特許 7277387 電子部品及び電池の封止システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-18

(54)【発明の名称】電子部品及び電池の封止システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/103 20210101AFI20230511BHJP

   H01M 4/48 20100101ALI20230511BHJP

   H01M 4/58 20100101ALI20230511BHJP

   H01M 4/485 20100101ALI20230511BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20230511BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20230511BHJP

   H01M 10/0565 20100101ALI20230511BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALI20230511BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20230511BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20230511BHJP

   H01G 4/224 20060101ALI20230511BHJP

   H01G 9/08 20060101ALI20230511BHJP

   H01G 2/10 20060101ALI20230511BHJP

   H01C 1/02 20060101ALI20230511BHJP

   H01M 50/117 20210101ALI20230511BHJP

   H01M 50/121 20210101ALI20230511BHJP

   H01M 50/129 20210101ALI20230511BHJP

   H01M 50/133 20210101ALI20230511BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20230511BHJP

   H01M 50/562 20210101ALI20230511BHJP

【ＦＩ】

H01M50/103

H01M4/48

H01M4/58

H01M4/485

H01M10/052

H01M10/0562

H01M10/0565

H01M10/0585

H01G11/78

H01G11/84

H01G4/224 100

H01G9/08 A

H01G2/10 J

H01C1/02 M

H01M50/117

H01M50/121

H01M50/129

H01M50/133

H01M50/548 101

H01M50/562

【請求項の数】 45

(21)【出願番号】P 2019571597

(86)(22)【出願日】2018-06-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-09-10

(86)【国際出願番号】 FR2018051582

(87)【国際公開番号】W WO2019002768

(87)【国際公開日】2019-01-03

【審査請求日】2021-04-15

(31)【優先権主張番号】1756079

(32)【優先日】2017-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(31)【優先権主張番号】1756364

(32)【優先日】2017-07-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(31)【優先権主張番号】1853930

(32)【優先日】2018-05-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】514110783

【氏名又は名称】アイ テン

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ギャバン ファビアン

【審査官】村岡 一磨

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０５５６１００４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０３－０１５１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５２８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５１９６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１１６１１５４（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／００－５０／１９８

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ １０／００－１０／５８７

Ｈ０１Ｍ ４／００－ ４／６２

Ｈ０１Ｇ １１／７８

Ｈ０１Ｇ １１／８４

Ｈ０１Ｇ ４／２２４

Ｈ０１Ｇ ９／０８

Ｈ０１Ｇ ２／１０

Ｈ０１Ｃ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子部品又は電気化学部品である物体（１０００）を封止するシステム（３０）であって、
ｉ）前記物体を少なくとも部分的に被覆する、原子層堆積によって堆積された電気絶縁材料から構成された第１の被覆層（３１，３１’）と、
ｉｉ）前記第１の被覆層の上に積層されたパリレンから構成された第２の被覆層（３２，３２’）と、
ｉｉｉ）前記第２の被覆層を、酸素から保護し、前記物体の耐用年数を延ばすための、前記第２の被覆層の上に堆積された第３の被覆層（３３，３３’）とからなる、連続する３つの層を備えた、封止システム。

【請求項2】

電子部品又は電気化学部品である物体（１０００）を封止するシステムにおいて、
パリレン及び／又はポリイミドから構成された被覆層と、
パリレン及び／又はポリイミドから構成された前記被覆層の上に堆積された、請求項１に記載の封止システム（３０）とを備えた、封止システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の封止システムを備えた、
電子部品又は電気化学部品。

【請求項4】

請求項３に記載の電気化学部品において、
前記電気化学部品が電池であって、
－ 少なくとも１つのアノード（１０，１０’）及び少なくとも１つのカソード（２０，２０’）が交互に堆積され、その各々が薄膜のスタックにより構成されたスタックであり、前記アノード（１０、１０’）は、
－－ アノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜（１２）、及び
－－ 任意の、電解質材料からなる薄膜（１３）、を含み、
前記カソード（２０，２０’）は、
－－ カソード活物質からなる少なくとも１つの薄膜（２２）、及び
－－ 任意の、電解質材料からなる薄膜（２３）であって、電池が、連続する、アノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜（１２）、電解質材料からなる少なくとも１つの薄膜（１３，２３）、及びカソード活物質からなる少なくとも１つの薄膜２２、を含むように構成されている薄膜（２３）、を含む、スタックと、
－ 前記第１の被覆層（３１，３１’）が前記スタックを少なくとも部分的に被覆する請求項１に記載の封止システム３０であって、
第１のアノード（１０）又は第１のカソード２０が、少なくとも１つの接続可能な接続ゾーンを有し、一方で、それに隣接するカソード２０又はアノード１０は、少なくとも前記第１の被覆層（３１，３１’）及び前記第２の被覆層（３２，３２’）により被覆されている被覆ゾーンＺＲＴを含み、前記被覆ゾーンは、前記第１のアノード又は前記第１のカソードの接続ゾーンＺＣに面して、前記スタックの面に垂直な方向に並んで設けられている、封止システム（３０）と
を備える、電気化学部品。

【請求項5】

請求項１に記載の封止システムの形成を含む、封止された電子部品又は電気化学部品の製造方法であって、
－ 原子層堆積による、電気絶縁材料から構成された第１の被覆層（３１，３１’）と、
－ 前記第１の被覆層上に堆積された、パリレン及び／又はポリイミドから構成された第２の被覆層（３２，３２’）と、
－ 前記第２の被覆層上に堆積され、該第２の被覆層を、酸素から保護することができ、且つそのように堆積された第３の被覆層３３，３３’と
を連続して堆積することにより前記封止システムの形成する、電子部品又は電気化学部品の製造方法。

【請求項6】

請求項２に記載の封止システムの形成を含む、封止された電子部品又は電気化学部品の製造方法において、
－ 前記電子部品又は前記電気化学部品上に形成され、パリレン及び／又はポリイミドから構成された前処理層と、
－ パリレン及び／又はポリイミドから構成された前記被覆層の上にＡＬＤにより堆積され、電気絶縁材料から構成された第１の被覆層（３１，３１’）と、
－ 前記第１の被覆層上に堆積された、パリレン及び／又はポリイミドから構成された第２の被覆層（３２，３２’）と、
－ 前記第２の被覆層上に堆積され、該第２の被覆層を、酸素から保護することができ、且つそのように堆積された第３の被覆層（３３，３３’）と
を連続して堆積することにより前記封止システムを形成する、電子部品又は電気化学部品の製造方法。

【請求項7】

請求項５に記載の製造方法において、
前記電気化学部品は電池であって、
前記電池は、少なくとも１つのアノード（１０）及び少なくとも１つのカソード（２０，２０’）が交互に堆積されたスタックを備え、その各々が薄膜のスタックにより構成されたスタックであり、
前記アノード（１０，１０’）が、
－ アノード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（１２）、及び
－ 任意の、電解質材料から構成された薄膜（１３）
を有し、
前記カソード（２０，２０’）が、
－ カソード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（２２）、及び
－ 任意の、電解質材料から構成された薄膜（２３）
を有し、
前記電池が、連続する、アノード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（１２）と、電解質材料から構成された少なくとも１つの薄膜（１３，２３）と、カノード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（２２）と、を備え、
（ａ）カソードのシート及びアノードのシートが交互に連続する主積層体を形成するステップであって、該主積層体は、少なくとも１つの電池を構成するものであり、２つの隣接するシートは、接続可能な接続ゾーン（ＺＣ）を構成する少なくとも１つの突出領域（ＲＳ）、及び被覆ゾーン（ＲＴＣ）を構成する少なくとも１つの後退ゾーン（ＲＴ）を画定するステップと、
（ｂ）請求項１に記載の封止システムを、請求項５に記載の製造方法により堆積するステップと
を含む、製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の電池の製造方法において、
前記ステップ（ｂ）の後、接続可能な接続ゾーン（ＺＣ）又は接続可能な各接続ゾーン（ＺＣ）を露出させる、電池の製造方法。

【請求項9】

請求項７又は８に記載の電池の製造方法において、
ステップ（ｂ）の後に、
前記アノードの接続ゾーンＺＣを接続可能にする、前記主積層体の面と垂直な少なくとも１つの第１のカットを形成する工程と、
前記カソードの接続ゾーンＺＣを接続可能にする、前記主積層体の面と垂直な少なくとも１つの第１のカットを形成する工程と
を含むステップ（ｃ）を実行する、
電池の製造方法。

【請求項10】

請求項９に記載の電池の製造方法において、
前記各第１のカットは、前記主積層体の互いに反対側に位置する端部に形成する、
電池の製造方法。

【請求項11】

請求項７又は８に記載の電池の製造方法であって、
カソードのシート及びアノードのシートの交互に連続する前記主積層体における２つの隣接するシートの端部は直線状の端部であり、第１のシートの端部は突出領域（ＲＳ）を構成する一方、第２のシートの端部は後退領域（ＲＲ）を構成する、
電池の製造方法。

【請求項12】

請求項７～９のいずれか１項に記載の電池の製造方法において、
第１の大きな断面を有する第１のノッチ（５０、５０’，５０’’，５０’’’）を、カソードのシート及びアノードのシートが交互に連続する前記主積層体の第１のシートの端部に形成し、
前記第１のノッチの壁が、後退領域（ＲＲ）を構成しており、
前記第１の大きな断面よりも小さい第２の小さな断面を有する第２のノッチを、隣接する第２のシートに形成し、
前記第２のノッチ（５０、５０’，５０’’，５０’’’）の壁は、前記突出領域（ＲＳ）を構成している、電池の製造方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の電池の製造方法であって、
カソードの前記シート及びアノードの前記シートは、円形状のノッチ５０、５０’、５０’’、５０’’’’を有している、電池の製造方法。

【請求項14】

請求項７～９のいずれか１項に記載の電池の製造方法において、
第１の大きな断面を有する第１のオリフィスを第１のシートに形成し、
前記第１のオリフィスの壁が後退領域（ＲＲ）を構成しており、
前記第１の断面より小さな第２の小さな断面を有する第２のオリフィスを、隣接する第２のシートに形成し、
前記第２のオリフィスの壁が前記突出領域（ＲＳ）を構成しており、
前記各オリフィスの内部は、前記封止システムによって充填されおり、
前記接続ゾーン（ＺＣ）を前記第２の小さな断面を有する前記壁の近くに形成し、且つ前記被覆ゾーンを前記第１の大きな断面を有する前記壁の近くに形成するように、少なくとも１つの第２のカットを、前記第１のオリフィス及び前記第２のオリフィスの内側に形成する、電池の製造方法。

【請求項15】

請求項７～１１のいずれか１項に記載の電池の製造方法において、
２つの隣接するシートにおいて、前記シートの面に垂直な方向に相互にずらされた第１のスロット及び第２のスロットを形成し、
前記各スロットの内部は、封止システムによって充填されており、
前記接続ゾーンを第１のスロットの壁の近くに形成し、前記被覆ゾーンを第２のスロットの壁の近くに形成するように、少なくとも１つの第２のカットを、前記スロットの内側に形成する、電池の製造方法。

【請求項16】

請求項９又は１０に記載の電池の製造方法において、
ステップ（ｃ）の後、前記アノードの接続ゾーン（ＺＣ）及び前記カソードの接続ゾーン（ＺＣ）を、導電体のＡＬＤによる薄膜堆積（４１、４１’）によって互いに電気的に接続する、電池の製造方法。

【請求項17】

請求項９～１５のいずれか１項に記載の電池の製造方法において、
アノード及びカソードの相互接続（４０、４０’）を、導電体の薄膜で予め被覆された金属部分によって形成する、電池の製造方法。

【請求項18】

請求項９又は１０に記載の電池の製造方法において、
ステップ（ｃ）の後、
－ 第１の導電層と、
－ 前記第１の導電層の上に堆積した、銀を添加したエポキシ樹脂を含む第２の層（４２，４２’）と、
－ 前記第２の層の上に堆積した、スズを含む第３の層４３、４３’と
が連続する相互接続システムによって、アノードの接続ゾーン及びカソードの接続ゾーンを互いに電気的に接続する、電池の製造方法。

【請求項19】

請求項９又は１０に記載の電池の製造方法において、
ステップ（ｃ）の後、
－ 第１の導電層と、
－ 前記第１の導電層の上に堆積した、銀を添加したエポキシ樹脂を含む第２の層（４２）と、
－ 前記第２の層の上に堆積した、ニッケルを含む第３の層（４３ａ）と、
－ 前記第３の層の上に堆積した、スズ又は銅を含む第４の層（４３ｂ）と
が連続する相互接続システムによって、アノードの接続ゾーン及びカソードの接続ゾーンを、互いに電気的に接続する、電池の製造方法。

【請求項20】

前記シートは、最終電池の寸法よりも寸法が大きく、
少なくとも１つの第３のカットを、前記シートの中央部分に形成する、
請求項７～１９のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【請求項21】

前記電気絶縁材料は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｙＮ_ｘ、及びエポキシ樹脂から選択される、請求項７～２０のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【請求項22】

前記第２の被覆層はパリレンＮを含む、
請求項７～２１のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【請求項23】

前記第１の被覆層の厚さは２００ｎｍ未満であり、
前記第２の被覆層の厚さは１～５０μｍである、
請求項７～２２のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【請求項24】

前記第３の被覆層の厚さは１～５０μｍである、
請求項７～２３のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【請求項25】

請求項７～２４のいずれか１項に記載の電池の製造方法において、
アノードの層は、
－ スズの酸窒化物（一般式はＳｎＯ_ｘＮ_ｙ）；
－ リチウム化されたリン酸鉄（一般式はＬｉＦｅＰＯ_４）；
－ シリコンとスズとが混合された酸窒化物（一般式はＳｉ_ａＳｎ_ｂＯ_ｙＮ_ｚ、ここで、ａ＞０、ｂ＞０、ａ＋ｂ≦２、０＜ｙ≦４、０＜ｚ≦３）（ＳｉＴＯＮともよばれる）、；酸窒化物炭化物（一般式はＳｉ_ａＳｎ_ｂＣ_ｃＯ_ｙＮ_ｚ、ここで、ａ＞０、ｂ＞０、ａ＋ｂ≦２、０＜ｃ＜１０、０＜ｙ＜２４、０＜ｚ＜１７）；Ｓｉ_ａＳｎ_ｂＣ_ｃＯ_ｙＮ_ｚＸ_ｎ、ここで、Ｘ_ｎは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐｂのうちのいずれか１つの元素であり、ａ＞０、ｂ＞０、ａ＋ｂ＞０、ａ＋ｂ≦２、０＜ｃ＜１０、０＜ｙ＜２４及び０＜ｚ＜１７；Ｓｉ_ａＳｎ_ｂＯ_ｙＮ_ｚＸ_ｎ、ここで、Ｘ_ｎは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐｂのうち少なくとも１つの元素であり、ａ＞０、ｂ＞０、ａ＋ｂ≦２、０＜ｙ≦４、０＜ｚ≦３；
－ Ｓｉ_ｘＮ_ｙタイプの窒化物（ｘ＝３且つｙ＝４）、Ｓｎ_ｘＮ_ｙ（ｘ＝３且つｙ＝４）、Ｚｎ_ｘＮ_ｙ（ｘ＝３且つｙ＝４）、Ｌｉ_３－ｘＭ_ｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、０≦ｘ≦０．５、Ｍ＝Ｎｉ且つ０≦ｘ≦０．６、又はＭ＝Ｃｕ且つ０≦ｘ≦０．３）；
－ 酸化物ＳｎＯ_２、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、ＳｎＢ_０．６Ｐ_０．４Ｏ_２．９、及びＴｉＯ_２
から選択される材料から構成された、電池の製造方法。

