全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置
【課題】 内部抵抗を低減した全固相薄膜電池、その製造方法およびその製造装置を提供する。
【解決手段】 固体電解質層３を気相プロセスにより形成する工程、正極層２を気相プロセスにより形成する工程、および負極層４を気相プロセスにより形成する工程を備え、気相プロセスの間の各非処理時間中、全固体薄膜電池の中間品を、真空引きの雰囲気中に保持することを特徴とする。
【解決手段】 固体電解質層３を気相プロセスにより形成する工程、正極層２を気相プロセスにより形成する工程、および負極層４を気相プロセスにより形成する工程を備え、気相プロセスの間の各非処理時間中、全固体薄膜電池の中間品を、真空引きの雰囲気中に保持することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置に関し、より具体的には、内部抵抗を低くした全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用の電子機器に多様な電池が搭載される時代、電池には、常に軽量化、小型化または高エネルギー密度化が求められ、充放電電圧などの電池特性の改善が図られている。たとえばリチウム電池において、用いる電極によって、充放電電圧、充放電サイクル寿命などの電池特性が大きく左右される状況を改善するために、シート状の負極電極を、非酸化でかつ非吸湿の雰囲気中で形成して、上記雰囲気中に保持したまま、別に形成した正極シート等とともに電池に組み込む方法が提案されている（特許文献１）。この方法の対象となるリチウム電池は、液相の電解質を有し、短絡防止のためにセパレータを用い、このセパレータシートと、正極シートと、上記雰囲気中で形成した負極シートとを、上述の雰囲気中で捲回した後に、セパレータシートに液相の電解質をしみ込ませる。この方法によれば、水分を排除できるので、電解液に用いられるリチウム塩（ＬｉＰＦ６など）と水分との反応を防止でき、したがってその反応で生成するフッ酸の発生を防止して電池特性の劣化を防ぐことができる。また負極活物質の表面酸化を防止でき、酸化した負極活物質の還元のためにリチウムを費消することなく済ますことができるので、正極容量または電池容量の低下を防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−７３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記の電池は、電解質に液相を用いるため安全性の点で完璧とは言いがたく、とくに携帯機器、ＩＣタグ等、ヒトが手にする機器の実用化が広範に進展する昨今、これら携帯機器、ＩＣタグ等に用いられる薄膜電池には、固体電解質を用いた電池の搭載が望まれ、とくに全固相薄膜電池が望まれている。しかし、全固相薄膜電池は、現状、実用化されていない。
【０００４】
全固相薄膜電池の実用化を阻む大きな理由の一つが、内部抵抗が高いという点にある。全固体薄膜電池の充放電電圧は数ボルトであり、その内部抵抗は、現状、１ＭΩｃｍ２のレベルにある。したがって、充放電において１ｍＡ／ｃｍ２程度の電流を流そうとしても、その電圧は形式的に１０００ボルトと見積られるので、動作不能となる。動作可能とするためには、充放電において１μＡ／ｃｍ２レベルの電流に制限しなければならないが、このレベルの電流で足りる用途を見出すことが難しい。そこで、全固体薄膜電池の内部抵抗を低減することが望まれてきた。
【０００５】
本発明は、内部抵抗を低減した全固相薄膜電池、その製造方法およびその製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の全固体薄膜電池の製造方法は、基材上に、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造方法である。この製造方法は、基材上に正負極層の一方を気相プロセスにより形成する工程、固体電解質層を気相プロセスにより形成する工程、および正負極層の他方を気相プロセスにより形成する工程を備える。そして、気相プロセスの間の各非処理時間中、全固体薄膜電池の中間品を、真空引きの雰囲気中に保持することを特徴とする。
【０００７】
上記の方法によれば、全固体薄膜電池の中間品は、各気相プロセスの間の非処理時間、雰囲気中の酸素濃度を低く保たれる。このため、固体電解質層を挟んで位置する２つの電極層の各層間に、電気伝導性の障害となる酸素化物富化層（酸化物富化層）が形成されにくくなる。この結果、内部抵抗を大幅に低減することができ、実用化の途が拓けるようになる。すなわち各層間において清浄な界面が得られることが内部抵抗の大幅な低減に有効である。また、酸素以外の他の不純物の混入も防止できるので、電池の信頼性を高め、またサイクル寿命の向上など電池性能の向上を得ることができる。また、全固体薄膜電池であり、セパレータを用いる必要がないので、高い容量密度を確保することができ、小型化に資することができる。
