있다. 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 산화 모듈(150)은 증발 챔버(103)의 하류에 배열될 수 있다. 산화 모듈(150)은 세라믹 층(52)이 산화 분위기 및/또는 어닐링 분위기를 거치게 하도록 구성될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 세라믹 층(52)은, 구체적으로는 상승된 온도로, 어닐링 분위기 및/또는 산화 분위기를 거칠 수 있다. 추가로, 산화 모듈(150)은 세라믹 층이 산화 거리 및/또는 어닐링 거리에 걸쳐 산화 분위기 및/또는 어닐링 분위기를 거치게 하도록 구성될 수 있다. 산화 거리 및/또는 어닐링 거리는 의도된 양의 산화 및/또는 어닐링을 획득하기에 충분히 길 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 세라믹 층(52)의 화학양론이 개선될 수 있다. 유익한 실시예들에 따르면, 완전 화학양론적 세라믹 층(52)이 실제로 획득될 수 있다.According to embodiments described herein, the processing chamber may include an oxidation module 150 . The oxidation module 150 may be an annealing module for annealing the ceramic layer 52 . As exemplarily shown in FIG. 2 , the oxidation module 150 may be arranged downstream of the evaporation chamber 103 . The oxidation module 150 may be configured to subject the ceramic layer 52 to an oxidizing atmosphere and/or an annealing atmosphere. According to embodiments described herein, ceramic layer 52 may be subjected to an annealing atmosphere and/or an oxidizing atmosphere, specifically at an elevated temperature. Additionally, the oxidation module 150 may be configured to subject the ceramic layer to an oxidizing atmosphere and/or an anneal atmosphere over an oxidizing distance and/or annealing distance. The oxidation distance and/or annealing distance may be long enough to obtain the intended amount of oxidation and/or annealing. When practicing embodiments, the stoichiometry of the ceramic layer 52 may be improved. According to advantageous embodiments, a fully stoichiometric ceramic layer 52 may actually be obtained.

[0074] 본 출원의 맥락에서, 세라믹 층(52)이 거칠 수 있는 산화 분위기와 같은 "산화 분위기"는, 예컨대, 세라믹 층(52)의 화학양론을 개선하기 위해 산화 반응을 가능하게 하는 분위기로서 이해될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 산화 분위기는 20 vol% 초과의 산소를 함유할 수 있다.In the context of the present application, an “oxidizing atmosphere”, such as an oxidizing atmosphere in which the ceramic layer 52 may be subjected, is, for example, an atmosphere that enables an oxidation reaction to improve the stoichiometry of the ceramic layer 52 . can be understood According to embodiments described herein, the oxidizing atmosphere may contain greater than 20 vol % oxygen.

[0075] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 산화 모듈(150)은 가스 조립체를 포함할 수 있다. 가스 조립체는 산소와 같은 산화 가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 산화 모듈(150)은 가열 조립체(미도시)를 포함할 수 있다. 가열 조립체는, 공급되는 산화 가스, 가요성 기판(111), 및 세라믹 층(52) 중 적어도 하나의 온도를 상승시키도록 구성될 수 있다.According to embodiments described herein, the oxidation module 150 may include a gas assembly. The gas assembly may be configured to supply an oxidizing gas, such as oxygen. According to embodiments described herein, oxidation module 150 may include a heating assembly (not shown). The heating assembly may be configured to raise the temperature of at least one of the supplied oxidizing gas, the flexible substrate 111 , and the ceramic layer 52 .

