(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板；
前記基板上の一側領域に形成される陽極電流集電体；
前記陽極電流集電体上に形成される陽極活物質；
前記基板の他側領域に、前記陽極電流集電体と離隔して形成される陰極電流集電体；
前記陽極活物質を覆う形態に形成され、前記陰極電流集電体とオーバーラップされない形態に形成される電解質；
前記電解質と前記陰極電流集電体との間の前記基板の露出部分のみに形成される第１の表面処理層；及び
前記陰極電流集電体、前記電解質及び前記第１の表面処理層上に形成される陰極活物質；を含み、
前記第１の表面処理層は、前記陰極活物質との反応性がない有機材を含むことを特徴とする薄膜電池。
【請求項２】
前記陰極活物質は、リチウム（Ｌｉ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜電池。
【請求項３】
前記有機材は、ジアゾ系樹脂、アジド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ウレア系樹脂、イソシアネート系樹脂及びキシレン系樹脂から選ばれる１種以上の物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜電池。
【請求項４】
前記第１の表面処理層において、前記有機材からなる層を下部層とし、その上部に、無機材からなる上部層がさらに形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜電池。
【請求項５】
前記無機材は、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、マグネシウム酸化物、チタン酸化物、セリウム酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、ＳｉＯＮ及びＴｉＡｌＯから選ばれる１種以上の物質を含むことを特徴とする、請求項４に記載の薄膜電池。
【請求項６】
前記第１の表面処理層は、
前記陰極活物質と前記基板とが接触する領域に局部的に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜電池。
【請求項７】
前記基板の裏面に形成され、前記基板の裏面から水分が浸透することを防止する第２の表面処理層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜電池。
【請求項８】
前記第２の表面処理層は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＣａＣｌ2のうち１種以上を含んで形成されることを特徴とする、請求項７に記載の薄膜電池。
【請求項９】
前記第１の表面処理層は、ジアゾ系樹脂、アジド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ウレア系樹脂、イソシアネート系樹脂及びキシレン系樹脂から選ばれる１種以上の物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜電池。
【請求項１０】
基板上の一側に陽極電流集電体を形成するステップ；
前記陽極電流集電体上に陽極活物質を形成するステップ；
前記基板上の他側に、前記陽極電流集電体と離隔するように陰極電流集電体を形成するステップ；
前記陽極活物質を覆い、前記陰極電流集電体とオーバーラップされないように電解質を形成するステップ；
前記電解質と陰極電流集電体との非オーバーラップによる基板の露出部分に第１の表面処理層を形成するステップ；及び
前記陰極電流集電体、前記第１の表面処理層及び前記電解質上に形成される陰極活物質を形成するステップ；を含み、
前記第１の表面処理層は、前記陰極活物質との反応性がない有機材を含むことを特徴とする薄膜電池の製造方法。
【請求項１１】
前記陰極活物質は、リチウム（Ｌｉ）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の薄膜電池の製造方法。
【請求項１２】
前記有機材は、
ジアゾ系樹脂、アジド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ウレア系樹脂、イソシアネート系樹脂及びキシレン系樹脂から選ばれる１種以上の物質を含んで形成することを特徴とする、請求項１０に記載の薄膜電池の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の表面処理層を形成するステップは、前記有機材を含む下部層を形成した後、前記下部層の上部に前記陰極活物質との反応性がない無機材を含む上部層を形成することを特徴とする、請求項１２に記載の薄膜電池の製造方法。
【請求項１４】