【０００８】
なお、気相プロセスとは、上記の各工程で用いる材料を、原子状、分子状、イオン、プラズマ、アブレーションなどの気相状態を経由させて、基材または下層に当てて下層をはじき出し、または下層に当該気相状態からの材料を付着させる処理方法をいい、当然に、排気しながら処理（気相プロセス）を行う。換言すれば、気相プロセスとはウエットプロセス以外の処理をいい、したがってドライプロセスと言ってもよい。気相状態という語は、日進月歩のこの分野の技術進歩を考慮して、上記例示した状態に限定せず、できるだけ広く解釈すべきである。各工程の気相プロセスは、それぞれ異なってもよいことは言うまでもない。また、基材上に、層を形成する順序は、固体電解質層形成工程を挟むように、負極層形成工程と正極層形成工程とが位置していればよく、負極層形成工程および正極層形成工程の先後は問わない。また、基材は集電材を兼ねていてもよく、むしろ集電材を兼ねるのが一般的である。中間品は、全固体薄膜電池の製造工程における仕掛品をいい、製造ラインに投入されていれば、基材だけでも中間品に該当する。
【０００９】
また、上記の非処理時間の雰囲気の形成の際、圧力３×１０−３Ｐａ以下に到達するように排気することができる。この方法により、上記の各界面における酸素富化層の発生をより確実に防止することができる。真空引きの雰囲気の圧力を、３×１０−３Ｐａ以下とすることにより、上記の界面における酸素富化層を確実に防止することができる。
【００１０】
また、上記の基材は、全固体薄膜電池の製造一単位ごとに分かれており、非処理時間に、中間品を次の気相プロセスのために移動することができる。この方法によれば、バッチ方式的に製造一単位ごとに清浄な雰囲気中で層形成（成膜）を行うので、製造工程の多少の変更にも容易に即応することができる。すなわち不測の事態が生じても、安定的に対処することができる。なお、基材の製造一単位は、全固体薄膜電池の１個分を複数個含む、製造上の一単位である。上記の基材を含んでその上に形成される中間品も自ずと基材と同様となる。
【００１１】
また、上記の気相プロセスの後段に、基材、正負極層および固体電解質層の積層体を封止部材に封止する工程を備え、該封止工程では、中間品を露点−４５℃以下の不活性雰囲気中に保持することができる。この方法によれば、上記の積層体を封止部材に封止するという段階まで、酸化、湿分等を制限した環境中に途切れることなく連続して保持するので、より完全度高く、内部抵抗の低減と、湿分など不純物混入の排除とを推進することができる。この結果、電池の信頼性の向上や、サイクル寿命の向上など電池性能を高めることができる。露点が−４５℃以下は、雰囲気中の水分濃度が８０ｐｐｍ以下になり、固体電解質等と反応して固体電解質が変質するのを事実上無視してよい範囲となる。
【００１２】
また、上記の基材の表面酸化層を気相プロセスで除去する工程を、正負極層の一方を気相プロセスで形成する工程の前に備え、表面酸化層を除去する気相プロセスと正負極層の一方を形成する気相プロセスとの間の非処理時間中、基材を真空引きの雰囲気中に保持することができる。この方法によれば、基材表面に酸化層が分厚く生ずることがなくなり、内部抵抗を大きく低下することができる。
【００１３】
本発明の全固体薄膜電池の製造装置は、基材上に正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造装置である。この製造装置は、少なくとも固体電解質層を形成するための、気相プロセス用の第１のチャンバと、第１のチャンバに連続する少なくとも１つの気相プロセス用の第２のチャンバと、第１のチャンバおよび第２のチャンバの各チャンバ間を隔離する隔離手段と、第１のチャンバおよび第２のチャンバにわたって、全固体薄膜電池の中間品を搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記の製造装置によれば、積層体を、連続して、チャンバ内で、真空雰囲気中で形成することができるので、（負極層／固体電解質層／正極層）の層間に、電気伝導性の障害となる酸素富化層（酸化物層）の形成を防止できる。この結果、内部抵抗を大幅に低減することができる。また、酸素以外の他の不純物の混入も防止できるので、電池の信頼性を高め、またサイクル寿命の向上など電池性能の向上を得ることができる。なお、第１のチャンバでは、固体電解質層の他に正負のいずれかの電極層が形成されてもよい。