【請求項26】

請求項７～２５のいずれか１項に記載の電池の製造方法において、
電解質材料の層は、
－ 一般式Ｌｉ_ｄＡ^１ _ｘＡ^２ _ｙ（ＴＯ_４）_ｚのガーネット、
ここで、
－－ Ａ^１は、酸化数＋ＩＩのカチオンであり、
－－ Ａ^２は、酸化数＋ＩＩＩのカチオンであり、
－－ （ＴＯ_４）は、Ｔが酸素原子からなる四面体の中心にある酸化数＋ＩＶのあるアニオンであり、
－－ ｄは２～１０であり、ｘは２．６～３．４であり、ｙは１．７～２．３であり、ｚは２．９～３．１であり；
－ 以下より選択されるガーネット：Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２：Ｌｉ_６Ｌａ_２ＢａＴａ_２Ｏ_１２；Ｌｉ_５．５Ｌａ_３Ｎｂ_１．７５Ｉｎ_０．２５Ｏ_１２；Ｌｉ_５Ｌａ_３Ｍ_２Ｏ_１２（Ｍ＝Ｎｂ若しくはＴａ又はこれらの混合物）：Ｌｉ_７－ｘＢａ_ｘＬａ_３－ｘＭ_２Ｏ_１２（０≦ｘ≦１、Ｍ＝Ｎｂ若しくはＴａ又はこれらの混合物）：Ｌｉ_７－ｘＬａ_３Ｚｒ_２－ｘＭ_ｘＯ_１２（０≦ｘ≦２、Ｍ＝Ａｌ、Ｇａ、若しくはＴａ、又はこれらの２つ若しくは３つの混合物）；
－ 以下から選択されるリチウム化リン酸塩：ＮＡＳＩＣＯＮタイプのリチウム化リン酸塩；Ｌｉ_３ＰＯ_４；ＬｉＰＯ_３；「ＬＡＳＰ」とよばれるＬｉ_３Ａｌ_０．４Ｓｃ_１．６（ＰＯ_４）_３；Ｌｉ_３（Ｓｃ_２－ｘＭ_ｘ）（ＰＯ_４）_３（Ｍ＝Ａｌ又はＹ、０≦ｘ≦１）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｓｃ）_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、Ｇａ又は３つの混合物、０≦ｘ≦０．８）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｇａ_１－ｙＳｃ_ｙ）_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（０≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦１及びＭ＝Ａｌ若しくはＹ又は２つの混合物）：Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｇａ）_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、又は２つの混合物、０≦ｘ≦０．８）；「ＬＡＴＰ」とよばれるＬｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＴｉ_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（０≦ｘ≦１）；又は、「ＬＡＧＰ」とよばれるＬｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＧｅ_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（０≦ｘ≦１）；又はＬｉ_{１＋ｘ＋ｚ}Ｍ_ｘ（Ｇｅ_１－ｙＴｉ_ｙ）_２－ｘＳｉ_ｚＰ_３－ｚＯ_１２（０≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦１．０、且つ０≦ｚ≦０．６、Ｍ＝Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、又はこれら２つ若しくは３つの混合物）；Ｌｉ_３＋ｙ（Ｓｃ_２－ｘＭ_ｘ）Ｑ_ｙＰ_３－ｙＯ_１２（Ｍ＝Ａｌ及び／又はＹ、Ｑ＝Ｓｉ及び／又はＳｅ、０≦ｘ≦０．８、且つ０≦ｙ≦１）；又はＬｉ_{１＋ｘ＋ｙ}Ｍ_ｘＳｃ_２－ｘＱ_ｙＰ_３－ｙＯ_１２（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、Ｇａ又は３つの混合物、Ｑ＝Ｓｉ及び／又はＳｅ、０≦ｘ≦０．８、且つ０≦ｙ≦１）；又はＬｉ_{１＋ｘ＋ｙ＋ｚ}Ｍ_ｘ（Ｇａ_１－ｙＳｃ_ｙ）_２－ｘＱ_ｚＰ_３－ｚＯ_１２（０≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦０．６、Ｍ＝Ａｌ若しくはＹ又は２つの混合物、Ｑ＝Ｓｉ及び／又はＳｅ）；又はＬｉ_１＋ｘＭ^３ _ｘＭ_２－ｘＰ_３Ｏ_１２（０≦ｘ≦１及びＭ^３＝Ｃｒ及び／又はＶ、Ｍ＝Ｓｃ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｅ、若しくはＳｉ、又はこれらの混合物を含む）；
－ 以下から選択されるリチウム化硫化化合物：Ｌｉ_ｘＡｌ_ｚ－ｙＧａ_ｙＳ_ｗ（ＰＯ_４）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４及び０＜ｃ＜２０）；Ｌｉ_ｘＡｌ_ｚ－ｙＧａ_ｙＳ_ｗ（ＢＯ_３）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４、０＜ｃ＜２０）；Ｌｉ_ｘＡｌ_ｚ－ｙＳｃ_ｙＳ_ｗ（ＰＯ_４）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４及び０＜ｃ＜２０）；Ｌｉ_ｘＡｌ_ｚ－ｙＳｃ_ｙＳ_ｗ（ＢＯ_３）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４及び０＜ｃ＜２０）；Ｌｉ_ｘＧｅ_ｚ－ｙＳｉ_ｙＳ_ｗ（ＰＯ_４）_ｃ、４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４及び０＜ｃ＜２０；ＬｉｘＧｅ_{（ｚ－ｙ）}Ｓｉ_ｙＳ_ｗ（ＢＯ_３）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４、０＜ｃ＜２０）；
－ 以下から選択されるリチウム化ホウ酸塩：Ｌｉ_３（Ｓｃ_２－ｘＭ_ｘ）（ＢＯ_３）_３（Ｍ＝Ａｌ又はＹ、０≦ｘ≦１）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｓｃ）_２－ｘ（ＢＯ_３）_３（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、Ｇａ又は３つの混合物、０≦ｘ≦０．８）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｇａ_１－ｙＳｃ_ｙ）_２－ｘ（ＢＯ_３）_３（０≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦１、Ｍ＝Ａｌ又はＹ）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｇａ）_２－ｘ（ＢＯ_３）_３（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、又は２つの混合物、０≦ｘ≦０．８）；Ｌｉ_３ＢＯ_３、Ｌｉ_３ＢＯ_３－Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_３ＢＯ_３－Ｌｉ_２ＳｉＯ_４、Ｌｉ_３ＢＯ_３－Ｌｉ_２ＳｉＯ_４－Ｌｉ_２ＳＯ_４；
－ Ｌｉ_３ＰＯ_４－ｘＮ_２ｘ／３、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４－ｘＮ_２ｘ／３、若しくはＬｉ_４ＧｅＯ_４－ｘＮ_２ｘ／３（０＜ｘ＜４）、又はＬｉ_３ＢＯ_３－ｘＮ２_ｘ／３（０＜ｘ＜３）から選択される、酸窒化物；
－ 「ＬｉＰＯＮ」とよばれる、Ｌｉ_ｘＰＯ_ｙＮ_ｚ（ｘ～２．８及び２ｙ＋３ｚ～７．８及び０．１６≦ｚ≦０．４）で表されるリチウムとリンとの酸窒化物を含むリチウム化化合物、Ｌｉ_ｗＰＯ_ｘＮ_ｙＳ_ｚ（２ｘ＋３ｙ＋２ｚ＝５＝ｗ）又はＬｉ_ｗＰＯ_ｘＮ_ｙＳ_ｚ（３．２≦ｘ≦３．８、０．１３≦ｙ≦０．４、０≦ｚ≦０．２、２．９≦ｗ≦３．３）又はＬｉ_ｔＰ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｕＮ_ｖＳ_ｗ（５ｘ＋３ｙ＝５、２ｕ＋３ｖ＋２ｗ＝５＋ｔ、２．９≦ｔ≦３．３、０．８４≦ｘ≦０．９４、０．０９４≦ｙ≦０．２６、３．２≦ｕ≦３．８、０．１３≦ｖ≦０．４６、０≦ｗ≦０．２）；
－ それぞれ「ＬｉＰＯＮ」又は「ＬｉＢＯＮ」ともよばれる、リン又はホウ素のリチウムの酸窒化物を含む材料であって、ケイ素、硫黄、ジルコニウム、アルミニウム、又はアルミニウム、ホウ素、硫黄、及び／若しくはケイ素と組み合わせを含んでいてもよく、リンのリチウムの酸窒化物を含む材料についてはホウ素を含んでいてもよい；
－ 「ＬｉＳｉＰＯＮ」とよばれる、リチウム、リン、及びシリコンの酸窒化物を含むリチウム化化合物；
－ ＬｉＢＯＮ、ＬｉＢＳＯ、ＬｉＳｉＰＯＮ、ＬｉＳＯＮ、ｔｈｉｏ－ＬｉＳｉＣＯＮ、ＬｉＰＯＮＢ（Ｂ、Ｐ、Ｓはそれぞれホウ素、リン、硫黄を表す）のタイプのリチウムの酸窒化物；
－ （１－ｘ）ＬｉＢＯ_２－ｘＬｉ_２ＳＯ_４（０．４≦ｘ≦０．８）で表されるＬｉＢＳＯタイプのリチウムの酸窒化物；
－ Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２又はＬｉ_５＋ｘＬａ_３（Ｚｒ_ｘ、Ａ_２－ｘ）Ｏ_１２（Ａ＝Ｓｃ、Ｙ、Ａｌ、Ｇａ及び１．４≦ｘ≦２）、又はＬｉ_０．３５Ｌａ_０．５５ＴｉＯ_３又はＬｉ_３ｘＬａ_{２／３－ｘ}ＴｉＯ_３（０≦ｘ≦０．１６）（ＬＬＴＯ）から選択されるリチウム化酸化物；
－ Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５、Ｌｉ_２ＳｉＯ_３、Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_６、ＬｉＡｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４、ＬｉＡｌＳｉ_２Ｏ_６から選択されるケイ酸塩；
－ 以下より選択されるアンチペロブスカイトタイプの固体電解質：
－－ Ｌｉ_３ＯＡ（Ａはハロゲン又はハロゲンの混合物である）；
－－ Ｌｉ_{（３－ｘ）}Ｍ_ｘ／２ＯＡ、（０＜ｘ≦３、Ｍは２価の金属であって、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒから選択される元素の少なくとも１つ、又はこれらの２つ、３つ、若しくは４つの混合物、Ａはハロゲン又はハロゲンの混合物である）；
－－ Ｌｉ_{（３－ｘ）}Ｍ^３ _ｘ／３ＯＡ（０≦ｘ≦３、Ｍ^３は３価の金属、Ａはハロゲン又はハロゲンの混合物）；ＬｉＣＯＸ_ｚＹ_{（１－ｚ）}（Ｘ及びＹは、前記Ａと同様のハロゲン、０≦ｚ≦１）；
－ 化合物Ｌａ_０．５１Ｌｉ_０．３４Ｔｉ_２．９４、Ｌｉ_３．４Ｖ_０．４Ｇｅ_０．６Ｏ_４、Ｌｉ_２Ｏ－Ｎｂ_２Ｏ_５、ＬｉＡｌＧａＳＰＯ_４；
－ Ｌｉ_２ＣＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ａｌ（ＰＯ_３）_３ＬｉＦ、Ｐ_２Ｓ_３、Ｌｉ_２Ｓ、Ｌｉ_３Ｎ、Ｌｉ_１４Ｚｎ（ＧｅＯ_４）_４、Ｌｉ_３．６Ｇｅ_０．６Ｖ_０．４Ｏ_４、ＬｉＴｉ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_３．２５Ｇｅ_０．２５Ｐ_０．２５Ｓ_４、Ｌｉ_１．３Αｌ_０．３Τｉ_１．７（ΡΟ_４）_３、Ｌｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＭ_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（Ｍ＝Ｇｅ、Ｔｉ、及び／又はＨｆ、及び０＜ｘ＜１）、Ｌｉ_{１＋ｘ＋ｙ}Ａｌ_ｘＴｉ_２－ｘＳｉ_ｙＰ_３－ｙＯ_１２（０≦ｘ≦１及び０≦ｙ≦１）；
－ リチウムイオンを伝導するポリマーを含み、リチウム塩に含浸させた又は含浸させない電解質；
－ リチウムイオンを運ぶ相が挿入されるセラミックマトリックスである無機マトリックスを含む、ハイブリッド電解質であって、リチウムイオンを運ぶ相が、有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解したリチウム塩を含む溶液、及び／又は有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解し得る少なくとも１つのリチウム塩を含むポリマー、及び／又は有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解し得る少なくとも１つのリチウム塩を含む少なくとも１つのイオン液体から選択される少なくとも１つのリチウム塩を含む有機電解質、
から選択される材料から構成された、電池の製造方法。

【請求項27】

薄膜電池であって、
（ａ）少なくとも１つのアノード（１０）及び少なくとも１つのカソード（２０，２０’）が交互に堆積されたスタックを備え、その各々が薄膜のスタックにより構成されたスタックであり、
前記アノード（１０，１０’）が、
－ アノード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（１２）、及び
－ 任意の、電解質材料から構成された薄膜（１３）
を有し、
前記カソード（２０，２０’）が、
－ カソード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（２２）、及び
－ 任意の、電解質材料から構成された薄膜（２３）
を有し、
前記電池が、連続する、アノード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（１２）と、電解質材料から構成された少なくとも１つの薄膜（１３，２３）と、カノード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（２２）と、を備え、
カソードのシート及びアノードのシートが交互に連続する主積層体が形成され、２つの隣接するシートは、接続可能な接続ゾーン（ＺＣ）を構成する少なくとも１つの突出領域（ＲＳ）、及び被覆ゾーン（ＲＴＣ）を構成する少なくとも１つの後退ゾーン（ＲＴ）を画定し、
（ｂ）封止システムであって、
ｉ）前記主積層体を少なくとも部分的に被覆する、原子層堆積によって堆積された電気絶縁材料から構成された第１の被覆層（３１，３１’）と、
ｉｉ）前記第１の被覆層の上に積層されたパリレンから構成された第２の被覆層（３２，３２’）と、
ｉｉｉ）前記第２の被覆層を、酸素から保護し、前記薄膜電池の耐用年数を延ばすための、前記第２の被覆層の上に堆積された第３の被覆層（３３，３３’）と
からなる、連続する３つの層を備えた封止システム
とを備えた、薄膜電池。

【請求項28】

前記被覆層がパリレンＮから構成されている、請求項２に記載された封止システム。

【請求項29】

前記接続ゾーンを第１のスロットの壁の近くに形成し、前記被覆ゾーンを第２のスロットの壁の近くに形成するように、各第２のカットを、前記スロットの内側に形成する、請求項１５に記載の電池の製造方法。

【請求項30】

前記第１の導電層は、金属層であって、ＡＬＤによって堆積された層（４１、４１’）である、請求項１８に記載の電池の製造方法。

【請求項31】

前記第１の導電層は、金属層であって、ＡＬＤにより堆積された層（４１）である、請求項１９に記載の電池の製造方法。

【請求項32】

前記第１の被覆層の厚さは５～２００ｎｍであり、
前記第２の被覆層の厚さは１～５０μｍである、
請求項７～２２のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【請求項33】

前記第１の被覆層の厚さは５０ｎｍであり、
前記第２の被覆層の厚さは１０μｍである、
請求項７～２２のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【請求項34】

前記第３の被覆層の厚さは１０μｍ未満である、請求項２４に記載の電池の製造方法。

【請求項35】

前記第３の被覆層の厚さは５μｍ未満である、請求項３４に記載の電池の製造方法。

【請求項36】

前記第３の被覆層の厚さは２μｍである、請求項３５に記載の電池の製造方法。

【請求項37】

前記Ｓｉ_ａＳｎ_ｂＯ_ｙＮ_ｚは、ＳｉＳｎ_０．８７Ｏ_１．２Ｎ_１．７２である、請求項２５に記載の電池の製造方法。

【請求項38】

前記「ＬｉＰＯＮ」とよばれる、Ｌｉ_ｘＰＯ_ｙＮ_ｚが、Ｌｉ_２．９ＰＯ_３．３Ｎ_０．４６である、請求項２６に記載の電池の製造方法。

【請求項39】

前記「ＬｉＳｉＰＯＮ」とよばれる、リチウム、リン、及びシリコンの酸窒化物を含むリチウム化化合物が、Ｌｉ_１．９Ｓｉ_０．２８Ｐ_１．０Ｏ_１．１Ｎ_１．０である、請求項２６に記載の電池の製造方法。

【請求項40】

前記Ａ^１は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｙ、Ｇｄのうちのいずれか１つの元素である、請求項２６に記載の電池の製造方法。

【請求項41】

前記Ａ^２は、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｌａのうちのいずれか１つの元素である、請求項２６に記載の電池の製造方法。

【請求項42】

前記ＴＯ_４は、酸化数＋ＩＶの元素Ｔのすべて又は一部がＡｌ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｖ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｔａのうちのいずれか１つの元素である酸化数が＋ＩＩＩ又は＋Ｖの原子で置換されている、請求項２６に記載の電池の製造方法。

【請求項43】

前記Ｌｉ_３ＯＡのＡは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選択される少なくとも１つの元素、又はこれらの元素の２つ、３つ、若しくは４つの混合物である、請求項２６に記載の電池の製造方法。

【請求項44】

前記Ｌｉ_{（３－ｘ）}Ｍ_ｘ／２ＯＡのＡは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選択される少なくとも１つの元素、又はこれらの元素の２つ、３つ、若しくは４つの混合物である、請求項２６に記載の電池の製造方法。