[0076] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 산화 모듈(150)은 흡인 디바이스를 포함할 수 있다. 흡인 디바이스는 과잉 산화 가스, 즉, 세라믹 층(52)을 산화시키는 데 사용되지 않은 산화 가스를 흡인하도록 구성될 수 있다. 흡인 디바이스는 가요성 기판(111)에 대하여 가스 조립체의 반대편에 배열될 수 있다. 따라서, 가스 조립체에 의해 공급되는 프로세스 가스는 세라믹 층(52)에 제공되어, 가요성 기판(111)을 횡단하고, 흡인 디바이스에 의해 흡인될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 프로세싱 챔버(100)의 오염이 방지될 수 있다.According to embodiments described herein, the oxidation module 150 may include a suction device. The aspiration device may be configured to draw off excess oxidizing gas, ie, an oxidizing gas not used to oxidize the ceramic layer 52 . The suction device may be arranged opposite the gas assembly with respect to the flexible substrate 111 . Accordingly, the process gas supplied by the gas assembly may be provided to the ceramic layer 52 , traverse the flexible substrate 111 , and sucked in by the suction device. When practicing embodiments, contamination of the processing chamber 100 may be prevented.

[0077] 추가로, 산화 모듈(150)은 플라즈마 소스를 포함할 수 있다. 산화 모듈(150)의 플라즈마 소스는 가스 조립체와 가요성 기판 사이에 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다. 산화 모듈(150)의 플라즈마 소스는, 예컨대, 전자 빔을 이용하여 플라즈마를 점화시키도록 구성된 전자 빔 디바이스일 수 있다. 본원의 추가적인 실시예들에 따르면, 플라즈마 소스는 중공 애노드 증착 플라즈마 소스일 수 있다. 추가로, 산화 모듈(150)의 플라즈마 소스는, 특히 도 2 및 도 3을 참조하여 본원에서 설명된 증발 소스(102)의 플라즈마 소스(108)와 동일할 수 있거나 또는 유사할 수 있다. 플라즈마는 가스 조립체에 의해 공급되는 산화 가스를 이온화 및/또는 가열할 수 있다. 따라서, 세라믹 층(52)의 산화 레이트가 증가될 수 있다.Additionally, the oxidation module 150 may include a plasma source. The plasma source of the oxidation module 150 may be configured to create a plasma between the gas assembly and the flexible substrate. The plasma source of the oxidation module 150 may be, for example, an electron beam device configured to ignite the plasma using an electron beam. According to further embodiments herein, the plasma source may be a hollow anode deposition plasma source. Additionally, the plasma source of the oxidation module 150 may be the same as or similar to the plasma source 108 of the evaporation source 102 described herein, particularly with reference to FIGS. 2 and 3 . The plasma may ionize and/or heat the oxidizing gas supplied by the gas assembly. Accordingly, the oxidation rate of the ceramic layer 52 can be increased.

[0078] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 산화 모듈(150)은 가열 조립체를 포함할 수 있다. 가열 조립체는, 산화 챔버, 산화 분위기, 가요성 기판(111), 및 세라믹 층(52) 중 적어도 하나의 온도를 상승시키도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 가열 조립체는 상승된 온도를 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 세라믹 층(52)의 산화 레이트가 증가될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 완전 화학양론적 세라믹 층이 획득될 수 있다.According to embodiments described herein, the oxidation module 150 may include a heating assembly. The heating assembly may be configured to raise the temperature of at least one of the oxidation chamber, the oxidizing atmosphere, the flexible substrate 111 , and the ceramic layer 52 . Specifically, the heating assembly may be configured to create an elevated temperature. Accordingly, the oxidation rate of the ceramic layer 52 can be increased. When practicing the embodiments, a fully stoichiometric ceramic layer may be obtained.

[0079] 도 3은 도 2에 도시된 프로세싱 챔버(100)의 확대된 섹션을 도시한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스(102)는 가스 유동 제어기(220)를 포함할 수 있다. 가스 유동 제어기(220)는 제1 프로세스 가스의 제1 가스 유량 및/또는 제2 프로세스 가스의 제2 가스 유량을 독립적으로 세팅하도록 구성될 수 있다. 제1 프로세스 가스의 제1 가스 유량은 제2 프로세스 가스의 제2 가스 유량과 상이할 수 있다.FIG. 3 shows an enlarged section of the processing chamber 100 shown in FIG. 2 . According to embodiments described herein, the evaporation source 102 may include a gas flow controller 220 . The gas flow controller 220 may be configured to independently set the first gas flow rate of the first process gas and/or the second gas flow rate of the second process gas. The first gas flow rate of the first process gas may be different from the second gas flow rate of the second process gas.