【００１５】
また、上記の第２のチャンバとして、第１のチャンバを挟むように、正極層を形成するための正極層形成チャンバおよび負極層を形成するための負極層形成チャンバを備えることができる。この構成によれば、正極層と、固体電解質層と、負極層とを、各別のチャンバで形成することができ、チャンバを共通して異なる層を形成する場合に起こり易いコンタミネーション等のおそれがなくなる。また、一定方向に中間品を流して能率よく全固体薄膜電池を製造することが可能になる。
【００１６】
また、上記の第１のチャンバおよび第２のチャンバの少なくとも一方と隔離手段を介在させて接続し、基材、正負極層および固体電解質層の積層体を封止する封止チャンバをさらに備えることができる。この構成によれば、チャンバ内で形成された積層体を大気雰囲気に曝すことなく、湿分や酸素濃度を制限された雰囲気中で封止部材に封止することができる。このため、より完全度高く、内部抵抗の低減と、湿分など不純物混入の排除とを推進することができ、電池の信頼性の向上や、サイクル寿命の向上など電池性能を高めることができる。
【００１７】
また、上記の第１のチャンバまたは第２のチャンバと、隔離手段を介在させて接続し、基材の表面酸化層を気相プロセスで除去する表面酸化層除去チャンバを備えることができる。これにより、基材の表面酸化層を分厚い状態で使用することがなくなり、内部抵抗を大幅に低下することができる。
【００１８】
本発明の全固体薄膜電池は、正負集電材、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池である。この全固体薄膜電池は、正極層、固体電解質層および負極層の各層間の界面において、両側の層の酸素濃度の高いほうの層における酸素濃度より酸素濃度が高くなく、正負集電材を含む全固体薄膜電池の本体部の内部抵抗が５ｋΩｃｍ２以下であることを特徴とする。
【００１９】
この全固体薄膜電池は、固体電解質層を挟む正負極層の界面に、上述のように酸素が富化した界面を持たないため内部抵抗を低減することができ、５ｋΩｃｍ２以下とすることができる。このように内部抵抗を低くすることにより、数ｍＡ／ｃｍ２レベルの電流を充放電で流すことができるため、ＩＣタグなどＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)等への用途が拓けてくる。内部抵抗は５ｋΩｃｍ２を超えると、ＲＦＩＤを含め、適用可能な電子機器はほとんど見当たらない。５ｋΩｃｍ２以下とすることにより、ＲＦＩＤへの用途の展望が開けるが、内部抵抗は５００Ωｃｍ２以下とするのが、より大きな電流を充放電できるので、用途拡大のため好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置によれば、電池の内部抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における全固体薄膜電池の製造装置およびその電池の製造方法を説明するための図である。本装置は、全固体薄膜電池の本体部を形成する３種類の層（正極層、固体電解質層、負極層）を連続して蒸着することができる装置である。図１において、本連続蒸着装置は上記３種類の層を形成するために、少なくとも３つのチャンバ１３，１５，１７を備えており、すべてのチャンバが各種真空ポンプにより排気することができる。コンベア９により、中間品が各チャンバ間を移動できるように構成されている。各チャンバ間は、隔離手段であるゲートバルブ１２，１４，１６，１８により、隣のチャンバの雰囲気と分離することができる。
【００２２】
正極層を基材に形成するためのチャンバ１３の前には、基材の表面酸化層を除去するための酸化層除去チャンバ１１が配置されて、入口ゲートバルブ２２を経由して、本装置に搬入される基材の表面を清浄にする。基材または中間品は、耐熱性のトレー３１に固定されている。以後の説明では、トレーと中間品とを区別せずに中間品３１またはトレー３１などと記す。ただし、中間品が最終段階の電池本体部（基材に両電極層と固体電解質層が形成されたもの）に至った段階では、中間品１０または電池本体部１０と記す。
【００２３】
最後の層（本実施の形態では負極層）を形成するチャンバ１７には、封止チャンバ１９が接続されており、上記の３種類の層を形成後に、その積層体である電池本体は、封止チャンバ１９に搬入される。封止チャンバ１９は、不活性ガスであるＡｒガス雰囲気とされ、出口ゲートバルブ２４を通って上記の電池本体を外に搬出できるように構成され、中で、電池本体をアルミニウムラミネートで封止できるようにグローブボックス構造とされている。封止チャンバ１９には上述のＡｒガスが導入され、循環精製できる機構が設けられている。