【請求項45】

前記Ｌｉ_{（３－ｘ）}Ｍ^３ _ｘ／３ＯＡのＡは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ又はこれらの元素の２つ、３つ、若しくは４つの混合物である、請求項２６に記載の電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超小型電子部品及び電池などの物体を封止するシステムに関する。具体的には、電池、すなわち、この方法で封止できるリチウムイオン電池の分野に関する。本発明はまた、特に自己放電を低減し及び耐用年数を改善する新規な構造及び封止を有する、薄膜リチウムイオン電池を製造する新規な方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超小型電子部品と電池、特に薄膜電池は、酸素及び湿度（湿度）によって劣化するため耐久性を保つために封止する必要がある。特に、リチウムイオン電池は湿度の影響をとても受けやすく、耐用年数が１０年以上の封止が必要である。携帯型電子機器及び自律型センサのネットワークの普及に伴い、高エネルギー密度及び高電力密度を有する充電式電池の需要が大幅に高まっている。薄膜リチウムイオン電池は、高エネルギー密度及び高電力密度を有し、再充電可能で、メモリー効果がないので、これらの需要を満たすことはできるが、信頼性及び耐用年数はまだ課題が残る要素である。

【0003】

薄膜リチウムイオン電池は、完全に固体の、つまり液体のない電極及び電解質で構成されている。それらを形成する種々の層の厚さは通常１０μｍを超えず、多くの場合１～４μｍである。多層電池などのこれらの薄膜電池は、自己放電による影響を受けやすいことがわかっている。電極の配置、すなわち多層電池の電極の端部の近接度、及び切断面の清浄度に応じて、端部にリーク電流が発生する場合がある。これは電池の性能を低下させる沿面短絡（a creeping short circuit）である。この現象は、電解質の膜が非常に薄い場合に深刻である。

【0004】

これらの全固体薄膜リチウムイオン電池は、ほとんどの場合、金属リチウムの層を有するアノードを使用する。アノードの材料は、電池の充電と放電のサイクルにおいてその体積が大きく変動することがわかっている。実際、充電と放電のサイクルにおいて、金属リチウムの一部がリチウムイオンに変換され、それがカソードの材料の構造に挿入され、アノードの体積が減少する。体積のこの周期的な変動によって、電極及び電解質の層間の機械的及び電気的接触が悪化する場合がある。これにより、電池の耐用年数が短くなる。

【0005】

アノードの材料の体積の周期的変動は、電池のセルの体積の周期的変動をも誘発する。これによって、封止システムに周期的なストレスがかかり、封止システムのシール性（又は完全性）の喪失の原因となるひび割れが生じ得る。この現象は、電池の耐用年数全体にわたる性能低下のもう１つの原因である。

【0006】

実際、リチウムイオン電池の活物質は、空気、特に湿度の影響を非常に受けやすい。移動するリチウムイオンは、微量の水分と自然に反応してＬｉＯＨを形成し、電池のカレンダ劣化を引き起こす。リチウムイオンの挿入に関わる材料及びリチウムイオンを伝導する電解質のすべてが、水分と接触して反応するわけではない。例えば、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２は空気又は微量の水分と接触しても劣化しない。反対に、ｘ＞０のＬｉ_４＋ｘＴｉ_５Ｏ_１２の形態でリチウムが増えるとすぐに、この挿入された余剰分（ｘ）が、空気の影響を受けやすいので、微量の水分と自然に反応してＬｉＯＨを形成する。従って、反応したリチウムは充電に利用できなくなり、電池の容量の損失を引き起こす。

【0007】

リチウムイオン電池の活物質が空気及び水にさらされるのを回避し、この種の劣化を防ぐために、封止システムによって保護することが不可欠である。薄膜電池の多くの封止システムが文献に記載されている。

【0008】

文献ＵＳ２００２／００７１９８９には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリカ（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、及びアモルファス炭素より選択される誘電体材料からなる第１層、誘電体材料からなる第２層、並びに第２層上に積層され電池全体を被覆する被覆層からなる積層体によって構成される全固体薄膜電池の封止システムが記載されている。

【0009】

文献ＵＳ５５６１００４には、薄膜リチウムイオン電池の保護のための複数のシステムが記載されている。提案された第１のシステムは、電池の活性要素上に堆積された、アルミニウムフィルムで被覆されたパリレンからなる層を含む。しかし、空気及び水蒸気の拡散に対するこの保護システムは、効果が約１か月間しかない。提案された第２のシステムは、パリレン（厚さ５００ｎｍ）及び金属（厚さ約５０ｎｍ）の交互の層で構成されている。また、この文献には、空気中の成分による電池の劣化の速度を低減するために、これらの電池を紫外線（ＵＶ）照射によって硬化したエポキシ層で被覆することが好ましいことが記載されている。

【0010】

先行技術によれば、ほとんどのリチウムイオン電池は、電池セルの周りを閉じたポリマーからなる金属含有シート（「ポーチ（ｐｏｕｃｈ）」とよばれる）によって封止され、コネクタテープ（「タブ」とよばれる）でヒートシールされている。このパッケージングは比較的柔軟であり、電池の正極及び負極の接続は、電池の周りのパッケージングに用いられているヒートシールされたポリマーに埋め込まれている。しかし、このポリマーのシート間の溶着部分は、空気に対する完全な不透過性があるわけではなく、電池のヒートシールに用いられるポリマーは、空気に対する透過性が高い。この透過性は、温度とともに増加し、それが劣化を促進することがわかっている。

【0011】

しかし、空気にさらされるこの溶着部分の表面は非常に小さく、パッケージングの残りの部分は、これらのポリマーシート間に挟まれたアルミニウムシートで構成されている。一般に、２枚のアルミニウムシートが、これらのアルミニウムシートのそれぞれにおける欠陥の孔の存在に関連する影響を最小限に抑える。位置合わせされている各シート上の２つの欠陥の確率は大幅に低減されている。

【0012】

これらのパッケージング技術によって、通常の使用条件下で、１０×２０ｃｍ^２の表面積を有する１０Ａｈ電池のカレンダ耐用年数は、約１０～１５年であることが保証されている。電池が高温にさらされると、この耐用年数は５年未満に短縮される。このため、多くの用途に対しては不十分である。同様の技術は、キャパシタ及び活性要素などの他の電子部品にも利用できる。

【0013】

従って、空気、湿度、及び温度の影響から部品を保護する、薄膜電池及びその他電子部品の封止システム及びその製造方法が必要である。より具体的には、薄膜リチウムイオン電池を、空気及び湿気並びに充電及び放電サイクルによる劣化から保護する、封止システム及びその製造方法が必要である。封止システムは不浸透となるように密閉され、部品又は電池を完全に包み込んで被覆し、電池セルの寸法のわずかな変化（「呼吸（ｂｒｅａｔｈｓ）」）に対応できる十分な柔軟性を有し、且つ、あらゆる沿面短絡を避けるために、符号が反対の電極の端部を分離しているものでなければならない。

【発明の概要】

【0014】

本発明の１つの目的は、前述の従来技術の欠点を少なくとも部分的に克服することである。

【0015】

本発明の他の目的は、耐用年数が非常に長く、自己放電が少ないリチウムイオン電池を提供することである。

【0016】

―本発明の目的―
前記目的の少なくとも１つは、以下に示す本発明の目的の少なくとも１つによって達成される。本発明は、第１の目的として、電池などの電子部品又は電気化学部品のような物体１０００を封止するシステム３０を提供する。これは、以下の３つの連続する層によって構成されることを特徴とする。
ｉ）前記物体を少なくとも部分的に被覆する、原子層堆積法（以下、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））によって堆積された電気絶縁材料から構成された第１の被覆層３１，３１’、
ｉｉ）第１の被覆層上に積層された、パリレン及び／又はポリイミドから構成された第２の被覆層３２，３２’。
ｉｉｉ）第２の被覆層を、酸素から保護し、物体の耐用年数を長くするための、第２の被覆層上に堆積された第３の被覆層３３，３３’。

【0017】

物体の封止システムは、パリレン及び／又はポリイミドから、好ましくはパリレンＮから、構成された被覆層と、前記被覆層上に堆積された、パリレン及び／又はポリイミドから構成された封止システム３０とを備えていることが好ましい。

【0018】

第３の被覆層３３，３３’は、エポキシ樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン、又はシリコーンを含むことが好ましい。

【0019】

本発明の第２の目的は、電池、好ましくは封止システム３０を含む薄膜電池などの、電子部品又は電気化学部品を提供することである。本発明の他の目的は、薄膜電池である前記部品であり、前記電池が以下の構成を備える部品を提供することである。
－ 少なくとも１つのアノード１０，１０’及び少なくとも１つのカソード２０，２０’が交互に堆積され、その各々が薄膜のスタックにより構成されたスタックであって、前記アノード１０、１０’は、
－－ アノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜１２、及び
－－ 任意の、電解質材料からなる薄膜１３、を含み、
前記カソード２０，２０’は、
－－ カソード活物質からなる少なくとも１つの薄膜２２、及び
－－ 任意の、電解質材料からなる薄膜２３であって、電池が、連続する、アノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜１２、電解質材料からなる少なくとも１つの薄膜１３，２３、及びカソード活物質からなる少なくとも１つの薄膜２２、を含むように構成されている薄膜２３、を含む、スタック。
－ 前記第１の被覆層３１，３１’が前記スタックを少なくとも部分的に被覆する封止システム３０であって、
第１のアノード１０又は第１のカソード２０が、少なくとも１つの接続可能な接続ゾーンを有し、一方で、それに隣接するカソード２０又はアノード１０は、少なくとも前記第１の被覆層３１，３１’及び前記第２の被覆層３２，３２’により被覆されている被覆ゾーンＺＲＴを含み、前記被覆ゾーンは、前記第１のアノード又は前記第１のカソードの接続ゾーンＺＣに面して、前記スタックの面に垂直な方向に並んで設けられている、封止システム３０。

【0020】

本発明の他の目的は、封止システム３０の形成を含む、封止された電子部品又は電気化学部品の製造方法を提供することである。この方法では、前記封止システム３０を形成するように、以下の層を連続して堆積する。
（ｉ）ＡＬＤによる、電気絶縁材料から構成された第１の被覆層３１，３１’。
（ｉｉ）前記第１の被覆層上に堆積された、パリレン及び／又はポリイミドから構成された第２の被覆層３２，３２’。
（ｉｉｉ）第２の被覆層上に堆積され、第２の被覆層を、（具体的には酸素から）保護することができ、且つそのように堆積された第３の被覆層３３，３３’。

【0021】

本発明の他の目的は、本発明に係る封止システムの形成を含む電子部品又は封止電池の製造方法であって、前記封止システムを形成するように、以下の層を連続して堆積する方法を提供することである。
－ 前記電子部品又は電気化学部品上に形成され、パリレン及び／又はポリイミドから構成された前処理層。
－ パリレン及び／又はポリイミドから構成された前記被覆層上にＡＬＤにより堆積され、電気絶縁材料から構成された第１の被覆層３１，３１’。
－ 前記第１の被覆層上に堆積され、パリレン及び／又はポリイミドを含む第２の被覆層３２，３２’。
－ 第２の被覆層上に堆積され、第２の被覆層を、（具体的には酸素から）保護することができ、且つそのように堆積される第３の被覆層３３，３３’。

【0022】

本発明の更に他の目的は、以下を含む、薄膜電池の製造方法である。
前記電池は、少なくとも１つのアノード１０，１０’及び少なくとも１つのカソード２０，２０’が交互に堆積された積層体を備え、その各々が薄膜のスタックにより構成されたスタックであり、
アノード１０，１０’が、
－ アノード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜１２、及び
－ 任意の、電解質材料から構成された薄膜１３
を有し、
カソード２０，２０’が、
－ カソード活物質から構成された少なくとも１つの薄膜（２２）、及び
－ 任意の、電解質材料から構成された薄膜（２３）
を有し、
前記製造方法は、以下のステップを含む。
（ａ）カソードのシートとアノードのシートが交互に連続する主積層体を形成するステップであって、この主積層体は、少なくとも１つの電池を構成するものであり、２つの隣接するシートは、接続可能な接続ゾーンＺＣを構成する少なくとも１つの突出領域ＲＳ、及び被覆ゾーンＲＴＣを構成する少なくとも１つの後退ゾーンＲＴを画定するステップ。
（ｂ）本発明に係る封止システムを、前述の方法により堆積するステップ。

【0023】

ステップ（ｂ）の後、接続可能な接続ゾーンＺＣ又は接続可能な各接続ゾーンＺＣを露出させることが好ましい。

【0024】

一実施形態では、ステップ（ｂ）の後に、アノードの接続ゾーンＺＣ（以下、アノード接続ゾーン）を接続可能にする、前記主積層体の面に垂直な少なくとも１つの第１のカット（切断面）を形成する工程と、カソードの接続ゾーンＺＣ（以下、カソード接続ゾーン）を接続可能にする、前記主積層体の面に対して垂直な少なくとも１つの第１のカットを形成する工程とを含むステップ（ｃ）を実行する。

【0025】

第１のカットは、前記主積層体の互いに反対側に位置する端部に形成されることが好ましい。

【0026】

第１の実施形態では、カソードのシート及びアノードのシートの交互に連続する主積層体における２つの隣接するシートの端部は直線状の端部であり、第１のシートの端部は突出領域ＲＳを構成する一方、第２のシートの端部は後退領域ＲＲを構成する。

【0027】

第２の実施形態では、第１の大きな断面を有する第１のノッチ５０、５０’，５０’’，５０’’’を、カソードのシート及びアノードのシートが交互に連続する前記主積層体の第１のシートの端部に形成し、前記第１のノッチの壁が、前記後退領域ＲＲを構成しており、前記第１の断面よりも小さい第２の小さな断面を有する第２のノッチを、隣接する第２のシートに形成し、前記第２のノッチ５０、５０’，５０’’，５０’’’の壁は、前記突出領域ＲＳを構成している。

【0028】

カソードのシート及びアノードのシートは、円形状のノッチ５０、５０’、５０’’、５０’’’’を有していることが好ましい。

【0029】

好ましくは、第１の大きな断面を有する第１のオリフィスを第１のシートに形成し、前記オリフィスの壁が前記後退領域ＲＲを構成しており、第１の断面よりも小さな第２の小さな断面を有する第２のオリフィスを、隣接する第２のシートに形成し、前記第２のオリフィスの壁が前記突出領域ＲＳを構成しており、前記各オリフィスの内部は、封止システム又はこれらの代替案の１つによって充填されており、第２の小さな断面を有する壁の近くに接続ゾーンＺＣを形成し且つ第１の大きな断面を有する壁の近くに被覆ゾーンが形成するように、少なくとも１つの第２のカット、好ましくは各第２のカットを、第１のオリフィス及び第２のオリフィスの内側に形成する。

【0030】

好ましくは、２つの隣接するシートにおいて、前記シートの面に垂直な方向に相互にずらされた第１のスロット及び第２のスロットを形成し、前記各スロットの内部は、封止システムによって充填されており、接続ゾーンを第１のスロットの壁の近くに形成し、被覆ゾーンを第２のスロットの壁の近くに形成するように、少なくとも１つの第２のカット、好ましくは、各第２のカットを、前記スロットの内側に形成する。

【0031】

好ましくは、ステップ（ｃ）の後、アノードの接続ゾーンＺＣ及びカソードの接続ゾーンＺＣを、導電体のＡＬＤによる薄膜堆積４１、４１’によって互いに電気的に接続する。

【0032】

好ましくは、アノード及びカソードの相互接続４０、４０’を、導電体の薄膜で予め被覆された金属部分によって形成する。

【0033】

好ましくは、ステップ（ｃ）の後、
－ 第１の導電層、好ましくは、金属層であって、任意の、好ましくはＡＬＤによって堆積された層４１、４１’と、
－ 前記第１の導電層上に堆積した、銀を添加したエポキシ樹脂を含む第２の層４２，４２’と、
－ 前記第２の層上に堆積した、スズを含む第３の層４３、４３’と
が連続する相互接続システムによって、アノードの接続ゾーン及びカソードの接続ゾーンを互いに電気的に接続する。

【0034】

他の実施形態では、ステップ（ｃ）の後、
－ 第１の導電層、好ましくは金属層、であって、任意で、好ましくはＡＬＤにより堆積された層４１と、
－ 前記第１の導電層上に堆積した、銀を添加したエポキシ樹脂を含む第２の層４２と、
－ 前記第２の層上に堆積した、ニッケルを含む第３の層４３ａと、
－ 前記第３の層上に堆積した、スズ又は銅を含む第４の層４３ｂと
が連続する相互接続システムによって、アノードの接続ゾーン及びカソードの接続ゾーンを、互いに電気的に接続する。