[0080] 가스 유동 제어기(220)는 제1 가스 도입 디바이스(107a)와 제2 가스 도입 디바이스(107b) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 예컨대, 가스 유동 제어기(220)는 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및/또는 제2 가스 도입 디바이스(107b)에 제공되는 전력 및/또는 가스 유량을 조정하도록 구성될 수 있다.The gas flow controller 220 may be connected to at least one of the first gas introduction device 107a and the second gas introduction device 107b. For example, the gas flow controller 220 may be configured to adjust the power and/or gas flow rate provided to the first gas introduction device 107a and/or the second gas introduction device 107b.

[0081] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제1 프로세스 가스 및 제2 프로세스 가스는 제1 프로세스 가스 대 제2 프로세스 가스의 일정 비율로 공급될 수 있다. 비율은 세라믹 층(52)의 화학양론이 세팅될 수 있도록 조정될 수 있다. 예컨대, 제1 프로세스 가스와 제2 프로세스 가스의 비율은, 화학양론적, 구체적으로는 완전 화학양론적인 세라믹 층(52)이 형성될 수 있도록 세팅될 수 있다.According to embodiments described herein, the first process gas and the second process gas may be supplied at a ratio of the first process gas to the second process gas. The ratio can be adjusted so that the stoichiometry of the ceramic layer 52 can be set. For example, the ratio of the first process gas to the second process gas may be set such that a stoichiometric, specifically, a fully stoichiometric ceramic layer 52 may be formed.

[0082] 게다가, 가스 유동 제어기(220)는 프로세스 챔버(100)의 일부, 이를테면 프로세스 챔버(100)의 제어 시스템(220)의 일부일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 프로세싱 챔버(100)는 제어 시스템(220)을 포함할 수 있다. 제어 시스템(220)은, 증발 소스(102), 산화 모듈(150), 제1 가스 도입 디바이스(107a), 제2 가스 도입 디바이스(107b), 플라즈마 소스(108), 및 전력 소스(240) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제어 시스템(220)은, 증발 소스(102)에 제공되는 전력, 플라즈마 소스(108)에 제공되는 전력, 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및/또는 제2 가스 도입 디바이스(107b)에 의해 증발 소스(102) 내로 도입되는 프로세싱 가스의 가스 유동의 배향 및/또는 프로세싱 가스의 양, 산화 모듈(150)에 의해 공급되는 산화 가스의 가스 유동의 배향 및/또는 산화 가스의 양, 및 흡인 디바이스의 흡인력 중 적어도 하나를 조정하도록 구성될 수 있다.Furthermore, the gas flow controller 220 may be part of the process chamber 100 , such as part of the control system 220 of the process chamber 100 . According to embodiments described herein, the processing chamber 100 may include a control system 220 . The control system 220 includes one of the evaporation source 102 , the oxidation module 150 , the first gas introduction device 107a , the second gas introduction device 107b , the plasma source 108 , and the power source 240 . It can be connected to at least one. According to the embodiments described herein, the control system 220 is configured to control the power provided to the evaporation source 102 , the power provided to the plasma source 108 , the first gas introduction device 107a and/or the second The direction of the gas flow and/or the amount of processing gas introduced into the evaporation source 102 by the gas introduction device 107b, the orientation of the gas flow of the oxidizing gas supplied by the oxidation module 150 and/or and adjust at least one of an amount of oxidizing gas and a suction force of the suction device.