【００２４】
アルミニウムラミネートなどの封止部材によって封止された状態の電池本体部である中間品１０を図２に示す。中間品１０は、集電材を兼ねた基材１の上に正極層２が位置し、その正極層２の上に固体電解質層３が位置し、その上に負極層４が形成されている。正負極層２，４は、固体電解質層３を挟んで位置すればよく、どちらが基材１に近くてもよい。図１の連続蒸着装置を用いて製造された電池本体部１０は、酸素富化層が界面になく、また内部抵抗は５ｋΩｃｍ２以下である。内部抵抗は、１ｋΩｃｍ２以下であるほうが望ましく、さらに５００Ωｃｍ２以下とするのがよい。
【００２５】
次に、図３および図１に基づいて、製造方法について説明する。製造工程は、図３に示すように、表面酸化層除去工程→正極層形成工程→固体電解質形成工程→負極層形成工程→封止工程の順に進行する。表面酸化層除去工程〜負極層形成工程に至る工程では、排気しながら気相プロセスの処理が行われ、その間の非処理時間に、真空引き雰囲気、望ましくは圧力３×１０−３Ｐａ以下の雰囲気に保持される点に大きな特徴を有する。すなわち、（気相プロセス処理）→真空引き雰囲気（望ましくは圧力３×１０−３Ｐａ以下）で非処理時間を経過→（気相プロセス処理）→・・・のように進行させる。このため、中間品は外気に曝されることがなく清浄な界面を確保することができ、内部抵抗を大きく下げることができる。また、アルミニウムラミネートなどに封止した状態で、全固体薄膜電池の完成に至ることができるように、封止工程を、露点−４５℃以下の不活性ガス雰囲気中で行う。次に、各工程を具体的に説明する。
【００２６】
（表面酸化層除去工程）：集電材を兼ねた基材１であるアルミニウム合金を耐熱性のトレー３１に固定する。トレー３１には開口部が設けられており、蒸着により各層２，３，４がアルミニウム合金１上に形成できる構造となっている。これを真空装置中に搬入する。酸化層除去チャンバ１１の入口にはガス圧により上下動する入口ゲートバルブ２２が設けられており、酸化層除去チャンバ１１へ搬入する際に入口ゲートバルブ２２は上昇する。搬入した後、入口ゲートバルブ２２は下降し、酸化層除去チャンバ１１を密閉し、２×１０−３Ｐａまで真空排気することができる。その後、Ａｒガスを３０Ｐａの圧力になるまで導入し、電圧を印加することによりプラズマ処理を施す。これにより基材１表面をアルゴンイオンボンバードメントし、表面酸化層を除去する。すなわち気相処理で基材の表面酸化層を除去する。上記のアルゴンガスボンバードメント処理を５分間行った後、再び真空排気して２×１０−３Ｐａの圧力にする。
【００２７】
（正極層形成工程）：排気完了後、次の正極層形成チャンバ１３との間のゲートバルブ１２が上昇し、コンベア９の駆動により正極層形成チャンバ１３に搬入される。ここで、基材１はハロゲンランプにより、５００℃に加熱され、酸素ガスが導入される。圧力を２５Ｐａに調整した後、エキシマレーザーをターゲットに照射してマンガン酸リチウム薄膜（正極層２）を形成する。マンガン酸リチウム層の形成後に、再び真空排気して２×１０−３Ｐａの圧力にする。
【００２８】
（固体電解質層形成工程）：排気完了後、次の固体電解質形成チャンバ１５との間のゲートバルブ１４を上昇させ、中間品３１は、コンベア９の駆動により、２×１０−３Ｐａ以下とされている固体電解質層形成チャンバ１５に搬入される。基材１に冷却ジャケットを接触させることにより中間品３１を１５０℃以下に冷却する。Ｌｉ２Ｓを載せたカーボンボートおよびＰ２Ｓ５を載せたカーボンボートに、電流を流すことによりＬｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５を蒸発させる。これら蒸発源の近くには水晶振動子が配置されており、周波数変化により蒸発レートをモニターし、電流をフィードバック制御することで、Ｌｉ２ＳとＰ２Ｓ５とのモル濃度比（Ｌｉ２Ｓ／Ｐ２Ｓ５）が３となるようにする。固体電解質層３を形成後、ハロゲンランプにて基材を２５０℃まで加熱することで固体電解質層のイオン伝導度を向上させるのがよい。１００℃まで冷却後、次の負極層形成チャンバ１７との間のゲートバルブ１６を上昇させ、コンベア９の駆動により負極層形成チャンバ１７に搬入する。
【００２９】
（負極層形成工程）：負極層形成チャンバ１７の圧力は２×１０−３Ｐａ以下に保っておくのがよい。Ｌｉをボートに載せて通電することで、上記の固体電解質層３上に負極層４であるＬｉを蒸着する。この際、中間品３１の基材１は冷却ジャケットに接触させて基材温度を１００℃以下に保っておくのがよい。蒸着完了後、Ａｒガスを導入することにより大気圧レベルに圧力を高めて、次の封止チャンバ１９へと、ゲートバルブ１８を経由して搬入する。