【0035】

好ましくは、シートは、最終電池の寸法よりも寸法が大きく、少なくとも１つの他のカット（第３のカットという）を、前記シートの中央部分に形成する。

【0036】

好ましくは、前記電気絶縁材料は、水に対してバリア特性を有する非導電性有機又は無機ポリマー材料から選択される。好ましくは、前記電気絶縁材料は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｙＮ_ｘ、及びエポキシ樹脂から選択される。

【0037】

好ましくは、第２の被覆層はパリレンＮを含む。

【0038】

好ましくは、第１の被覆層の厚さは２００ｎｍ未満、好ましくは５～２００ｎｍ、更に好ましくは約５０ｎｍであり、第２の被覆層の厚さは１～５０μｍ、好ましくは約１０μｍである。

【0039】

好ましくは、第３の被覆層の厚さは１～５０μｍ、好ましくは１０μｍ未満、より好ましくは５μｍ未満、更により好ましくは約２μｍである。

【0040】

好ましくは、アノードの層は、以下より選択される材料から構成されている。
（ｉ）スズの酸窒化物（一般式はＳｎＯ_ｘＮ_ｙ）；
（ｉｉ）リチウム化されたリン酸鉄（一般式はＬｉＦｅＰＯ_４）；
（ｉｉｉ）シリコンとスズとが混合された酸窒化物（一般式はＳｉ_ａＳｎ_ｂＯ_ｙＮ_ｚ、ここで、ａ＞０、ｂ＞０、ａ＋ｂ≦２、０＜ｙ≦４、０＜ｚ≦３）（ＳｉＴＯＮともよばれる）、特に、ＳｉＳｎ_０．８７Ｏ_１．２Ｎ_１．７２；酸窒化物炭化物（一般式はＳｉ_ａＳｎ_ｂＣ_ｃＯ_ｙＮ_ｚ、ここで、ａ＞０、ｂ＞０、ａ＋ｂ≦２、０＜ｃ＜１０、０＜ｙ＜２４、０＜ｚ＜１７）；Ｓｉ_ａＳｎ_ｂＣ_ｃＯ_ｙＮ_ｚＸ_ｎ、ここで、Ｘ_ｎは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐｂのうちのいずれか１つの元素であり、ａ＞０、ｂ＞０、ａ＋ｂ＞０、ａ＋ｂ≦２、０＜ｃ＜１０、０＜ｙ＜２４及び０＜ｚ＜１７；Ｓｉ_ａＳｎ_ｂＯ_ｙＮ_ｚＸ_ｎ、ここで、Ｘ_ｎは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐｂのうち少なくとも１つの元素であり、ａ＞０、ｂ＞０、ａ＋ｂ≦２、０＜ｙ≦４、０＜ｚ≦３；
（ｉｖ）Ｓｉ_ｘＮ_ｙタイプの窒化物（特にｘ＝３且つｙ＝４）、Ｓｎ_ｘＮ_ｙ（特にｘ＝３且つｙ＝４）、Ｚｎ_ｘＮ_ｙ（特にｘ＝３且つｙ＝４）、Ｌｉ_３－ｘＭ_ｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、０≦ｘ≦０．５、Ｍ＝Ｎｉ且つ０≦ｘ≦０．６、又はＭ＝Ｃｕ且つ０≦ｘ≦０．３）；
（ｖ）酸化物ＳｎＯ_２、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、ＳｎＢ_０．６Ｐ_０．４Ｏ_２．９、及びＴｉＯ_２。

【0041】

好ましくは、カソードの層は、以下より選択されるカソード材料から構成されていてもよい。
－ 酸化物ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４、ＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_{０．５－ｘ}Ｘ_ｘＯ_４（ＸはＡｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｎｄなど、又はＳｃ、Ｙ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂなどの他の希土類から選択され、０＜ｘ＜０．１）、及びＬｉＭｎ_２－ｘＭ_ｘＯ_４（Ｍ＝Ｅｒ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｙ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｍｇ、又はこれらの混合物であり、０＜ｘ＜０．４）、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＭｎ_１／３Ｎｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２、
－ リン酸塩ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３；一般式ＬｉＭＭ’ＰＯ_４（Ｍ及びＭ’（Ｍ≠Ｍ’）はＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｖから選択される）のリン酸塩、
－ 以下のカルコゲナイドのすべてのリチウム化された形式：Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_３Ｏ_８、ＴｉＳ_２、チタンの酸硫化物（ＴｉＯ_ｙＳ_ｚ、ここで、ｚ＝２－ｙ且つ０．３≦ｙ≦１）、タングステンの酸硫化物（ＷＯ_ｙＳ_ｚ、ここで、０．６＜ｙ＜３且つ０．１＜ｚ＜２）、ＣｕＳ、ＣｕＳ_２、好ましくはＬｉ_ｘＶ_２Ｏ_５（０＜ｘ≦２）、Ｌｉ_ｘＶ_３Ｏ_８（０＜ｘ≦１．７）、Ｌｉ_ｘＴｉＳ_２（０＜ｘ≦１）、チタン及びリチウムの酸硫化物Ｌｉ_ｘＴｉＯ_ｙＳ_ｚ（ｚ＝２－ｙ、０．３≦ｙ≦１）、Ｌｉ_ｘＷＯ_ｙＳ_ｚ、Ｌｉ_ｘＣｕＳ、Ｌｉ_ｘＣｕＳ_２。

【0042】

好ましくは、電解質材料の層は、以下から選択される電解質材料から構成されている。
－ 一般式Ｌｉ_ｄＡ^１ _ｘＡ^２ _ｙ（ＴＯ_４）_ｚのガーネット、
ここで、
－－ Ａ^１は、酸化数＋ＩＩのカチオンであって、好ましくはＣａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｙ、Ｇｄであり、
－－ Ａ^２は、酸化数＋ＩＩＩのカチオンであって、好ましくはＡｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｌａであり、
－－ （ＴＯ_４）は、Ｔが酸素原子からなる四面体の中心にある酸化数＋ＩＶのあるアニオンであって、ＴＯ_４は、好ましくは、酸化数＋ＩＶの元素Ｔのすべて又は一部がＡｌ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｖ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｔａなどの酸化数が＋ＩＩＩ又は＋Ｖの原子で置換されていてもよく、
－－ ｄは２～１０、好ましくは３～９、より好ましくは４～８であり、ｘは３であるが、２．６～３．４（好ましくは２．８～３．２）であってもよく、ｙは２であるが、１．７～２．３（好ましくは１．９～２．１）であってもよく、ｚは３であるが、２．９～３．１であってもよい；
－ 好ましくは、以下より選択されるガーネット：Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２：Ｌｉ_６Ｌａ_２ＢａＴａ_２Ｏ_１２；Ｌｉ_５．５Ｌａ_３Ｎｂ_１．７５Ｉｎ_０．２５Ｏ_１２；Ｌｉ_５Ｌａ_３Ｍ_２Ｏ_１２（Ｍ＝Ｎｂ若しくはＴａ又はこれらの混合物）：Ｌｉ_７－ｘＢａ_ｘＬａ_３－ｘＭ_２Ｏ_１２（０≦ｘ≦１、Ｍ＝Ｎｂ若しくはＴａ又はこれらの混合物）：Ｌｉ_７－ｘＬａ_３Ｚｒ_２－ｘＭ_ｘＯ_１２（０≦ｘ≦２、Ｍ＝Ａｌ、Ｇａ、若しくはＴａ、又はこれらの２つ若しくは３つの混合物）；
－ 好ましくは以下から選択されるリチウム化リン酸塩：ＮＡＳＩＣＯＮタイプのリチウム化リン酸塩；Ｌｉ_３ＰＯ_４；ＬｉＰＯ_３；「ＬＡＳＰ」とよばれるＬｉ_３Ａｌ_０．４Ｓｃ_１．６（ＰＯ_４）_３；Ｌｉ_３（Ｓｃ_２－ｘＭ_ｘ）（ＰＯ_４）_３（Ｍ＝Ａｌ又はＹ、０≦ｘ≦１）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｓｃ）_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、Ｇａ又は３つの混合物、０≦ｘ≦０．８）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｇａ_１－ｙＳｃ_ｙ）_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（０≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦１及びＭ＝Ａｌ若しくはＹ又は２つの混合物）：Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｇａ）_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、又は２つの混合物、０≦ｘ≦０．８）；「ＬＡＴＰ」とよばれるＬｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＴｉ_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（０≦ｘ≦１）；又は、「ＬＡＧＰ」とよばれるＬｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＧｅ_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（０≦ｘ≦１）；又はＬｉ_{１＋ｘ＋ｚ}Ｍ_ｘ（Ｇｅ_１－ｙＴｉ_ｙ）_２－ｘＳｉ_ｚＰ_３－ｚＯ_１２（０≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦１．０、且つ０≦ｚ≦０．６、Ｍ＝Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、又はこれら２つ若しくは３つの混合物）；Ｌｉ_３＋ｙ（Ｓｃ_２－ｘＭ_ｘ）Ｑ_ｙＰ_３－ｙＯ_１２（Ｍ＝Ａｌ及び／又はＹ、Ｑ＝Ｓｉ及び／又はＳｅ、０≦ｘ≦０．８、且つ０≦ｙ≦１）；又はＬｉ_{１＋ｘ＋ｙ}Ｍ_ｘＳｃ_２－ｘＱ_ｙＰ_３－ｙＯ_１２（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、Ｇａ又は３つの混合物、Ｑ＝Ｓｉ及び／又はＳｅ、０≦ｘ≦０．８、且つ０≦ｙ≦１）；又はＬｉ_{１＋ｘ＋ｙ＋ｚ}Ｍ_ｘ（Ｇａ_１－ｙＳｃ_ｙ）_２－ｘＱ_ｚＰ_３－ｚＯ_１２（０≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦０．６、Ｍ＝Ａｌ若しくはＹ又は２つの混合物、Ｑ＝Ｓｉ及び／又はＳｅ）；又はＬｉ_１＋ｘＭ^３ _ｘＭ_２－ｘＰ_３Ｏ_１２（０≦ｘ≦１及びＭ^３＝Ｃｒ及び／又はＶ、Ｍ＝Ｓｃ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｅ、若しくはＳｉ、又はこれらの混合物を含む）；
－ 好ましくは以下から選択されるリチウム化硫化化合物：Ｌｉ_ｘＡｌ_ｚ－ｙＧａ_ｙＳ_ｗ（ＰＯ_４）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４及び０＜ｃ＜２０）；Ｌｉ_ｘＡｌ_ｚ－ｙＧａ_ｙＳ_ｗ（ＢＯ_３）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４、０＜ｃ＜２０）；Ｌｉ_ｘＡｌ_ｚ－ｙＳｃ_ｙＳ_ｗ（ＰＯ_４）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４及び０＜ｃ＜２０）；Ｌｉ_ｘＡｌ_ｚ－ｙＳｃ_ｙＳ_ｗ（ＢＯ_３）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４及び０＜ｃ＜２０）；Ｌｉ_ｘＧｅ_ｚ－ｙＳｉ_ｙＳ_ｗ（ＰＯ_４）_ｃ、４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４及び０＜ｃ＜２０；ＬｉｘＧｅ_{（ｚ－ｙ）}Ｓｉ_ｙＳ_ｗ（ＢＯ_３）_ｃ（４＜ｗ＜２０、３＜ｘ＜１０、０≦ｙ＜１、１≦ｚ＜４、０＜ｃ＜２０）；
－ 好ましくは以下から選択されるリチウム化ホウ酸塩：Ｌｉ_３（Ｓｃ_２－ｘＭ_ｘ）（ＢＯ_３）_３（Ｍ＝Ａｌ又はＹ、０≦ｘ≦１）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｓｃ）_２－ｘ（ＢＯ_３）_３（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、Ｇａ又は３つの混合物、０≦ｘ≦０．８）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｇａ_１－ｙＳｃ_ｙ）_２－ｘ（ＢＯ_３）_３（０≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦１、Ｍ＝Ａｌ又はＹ）；Ｌｉ_１＋ｘＭ_ｘ（Ｇａ）_２－ｘ（ＢＯ_３）_３（Ｍ＝Ａｌ、Ｙ、又は２つの混合物、０≦ｘ≦０．８）；Ｌｉ_３ＢＯ_３、Ｌｉ_３ＢＯ_３－Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_３ＢＯ_３－Ｌｉ_２ＳｉＯ_４、Ｌｉ_３ＢＯ_３－Ｌｉ_２ＳｉＯ_４－Ｌｉ_２ＳＯ_４；
－ 好ましくは、Ｌｉ_３ＰＯ_４－ｘＮ_２ｘ／３、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４－ｘＮ_２ｘ／３、若しくはＬｉ_４ＧｅＯ_４－ｘＮ_２ｘ／３（０＜ｘ＜４）、又はＬｉ_３ＢＯ_３－ｘＮ２_ｘ／３（０＜ｘ＜３）から選択される、酸窒化物；
－ 「ＬｉＰＯＮ」とよばれる、Ｌｉ_ｘＰＯ_ｙＮ_ｚ（ｘ～２．８及び２ｙ＋３ｚ～７．８及び０．１６≦ｚ≦０．４）で表されるリチウムとリンとの酸窒化物を含むリチウム化化合物、特にＬｉ_２．９ＰＯ_３．３Ｎ_０．４６、Ｌｉ_ｗＰＯ_ｘＮ_ｙＳ_ｚ（２ｘ＋３ｙ＋２ｚ＝５＝ｗ）又はＬｉ_ｗＰＯ_ｘＮ_ｙＳ_ｚ（３．２≦ｘ≦３．８、０．１３≦ｙ≦０．４、０≦ｚ≦０．２、２．９≦ｗ≦３．３）又はＬｉ_ｔＰ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｕＮ_ｖＳ_ｗ（５ｘ＋３ｙ＝５、２ｕ＋３ｖ＋２ｗ＝５＋ｔ、２．９≦ｔ≦３．３、０．８４≦ｘ≦０．９４、０．０９４≦ｙ≦０．２６、３．２≦ｕ≦３．８、０．１３≦ｖ≦０．４６、０≦ｗ≦０．２）；
－ それぞれ「ＬｉＰＯＮ」又は「ＬｉＢＯＮ」ともよばれる、リン又はホウ素のリチウムの酸窒化物を含む材料であって、ケイ素、硫黄、ジルコニウム、アルミニウム、又はアルミニウム、ホウ素、硫黄、及び／若しくはケイ素と組み合わせを含んでいてもよく、リンのリチウムの酸窒化物を含む材料についてはホウ素を含んでいてもよい；
－ 「ＬｉＳｉＰＯＮ」とよばれる、リチウム、リン、及びシリコンの酸窒化物を含むリチウム化化合物であって、特にＬｉ_１．９Ｓｉ_０．２８Ｐ_１．０Ｏ_１．１Ｎ_１．０；
－ ＬｉＢＯＮ、ＬｉＢＳＯ、ＬｉＳｉＰＯＮ、ＬｉＳＯＮ、ｔｈｉｏ－ＬｉＳｉＣＯＮ、ＬｉＰＯＮＢ（Ｂ、Ｐ、Ｓはそれぞれホウ素、リン、硫黄を表す）のタイプのリチウムの酸窒化物；
－ （１－ｘ）ＬｉＢＯ_２－ｘＬｉ_２ＳＯ_４（０．４≦ｘ≦０．８）などのＬｉＢＳＯタイプのリチウムの酸窒化物。
－ Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２又はＬｉ_５＋ｘＬａ_３（Ｚｒ_ｘ、Ａ_２－ｘ）Ｏ_１２（Ａ＝Ｓｃ、Ｙ、Ａｌ、Ｇａ及び１．４≦ｘ≦２）、又はＬｉ_０．３５Ｌａ_０．５５ＴｉＯ_３又はＬｉ_３ｘＬａ_{２／３－ｘ}ＴｉＯ_３（０≦ｘ≦０．１６）（ＬＬＴＯ）から選択されるリチウム化酸化物；
－ 好ましくはＬｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５、Ｌｉ_２ＳｉＯ_３、Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_６、ＬｉＡｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４、ＬｉＡｌＳｉ_２Ｏ_６から選択されるケイ酸塩；
－ 以下より選択されるアンチペロブスカイトタイプの固体電解質：
－－ Ｌｉ_３ＯＡ（Ａはハロゲン又はハロゲンの混合物であって、好ましくはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選択される少なくとも１つの元素、又はこれらの元素の２つ、３つ、若しくは４つの混合物）；
－－ Ｌｉ_{（３－ｘ）}Ｍ_ｘ／２ＯＡ、（０＜ｘ≦３、Ｍは２価の金属であって、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒから選択される元素の少なくとも１つ、又はこれらの２つ、３つ、若しくは４つの混合物、Ａはハロゲン又はハロゲンの混合物であって、好ましくはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選択される少なくとも１つの元素、又はこれらの元素の２つ、３つ、若しくは４つの混合物）；
－－ Ｌｉ_{（３－ｘ）}Ｍ^３ _ｘ／３ＯＡ（０≦ｘ≦３、Ｍ^３は３価の金属、Ａはハロゲン又はハロゲンの混合物、好ましくはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ又はこれらの元素の２つ、３つ、若しくは４つの混合物）；ＬｉＣＯＸ_ｚＹ_{（１－ｚ）}（Ｘ及びＹは、前記Ａと同様のハロゲン、０≦ｚ≦１）；
－ 化合物Ｌａ_０．５１Ｌｉ_０．３４Ｔｉ_２．９４、Ｌｉ_３．４Ｖ_０．４Ｇｅ_０．６Ｏ_４、Ｌｉ_２Ｏ－Ｎｂ_２Ｏ_５、ＬｉＡｌＧａＳＰＯ_４；
－ Ｌｉ_２ＣＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ａｌ（ＰＯ_３）_３ＬｉＦ、Ｐ_２Ｓ_３、Ｌｉ_２Ｓ、Ｌｉ_３Ｎ、Ｌｉ_１４Ｚｎ（ＧｅＯ_４）_４、Ｌｉ_３．６Ｇｅ_０．６Ｖ_０．４Ｏ_４、ＬｉＴｉ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_３．２５Ｇｅ_０．２５Ｐ_０．２５Ｓ_４、Ｌｉ_１．３Αｌ_０．３Τｉ_１．７（ΡΟ_４）_３、Ｌｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＭ_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（Ｍ＝Ｇｅ、Ｔｉ、及び／又はＨｆ、及び０＜ｘ＜１）、Ｌｉ_{１＋ｘ＋ｙ}Ａｌ_ｘＴｉ_２－ｘＳｉ_ｙＰ_３－ｙＯ_１２（０≦ｘ≦１及び０≦ｙ≦１）；
－ リチウムイオンを伝導するポリマーを含み、リチウム塩に含浸させた又は含浸させない電解質；
－ リチウムイオンを運ぶ相が挿入されるセラミックマトリックスなどの無機マトリックスを含むハイブリッド電解質であって、リチウムイオンを運ぶ相が、有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解したリチウム塩を含む溶液、及び／又は有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解し得る少なくとも１つのリチウム塩を含むポリマー、及び／又は有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解し得る少なくとも１つのリチウム塩を含む少なくとも１つのイオン液体などの、少なくとも１つのリチウム塩を含む有機電解質。