[0083] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및/또는 제2 가스 도입 디바이스(107b)는 재료의 증발 방향(230)에 대략 평행한 방향으로 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스의 가스 유동을 제공하도록 배열될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및/또는 제2 가스 도입 디바이스(107b)에 의해 제공되는 가스 유동의 배향은 세라믹 층(52)의 조성과 균일성 중 적어도 하나에 따라 조정될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 세라믹 층을 형성하기 위한 증발된 재료와 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스 사이의 더 효율적인 반응이 보장될 수 있다. 재료 소스(140)로부터의 재료의 증발 방향(230)에 본질적으로 평행한 방향으로 제1 반응성 가스 및/또는 제2 반응성 가스를 도입하도록 제1 가스 도입 디바이스(107a) 및/또는 제2 가스 도입 디바이스(107b)를 배열하는 것은 또한, 증발된 재료와 상호작용하는 제1 프로세스 가스 및/또는 제2 프로세스 가스의 양을 더 정확하게 제어할 수 있게 함으로써, 코팅 프로세스를 더 양호하게 제어하는 것을 도울 수 있다.[0083] According to the embodiments described herein, the first gas introduction device 107a and/or the second gas introduction device 107b is directed to the first process gas in a direction approximately parallel to the evaporation direction 230 of the material. and/or to provide a gas flow of the second process gas. According to the embodiments described herein, the orientation of the gas flow provided by the first gas introduction device 107a and/or the second gas introduction device 107b is at least one of the composition and uniformity of the ceramic layer 52 . It can be adjusted according to one. When practicing the embodiments, a more efficient reaction between the first process gas and/or the second process gas and the evaporated material to form the ceramic layer can be ensured. introducing the first gas introduction device 107a and/or the second gas to introduce the first reactive gas and/or the second reactive gas in a direction essentially parallel to the evaporation direction 230 of the material from the material source 140 . Arranging the device 107b may also help to better control the coating process by allowing more precise control of the amount of the first process gas and/or the second process gas that interacts with the evaporated material. have.

[0084] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 플라즈마(210)는 금속의 증발 방향(230)에 본질적으로 수직인 방향으로 가이딩될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 증발하는 금속의 스플래싱이 방지될 수 있고, 그리고/또는 세라믹 층의 핀홀 결함들이 감소될 수 있다.According to embodiments described herein, the plasma 210 may be guided in a direction essentially perpendicular to the evaporation direction 230 of the metal. When practicing embodiments, splashing of evaporating metal may be prevented and/or pinhole defects in the ceramic layer may be reduced.

[0085] 도 1 내지 도 3에서 산화 모듈(150)이 증발 소스(102)와 인-라인(in-line)으로 배열되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 산화 모듈(150)은 위에서 약술된 바와 같이 오프-라인(off-line)으로 배열될 수 있다. 예컨대, 산화 모듈(150)이 내부에 배열될 수 있는 산화 챔버가 제공될 수 있다. 산화 챔버는 증발 챔버(103)와 별개일 수 있다. 추가로, 산화 챔버는 프로세싱 챔버(100)와 별개일 수 있다. 게다가, 프로세싱 챔버(100)는 다수의 프로세싱 챔버들, 이를테면, 증발 챔버(103) 및/또는 산화 챔버를 포함하는 다중-챔버 시스템일 수 있다. 추가로, 프로세싱 챔버(100)는 저장 챔버를 포함할 수 있으며, 가요성 기판(111) 상에 증착된 세라믹 층(52)을 갖는 리와인딩된 가요성 기판(111)이 산화 챔버로 이송될 수 있기 전에, 가요성 기판(111) 상에 증착된 세라믹 층(52)을 갖는 리와인딩된 가요성 기판(111)이 그 저장 챔버에 저장될 수 있다.Although oxidation module 150 is shown arranged in-line with evaporation source 102 in FIGS. 1-3 in FIGS. 1-3, oxidation module 150 is turned off as outlined above. - Can be arranged off-line. For example, an oxidation chamber may be provided in which an oxidation module 150 may be arranged. The oxidation chamber may be separate from the evaporation chamber 103 . Additionally, the oxidation chamber may be separate from the processing chamber 100 . Moreover, the processing chamber 100 may be a multi-chamber system including multiple processing chambers, such as an evaporation chamber 103 and/or an oxidation chamber. Additionally, the processing chamber 100 may include a storage chamber in which a rewound flexible substrate 111 having a ceramic layer 52 deposited on the flexible substrate 111 may be transferred to the oxidation chamber. Before being, the rewound flexible substrate 111 having the ceramic layer 52 deposited thereon may be stored in its storage chamber.