（封止工程）：負極層形成チャンバ１７の次工程の封止チャンバ１９は、グローブボックスとなっており、このグローブボックス内で正極側集電材１であるアルミニウム合金および負極が集電材を兼ねるリチウム４に、それぞれ正極端子および負極端子を接続し、アルミニウムラミネートで封止する。正負極端子については接合部以外は絶縁されており、封止後に短絡することはない。
【００３０】
上記の製造工程にしたがって製造された全固体薄膜電池の本体部１０は、正極層、固体電解質層および負極層を個別に成膜し、空気または不活性ガス雰囲気にさらす機会がある製造工程を経て製造された全固体薄膜電池に比べて、内部抵抗を大幅に減らすことができる。
【００３１】
本発明例の全固体薄膜電池と、比較例とについて内部抵抗を測定すると次のような値となる。
（本発明例）：実施の形態１による製造方法による。
（比較例）：上記の正極層形成工程、固体電解質形成工程および負極層形成工程の各工程の間の待機工程ごとに、チャンバから外気に取り出しながら、全固体薄膜電池を製造する。比較例における各工程の内容は、上記本発明例の内容と同じである。
内部抵抗の値は、比較例では１ＭΩｃｍ２以上となるのに対して、本発明例では５００Ωｃｍ２以下とすることができる。
【００３２】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における全固体薄膜電池の製造装置を示す図である。この装置は、実施の形態１における全固体薄膜電池の製造装置とは、原理的に同じである。相違点は、正極層形成チャンバと固体電解質形成チャンバとを共通にして、固体電解質形成チャンバ１５において、正極層２も形成できるようにした点に特徴がある。正極層２と、固体電解質層３とは材料的に混合しても問題となりにくいため、チャンバの共通使用が可能となる。この結果、処理工程が短縮され、また製造装置の簡略化をはかることが可能となる。電池本体部１０の内部抵抗を低くすることができる等の利点は、実施の形態１におけるものと同様である。
【００３３】
上記において、本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置によれば、内部抵抗を実用化の用途が見出すことができるレベルまで低くできるため、今後、ＲＦＩＤなどの分野に寄与することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における全固体薄膜電池の製造装置を示す図である。
【図２】全固体薄膜電池の本体部を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における全固体薄膜電池の製造方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２における全固体薄膜電池の製造装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 基材（集電材）、２ 正極層、３ 固体電解質層、４ 負極層、９ コンベア、１０ 全固体薄膜電池の本体部、１１ 酸化層除去チャンバ、１３ 正極層形成チャンバ、１５ 固体電解質層形成チャンバ、１７ 負極層形成チャンバ、１９ 封止チャンバ、１２，１４，１６，１８，２２，２４ ゲートバルブ、３１ トレー（中間品）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置に関し、より具体的には、内部抵抗を低くした全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用の電子機器に多様な電池が搭載される時代、電池には、常に軽量化、小型化または高エネルギー密度化が求められ、充放電電圧などの電池特性の改善が図られている。たとえばリチウム電池において、用いる電極によって、充放電電圧、充放電サイクル寿命などの電池特性が大きく左右される状況を改善するために、シート状の負極電極を、非酸化でかつ非吸湿の雰囲気中で形成して、上記雰囲気中に保持したまま、別に形成した正極シート等とともに電池に組み込む方法が提案されている（特許文献１）。この方法の対象となるリチウム電池は、液相の電解質を有し、短絡防止のためにセパレータを用い、このセパレータシートと、正極シートと、上記雰囲気中で形成した負極シートとを、上述の雰囲気中で捲回した後に、セパレータシートに液相の電解質をしみ込ませる。この方法によれば、水分を排除できるので、電解液に用いられるリチウム塩（ＬｉＰＦ６など）と水分との反応を防止でき、したがってその反応で生成するフッ酸の発生を防止して電池特性の劣化を防ぐことができる。