【0043】

リチウムイオンを運ぶこの相は、有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解したリチウム塩を含む溶液であってもよく、及び／又はリチウム塩を含むポリマーを含んでいてもよく、及び／又はリチウム塩を含むイオン液体を含んでいてもよい（すなわち、溶融リチウム塩）。この相は、これらの３つの混合物からなる溶液であってもよい。

【0044】

リチウム塩は、例えば、非プロトン性溶媒に溶解したＬｉＰＦ_６若しくはＬｉＢＦ_４、又はリチウム塩を含むイオン液体であってもよい。このイオン液体を有機電解質と混合してもよい。例えば、ＥＣ／ＤＭＣに溶解したＬｉＰＦ_６は、ＬｉＴＦＳＩ：ＰＹＲ１４ＴＦＳＩ（１：９モル）タイプのリチウム塩を含むイオン液体と、５０質量％となるように混合してもよい。例えば、ＬｉＴＦＳＩ：ＰＹＲ１３ＦＳＩ：ＰＹＲ１４ＴＦＳＩ（２：９：９モル比）の混合物など、低温で活性のあるイオン液体の混合物であってもよい。

【0045】

ＥＣは、エチレンカーボネートの一般的な略語である（ＣＡＳ番号：９６－４９－１）。ＤＭＣは、炭酸ジメチルの一般的な略語である（ＣＡＳ番号：６１６－３８－６）。ＬＩＴＦＳＩは、リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド（ＣＡＳ番号：９００７６－６５－６）の一般的な略語である。ＰＹＲ１３ＦＳＩは、Ｎ－プロピル－Ｎ－メチルピロリジニウムビス（フルオロスルホニル）イミドの一般的な略語である。ＰＹＲ１４ＴＦＳＩは、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの一般的な略語である。

【0046】

本発明の更に他の目的は、本発明に係る製造方法により製造される薄膜電池を提供することである。

【0047】

本発明の更に他の目的は、前記封止システムが前記電池の６面のうち４面を完全に被覆し、残りの互いに反対側に位置する側部である２面を部分的に被覆し、前記２面は、少なくとも前記第１の被覆層３１，３１’及び少なくとも前記第２の被覆層３２，３２’によって部分的に被覆され、前記２面は、アノードの接続ゾーン及びカソードの接続ゾーンを含む、本発明に係る方法により得られる薄膜電池を提供することである。

【0048】

本発明の他の目的は、それぞれが薄膜のスタックから構成された少なくとも１つのアノード１０’と少なくとも１つのカソード２０’とが交互に積層されたスタックから構成された電池を提供することである。ここで、アノード１０’は、以下により構成されている。
－ アノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜１２’。
－ 任意の、電解質材料からなる薄膜１３’。
カソード２０’は、以下により構成されている。
－ カソード活物質からなる少なくとも１つの薄膜２２’。
－ 任意の、電解質材料からなる薄膜２３’。
ここで、少なくとも１つのアノード活物質からなる薄膜、少なくとも１つの電解質材料からなる薄膜、及び少なくとも１つのカソード活物質からなる薄膜、が連続して積層されている。
アノード１０’は、第１の断面を有する第１のオリフィス５０を有し、前記第１のオリフィスの壁には、少なくとも１つの後退領域ＲＴ（突出領域ＲＳ）が形成されている。隣接するカソード２０’は、第１の断面よりも小さい（大きい）第２の断面を有する第２のオリフィスを有し、前記第２のオリフィスの壁には、少なくとも１つの突出領域ＲＳ（後退領域ＲＴ）が形成されている。前記少なくとも１つの突出領域は、接続可能な接続ゾーンＺＣを画定し、前記少なくとも１つの後退領域ＲＴは、接続不可能な被覆ゾーンを画定している。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】中央要素及びこの中央要素の両端に配置された相互接続の概略図を示す。

【図2】図１のII－II線に沿った切断面の斜視図を示す。

【図3】図２の部分IIIの拡大図を示す。

【図4】図３の部分IVを更に拡大した拡大図を示す。

【図5】本発明に係る封止システムの内部構造を更に拡大した拡大図を示す。

【図6】相互接続の内部構造を更に拡大した拡大図を示す。

【図7】アノード及びカソードの薄膜により構成されたスタックの分解斜視図を示す。

【図8】被覆層のスタックを含む、アノード及びカソードの層のスタックを封止したシステムの分解斜視図を示す。

【図9A】アノード集電体を示す。

【図9B】カソード集電体を示す。

【図10】各層のスタックから構成された全固体電池の相互接続の分解斜視図を示す。

【図11】複数の全固体電池を製造する方法の概略図を示す。

【図12】図１１の全固体電池のXII－XII線に沿った切断面の斜視図を示す。

【図13】図１１の全固体電池のXIII－XIII線に沿った切断面の斜視図を示す。

【図14】アノード及びカソードのシートの側方（横方向）にずれた積層体、封止システム、並びに相互接続における、全固体電池の断面の斜視図を示す。

【図15】図１４の部分VIの拡大図を示す。

【図16】他の実施形態に係る複数の全固体電池の製造方法の概略図を示す。

【図17】図１６の部分VIIの拡大断面図を示す。

【図18】図１６の部分VIIIの拡大図を示す。

【図19A】図１８の全固体電池のXIX－XIX線に沿った断面を含む斜視図を示す。

【図19B】図１８の全固体電池のXIX’－XIX’線に沿った断面を含む斜視図を示す。

【図20】封止システムによって被覆された図１８に示す構造の斜視図を示す。

【図21A】図２０の全固体電池のXXI－XXI線に沿った断面を含む斜視図を示す。

【図21B】図２０の全固体電池のXXI’－XXI’線に沿った断面を含む斜視図を示す。

【図22】図２１Ａの部分IXの拡大図を示す。

【図23】図２２の部分Xの拡大図を示す。

【図24】図２０に示される構造の斜視図を示し、本発明に係る封止システムを示す。

【図25A】図２４の全固体電池のXXV－XXV線に沿った断面の斜視図を示す。

【図25B】図２４の全固体電池のXXV’－XXV’線に沿った断面の斜視図を示す。

【図26】図２５の部分XIの拡大図を示す。

【図27】図２６の部分XIIの拡大図を示す。

【図28A】本発明に係る封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示す。

【図28B】図２８Ａとは異なる態様の封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示す。

【図29A】本発明の第１の代替案に係る封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示す。

【図29B】図２９Ａとは異なる態様の封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示す。

【図30A】本発明の第２の代替案に係る封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示す。

【図30B】図３０Ａとは異なる態様の封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示す。

【図31A】本発明の第３の代替案に係る封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示す。

【図31B】図３１Ａとは異なる態様の封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示す。

【図32】物体１０００を封止する、本発明に係る封止システムを製造する方法のフローチャートを示す。

【図33】本発明に係る封止システムにより封止された電池の製造方法のフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0050】

図１～２７は、本発明の特定の態様を示しているが、その範囲を限定するものではない。

【0051】

図１は、中央要素及びこの中央要素の両端に配置された相互接続が現れている電池の概略図を示している。

【0052】

図２は、全固体電池のII－II線に沿った切断面の斜視図を示し、本発明に係る封止システムによって被覆された基本セルのアセンブリを含む中央要素及び相互接続の内部構造を示している。

【0053】

図３は、図２の部分IIIの拡大図であり、図２と同様の切断面の斜視図を示している。基本セル、封止システム、及び相互接続を形成する要素は、図４～６に、それぞれ詳細に示されている。

【0054】

図４は、全固体電池を構成する様々な要素の内部構造を示し、図３の部分IVを更に拡大した、図３と同様の切断面の斜視図を示している。

【0055】

図５は、本発明に係る封止システムの内部構造を更に拡大した、図４と同様の切断面の斜視図を示している。

【0056】

図６は、相互接続の内部構造を更に拡大した、図４と同様の切断面の斜視図を示している。

【0057】

図７は、アノード及びカソードの薄膜により構成されたスタックの分解斜視図を示している。これらの層は側方（横方向）にずれている。

【0058】

図８は、被覆層のスタックを含むアノード及びカソードの層のスタックを、本発明に従って封止したシステムの分解斜視図を示している。

【0059】

図９Ａは、アノードの断面（outlet）の図を示し、周囲が封止システムによって囲まれたアノード集電体を示している。図９Ｂは、カソードの断面の図を示し、周囲が封止システムによって囲まれたカソード集電体を示している。

【0060】

図１０は、各層のスタックにより構成された全固体電池の相互接続の分解斜視図を示している。

【0061】

図１１は、Ｕ字状の切断面によって画定された数十～数百のアノードから構成されたシートと、Ｕ字状の切断面よって画定された数十～数百のカソードから構成されたシートとが交互になっているスタックから、複数の全固体電池を製造する方法の概略図を示している。

【0062】

図１２は、図１１の全固体電池のXII－XII線に沿った切断面の斜視図を示し、アノード及びカソードのシートが積層され、側方にずれたスタックを示している。

【0063】

図１３は、図１１の全固体電池のXIII－XIII線に沿った切断面の斜視図を示し、アノード及びカソードのシートが積層され、側方にずれた積層体を示している。

【0064】

図１４は、アノード及びカソードのシートが積層され且つ側方にずれたスタック、封止システム、並びに相互接続における、全固体電池の断面の斜視図を示している。

【0065】

図１５は、全固体電池を構成する様々な要素の内部構造を示す、図１４の部分VIの拡大図を示している。

【0066】

図１６は、他の実施形態に係る、複数の全固体電池の製造方法の概略図を示している。

【0067】

図１７は、図１６の部分VIIの拡大断面図を示している。

【0068】

図１８は、図１６の部分VIIIの拡大図を示している。

【0069】

図１９Ａは、図１８の全固体電池のXIX－XIX線に沿った断面を含む斜視図を示している。図１９Ｂは、図１８の全固体電池のXIX’－XIX’線に沿った断面を含む斜視図を示している。

【0070】

図２０は、封止システムによって被覆された図１８に示す構造の斜視図を示している。

【0071】

図２１Ａは、図２０の全固体電池のXXI－XXI線に沿った断面を含む斜視図を示している。図２１Ｂは、図２０の全固体電池のXXI’－XXI’線に沿った断面を含む斜視図を示している。

【0072】

図２２は、この図２１Ａの部分IXの拡大図を示している。

【0073】

図２３は、図２２の部分Xの拡大図を示している。

【0074】

図２４は、図２０に示される構造の斜視図を示し、相互接続の多層システムで被覆された本発明に係る多層の封止システムを示している。

【0075】

図２５は、図２４の全固体電池のXXV－XXV線又はXXV’－XXV’線に沿った断面の斜視図を示し、アノード及びカソードのシートが積層されたスタックを示している。

【0076】

図２５Ａは、相互接続の多層システムによって側方が被覆されたアノード接続点を示している。

【0077】

図２５Ｂは、相互接続の多層システムによって側方が被覆されたカソード接続点を示している。

【0078】

図２６は、図２５の部分XIを拡大した斜視図を示している。

【0079】

図２７は、図２６の部分XIIを拡大した斜視図を示している。

【0080】

図２８Ａ及び図２８Ｂは、本発明に係る封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示している。

【0081】

図２９Ａ及び２９Ｂは、本発明の第１の代替案に係る封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示している。

【0082】

図３０Ａ及び３０Ｂは、本発明の第２の代替案に係る封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示している。

【0083】

図３１Ａ及び３１Ｂは、本発明の第３の代替案に係る封止システムによって被覆された電子部品又は電気化学部品などの物体１０００の一部の断面図を示している。

【0084】

図３２は、物体１０００を封止する、本発明に係る封止システムの製造方法のフローチャートを示している。

【0085】

図３３は、本発明に係る封止システムにより封止された電池の製造方法のフローチャートを示している。

【0086】

以下、図面で用いられている符号は以下の通りである。
１０００ 物体、好ましくは、電子部品や電気化学部品
１ 全固体電池
２ 基本セル
３ アノード及びカソードのシートのスタック
１０、１０’ アノード
１１，１１’ ステンレス鋼などの導電性材料からなる薄膜
１２，１２’ アノード活物質からなる薄膜
１３，１３’ 電解質材料からなる薄膜
２０，２０’ カソード
２１，２１’ ステンレス鋼などの導電性材料からなる薄層
２２，２２’ カソード活物質からなる薄層
２３，２３’ 電解質材料からなる薄層
３０，３０’ 本発明に係る封止システム
３１，３１’，３１ａ，３１ｂ，３１ｎ 第１の被覆層
３２，３２’，３２ａ，３２ｂ，３２ｎ 第２の被覆層
３２’’’，３２’’’’ 第２の被覆層を形成することができる層
３３，３３’ 第３の被覆層
４０，４０’ 相互接続
４１，４１’ ＡＬＤにより堆積された金属層
４２，４２’ Ａｇが添加されたエポキシ樹脂からなる層
４３，４３’ 金属含有層（スズ）
４３ａ／４３ｂ 第１／第２の金属含有層
５０ 前処理層
５０ａ，５０ｂ 第１／第２の前処理層
Ｆ 封止システムによって被覆されたゾーンを示す矢印
ＲＳ 突出領域
ＲＲ 後退領域
ＺＲＴ 被覆ゾーン
ＺＣ 接続ゾーン
III，IV，V，VI，VII，VIII，IX，X，XI，XII 拡大部分
II－II，XII－XII，XIX－XIX，XIX’－XIX’，XXI－XXI，XXI’－XXI’ ，XXV－XXV，XXV’－XXV’ 切断線

【0087】

本発明は、物体１０００を封止することによって、この物体を電気絶縁し、それを外部環境、すなわち周辺の空気から保護するシステムに関する。本発明に係る封止システムは、電子部品がその動作を著しく妨害され又は損傷されることなく、効果的な耐性を有する、ストレスに適合した保護を提供することを可能にする。