[0086] 도 4는 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법(500)의 흐름도를 도시한다. 방법은 동작들(510 내지 530) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 동작(510)에 따르면, 가요성 기판(111) 상에 또는 가요성 기판(111) 위에 재료가 증발될 수 있다. 동작(520)에 따르면, 제1 프로세스 가스가 공급될 수 있다. 제1 프로세스 가스는 산소를 포함할 수 있다. 동작(530)에 따르면, 제2 프로세스 가스가 공급될 수 있다. 제2 프로세스 가스는 수소를 포함할 수 있다. 적어도 증발된 재료 및 적어도 부분적으로 이온화된 프로세스 가스에 의해 세라믹 층(52)이 형성될 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 개선된 화학양론을 갖는 세라믹 층이 획득될 수 있다.4 shows a flow diagram of a method 500 for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. The method may include at least one of operations 510 - 530 . According to operation 510 , a material may be evaporated on or over the flexible substrate 111 . According to operation 520 , a first process gas may be supplied. The first process gas may include oxygen. According to operation 530 , a second process gas may be supplied. The second process gas may include hydrogen. Ceramic layer 52 may be formed by at least vaporized material and at least partially ionized process gas. When practicing the embodiments, a ceramic layer with improved stoichiometry can be obtained.

[0087] 도 5는 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트를 형성하기 위한 방법(300)을 개략적으로 도시한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 방법(300)은, 전면 및 후면을 갖는 가요성 기판을 제공하는 단계(310)를 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 가요성 기판을 제공하는 것은, 언와인딩 모듈로부터 증발 장치의 코팅 드럼을 통해 리와인딩 모듈로 가요성 기판을 가이딩하는 것을 포함할 수 있다.5 schematically shows a method 300 for forming a component of an electrochemical energy storage device. According to embodiments described herein, method 300 may include providing 310 a flexible substrate having a front side and a back side. According to embodiments described herein, providing the flexible substrate may include guiding the flexible substrate from the unwinding module through the coating drum of the evaporation apparatus to the rewinding module.

[0088] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 방법은, 구체적으로는 유도성 가열식 도가니에서, 재료를 증발시키는 단계(320)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 유도성 가열식 도가니에 의해 알루미늄 및/또는 실리콘이 증발될 수 있다. 본원의 실시예들에서, 방법은 가요성 기판의 전면과 후면 중 적어도 하나에 세라믹 층을 적용하는 단계(330)를 더 포함한다.[0088] According to embodiments described herein, the method may further comprise evaporating 320 the material, specifically in an induction heating crucible. Specifically, according to embodiments described herein, aluminum and/or silicon may be evaporated by an inductively heated crucible. In embodiments herein, the method further comprises applying 330 a ceramic layer to at least one of the front and back surfaces of the flexible substrate.

[0089] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 유도성 가열식 도가니에서 금속을 증발시키는 것은, 금속이 증발되는 증발 온도를 감지하는 것(340), 및 감지된 증발 온도에 따라, 유도성 가열식 도가니에서 금속을 증발시키기 위해 제공되는 전력을 조정하는 것을 더 포함할 수 있다. 증발 온도를 모니터링 및 조정하는 것은 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트를 형성하기 위한 방법의 에너지 효율을 개선할 수 있고, 그리고/또는 가요성 기판에 적용되는 다공성 코팅의 임의의 핀홀 결함들을 방지하는 것을 도울 수 있다.[0089] According to embodiments described herein, evaporating metal in an induction heating crucible comprises sensing 340 an evaporation temperature at which the metal is evaporated, and in accordance with the sensed evaporation temperature, an induction heating crucible It may further include adjusting the power provided to vaporize the metal in the Monitoring and adjusting the evaporation temperature can improve the energy efficiency of a method for forming a component of an electrochemical energy storage device, and/or help prevent any pinhole defects in the porous coating applied to the flexible substrate. can

[0090] 본원에서 설명되는 실시예들에서, 가요성 기판에 적용되는 세라믹 층은 대략 25 nm 내지 대략 300 nm, 이를테면 예컨대, 100 nm 내지 200 nm의 두께를 가질 수 있다.In embodiments described herein, the ceramic layer applied to the flexible substrate may have a thickness of approximately 25 nm to approximately 300 nm, such as, for example, 100 nm to 200 nm.