また負極活物質の表面酸化を防止でき、酸化した負極活物質の還元のためにリチウムを費消することなく済ますことができるので、正極容量または電池容量の低下を防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−７３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記の電池は、電解質に液相を用いるため安全性の点で完璧とは言いがたく、とくに携帯機器、ＩＣタグ等、ヒトが手にする機器の実用化が広範に進展する昨今、これら携帯機器、ＩＣタグ等に用いられる薄膜電池には、固体電解質を用いた電池の搭載が望まれ、とくに全固相薄膜電池が望まれている。しかし、全固相薄膜電池は、現状、実用化されていない。
【０００４】
全固相薄膜電池の実用化を阻む大きな理由の一つが、内部抵抗が高いという点にある。全固体薄膜電池の充放電電圧は数ボルトであり、その内部抵抗は、現状、１ＭΩｃｍ２のレベルにある。したがって、充放電において１ｍＡ／ｃｍ２程度の電流を流そうとしても、その電圧は形式的に１０００ボルトと見積られるので、動作不能となる。動作可能とするためには、充放電において１μＡ／ｃｍ２レベルの電流に制限しなければならないが、このレベルの電流で足りる用途を見出すことが難しい。そこで、全固体薄膜電池の内部抵抗を低減することが望まれてきた。
【０００５】
本発明は、内部抵抗を低減した全固相薄膜電池、その製造方法およびその製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の全固体薄膜電池の製造方法は、基材上に、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造方法である。この製造方法は、基材上に正負極層の一方を気相プロセスにより形成する工程、固体電解質層を気相プロセスにより形成する工程、および正負極層の他方を気相プロセスにより形成する工程を備える。そして、気相プロセスの間の各非処理時間中、全固体薄膜電池の中間品を、真空引きの雰囲気中に保持することを特徴とする。
【０００７】
上記の方法によれば、全固体薄膜電池の中間品は、各気相プロセスの間の非処理時間、雰囲気中の酸素濃度を低く保たれる。このため、固体電解質層を挟んで位置する２つの電極層の各層間に、電気伝導性の障害となる酸素化物富化層（酸化物富化層）が形成されにくくなる。この結果、内部抵抗を大幅に低減することができ、実用化の途が拓けるようになる。すなわち各層間において清浄な界面が得られることが内部抵抗の大幅な低減に有効である。また、酸素以外の他の不純物の混入も防止できるので、電池の信頼性を高め、またサイクル寿命の向上など電池性能の向上を得ることができる。また、全固体薄膜電池であり、セパレータを用いる必要がないので、高い容量密度を確保することができ、小型化に資することができる。
【０００８】
なお、気相プロセスとは、上記の各工程で用いる材料を、原子状、分子状、イオン、プラズマ、アブレーションなどの気相状態を経由させて、基材または下層に当てて下層をはじき出し、または下層に当該気相状態からの材料を付着させる処理方法をいい、当然に、排気しながら処理（気相プロセス）を行う。換言すれば、気相プロセスとはウエットプロセス以外の処理をいい、したがってドライプロセスと言ってもよい。気相状態という語は、日進月歩のこの分野の技術進歩を考慮して、上記例示した状態に限定せず、できるだけ広く解釈すべきである。各工程の気相プロセスは、それぞれ異なってもよいことは言うまでもない。また、基材上に、層を形成する順序は、固体電解質層形成工程を挟むように、負極層形成工程と正極層形成工程とが位置していればよく、負極層形成工程および正極層形成工程の先後は問わない。また、基材は集電材を兼ねていてもよく、むしろ集電材を兼ねるのが一般的である。中間品は、全固体薄膜電池の製造工程における仕掛品をいい、製造ラインに投入されていれば、基材だけでも中間品に該当する。
【０００９】
また、上記の非処理時間の雰囲気の形成の際、圧力３×１０−３Ｐａ以下に到達するように排気することができる。この方法により、上記の各界面における酸素富化層の発生をより確実に防止することができる。真空引きの雰囲気の圧力を、３×１０−３Ｐａ以下とすることにより、上記の界面における酸素富化層を確実に防止することができる。
【００１０】