前記無機材は、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、マグネシウム酸化物、チタン酸化物、セリウム酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、ＳｉＯＮ及びＴｉＡｌＯから選ばれる１種以上の物質を含んで形成することを特徴とする、請求項１３に記載の薄膜電池の製造方法。
【請求項１５】
前記基板の裏面から水分が浸透することを防止する第２の表面処理層を前記基板の裏面にさらに形成することを特徴とする、請求項１０に記載の薄膜電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜電池の製造技術に関し、より詳細には、陰極活物質と基板とが接触する構造を有する薄膜電池において、陰極活物質と基板との副反応を抑制することによって電池性能を向上させ得る薄膜電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜電池は、基本的な電池の各構成要素を薄膜化し、厚さを薄くした電池である。
【０００３】
薄膜電池は、陽極／電解質／陰極の全ての構成要素が固体状態となっており、ＣＶＤ、ＰＶＤなどの蒸着方法を通じて薄い基板上に数マイクロン（μｍ）内外の厚さに製造される。
【０００４】
薄膜電池は、固体電解質の使用によって爆発の危険が少なく、高温でも安定性に優れ、自己放電率が低いという多くの長所を有する。
【０００５】
図１は、一般的な薄膜電池の構造を概略的に示した図である。
【０００６】
図１を参照すると、薄膜電池は、陽極電流集電体１１０、陽極活物質１２０、陰極電流集電体１３０、電解質１４０及び陰極活物質１５０を含む。
【０００７】
また、薄膜電池には、電池の内部への水分浸透を防止するために、一般に陽極電流集電体１１０と陰極電流集電体１３０の端子部を除いた残りの要素を覆うように封止部が形成されている。
【０００８】
このとき、一般的な薄膜電池の場合、陰極電流集電体１３０と電解質１４０とが互いにオーバーラップされている。そして、陰極活物質１５０は、基板１００と直接当接しない。
【０００９】
しかし、前記のように、陰極電流集電体１３０と電解質１４０がオーバーラップされている場合、オーバーラップされる部分でリチウム（Ｌｉ）が捕集される現象が発生する。
【００１０】
このようなリチウムの捕集は、封止膜の亀裂を引き起こし、このような封止膜の亀裂によって水分が浸透し得る。浸透した水分により、陰極電流集電体１３０の端子部側のリチウムが酸化され、このようなリチウムの酸化は、薄膜電池の寿命を低下させる要因になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、陰極活物質が基板に直接当接する構造を有する薄膜電池において、陰極活物質が基板と副反応する現象を抑制できる薄膜電池及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、基板の裏面からの水分浸透を防止できる薄膜電池及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するための本発明の実施例に係る薄膜電池は、陰極活物質が基板に当接する構造を有し、前記基板の表面において少なくとも前記陰極活物質と基板との当接部分には、前記陰極活物質との反応性がない物質を含む第１の表面処理層が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
このとき、前記陰極活物質はリチウム（Ｌｉ）を含み、前記第１の表面処理層は、アルミニウム酸化物などの無機材やアクリル系樹脂などの有機材を含むことができる。
【００１５】
また、本発明に係る薄膜電池は、前記基板の裏面に形成され、前記基板の裏面から水分が浸透することを防止する第２の表面処理層をさらに含むことができる。
【００１６】
また、本発明に係る薄膜電池は、前記第１の表面処理層が形成された基板上の一側領域に形成される陽極電流集電体；前記陽極電流集電体上に形成される陽極活物質；前記基板の他側領域に、前記陽極電流集電体と離隔して形成される陰極電流集電体；前記陽極活物質を覆う形態に形成され、前記陰極電流集電体とオーバーラップされずに前記第１の表面処理層を露出させる形態に形成される電解質；及び前記陰極電流集電体、前記電解質及び前記第１の表面処理層上に形成される陰極活物質；を含むことが好ましい。
【００１７】
また、前記の目的を達成するための本発明の実施例に係る薄膜電池の製造方法は、基板表面において少なくとも陰極活物質と当接する部分に、陰極活物質との反応性がない物質を用いて第１の表面処理層を形成するステップ；前記第１の表面処理層が形成された基板上の一側に陽極電流集電体を形成するステップ；前記陽極電流集電体上に陽極活物質を形成するステップ；前記基板上の他側に、前記陽極電流集電体と離隔するように陰極電流集電体を形成するステップ；前記陽極活物質を覆い、前記陰極電流集電体とオーバーラップされず、前記第１の表面処理層が露出するように電解質を形成するステップ；及び前記陰極電流集電体、前記第１の表面処理層及び前記電解質上に形成される陰極活物質を形成するステップ；を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