[0091] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층(52)을 형성하는 것은 증발된 금속에 예컨대 산소와 같은 제1 프로세스 가스를 제공하는 것(350)을 더 포함할 수 있다. 제1 반응성 가스는 금속의 증발 방향에 본질적으로 평행한 방향으로 제공될 수 있다.[0091] According to embodiments described herein, forming the ceramic layer 52 of a component of an electrochemical energy storage device comprises providing 350 a first process gas, eg, oxygen, to the evaporated metal. may include more. The first reactive gas may be provided in a direction essentially parallel to the direction of evaporation of the metal.

[0092] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층(52)을 형성하는 것은 증발된 금속에 예컨대 수증기와 같은 제2 프로세스 가스를 제공하는 것(360)을 더 포함할 수 있다. 제2 반응성 가스는 금속의 증발 방향에 본질적으로 평행한 방향으로 제공될 수 있다.According to embodiments described herein, forming a ceramic layer 52 of a component of an electrochemical energy storage device comprises providing 360 a second process gas, such as water vapor, for example, to the vaporized metal. may include more. The second reactive gas may be provided in a direction essentially parallel to the direction of evaporation of the metal.

[0093] 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트를 형성하기 위한 방법은 증발된 금속과 가요성 기판 사이에 플라즈마를 제공하는 것(370)을 더 포함할 수 있다. 플라즈마는 가요성 기판 상의 다공성 코팅의 화학양론 및/또는 밀도를 증가시킬 수 있고, 그리고 또한, 다공성 코팅의 핀홀 결함들을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 실시예들을 실시할 때, 세라믹 층의 화학양론이 개선될 수 있다. 심지어 완전 화학양론적 세라믹 층이 실제로 획득될 수 있다. 구체적으로, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 플라즈마는, 예컨대, 전자 빔 디바이스 또는 중공 애노드 증착 플라즈마 소스에 의해 제공될 수 있다. 다공성 코팅의 밀도는 플라즈마의 밀도에 의해 영향을 받을 수 있다.[0093] The method for forming a component of an electrochemical energy storage device can further include providing 370 a plasma between the evaporated metal and the flexible substrate. Plasma may increase the stoichiometry and/or density of the porous coating on the flexible substrate, and may also help reduce pinhole defects in the porous coating. When practicing the embodiments, the stoichiometry of the ceramic layer may be improved. Even fully stoichiometric ceramic layers can be obtained in practice. Specifically, according to embodiments described herein, the plasma may be provided by, for example, an electron beam device or a hollow anode deposition plasma source. The density of the porous coating can be affected by the density of the plasma.

[0094] 가요성 기판 상의 증착된 다공성 층의 화학양론은, 예컨대, 금속의 증발 레이트, 증발된 재료에 제공되는 프로세스 가스의 양, 및/또는 프로세스 가스의 플라즈마 이온화에 의해 영향을 받을 수 있다. 증착된 다공성 층의 화학양론에 영향을 미칠 수 있는 추가적인 양상들은 증발 챔버 내부의 진공과 주위 분위기의 압력 사이의 압력차일 수 있다.[0094] The stoichiometry of the deposited porous layer on the flexible substrate may be influenced by, for example, the evaporation rate of the metal, the amount of process gas provided to the evaporated material, and/or plasma ionization of the process gas. An additional aspect that may affect the stoichiometry of the deposited porous layer may be the pressure difference between the vacuum inside the evaporation chamber and the pressure of the ambient atmosphere.