また、上記の基材は、全固体薄膜電池の製造一単位ごとに分かれており、非処理時間に、中間品を次の気相プロセスのために移動することができる。この方法によれば、バッチ方式的に製造一単位ごとに清浄な雰囲気中で層形成（成膜）を行うので、製造工程の多少の変更にも容易に即応することができる。すなわち不測の事態が生じても、安定的に対処することができる。なお、基材の製造一単位は、全固体薄膜電池の１個分を複数個含む、製造上の一単位である。上記の基材を含んでその上に形成される中間品も自ずと基材と同様となる。
【００１１】
また、上記の気相プロセスの後段に、基材、正負極層および固体電解質層の積層体を封止部材に封止する工程を備え、該封止工程では、中間品を露点−４５℃以下の不活性雰囲気中に保持することができる。この方法によれば、上記の積層体を封止部材に封止するという段階まで、酸化、湿分等を制限した環境中に途切れることなく連続して保持するので、より完全度高く、内部抵抗の低減と、湿分など不純物混入の排除とを推進することができる。この結果、電池の信頼性の向上や、サイクル寿命の向上など電池性能を高めることができる。露点が−４５℃以下は、雰囲気中の水分濃度が８０ｐｐｍ以下になり、固体電解質等と反応して固体電解質が変質するのを事実上無視してよい範囲となる。
【００１２】
また、上記の基材の表面酸化層を気相プロセスで除去する工程を、正負極層の一方を気相プロセスで形成する工程の前に備え、表面酸化層を除去する気相プロセスと正負極層の一方を形成する気相プロセスとの間の非処理時間中、基材を真空引きの雰囲気中に保持することができる。この方法によれば、基材表面に酸化層が分厚く生ずることがなくなり、内部抵抗を大きく低下することができる。
【００１３】
本発明の全固体薄膜電池の製造装置は、基材上に正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造装置である。この製造装置は、少なくとも固体電解質層を形成するための、気相プロセス用の第１のチャンバと、第１のチャンバに連続する少なくとも１つの気相プロセス用の第２のチャンバと、第１のチャンバおよび第２のチャンバの各チャンバ間を隔離する隔離手段と、第１のチャンバおよび第２のチャンバにわたって、全固体薄膜電池の中間品を搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記の製造装置によれば、積層体を、連続して、チャンバ内で、真空雰囲気中で形成することができるので、（負極層／固体電解質層／正極層）の層間に、電気伝導性の障害となる酸素富化層（酸化物層）の形成を防止できる。この結果、内部抵抗を大幅に低減することができる。また、酸素以外の他の不純物の混入も防止できるので、電池の信頼性を高め、またサイクル寿命の向上など電池性能の向上を得ることができる。なお、第１のチャンバでは、固体電解質層の他に正負のいずれかの電極層が形成されてもよい。
【００１５】
また、上記の第２のチャンバとして、第１のチャンバを挟むように、正極層を形成するための正極層形成チャンバおよび負極層を形成するための負極層形成チャンバを備えることができる。この構成によれば、正極層と、固体電解質層と、負極層とを、各別のチャンバで形成することができ、チャンバを共通して異なる層を形成する場合に起こり易いコンタミネーション等のおそれがなくなる。また、一定方向に中間品を流して能率よく全固体薄膜電池を製造することが可能になる。
【００１６】
また、上記の第１のチャンバおよび第２のチャンバの少なくとも一方と隔離手段を介在させて接続し、基材、正負極層および固体電解質層の積層体を封止する封止チャンバをさらに備えることができる。この構成によれば、チャンバ内で形成された積層体を大気雰囲気に曝すことなく、湿分や酸素濃度を制限された雰囲気中で封止部材に封止することができる。このため、より完全度高く、内部抵抗の低減と、湿分など不純物混入の排除とを推進することができ、電池の信頼性の向上や、サイクル寿命の向上など電池性能を高めることができる。
【００１７】
また、上記の第１のチャンバまたは第２のチャンバと、隔離手段を介在させて接続し、基材の表面酸化層を気相プロセスで除去する表面酸化層除去チャンバを備えることができる。これにより、基材の表面酸化層を分厚い状態で使用することがなくなり、内部抵抗を大幅に低下することができる。
【００１８】
本発明の全固体薄膜電池は、正負集電材、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池である。この全固体薄膜電池は、正極層、固体電解質層および負極層の各層間の界面において、両側の層の酸素濃度の高いほうの層における酸素濃度より酸素濃度が高くなく、正負集電材を含む全固体薄膜電池の本体部の内部抵抗が５ｋΩｃｍ２以下であることを特徴とする。
【００１９】