、前記の目的を達成するための本発明の他の実施例に係る薄膜電池の製造方法は、基板上の一側に陽極電流集電体を形成するステップ；前記陽極電流集電体上に陽極活物質を形成するステップ；前記基板上の他側に、前記陽極電流集電体と離隔するように陰極電流集電体を形成するステップ；前記陽極活物質を覆い、前記陰極電流集電体とオーバーラップされないように電解質を形成するステップ；前記電解質と陰極電流集電体との非オーバーラップによる基板の露出部分に、リチウムとの反応性がない物質を用いて第１の表面処理層を形成するステップ；及び前記陰極電流集電体、前記第１の表面処理層及び前記電解質上に形成される陰極活物質を形成するステップ；を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る薄膜電池は、基板の表面処理を通じて、陰極活物質と基板が副反応することを防止することができる。したがって、陰極活物質と基板との副反応による電池性能の低下を防止することができる。
【００２０】
また、本発明に係る薄膜電池は、基板の裏面にも表面処理を行うことによって、基板の裏面からの水分浸透を防止することができ、薄膜電池の電池性能の低下及び寿命の低下を防止することができる。
【００２１】
一方、薄膜電池の性能低下及び寿命低下の防止は、薄膜電池を製造してから一定期間が経過した後の陰極活物質の変色、電池容量、電圧降下などで確認できるが、本発明に係る薄膜電池の場合、製造してから９０℃で３０日経過した後にも陰極活物質の変色が発生しないので、高温安定性及び時効特性に優れるという特性を示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一般的な薄膜電池を示した断面図である。
【図２】陰極活物質と基板とが当接する構造を有する薄膜電池を示した断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る表面処理された基板を用いた薄膜電池を示した断面図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る表面処理された基板を用いた薄膜電池を示した断面図である。
【図５】図３に示した薄膜電池において基板の裏面も表面処理されたことを示した断面図である。
【図６】図４に示した薄膜電池において基板の裏面も表面処理されたことを示した断面図である。
【図７】雲母基板上に表面処理層を形成せず、Ｌｉ陰極及びＡｌ2Ｏ3多層封止膜を形成した場合、薄膜電池を製造してから９０℃で７日経過した後の前面画像を示した図である。
【図８】雲母基板上に第１の表面処理層を形成した後、Ｌｉ陰極及びＡｌ2Ｏ3多層封止膜を形成した場合、９０℃で３０日経過した後の前面画像を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付の各図面を参照して、本発明に係る基板表面処理を通じて電池性能が向上した薄膜電池及びその製造方法を説明する。
【００２４】
図２は、陰極活物質と基板とが当接する構造を有する薄膜電池を示した断面図である。
【００２５】
図２を参照すると、図示した薄膜電池は、陽極電流集電体１１０、陽極活物質１２０、陰極電流集電体１３０、電解質１４０及び陰極活物質１５０を含む。図２に示した薄膜電池も、図１に示した各要素を含むが、電解質１４０が陰極電流集電体１３０とオーバーラップされない形態に形成される点において異なっている。
【００２６】
このような相違点により、図１に示した薄膜電池においては陰極活物質１５０と基板１００とが直接当接しないが、図２に示した薄膜電池においては、陰極活物質１５０の一部が基板１００と当接するようになる。
【００２７】
電解質１４０と陰極電流集電体１３０がオーバーラップされる場合、オーバーラップ部分でリチウムが捕集されるという問題が発生する。しかし、電解質１４０と陰極電流集電体１３０とがオーバーラップされない形態に形成される場合、電解質１４０と陰極電流集電体１３０との間にリチウムが移動し得るマージンが発生するので、電解質１４０と陰極電流集電体１３０のオーバーラップ部分でのリチウム捕集問題が発生しない。
【００２８】
その結果、水分浸透の防止のために形成される封止膜に亀裂が発生しなく、その結果、陰極電流集電体１３０の露出部分、すなわち、端子部におけるリチウム酸化の発生を抑制することができる。
【００２９】
ところが、陰極活物質１５０は、主に金属リチウムで形成されるが、リチウムの場合、反応性が非常に良い。したがって、図２に示した例のように陰極活物質１５０と基板１００とが当接する構造を有する場合、陰極活物質と基板との副反応によってリチウムの物性を変形させ、リチウムの酸化や陰極活物質の短絡などが発生し得る。
【００３０】
テストのために、ガラス基板及び雲母基板のそれぞれにＬｉ陰極を蒸着した後、Ａｌ2Ｏ3を含む多層封止膜を形成した。前記多層封止膜は、水分遮断特性が非常に高いので、表面浸透を抑制することができる。その後、オーブンで９０℃に温度を維持した後、７日経過した後でリチウムとそれぞれの基板との当接部分を観察した。その結果、図７に示した前面画像から分かるように、リチウムとそれぞれの基板との当接部分が黒く劣化された。