[0095] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트를 형성하기 위한 방법은, 세라믹 층(52)이 상승된 온도로 산화 분위기를 거치게 하는 단계(380)를 포함할 수 있다.[0095] According to embodiments described herein, a method for forming a component of an electrochemical energy storage device may include subjecting a ceramic layer 52 to an oxidizing atmosphere at an elevated temperature (380). have.

[0096] 이러한 기재된 설명은 최상의 모드를 포함하여 본 개시내용을 개시하기 위해, 그리고 또한, 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 사용하는 것, 및 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 설명되는 내용을 실시할 수 있게 하기 위해 예들을 사용한다. 다양한 특정 실시예들이 앞에서 개시되었지만, 위에서 설명된 실시예들의 상호 비-배타적인 특징들은 서로 조합될 수 있다. 특허가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되며, 그리고 다른 예들은, 예들이 청구항들의 문언과 상이하지 않은 구조적 엘리먼트들을 갖는 경우, 또는 예들이 청구항들의 문언과 비실질적인 차이들을 갖는 동등한 구조적 엘리먼트들을 포함하는 경우, 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.[0096] This written description is set forth to disclose the present disclosure, including the best mode, and also to make and use any apparatus or system, and to perform any included methods. Use examples to make the content actionable. Although various specific embodiments have been disclosed above, mutually non-exclusive features of the embodiments described above may be combined with each other. The patentable scope is defined by the claims, and other examples are where the examples have structural elements that do not differ from the wording of the claims, or where examples include equivalent structural elements with insubstantial differences from the wording of the claims. , are intended to be within the scope of the claims.

Claims (15)