【0088】

図２８Ａに示すように、本発明に係る、物体を封止するシステムは以下を含む。
ｉ）前記物体を少なくとも部分的に被覆する、ＡＬＤによって堆積された電気絶縁材料から構成された第１の被覆層。
ｉｉ）第１の被覆層上に積層されたパリレン及び／又はポリイミドから構成された第２の被覆層。
ｉｉｉ）前記第２の被覆層を、酸素から保護し、前記物体の耐用年数を長くするための、前記第２の被覆層上に堆積された第３の被覆層。

【0089】

封止される物体は、電子部品（集積回路、抵抗器、キャパシタなど）であってもよく、又は電気化学部品（電池、光起電性パネルなど）であってもよい。

【0090】

封止システムの第１の被覆層３１は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｙＮ_ｘ、及びエポキシ樹脂などの電気絶縁材料からなる。好ましくは、前記電気絶縁材料は、水に対するバリア特性を有する有機又は無機ポリマー材から選択される。この第１の層は、原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎの頭字語ＡＬＤとしてよく知られている）などのコンフォーマル堆積技術によって、前記物体の少なくとも一部に堆積される。物体が電池である場合、第１の被覆層３１は、ＡＬＤによってスタックに又は主積層体上に堆積される。従って、スタックの到達可能なすべての表面においてコンフォーマルな被覆が得られる。この第１の層は、無機層であることが好ましくい。

【0091】

ＡＬＤによる堆積の技術は、粗い表面を、完全に不浸透となるように且つコンフォーマルに被覆することに特によく適している。ＡＬＤによる堆積技術により、欠陥による孔のないコンフォーマル層を作成できる。これらの層は「孔のない」（ピンホールフリーな）層として認められており、非常に優れたバリアであることを意味している。そのＷＶＴＲ（水蒸気透過率）係数は非常に低い。ＷＶＴＲ係数により、封止システムの水蒸気透過性を評価できる。ＷＶＴＲ係数が低いほど、封止システムの不浸透性が高くなる。例えば、ＡＬＤにより形成された厚さ１００ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３の堆積層の水蒸気透過率は０．０００３４ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）である。

【0092】

このようにして得られた第１の被覆層は、セラミック材料、ガラス材料、又はガラスセラミック材料から構成されていてもよい。それは一般に、酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３タイプのもの、窒化物、リン酸塩、酸窒化物、シロキサンからなり、その厚さが２００ｎｍ未満、好ましくは５～２００ｎｍ、より好ましくは１０～１００ｎｍ、更により好ましくは約５０ｎｍである。しかし、ＡＬＤによって堆積されたこれらの層は機械的に非常に脆弱であり、剛性の高い支持面が必要である。柔軟な表面に脆弱な層を堆積すると、亀裂が形成され、この保護層の完全性が失われる。更に、工業的に比較的高い堆積速度を可能にするために、これらの層はかなり高い温度、すなわち１８０～３００℃で堆積しなければならない。従って、物体を構成する材料は、そのような温度に耐え、ＡＬＤによる質の高い封止の生成を保証するのに十分な剛性が必要である。これは特に、剛性スタックや、リチウムイオンセルの一体型固体スタック、すなわちリチウムイオン電池に当てはまる。しかし、リチウム塩を含むポリマーを含む通常の電解質、すなわちゲル、液体、又は液体ポケットを含む電解質のほとんどは、そのような温度で耐性がなく、ＡＬＤによる信頼性のある封止の生成を保証するのに十分な剛性がない。実際、真空下及び高温下で、これらの電解質は、脱気され、従って、均一で保護性の高い薄い堆積物が表面に直接生成するのが妨げられる。従って、本発明に係る封止システムを適用する電池においては、これらの電解質は使用を控えるのが好ましい。

【0093】

少なくとも１つの多孔質電極及び／又は多孔質無機層からなる少なくとも１つの電解質を使用するリチウムイオン電池について、例外を設けることができる。電極及び多孔質無機層は、細孔が互いにつながったネットワークを有している。細孔の直径Ｄ_５０は２～８０ｎｍ、好ましくは２～５０ｎｍ、好ましくは６～３０ｎｍ、より好ましくは８～２０ｎｍである。この細孔は、そのサイズのために、単純な毛管現象により液相を吸収することができ、リチウムイオンを運ぶ相によって含侵されている。すなわち、例えば、有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解したリチウム塩を含む溶液、及び／又は有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解した少なくとも１つのリチウム塩を含むポリマー、及び／又は有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解した少なくとも１つのリチウム塩を含む少なくとも１つのイオン液体、などの電解質によって、含浸されている。

【0094】

細孔、好ましくはメソポーラス細孔に「ナノ制限」（ｎａｎｏｃｏｎｆｉｎｅｄ）又は「ナノトラップ」（ｎａｎｏｔｒａｐｐｅｄ）された液相は、もはや出てくることはできない。それは、「メソポーラス構造での吸収」とよばれる現象（リチウムイオン電池に関しては文献に記載されていない）に束縛され、たとえこのセルが真空下に置かれても出てこない。従って、そのような多孔質電極及び／又はそのような電解質を含むこの電池は、準固体とみなされる。リチウムイオンを運ぶ導電相の多孔質でのナノ制限により、前述のような通常の電解質を含浸させたセパレータを使用するリチウムイオン電池とは異なり、この電池は真空下で処理できる。セパレータを使用するリチウムイオン電池は、十分な剛性がなく、真空下で劣化することなくこれらの処理を行うことができない。

【0095】

物体１０００が電池である場合、この第１の被覆層３１は、自己放電及び電池の劣化のリスクを低減するために、電極のセクションを分離することもでき、従って、電極を互いに近づけることができる。

【0096】

本発明によれば、第２の被覆層３２が第１の被覆層上に堆積されて、その外部環境からの物体（すなわち、電子部品又は電池などの電気化学部品）の保護を改善する。典型的には、この第２層は、例えばシリコーン（例えば、ディッピング又はヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を使用したプラズマアシスト化学蒸着によって堆積）、エポキシ樹脂、ポリイミド、又はパリレンから構成され、好ましくはパリレン及び／又はポリイミドから構成されている。この第２の被覆層は、化学気相堆積（ＣＶＤ）により、表面に堆積された気体モノマーの凝縮によって形成することが好ましく、これにより、到達可能な物体のすべての表面をコンフォーマル且つ均一に被覆することができる。

【0097】

この第２の被覆層は、封止システムの第１の被覆層を劣化させることなく、封止システムの充填を保証する。これは、動作中に物体の体積の変化に追従でき、その弾性特性により電池自体の切断が容易になる。前記第２の被覆層の厚さは、１～５０μｍ、好ましくは１～３５μｍ、好ましくは２～１０μｍ、好ましくは２～５μｍ、更により好ましくは約３μｍである。

【0098】

好ましくは、第１の被覆層３１上に、パリレンＣからなるフィルム、パリレンＤからなるフィルム、パリレンＮからなるフィルム（ＣＡＳ番号：１６３３－２２－３）、又はパリレンＣ、Ｄ及び／若しくはＮの混合物からなるフィルムなどのパリレンフィルムが堆積される。パリレンのこのフィルムによって、物体において影響を受けやすい要素を環境から保護できる。パリレン（ポリパラキシリレン又はポリ（ｐ－キシリレン）ともよばれる）は、熱力学的安定性が高く、耐溶剤性に優れ、透過性が非常に低い、誘電性の透明な半結晶材料である。パリレンには、物体を外部環境から保護できるバリア特性もある。この第２の被覆層がパリレンＮから構成されていると、電池の保護が強化される。

【0099】

或いはこれに代えて、ポリイミドから構成された層が第１の被覆層上に堆積される。このポリイミドの層は、電池において影響を受けやすい要素を外部環境から保護する。

【0100】

或いはこれに代えて、特に好ましくは、第２の被覆層３２は、第１の被覆層上に堆積された、好ましくは厚さ約１μｍの、ポリイミド３２’’’からなる第１層と、この第１層上に堆積された厚さ約２μｍのパリレンからなる第２層３２’’’’とから構成されている。厚さ約２μｍのこの第２層がパリレンＮから構成されていると、保護が強化される。ポリイミドの層は、パリレンの層にとともに、電池において影響を受けやすい要素の外部環境からの保護を改善する（図２８Ｂ参照）。しかし、本願の発明者らは、第１の被覆層上に堆積されたこの第２の被覆層がパリレンから構成されている場合、酸素の存在下では十分な安定性を有さないことを観察した。この第２の被覆層がポリイミドから構成されている場合、それは、水の存在下で、十分な不透過性を有さない。本発明によれば、第３の被覆層で被覆されると、この第３の被覆層が空気から保護し、電子部品又は電気化学部品（この場合、電池）の耐用年数を改善する。

【0101】

好ましくは、この第３のバリア層３３は、高温に耐性があるように選択され、物体のその後の使用の際に保護するのに十分な機械的強度を有する。好ましくは、第３の被覆層の厚さは１～５０μｍである。理想的には、第３の被覆層の厚さは約１０～１５μｍであり、このような厚さの範囲であると、電池を機械的損傷から保護することができる。第３の被覆層の厚さは、好ましくは１０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満、より好ましくは約２μｍである。

【0102】

この第３の層３３は、エポキシ樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン又はシリコーンを含むことが好ましい。好ましくは、この第３の層を形成する材料は、電子部品又は電気化学部品の組み立てを容易にするように選択される。この第３の層はディッピングにより堆積することが好ましい。

【0103】

以下に、本発明に係る封止システムの３つの代替案について説明し、次いで、２つの実施形態について説明する。この２つの実施形態の各々は、本発明又は本発明の３つの代替案のうちのいずれか１つと組み合わせることができる。

【0104】

第１の代替案
以下に説明する実施形態のいずれかと無関係に実施される本発明の好ましい代替案によれば、本発明に係る封止システムによる封止の前に物体の前処理が行われる（図２９Ａ参照）。物体１０００のこの前処理は、物体の保護を改善するために、ポリイミド及び／又はパリレン、好ましくはパリレン、具体的にはパリレンＮを含むポリマーからなる層で被覆することが好ましい。この前処理層５０は被覆層である。この前処理層５０は、前述の、少なくとも１つの多孔質電極及び／又は多孔質無機層からなる少なくとも１つの電解質を使用するリチウムイオン電池を保護するために使用されることが好ましい。この電極及び多孔質無機層は相互接続された細孔のネットワークを有し、この細孔の平均直径Ｄ_５０は２～８０ｎｍ、好ましくは２～５０ｎｍ、好ましくは６～３０ｎｍ、より好ましくは８～２０ｎｍであり、その細孔にはリチウムイオンを運ぶ相が含浸され、好ましくはイオン液体が「ナノ制限」又は「ナノトラップ」されている。この種のリチウムイオン電池における前処理層５０は、前記電池のあらゆる動作中の、真空及び高温下での、電解質の脱気を防ぐ。

【0105】

この前処理層５０は、好ましくはイオン液体が含浸されて「ナノ制限」された、少なくとも１つの多孔質電極及び／又は前述の多孔質無機層からなる少なくとも１つの電解質を使用したリチウムイオン電池に、高性能の封止を行うことを可能にする。

【0106】

これは、化学気相堆積（ＣＶＤ）技術により、真空下で堆積させることができる。この前処理層５０は、化学気相堆積（ＣＶＤ）技術により表面上に堆積された気体状モノマーの凝縮によって形成することが好ましく、これによって、スタックの到達可能な表面のすべてをコンフォーマル且つ均一に被覆することができる。動作中に電池などの物体の体積の変化に追従でき、弾性特性により電池自体の切断が容易になる。好ましくは、この前処理層の厚さは、１～５０μｍ、好ましくは２～１０μｍ、好ましくは２～５μｍ、より好ましくは約３μｍである。これによって、スタックのすべての到達可能な表面が被覆され、これらの到達可能な表面のすべての細孔が閉じられ、基材の化学的性質を均一にすることができる。従って、スタック上に直接封止を行うことができ、被覆は到達可能なすべての細孔に浸透できる。

【0107】

好ましくは、パリレンの層は、パリレンＣの層、パリレンＤの層、パリレンＮ（ＣＡＳ番号：１６３３－２２－３）の層、又はパリレンＣ、Ｄ及び／若しくはＮの混合物を含む層などの、前処理層５０として物体上に堆積される。パリレン（ポリパラキシリレン又はポリ（ｐ－キシリレン）ともよばれる）は、熱力学的安定性が高く、耐溶剤性に優れ、透過性が非常に低い、誘電性の透明な半結晶材料である。パリレンは、その特性、つまり水に対するバリア特性によって、外部環境から物体を絶縁するのに役立つ。このパリレンの層は、電池の影響の受けやすい要素を外部環境から保護する。この前処理層がパリレンＮから構成されている場合、この保護は強化される。或いはこれに代えて、ポリイミドから構成された前処理層が堆積される。このポリイミドの層は、電池において影響を受けやすい要素を外部環境から保護する。

【0108】

或いはこれに代えて、特に好ましくは、前処理層５０は、好ましくは厚さ約１μｍの第１のポリイミド層５０ａと、その上に堆積された、好ましくは厚さ約２μｍの、第２のパリレン層５０ｂとから構成されている（図２９Ｂ参照）。この保護は、好ましくは厚さ約２μｍのこの第２のパリレン層５０ｂがパリレンＮから構成されていると、強化される。ポリイミド５０ａの層は、パリレン５０ｂの層とともに、電池において影響を受けやすい要素の外部環境からの保護を改善する。

【0109】

しかし、本願の発明者らは、この前処理層５０がパリレンから構成されている場合、酸素の存在下では十分な安定性を有さないことを観察した。この前処理層がポリイミドから構成されている場合、水の存在下では、十分な不浸透性を有さない。これらの理由から、封止システムの第１の層３１は、この前処理層５０上に堆積され、第１の被覆層３１が前処理層５０を被覆する。前処理層５０は、物体１０００と本発明に係る封止システム３１の第１層との間に積層されている。

【0110】

好ましくは、電気絶縁材料、好ましくは無機材料からなる第１の被覆層３１は、ＡＬＤなどのコンフォーマルな堆積の技術によって前処理層上に堆積される。従って、前処理層で予め被覆されたスタックの到達可能な表面のすべてのコンフォーマルな被覆が得られる。第１の層は好ましくは無機層である。ＡＬＤによって堆積された層の成長は、基板の性質に影響される。ＡＬＤによって、化学的性質の異なる様々なゾーンを有する基板上に堆積された層は、不均一に成長し、この保護層の完全性が喪失させるおそれがある。

【0111】

ＡＬＤによる堆積の技術は、高い粗さを有する表面を完全に不浸透となるように且つコンフォーマルに被覆することに特に適しており、孔などの欠陥のないコンフォーマルな層（「ピンホールフリー」とよばれる、孔のない層）を形成できる。これは、非常に優れたバリアであることを意味する。ＷＶＴＲ（水蒸気透過率）係数は非常に低い。ＷＶＴＲ係数により、封止システムの水蒸気に対する透過性を評価できる。ＷＶＴＲ係数が低いほど、封止システムの不浸透性が高くなる。

【0112】

第１の層３１は、例えば酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３タイプ、窒化物、リン酸塩、酸窒化物、又はシロキサンの形態のセラミック材料、ガラス材料、又はガラスセラミック材料から構成されていてもよい。この第１の被覆層３１は、２００ｎｍ未満、好ましくは５～２００ｎｍ、より好ましくは１０～１００ｎｍ、更により好ましくは約５０ｎｍの厚さを有している。これらは、ＡＬＤなどのコンフォーマルな堆積の手法により堆積することが好ましい。

【0113】

ＡＬＤによってポリマーからなる前処理層５０上に堆積されたこの第１の層３１は、一方では、構造の不浸透性を確保する、すなわち、物体の内部に水が行き渡るのを防ぐ。また、他方では、好ましくはパリレン及び／又はポリイミドからなる前処理層５０を、周辺環境から、すなわち空気及び湿度から、並びに熱への暴露から保護し、劣化を抑える。この第１の層３１は、封止された電池の耐用年数を長くする。

【0114】

しかし、ＡＬＤによって堆積された層は機械的に非常に脆弱であり、保護の役割を確保するために剛性の高い支持面が必要である。柔軟な表面に脆弱な層を堆積すると、亀裂が形成され、この保護層の完全性が失われる。