【００３１】
特に、ガラス基板の場合、常温でもリチウムと基板との当接部分が黒く劣化された。このように、リチウムとそれぞれの基板との当接部分が黒く劣化されることは、リチウムの酸化あるいは合金化と見なされる。
【００３２】
したがって、このような陰極活物質１５０と基板１００との副反応を防止するために、基板１００を陰極活物質１５０から化学的に隔離させる必要性がある。
【００３３】
そこで、本発明では、基板１００を表面処理し、陰極活物質１５０と基板１００とが直接当接しないようにする。
【００３４】
図３は、本発明の実施例に係る表面処理された基板を用いた薄膜電池を示した断面図である。
【００３５】
図３を参照すると、本発明では、基板１００の表面において陰極活物質１５０と基板１００との当接部分には、陰極活物質１５０との反応性がない物質を含む第１の表面処理層３１０が形成されている。
【００３６】
このとき、陰極活物質１５０がリチウム（Ｌｉ）で形成される場合、第１の表面処理層３１０は、リチウムとの反応性がない物質で単層または多層に形成される。このようなリチウムとの反応性がない物質は、無機材または有機材になり得る。
【００３７】
無機材は、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、マグネシウム酸化物、チタン酸化物、セリウム酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、ＳｉＯＮ、ＴｉＡｌＯなどを１種以上含むことができる。
【００３８】
有機材は、ジアゾ系樹脂、アジド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレア系樹脂、イソシアネート系樹脂、キシレン系樹脂などを１種以上含むことができる。
【００３９】
一方、前記有機材を適用する場合、接着力の増大のために、基板上に有機材を含む下部層を形成した後、その上に無機材を含む上部層を形成することがさらに好ましい。
【００４０】
また、薄膜電池の製造時には、陽極活物質１２０を結晶化するために約５００℃以上の熱処理工程が含まれる。したがって、有機材は、前記の熱処理後に陰極活物質と基板とが当接する局部領域に適用されることが好ましい。その一方、無機材の場合、前記の熱処理前後のいずれにも形成可能であり、また、陰極活物質と基板とが当接する局部領域のみならず、基板表面の全体に適用することができる。
【００４１】
前記のように、陰極活物質１５０と基板１００との当接部分に第１の表面処理層３１０が形成されることによって、基板１００と陰極活物質１５０は化学的に隔離させることができる。したがって、基板１００と陰極活物質１５０との副反応による電池性能の低下などを防止することができる。
【００４２】
テストのために、ガラス基板及び雲母基板のそれぞれにリチウムを蒸着した後、Ａｌ2Ｏ3を含む多層封止膜を形成した。その後、オーブンで９０℃に温度を維持した後、３０日経過した後でリチウムとそれぞれの基板との当接部分を観察した。その結果、図８に示した前面画像から分かるように、変色が発生しなかった。
【００４３】
一方、第１の表面処理層３１０は、図３に示した例のように、基板１００の表面全体に対して形成することができる。この場合、基板１００の表面全体に第１の表面処理層３１０が形成されることによって、基板１００の裏面からの水分浸透も防止することができる。しかし、第１の表面処理層３１０は、必ずしも基板１００の表面全体に形成されるべきものではない。
【００４４】
図４は、本発明の他の実施例に係る表面処理された基板を用いた薄膜電池を示した断面図である。
【００４５】
図４を参照すると、第１の表面処理層４１０は、基板１００の表面の一部に局部的に形成することができ、第１の表面処理層４１０が含まれる位置は、陰極活物質１５０と基板１００との当接部分を含む。
【００４６】
すなわち、第１の表面処理層４１０は、陰極活物質１５０と基板１００との当接部分を含むという前提下で、基板１００の表面に局部的に形成することもできる。
【００４７】
以下では、本発明に係る薄膜電池に含まれる各要素について説明する。
【００４８】
本発明に係る薄膜電池において、基板１００は、金属、セラミック、高分子などの多様な材質で形成することができる。
【００４９】
基板の材質として金属が用いられる金属基板の場合、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ステンレススチールなどで形成することができる。
【００５０】
基板の材質としてセラミックスが用いられるセラミックス基板の場合、クオーツ、ガラス、雲母などで形成することができる。
【００５１】
基板の材質として高分子が用いられる高分子基板の場合、耐熱性に優れたポリイミドで形成することができ、その他にも、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトンなどで形成することもできる。