전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층(52)을 형성하기 위한 방법으로서,
가요성 기판(111) 상에 재료를 증발시키는 단계;
제1 프로세스 가스를 공급하는 단계; 및
제2 프로세스 가스를 공급하는 단계
를 포함하며,
상기 제2 프로세스 가스는 수소를 포함하고,
상기 세라믹 층(52)은, 적어도, 상기 증발된 재료, 상기 제1 프로세스 가스, 및 상기 제2 프로세스 가스에 의해 형성되는,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.A method for forming a ceramic layer (52) of a component of an electrochemical energy storage device, comprising:
evaporating the material onto the flexible substrate (111);
supplying a first process gas; and
supplying a second process gas
includes,
The second process gas comprises hydrogen,
The ceramic layer (52) is formed by at least the evaporated material, the first process gas, and the second process gas.
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제1 항에 있어서,
상기 세라믹 층(52)은 산소 및 수소를 포함하는 화학 조성을 갖는,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.The method of claim 1,
wherein the ceramic layer 52 has a chemical composition comprising oxygen and hydrogen;
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 세라믹 층(52)은 알루미늄 수산화물 층인,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
wherein the ceramic layer 52 is an aluminum hydroxide layer,
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 전기화학 에너지 저장 디바이스는 리튬 배터리인,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
The electrochemical energy storage device is a lithium battery,
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 컴포넌트는 세퍼레이터 막인,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
The component is a separator film,
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 컴포넌트는 전극인,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
wherein the component is an electrode,
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제2 프로세스 가스는 수증기인,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
wherein the second process gas is water vapor;
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제1 프로세스 가스 및 상기 제2 프로세스 가스는 상기 제1 프로세스 가스 대 상기 제2 프로세스 가스의 일정 비율로 공급되며,
상기 비율은 상기 세라믹 층의 화학양론(stoichiometry)이 세팅될 수 있도록 조정가능한,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
the first process gas and the second process gas are supplied at a ratio of the first process gas to the second process gas;
the ratio is adjustable so that the stoichiometry of the ceramic layer can be set;
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 가요성 기판(111)을 제1 롤(22)로부터 제2 롤(24)로 운송하는 단계를 더 포함하며,
상기 세라믹 층(52)은 상기 가요성 기판(111)이 상기 제1 롤(22)로부터 상기 제2 롤(24)로 운송되는 동안 형성되는,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
transporting the flexible substrate (111) from a first roll (22) to a second roll (24);
wherein the ceramic layer (52) is formed while the flexible substrate (111) is being transported from the first roll (22) to the second roll (24).
A method for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 증발 소스(102)로서,
재료를 증발시키도록 구성된 재료 소스(140); 및
제1 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제1 가스 유출구(107a) 및 제2 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 제2 가스 유출구(107b)를 갖는 가스 공급부
를 포함하며,
상기 제2 프로세스 가스는 수소를 포함하고,
상기 세라믹 층(52)은, 적어도, 상기 증발된 재료, 상기 제1 프로세스 가스, 및 상기 제2 프로세스 가스에 의해 형성되는,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 증발 소스.An evaporation source (102) for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device, comprising:
a material source 140 configured to evaporate the material; and
A gas supply having a first gas outlet 107a configured to supply a first process gas and a second gas outlet 107b configured to supply a second process gas
includes,
the second process gas comprises hydrogen;
The ceramic layer (52) is formed by at least the evaporated material, the first process gas, and the second process gas.
An evaporation source for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제10 항에 있어서,
상기 제1 프로세스 가스의 제1 가스 유량 및 상기 제2 프로세스 가스의 제2 가스 유량을 독립적으로 세팅하도록 구성된 가스 유동 제어기(220)를 더 포함하는,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 증발 소스.11. The method of claim 10,
a gas flow controller (220) configured to independently set a first gas flow rate of the first process gas and a second gas flow rate of the second process gas;
An evaporation source for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 제11 항에 있어서,
상기 가스 유동 제어기(220)는 상기 제1 프로세스 가스 대 상기 제2 프로세스 가스의 일정 비율로 상기 제1 프로세스 가스 및 상기 제2 프로세스 가스를 공급하도록 구성되며,
상기 비율은 상기 세라믹 층의 화학양론이 세팅될 수 있도록 조정가능한,
전기화학 에너지 저장 디바이스의 컴포넌트의 세라믹 층을 형성하기 위한 증발 소스.12. The method of claim 11,
wherein the gas flow controller 220 is configured to supply the first process gas and the second process gas at a ratio of the first process gas to the second process gas;
the ratio is adjustable so that the stoichiometry of the ceramic layer can be set;
An evaporation source for forming a ceramic layer of a component of an electrochemical energy storage device. 프로세스 챔버(100)로서,
제12 항에 기재된 증발 소스(102); 및
상기 프로세스 챔버를 통해 가요성 기판(111)을 운송하도록 구성된 기판 운송 메커니즘
을 포함하며,
상기 증발 소스(102)는, 상기 세라믹 층(52)이 상기 가요성 기판(111) 상에 형성되도록, 상기 기판 운송 메커니즘에 대하여 배열되는,
프로세스 챔버.A process chamber (100) comprising:
an evaporation source (102) according to claim 12; and
A substrate transport mechanism configured to transport a flexible substrate 111 through the process chamber.
includes,
wherein the evaporation source (102) is arranged relative to the substrate transport mechanism such that the ceramic layer (52) is formed on the flexible substrate (111).
process chamber. 제13 항에 있어서,
상기 기판 운송 메커니즘은 제1 롤(22) 및 제2 롤(24)을 포함하고, 운송 경로(P)를 따라 상기 제1 롤(22)로부터 상기 제2 롤(24)로 상기 가요성 기판(111)을 운송하도록 구성되며, 상기 증발 소스(102)는 상기 운송 경로(P)를 따라 배열되는,
프로세스 챔버.14. The method of claim 13,
The substrate transport mechanism comprises a first roll 22 and a second roll 24, and along a transport path P, the flexible substrate ( 111), wherein the evaporation source (102) is arranged along the transport path (P),
process chamber. 제14 항에 있어서,
상기 프로세스 챔버(100)는 진공 프로세스 챔버인,
프로세스 챔버.15. The method of claim 14,
The process chamber 100 is a vacuum process chamber,
process chamber.
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