【0115】

好ましくは、電池セルの外部環境からの保護を強化するために、第１の被覆層３１上に第２の被覆層３２を堆積する。典型的には、この第２の層３２は、例えばシリコーン（例えば、ディッピング又はヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を使用したプラズマアシスト化学蒸着により堆積）、エポキシ樹脂、パリレン、又はポリイミドから構成されており、好ましくは、前述のようにパリレン及び／又はポリイミドから構成されている。本発明の第１の代替案によれば、第２の被覆層３２は、これを空気から保護し、物体（この場合は電池）の耐用年数を改善するための第３の層３３で被覆されている。好ましくは、この第３の被覆層３３も高温に耐性があるように選択され、物体のその後の使用の際にそれを保護するのに十分な機械的強度を有する。好ましくは、第３の被覆層の厚さは１～５０μｍである。理想的には、第３の被覆層の厚さは約１０～１５μｍであり、このような厚さの範囲であれば、電池を機械的損傷から保護できる。第３の被覆膜３３の厚さは、好ましくは１０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満、より好ましくは約２μｍである。

【0116】

この第３層３３は、エポキシ樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン又はシリコーンを含むことが好ましい。好ましくは、この第３の層を形成する材料は、電子部品又は電気化学部品の組み立てを容易にするように選択される。好ましくは、この第３の層３３はディッピングにより堆積される。

【0117】

第２の代替案
本発明の好ましい第２の代替案は、後述の実施形態のいずれかと無関係に実施することができる。

【0118】

本発明の第２の代替案によれば、物体は、厚さが、好ましくは２～１０μｍ、好ましくは２～５μｍ、より好ましくは約３μｍであるパリレン及び／又はポリイミドの交互に連続する層、並びに、好ましくはＡＬＤによってコンフォーマルに堆積された無機層など、前述のような多層の封止システムを構成する、厚さが１０～１００ｎｍ、好ましくは約５０ｎｍである電気絶縁材料からなる層によって封止されていてもよい。

【0119】

封止の性能を改善するために、本発明に係る封止システムによる封止の前に、物体の前処理を行ってもよい。この物体の前処理は、第１の代替案に示されるように物体の保護を改善するために、好ましくはポリイミド及び／又はパリレン、好ましくはパリレン、具体的にパリレンＮを含むポリマー層（前処理層５０）で物体を被覆する。

【0120】

好ましくは、パリレンの層は、パリレンＣ、パリレンＤ、パリレンＮ（ＣＡＳ番号：１６３３－２２－３）、又はパリレンＣ、Ｄ、及び／若しくはＮの混合物から構成されている層などを、前処理層５０として物体に堆積させる。パリレンは、その特性、つまり水に対するバリア特性を介して、物体の外部環境からの絶縁に役立つ。パリレンのこの層は、電池において影響を受けやすい要素を外部環境から保護する。この前処理層５０がパリレンＮから構成されている場合、この保護は強化される。

【0121】

或いはこれに代えて、ポリイミドから構成された前処理層５０を堆積させてもよい。このポリイミド層は、電池において影響を受けやすい要素を外部環境から保護する。

【0122】

或いはこれに代えて、特に好ましくは、前処理層５０は、好ましくは厚さが約１μｍの第１のポリイミド層５０ａからなり、その上に、好ましくは厚さが約２μｍの、第２のパリレン層５０ｂが堆積される。好ましくは厚さ約２μｍの第２のパリレン層が、パリレンＮから構成されている場合、この保護は強化される。ポリイミドの層は、パリレン層とともに、電池において影響を受けやすい要素の外部環境からの保護を改善する。

【0123】

このようにこの前処理層５０で被覆された物体は、電気絶縁材料、好ましくは無機層からなり、厚さが好ましくは１０～１００ｎｍ、好ましくは約５０ｎｍの、ＡＬＤによりコンフォーマルに堆積された少なくとも１つの第１の層３１ａと、この少なくとも１つの第１の層３１ａ上に堆積された、好ましくはパリレン及び／又はポリイミドを含み、好ましくは厚さ約３μｍの、本発明に係る封止システムにおける少なくとも１つの第２の層３２ａとが、交互に連続して被覆されている。

【0124】

好ましくは、第３の被覆層３３は、本発明に係る封止システムの少なくとも１つの第１の層３１ａ、３１ｂ、３１ｎ及び少なくとも１つの第２の層３２ａ、３２ｂ、３２ｎの交互に連続する層の上に堆積されており、物体は、前述の３つの連続する層から構成される本発明に係る封止システム３０（図３０Ａ及び３０Ｂを参照）によって封止される。好ましくは、第３の被覆層３３は、外部環境からの電池セルの保護を高め、機械的損傷から電池セルを保護する。この最後の第３の被覆層３３は、厚さが約１０～１５μｍである。典型的には、この最後の第３の層は、例えば（例えば、ディッピング又はヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を使用したプラズマアシスト化学蒸着によって堆積された）シリコーン、エポキシ樹脂、パリレン、又はポリイミドなどの、ポリマーから構成されている。例えば、電池を機械的損傷から保護するために、シリコーン層（典型的な厚さは約１５μｍ）をインジェクションによって堆積してもよい。このような材料を選択する理由は、高温に耐性があり、ガラス転移が発生することなく電子カードに溶接して電池を簡単に組み立てることができるという事実による。

【0125】

第３の代替案
本発明の好ましい第３の代替案は、後述の実施形態のいずれかと無関係に実施することができる。

【0126】

好ましくは、物体は、前述のように前処理層５０で被覆され、次いで、電気絶縁材料（好ましくは無機層）からなる、好ましくは厚さ１０～１００ｎｍ（好ましくは約５０ｎｍ）の、ＡＬＤによりコンフォーマルに堆積された第１の層３１ａで被覆され、次いで、少なくともこの第１の層が、好ましくは前述の代替案におけるパリレン及び／又はポリイミドからなる、好ましくは厚さ約３μｍの、第２の層３２ａで被覆され、次いで、この第２の層３２ａが、電気絶縁材料（好ましくは無機層）からなり、好ましくは厚さ１０～１００ｎｍ（好ましくは厚さ約５０ｎｍ）の、ＡＬＤによりコンフォーマルに堆積された、新たな第１の層３１ｂで被覆され、次いで、少なくともこの新たな第１の層３１ｂが、好ましくはパリレン及び／又はポリイミドからなり、好ましくは厚さ約３μｍの、新たな第２の層３２ｂで被覆されていることが好ましい。次いで、このように被覆された物体は、本発明に係る封止システム３３の第３の層に対応する最後の層によって被覆される（図３１Ａ及び３１Ｂ参照）。典型的には、この最後の第３の層は、例えば（例えば、ディッピング又はヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を使用したプラズマアシスト化学蒸着によって堆積された）シリコーン、エポキシ樹脂、パリレン、又はポリイミドなどの、ポリマーから構成されている。好ましくは、封止システムの第３の層３３の厚さは、１～５０μｍである。理想的には、第３の被覆層３３の厚さは約１０～１５μｍであり、このような厚さの範囲であれば、機械的損傷から電池を保護することができる。第３の層３３の厚さは、特に電池のサイズを最小化し且つ機械的損傷に対する電池の良好な保護を維持することが望まれる場合には、好ましくは１０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満、より好ましくは約２μｍであってもよい。この連続した層により、比較的薄い厚さを維持しながら、物体の保護を著しく強化することができる。

【0127】

アノードのシート及びカソードのシートの主積層体／アノード及びカソードのスタック
本発明に係る封止システムによって保護される物体は、電池であることが好ましく、以下に示すように全固体又は準固体電池であることが好ましい。

【0128】

本明細書において、「全固体」電池とは、少なくともカソード薄膜、アノード薄膜、及び固体電解質の薄膜を備え、各薄膜がとても少ない数の細孔を有する電池を意味する。

【0129】

本明細書において、電池、好ましくは全固体電池の、基本セルには、各々が任意に薄膜のスタックからなるアノード及びカソードが交互に設けられている。アノードは、アノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜と、電解質材料からなる任意の薄膜とを含む。カソードは、カノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜と、電解質材料からなる任意の薄膜とを含む。すなわち、電池、好ましくは全固体電池の基本セルには、アノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜と、電解質材料からなる少なくとも１つの薄膜と、カソード活物質からなる少なくとも１つの薄膜とが連続して設けられている。

【0130】

電池が少なくとも１つのアノード及び少なくとも１つのカソードの連続する交互の層から構成されている場合、アノードには、連続して以下が設けられていることが好ましい：
－ 任意の、電解質材料からなる薄膜、
－ アノード活物質からなる薄膜、
－ 金属薄膜、
－ アノード活物質からなる薄膜、及び
－ 任意の、電解質材料からなる薄膜。

【0131】

本明細書では、「アノードのシート」は、少なくとも１つの単位電池、好ましくは複数の単位電池を得るための、主積層体を形成するために使用可能な連続する層を意味する。

【0132】

同様に、カソードには、連続して以下が設けられていることが好ましい：
－ 任意の、電解質材料からなる薄膜、
－ カソード活物質からなる薄膜、
－ 金属薄膜、
－ カソード活物質からなる薄膜、及び
－ 任意の、電解質材料からなる薄膜。

【0133】

これによって、電池、好ましくは全固体電池は、アノード活物質からなる少なくとも１つの薄膜と、電解質材料からなる少なくとも１つの薄膜と、及びカソード活物質からなる少なくとも１つの薄膜とが連続して設けられている構成になる。

【0134】

本発明の文脈において、電池の各薄膜の厚さは、１０μｍ未満であり、好ましくは５μｍ未満である。

【0135】

本明細書では、「カソードのシート」は、主積層体を形成するために使用可能な連続する層を意味する。主積層体は、カソードのシート及びアノードのシートの連続する交互の層からなり、この連続する交互の層から、少なくとも１つのアノード及び少なくとも１つのカソードのスタックから構成された少なくとも１つの単位電池、好ましくは複数の単位電池が得られる。この主積層体における２つの隣接するシートは、接続可能な接続ゾーンを形成するための少なくとも１つの突出領域と、被覆ゾーン、つまり封止システムによって又は封止システムの３つの代替案の１つによって被覆されるゾーンを構成する少なくとも１つの後退領域を画定する。これらの突出領域及び後退領域は、本発明を限定しない２つの実施形態との関係でより詳細に説明される。

【0136】

本発明は、特に、全固体リチウムイオン電池の封止に関する。本発明はまた、少なくとも１つの多孔質電極及び／又は多孔質無機層からなる少なくとも１つの電解質を使用するリチウムイオン電池の封止に関し、電極及び多孔質無機層は、細孔の相互接続ネットワークを有する。細孔の平均直径Ｄ_５０は２～８０ｎｍ、好ましくは２～５０ｎｍ、好ましくは６～３０ｎｍ、より好ましくは８～２０ｎｍであり、そのサイズのため、細孔は単純な毛管現象により液相を吸収でき、リチウムイオンを運ぶ相、によって含侵されている。すなわち、細孔は、有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解したリチウム塩を含む溶液、及び／又は有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解し得る少なくとも１つのリチウム塩を含むポリマー、及び／又は有機溶媒又は有機溶媒の混合物に溶解し得る少なくとも１つのリチウム塩を含む少なくとも１つのイオン液体、などの電解質に含侵されている。この液体の相は、多孔性、好ましくはメソ多孔性に「ナノ制限」又は「ナノトラップ」されており、もはや細孔の外に出ない。従って、そのような多孔質電極及び／又はそのような電解質を含むこの電池は、準固体とみなされる。本発明によれば、本発明に係る封止システムは、セパレータを使用するリチウムイオン電池には使用できない。なぜなら、それらは真空下で劣化することなくこれらの処理を行うのに十分な剛性がないからである。

【0137】

全固体電池１は、封止システム３０を堆積させることができる剛性の一体の構造を有している（図１を参照）。図３は、図２の全固体電池１の断面を示す斜視図である。これは、本発明に係る封止システム３０によって被覆された基本セル２のアセンブリを含む中央要素の内部構造を示している。図４は、各々が薄膜のスタックからなるアノード１０及びカソード２０を含む全固体電池をより詳細に示している。アノードは、連続する、電解質材料からなる薄膜１３、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２などのアノード活物質からなる薄膜１２、金属（例えばステンレス鋼製）からなる薄膜１１、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２などのアノード活物質からなる薄膜１２、及び電解質材料からなる薄膜１３を備えている。

【0138】

カソード２０は、連続する、電解質材料からなる薄膜２３、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのカノード活物質からなる薄膜２２、金属（例えば、ステンレス鋼製）からなる薄膜２１、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのカノード活物質からなる薄膜２２、電解質材料からなる薄膜２３を備えている。ここで、電池は、少なくとも１つのアノード１０及び少なくとも１つのカソード２０が交互に連続して積層され、その２つの隣接するシートが、接続可能な接続ゾーンを構成する少なくとも１つの突出領域、及び、被覆ゾーン（つまり封止システムによって被覆されるゾーン）を構成する少なくとも１つの後退領域を画定している。

【0139】

この電池は、並列に接続された複数の基本セルのアセンブリを含み、電池の充電及び放電のステップ中に寸法安定性のある材料からなるアノード及びカソードの薄膜から構成されている。

【0140】

このような機能を発揮するために使用できるアノード活物質には、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２タイプの挿入材料、リチウム挿入の範囲が限られたＬｉ_３－ｘＭ_ｘＮタイプの特定の窒化物、及びＬｉ_ｙＳｉＴＯＮ又はＳｎ_３Ｎ_４タイプの他のアノードが挙げられる。

【0141】

カソードの製造に使用されるリチウム挿入材料は、アノードの材料よりも寸法安定性がはるかに高いことが多い。ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４などのスピネル構造を持つ酸化物、及びＬｉＦｅＰＯ_４などのかんらん石タイプの構造が特に寸法安定性が高く、本発明の文脈では、これらを使用することが好ましい。

【0142】

同様に、これらのアノード活物質及びカノード活物質は、固体電解質を用いて構成され、封止のための剛性が高く安定した表面を確保し、電池の使用サイクル中の後者の劣化のリスクを回避する。これらの固体電解質は、ポリマー、セラミック、ガラス、ガラスセラミック、及び／又は有機部分と無機部分の両方からを含むハイブリッド材料であってもよい。

【0143】

周辺空気に対する優れた保護を確保するには、ＷＶＴＲが非常に低い保護フィルムが必要である。従来技術によれば、最良の保護は金属フィルムによって提供されるが、これは電極をショートさせずに電池全体を被覆することはできない。

【0144】

積層ステップ（図４，７，１５参照）の後、相互接続を設ける前に、スタックは本発明に係る封止システムによって封止され、電池の周辺空気からの保護が確保される。

【0145】

封止システム
封止の質は、リチウムイオン電池にとって非常に重要である。本発明に係る封止システム３０は、化学的に安定であり、高温に耐性があり、湿度に対する保護を提供し、周辺空気に対して不透過性がある。すなわち、バリア層の役割を果たす。これは、前述のように、スタック上に連続して堆積された複数の層から構成されている（図５，８，２７，２８Ａ，２８Ｂ，２９Ａ，２９Ｂ，３０Ａ，及び３０Ｂを参照）。

【0146】

このため、本発明に係る封止システムは、物体、すなわち物体の保護される必要のある部分に連続的に堆積された複数の層から構成されている。

【0147】

この封止システムにより、電子部品又は電池が電気絶縁性及び不浸透性を有し、その一方で、それらが相互に及び／又は外部接続点に電気的に接続される可能性を確保する。この封止システムは、本発明の第１、第２又は第３の代替案に従って実施してもよい。

【0148】

相互接続
封止システム又はその代替物のいずれかによる電子部品又は電池などの電気化学部品の封止ステップの後、各要素の正しい動作に必要な電気接続点を確立するために相互接続を設ける。

【0149】

以下に説明する相互接続は、第１又は第２の実施形態に従って得られ、当業者にとってその組み合わせが可能な限り、本発明又はその代替案のいずれか１つによる封止システムによって被覆された、電子部品電池などの又は電気化学部品上で実施することができる。

【0150】

これらの相互接続４０を設けるために、封止システム又はその代替案のいずれかによって被覆されたスタックは、突出領域に電池の（＋）接続及び（－）接続がそれぞれに露出するような切断面で切断し、単位電池部品を得ることができる。封止システムが電池の６つの面のうち４つを、システムが溶接なしで組み立てられるように、好ましくは連続的に被覆し、電池の他の２つの面を相互接続によって後に被覆する。好ましくは、電池は、カソード、アノード、及び集電体が視認できる相互接続を備えている。好ましくは、アノード接続及びカソード接続は、スタックにおいて互いに反対側の位置に設けられている。これらの接続又はその周囲には、相互接続システムが配置されている（図６を参照）。次いで、相互接続に金属の層を堆積してもよい。その方法は、当業者に知られているプラズマ蒸着技術の使用、好ましくはＡＬＤ（図６又は図１０の符号４１を参照）及び／又は導電性エポキシ樹脂（銀が添加されている）（図６又は図１０の符号４２を参照）及び／又は溶融スズ浴（図６又は図１０の符号４３を参照）への浸漬、又は電解析出による。好ましくは、相互接続は、ＡＬＤにより堆積された第１の金属被覆層４１、この第１の層上に堆積された銀が添加されたエポキシ樹脂からなる第２の層４２、及びこの第２の層上に堆積されたスズを含む第３の層４３が連続する、スタックから構成されている。