【００５２】
次に、陽極電流集電体１１０は基板１００上の一側に形成される。陽極電流集電体１１０は、電気伝導性に優れる材質で形成することができる。このような材質としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、ステンレススチール、ハステロイ、インコネルなどを提示することができる。このような物質で形成される陽極電流集電体１１０は、単層に形成することができ、基板との付着力の向上などのために、必要に応じてチタン／インコネル／白金のように多層に形成することができる。
【００５３】
次に、陽極活物質１２０は陽極電流集電体１１０上に形成される。陽極活物質１２０は、多様なリチウム金属酸化物で数百ｎｍ〜数μｍ程度の厚さに形成することができる。陽極活物質１２０は、電気化学的特性に優れたＬｉＣｏＯ2で形成されることがさらに好ましい。
【００５４】
陽極活物質１２０は、主にスパッタリング方式などによって形成され、通常、熱処理を通じて結晶化された構造を有する。
【００５５】
次に、陰極電流集電体１３０は、陽極電流集電体１１０と離隔するように基板１００上の他側に形成される。
【００５６】
次に、電解質１４０は、陽極活物質１２０と陰極活物質１５０との間のリチウムイオンを伝導すると同時に、陽極活物質１２０と陰極活物質１５０との間のショートを防止する役割をする。このために、電解質１４０は、高いリチウムイオン伝導度及び比抵抗を有する固体電解質物質で形成される。このような物質としては、ＬｉＰＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、ＬｉＢＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｂｏｒｏｎ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、Ｌｉ3ＰＯ4（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、Ｌｉ2Ｏ―Ｂ2Ｏ3、Ｌｉ2ＯＶ2Ｏ5―ＳｉＯ2、Ｌｉ2ＳＯ4―Ｌｉ2Ｏ―Ｂ2Ｏ3、ＬｉＳｉＰＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、ＬｉＳｉＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、ＬｉＢＰＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｂｏｒｏｎ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）などを提示することができ、これらを単独で使用したり、あるいはこれらのうち２種以上を混用することができる。
【００５７】
次に、電解質１４０は、陽極活物質１２０と陰極活物質１５０との間のリチウムイオンを伝導すると同時に、陽極活物質１２０と陰極活物質１５０との間のショートを防止する役割をする。このために、電解質１４０は、高いリチウムイオン伝導度及び比抵抗を有する固体電解質物質で形成される。このような物質としては、ＬｉＰＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、ＬｉＢＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｂｏｒｏｎ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、Ｌｉ３ＰＯ４（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、Ｌｉ２Ｏ―Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ２ＯＶ２Ｏ５―ＳｉＯ２、Ｌｉ２ＳＯ４―Ｌｉ２Ｏ―Ｂ２Ｏ３、ＬｉＳｉＰＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、ＬｉＳｉＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、ＬｉＢＰＯＮ（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｂｏｒｏｎ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）などを提示することができ、これらを単独で使用したり、あるいはこれらのうち２種以上を混用することができる。
【００５８】
このような電解質１４０は、陽極活物質１２０の露出部分に形成される。また、電解質は、陽極電流集電体１１０と陰極電流集電体１３０との間の基板１００の露出部分を覆う形態に形成され、上述したように、陰極電流集電体１３０とはオーバーラップされない形態に形成される。したがって、電解質１４０と陰極電流集電体１３０との間には基板の露出部分が存在し、本発明では、基板の表面のうち少なくとも一部分に第１の表面処理層（図３の３１０、図４の４１０）が形成される。
【００５９】
次に、陰極活物質１５０は、陰極電流集電体１３０、電解質１４０及び第１の表面処理層３１０、４１０上に形成される。
【００６０】
陰極活物質１５０は、金属リチウム（Ｌｉ）などで形成することができる。
【００６１】
図３に示した薄膜電池の場合、基板１００上に、第１の表面処理層３１０、陽極電流集電体１１０、陽極活物質１２０、陰極電流集電体１３０、電解質１４０及び陰極活物質１５０を順次形成することによって製造することができる。
【００６２】
薄膜電池を構成する各単位要素は、代表的にスパッタリングで形成することができ、その他の方法で形成しても構わない。
【００６３】
このとき、上述したように、陰極活物質１５０はリチウムで形成することができ、この場合、第１の表面処理層３１０は、アルミニウム酸化物のように、リチウムとの反応性がない物質で形成することができる。
【００６４】
また、第１の表面処理層は、図３に示した例のように、基板の表面全体に形成したり、陰極活物質と当接する部分を含む領域に局部的に形成することができる。
【００６５】
また、第１の表面処理層が、図４に示した例のように、陰極活物質と当接する部分に局部的に形成される場合、第１の表面処理層は、基板表面の予め定められた位置に予め形成することができる。
【００６６】
また、図４に示した例のように、第１の表面処理層が陰極活物質と当接する部分に局部的に形成される場合、第１の表面処理層は、陰極電流集電体及び電解質を形成した後、基板の露出部分に形成することができる。この場合、図４に示した薄膜電池は、基板１００上に、陽極電流集電体１１０、陽極活物質１２０、陰極電流集電体１３０、電解質１４０、第１の表面処理層４１０及び陰極活物質１５０を順次形成することによって製造することができる。
【００６７】
薄膜電池は、通常、水分に脆弱である。このために、本発明に係る薄膜電池は、各単位構成要素１１０〜１５０に水分が浸透することを防止するために、前記各要素を形成した後、封止膜（図示せず）をさらに形成することができる。
【００６８】
より具体的に、封止膜は、端子の役割をする陽極電流集電体１１０と陰極電流集電体１３０のそれぞれの一部分を除いた残りの部分を封止する形態に形成することができる。
【００６９】
図５及び図６は、本発明の他の実施例に係る各薄膜電池を示した図である。より具体的に、図５は、図３に示した薄膜電池において基板の裏面も表面処理されたことを示し、図６は、図４に示した薄膜電池において基板の裏面も表面処理されたことを示す。
【００７０】
図５及び図６を参照すると、薄膜電池の基板の裏面からの水分浸透防止効率を向上させるために、基板１００の裏面に第２の表面処理層（図５の３２０、図６の４２０）をさらに形成することができる。
【００７１】
第２の表面処理層３２０、４２０も、第１の表面処理層（図５の３１０、図６の４１０）と同様に、アルミニウム酸化物などの無機材やアクリル系樹脂などの有機材を含んで形成することができ、その他に、セラミック、金属などで形成することもできる。
【００７２】
また、第２の表面処理層３２０、４２０は、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣａＣｌ2などの吸湿剤を１種以上含むパウダータイプ、バルクタイプあるいはフィルムタイプのゲッター層に形成することができる。この場合、特に、基板の表面側に水分が浸透することを遅延させる効果を高めることができる。                                                                    
【００７３】
第２の表面処理層は、陽極電流集電体の形成前に第１の表面処理層と同時にあるいは順次的に形成することができ、その他に、薄膜電池の製造過程中のいずれの過程でも形成することができる。
【００７４】
上述したように、本発明に係る薄膜電池は、陰極活物質との反応性がない物質で基板を表面処理することによって、陰極活物質と基板との当接部分で副反応が発生することを抑制することができる。したがって、陰極活物質と基板との副反応による電池性能の低下を防止することができる。
【００７５】
以上では、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に変形することができ、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須な特徴を変更せずとも他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるだろう。そのため、以上で記述した各実施例は、全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないことを理解しなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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