【0151】

ＡＬＤによって堆積された最初の導電性の層４１は、電池のこの部分を湿度から保護する。ＡＬＤによって堆積されたこの最初の導電性の層は必須ではない。相互接続のＷＶＴＲを小さくすることにより、電池のカレンダ耐用年数を長くすることができる。銀が添加されたエポキシ樹脂からなる第２の層４２によって、電気回路が熱及び／又は振動ストレスを受けたときに電気接続点を破壊することなく、接続の「柔軟性」が得られる。

【0152】

スズを含む第３の金属層４３によって、ＷＶＴＲが小さくなり、電池の耐用年数が長くなる。

【0153】

他の実施形態では、この第３の層は、材料の異なる２つの層から構成されていてもよい。第１の層４３ａは、銀４２が充填されたエポキシ樹脂から構成された層４２と接触している。この層４３ａはニッケルで構成されており、電解析出によって形成される。ニッケルから構成された層は、部品の残りの部分を、リフローによるアセンブリのステップ中に、熱バリアとして拡散から保護する。ニッケルで構成された層４３ａ上に堆積された最後の層４３ｂも金属層であり、好ましくはスズで構成され、リフローによりアセンブリに適した界面を形成する。スズで構成されたこの層は、溶融スズ浴にディッピングするか又は電着のいずれかで堆積できる。これらの技術は既知である。

【0154】

マイクロワイヤリングを介する銅製の回路上の特定のアセンブリでは、銅から構成された最後の金属層４３ｂが必要になる場合がある。このような層は、電着によってスズの代わりに形成してもよい。

【0155】

他の実施形態では、相互接続は、銀が添加されたエポキシ樹脂の層４２と、この第１の層上に堆積されたスズ又はニッケルを含む第２の層４３とが連続するスタックから構成されていてもよい。

【0156】

他の実施形態では、相互接続は、銀が添加されたエポキシ樹脂層４２などの導電性ポリマーの層と、この第１の層に堆積されたニッケルを含む第２の層４３ａと、スズ又は銅を含む第３の層４３ｂとが連続するスタックから構成されていてもよい。

【0157】

好ましい実施形態では、相互接続は、銀を含むエポキシ樹脂などの導電性ポリマーからなる層、ニッケルからなる層、及びスズからなる層から構成されているが、限定されない様々な層で構成されていてもよい。

【0158】

相互接続により、電池の各端部で正及び負の交互の接続部の電気接続が可能となる。これらの相互接続により、様々な電池要素間で並列に電気接続することができる。このため、（＋）接続部のみが一方の端部（突出領域）において突出しており、（－）接続部は他方の端部（他の突出領域）に設けられている。

【0159】

次に、本発明又はその代替例のいずれか１つに係る封止システムと組み合わせることができる第１の実施形態について説明する。

【0160】

第１の実施形態に係る電池（好ましくは全固体電池）の製造方法
図７は、それぞれが薄膜のスタックからなるアノード１０及びカソード２０を備えている、第１の実施形態に係る図４と同様の全固体電池を示す。アノード及びカソードは、接続可能な接続ゾーンが形成された突出領域ＲＳ、及び被覆ゾーン（すなわち封止システムで被覆されたゾーン）が形成された後退領域ＲＲを形成するように側方にずらされている。

【0161】

この第１の実施形態では、電池は、好ましくは、スタックの６つの面のうちの４つが封止されている。この封止システムは、側面での電流の収集が容易となるように、第１の面に現れるカソード部分及び第２の面に現れるアノード部分は被覆しない。被覆層はスタックの周囲を囲み、残りの部分は、相互接続で得られた層によって、周辺空気からの保護が保証される。

【0162】

カソード及びアノード接続は、横方向にずらされていることが好ましい。これにより、被覆層が誘電体として機能し、これらの端部がショートするのを防止できる。

【0163】

スタックが形成されると、スタックの封止後、カソード及びアノードの各集電体が視認できる部分（絶縁性電解質で被覆されていない部分）に相互接続（電気接続点）（図６の符号４０を参照）が設けられる。これらの接続ゾーンは、電流を収集するためにスタックの互いに反対側の側部（側方の集電体）又は互いに隣接する側部に設けてもよい（図９Ａ及び図９Ｂを参照）。

【0164】

好ましくは、上記のアノードシート及びカソードシートが交互に連続する主積層体から構成されている本発明に係る電池は、本発明又はその代替案１～３のいずれか１つに係る前記封止システムが、前記電池の６つの面のうちの４つを完全に被覆しており、互いに反対側の側部に位置する残り２つの面を部分的に被覆しており、当該残りの２つの面は、少なくとも前記第１の被覆層３１，３１’及び少なくとも第２の層３２、３２’によって部分的に被覆されており、当該２つの残りの面は、アノード接続ゾーン及びカソード接続ゾーンを含んでいるという点に特徴がある。前記封止システムの第３の被覆層は、主積層体を貫通するのが困難である。その結果、この第３の層は、互いに反対側の側部に位置する２つの残りの面を被覆するのが困難である。

【0165】

複数の電池を同時に製造する方法
＜第１の実施形態＞
電池、好ましくは全固体電池の、生産率を高めるために、Ｕ字状の切断面よって画定される数十～数百のアノードを含むシート及びＵ字状の切断面によって画定される数十～数百のカソードを含むシートが、交互に積層された主積層体を使用して、複数の全固体電池を同時製造してもよい（第１の実施形態）（図１１を参照）。これらすべてのシートは、４つの端に開口部を有している（第１の実施形態）（図１２及び１３参照）。これらのシートのすべてのカソードとすべてのアノードは、これらの開口部を重ねるようにして積層され、且つ横方向にずらされている。

【0166】

次いで、図１２及び１３に示す矢印（Ｆ）に従って、前述のように封止を行う。これらの矢印は、本発明に係る封止システムによって被覆されるゾーン（後退領域）を示している。本発明に係る封止システムは、図１２及び図１３に示されるように、上部から下部にわたって存在し、ずらされたＵ字状の切り欠きとして存在する空間を充填する。

【0167】

アノードのシート及びカソードのシートの主積層体は、前述の第１、第２、又は第３の代替案による封止システムで被覆されていることが好ましい。

【0168】

次いで、このように被覆されたアノード及びカソードのシートの主積層体を、任意の適切な手段によって切断し、アノード及びカソードの集電体を露出し、単位電池が得られる。

【0169】

カソード及びアノードのそれぞれの集電体が視認できる位置（絶縁電解質で被覆されていない位置）に、相互接続（図１５の符号４０、４１’、４２’及び４３’を参照）を設ける。これらの接触ゾーンは、電流を収集するために電池のスタックの互いに反対側の側部（側方の集電体）又は隣接する側部に配置されていることが好ましくい。

【0170】

次に、本発明又はその代替案のいずれか１つに係る封止システムと組み合わせることができる第２の実施形態について説明する。

【0171】

第２の実施形態
他の実施形態では、複数の電池、好ましくは複数の全固体電池、の同時製造は、ノッチ５０，５０’を有する数十～数百のアノード１０’から構成されたシート及びノッチ５０’’，５０’’’を有する数十～数百のカソード２０’ から構成されたシートが交互に積層された主積層体を使用してもよい。これらのすべてのシートは、ノッチ、好ましくは、同心のオリフィス又は孔を有し、これらの開口部を重ね合わせた際に、これらのシートのすべてのカソード及びすべてのアノードが、接続可能な接続ゾーンを構成する少なくとも１つの突出領域ＲＳ、及び、被覆ゾーン（すなわち封止システムによって被覆されるゾーン）を構成する少なくとも１つの後退領域ＲＲを画定する（図１６～１９を参照）。図１６に示すように、各アノードシートには、直径Ｄ_１及びＤ_２の孔が交互に連続して形成されている。ここで、Ｄ_２はＤ_１よりも小さい。また、各カソードシートには、直径Ｄ_２及びＤ_１の孔が交互に連続して形成されている。ここで、Ｄ_２はＤ_１よりも小さい。アノードシート上に形成された直径Ｄ_１（Ｄ_２）の孔及びカソードシート上に形成された直径Ｄ_２（Ｄ_１）の孔は、互いに同心上に位置する。図１９は、図１６と同様に斜視図であり、アノードシートとカソードシートの主積層体の拡大図を示しており、これらのシート上に形成された異なる直径Ｄ_１及びＤ_２を有する同心の孔の重ね合わせを、突出領域及び後退領域に着目した拡大図を示している。

【0172】

次いで、アノードのシートとカソードのシートの主積層体を、以下を含む本発明に係る封止システムで被覆する。
－ 封止システムの第１の被覆層３１と同一であり、ＡＬＤによりスタック上に堆積された封止システムの第１の被覆層３１’、
－ 電池セルの外部環境からの保護を改善するために、第１の被覆層上に堆積された第２の被覆層層３２と同等の第２の被覆層３２’、
－ 第２の被覆層上に堆積された第３の層３３’と同等の第３の層３３（図２２及び２３を参照）。

【0173】

或いはこれに代えて、アノードのシート及びカソードのシートの主積層体は、前述の第１～第３の代替案に係る封止システムで被覆してもよい。

【0174】

次いで、このように被覆されたアノード及びカソードのシートの主積層体は、適切な手段によって、直径がＤ_１～Ｄ_２の同心の孔が形成してもよい。これによって、アノード接続又はカソード接続、すなわち、電池の（＋）接続及び（－）接続（図２１Ａ及び２１Ｂを参照）が、各孔に露出し、側部における同心の孔で電流の収集がしやすくなる。

【0175】

第３とよばれるカット（ａ ｃｕｔ ｃａｌｌｅｄ ｔｅｒｔｉａｒｙ）の後、前記主積層体の中央部分で、単位電池が得られ（図２０を参照）、相互接続（電気接続点、図２４の符号４０、図２７の符号４１’、４２’及び４３’）を、カソード集電体及びアノード集電体が視認できる位置（絶縁電解質で被覆されていない位置）に設ける。これらの接触ゾーンは、好ましくは、電流を収集するために、電池のスタックの互いに反対側に位置する側部（側方の集電体）又は互いに隣接する位置の側部に配置されている（図２４～２７を参照）。

【0176】

接続は、好ましくはＡＬＤ（図２７の符号４１’を参照）及び／又は銀を添加した導電性エポキシ樹脂への浸漬（図２７の符号４２’を参照）及び／又は溶融スズの浴（図２７の符号４３’を参照）によって、当業者に知られたプラズマ蒸着技術を用いて金属部分を設けることによって行ってもよい。好ましくは、相互接続は、ＡＬＤによって堆積された金属からなる第１の被覆層４１’、この第１層に堆積された銀が充填されたエポキシ樹脂からなる第２の層４２’、及びこの第２の層に堆積されたスズを含む第３の層４３’が連続するスタックで構成されている。この相互接続により、同心の孔が形成された各端部で正と負とが交互となった接続が可能となる。これらの相互接続により、様々な電池要素間で並列の電気接続が設けられる。このため、（＋）接続が一方の同心の孔が形成された端部から突出しており、（－）接続は、他方の同心の孔が形成された端部で利用可能となる。

【実施例】

【0177】

本発明を以下の実施例により説明するが、これらは本発明を限定するものではない。この実施例は、全固体電池の製造及びそのような電池の封止に関する。

【0178】

１．リチウムイオン電池の製造
Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２を、粉砕後、クエン酸数ｐｐｍを添加した無水エタノールに分散させて、アノード材料の懸濁液１０ｇ／Ｌを得た。ＬｉＭｎ_２Ｏ_４を、粉砕後、無水エタノールに分散させて、カソード材料の懸濁液２５ｇ／Ｌを得た。次いで、このカソード懸濁液をアセトンにより５ｇ／Ｌの濃度に希釈した。粉砕したＬｉ_３Ａｌ_０．４Ｓｃ_１．６（ＰＯ_４）_３の粉末を、無水エタノールに分散させることにより５ｇ／Ｌの電解質材料の懸濁液を得た。

【0179】

これらすべての懸濁液について、粉砕は、粒径が１００ｎｍ未満である安定した懸濁液が得られるように行った。

【0180】

負電極は、予め準備した懸濁液に含まれるＬｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２のナノ粒子の電気泳動堆積によって製造した。Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２の薄膜（厚さ約１μｍ）を基板の２つの面に堆積した。次いで、これらの負極を６００℃で焼きなましした。

【0181】

正極は、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４の懸濁液を用いた電気泳動堆積により、同じ方法で準備した。ＬｉＭｎ_２Ｏ_４の薄膜（厚さ約１μｍ）を基板の２つの面に堆積した。次いで、これらの正極を６００°Ｃで焼きなましした。

【0182】

焼きなまし後、電気泳動堆積により、Ｌｉ_３Ａｌ_０．４Ｓｃ_１．６（ＰＯ_４）_３からなる電解質層で、負極及び正極を被覆した。Ｌｉ_３Ａｌ_０．４Ｓｃ_１．６（ＰＯ_４）_３の厚さは、各電極で約５００ｎｍであった。次いで、電解質からなるこれらのフィルムを乾燥した。

【0183】

次いで、Ｌｉ_３Ａｌ_０．４Ｓｃ_１．６（ＰＯ_４）_３で被覆されたアノード及びカソードのスタックから、側方にずらした多層のスタックを得た（図７を参照）。次いで、全体を１５分間加圧下、６００℃に維持し、アセンブリを行った。

【0184】

２．電池の封止
次いで、前述の多層のスタック上に、封止システムを堆積した。封止システムの第１の層であるアルミナＡｌ_２Ｏ_３の層は、ＡＬＤによって堆積した。被覆されたアノード及びカソードの多層のスタックを、Ｐｉｃｏｓｕｎ（商標登録） Ｐ３００ ＡＬＤリアクターのチャンバーに投入した。このＡＬＤリアクターのチャンバーは、堆積を行う前にチャンバーの雰囲気を安定させるために、事前に、５ｈＰａに減圧された１８０°Ｃ下に置き、事前に、１５０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｍ^３／ｍｉｎ）の流量のキャリアガスとしての、タイプ１（σは、約０．０５μＳ／ｃｍ）の超純水３ｐｐｍ未満を含む窒素下で、アルミナの化学前駆体であるトリメチルアルミニウム（以下ＴＭＡ）（ＣＡＳ番号：７５－２４－１）の流れに３０分間さらした。チャンバーの安定化後、１００ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３の層をＡＬＤによって堆積した。

【0185】

次いで、このアルミナの第１の層の上に、ＣＶＤにより、厚さ１２μｍ＋／－２μｍのパリレンＮの層を堆積した。

【0186】

次いで、この第２の層の上に第３の被覆層を堆積した。この層は、エポキシ樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シリコーン、ポリイミド、ポリアミド又はポリウレタンから構成されていてもよく、好ましくは、エポキシ樹脂から構成されている。この第３の層は、紫外線（ＵＶ）照射の下で硬化し、周辺空気中の成分による電池の劣化速度を低減する。

【0187】

３．電池の相互接続の形成
このように封止したスタックを、電池のカソード及びアノード集電体が露出するような切断面で切断し、単位電池を得た。すなわち、封止されたスタックは、カソード及びアノードのそれぞれの集電体が露出するように、スタックの６つの面のうち２つが切断面となるようにした。次いで、カソード及びアノードの各集電体が視認できる位置（絶縁電解質で被覆されていない位置）に相互接続を形成した。

【0188】

次いで、ＡＬＤにより、好ましい金属層を形成し、接続を導電性とした。この第１の相互接続層は、金属であるか、又は金属窒化物を含んでいてもよい。次いで、この第１の相互接続層を（銀が添加された）導電性エポキシ樹脂に浸漬し、次いで、溶融スズ浴に浸漬した。

【0189】

このようにして得た電池は、２～２．７Ｖでサイクルした。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【図20】

【図21A】

【図21B】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25A】

【図25B】

【図26】

【図27】

【図28A】

【図28B】

【図29A】

【図29B】

【図30A】

【図30B】

【図31A】

【図31B】

【図32】

【図33】