この全固体薄膜電池は、固体電解質層を挟む正負極層の界面に、上述のように酸素が富化した界面を持たないため内部抵抗を低減することができ、５ｋΩｃｍ２以下とすることができる。このように内部抵抗を低くすることにより、数ｍＡ／ｃｍ２レベルの電流を充放電で流すことができるため、ＩＣタグなどＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)等への用途が拓けてくる。内部抵抗は５ｋΩｃｍ２を超えると、ＲＦＩＤを含め、適用可能な電子機器はほとんど見当たらない。５ｋΩｃｍ２以下とすることにより、ＲＦＩＤへの用途の展望が開けるが、内部抵抗は５００Ωｃｍ２以下とするのが、より大きな電流を充放電できるので、用途拡大のため好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置によれば、電池の内部抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における全固体薄膜電池の製造装置およびその電池の製造方法を説明するための図である。本装置は、全固体薄膜電池の本体部を形成する３種類の層（正極層、固体電解質層、負極層）を連続して蒸着することができる装置である。図１において、本連続蒸着装置は上記３種類の層を形成するために、少なくとも３つのチャンバ１３，１５，１７を備えており、すべてのチャンバが各種真空ポンプにより排気することができる。コンベア９により、中間品が各チャンバ間を移動できるように構成されている。各チャンバ間は、隔離手段であるゲートバルブ１２，１４，１６，１８により、隣のチャンバの雰囲気と分離することができる。
【００２２】
正極層を基材に形成するためのチャンバ１３の前には、基材の表面酸化層を除去するための酸化層除去チャンバ１１が配置されて、入口ゲートバルブ２２を経由して、本装置に搬入される基材の表面を清浄にする。基材または中間品は、耐熱性のトレー３１に固定されている。以後の説明では、トレーと中間品とを区別せずに中間品３１またはトレー３１などと記す。ただし、中間品が最終段階の電池本体部（基材に両電極層と固体電解質層が形成されたもの）に至った段階では、中間品１０または電池本体部１０と記す。
【００２３】
最後の層（本実施の形態では負極層）を形成するチャンバ１７には、封止チャンバ１９が接続されており、上記の３種類の層を形成後に、その積層体である電池本体は、封止チャンバ１９に搬入される。封止チャンバ１９は、不活性ガスであるＡｒガス雰囲気とされ、出口ゲートバルブ２４を通って上記の電池本体を外に搬出できるように構成され、中で、電池本体をアルミニウムラミネートで封止できるようにグローブボックス構造とされている。封止チャンバ１９には上述のＡｒガスが導入され、循環精製できる機構が設けられている。
【００２４】
アルミニウムラミネートなどの封止部材によって封止された状態の電池本体部である中間品１０を図２に示す。中間品１０は、集電材を兼ねた基材１の上に正極層２が位置し、その正極層２の上に固体電解質層３が位置し、その上に負極層４が形成されている。正負極層２，４は、固体電解質層３を挟んで位置すればよく、どちらが基材１に近くてもよい。図１の連続蒸着装置を用いて製造された電池本体部１０は、酸素富化層が界面になく、また内部抵抗は５ｋΩｃｍ２以下である。内部抵抗は、１ｋΩｃｍ２以下であるほうが望ましく、さらに５００Ωｃｍ２以下とするのがよい。
【００２５】
次に、図３および図１に基づいて、製造方法について説明する。製造工程は、図３に示すように、表面酸化層除去工程→正極層形成工程→固体電解質形成工程→負極層形成工程→封止工程の順に進行する。表面酸化層除去工程〜負極層形成工程に至る工程では、排気しながら気相プロセスの処理が行われ、その間の非処理時間に、真空引き雰囲気、望ましくは圧力３×１０−３Ｐａ以下の雰囲気に保持される点に大きな特徴を有する。すなわち、（気相プロセス処理）→真空引き雰囲気（望ましくは圧力３×１０−３Ｐａ以下）で非処理時間を経過→（気相プロセス処理）→・・・のように進行させる。このため、中間品は外気に曝されることがなく清浄な界面を確保することができ、内部抵抗を大きく下げることができる。また、アルミニウムラミネートなどに封止した状態で、全固体薄膜電池の完成に至ることができるように、封止工程を、露点−４５℃以下の不活性ガス雰囲気中で行う。次に、各工程を具体的に説明する。
【００２６】
（表面酸化層除去工程）：集電材を兼ねた基材１であるアルミニウム合金を耐熱性のトレー３１に固定する。トレー３１には開口部が設けられており、蒸着により各層２，３，４がアルミニウム合金１上に形成できる構造となっている。これを真空装置中に搬入する。酸化層除去チャンバ１１の入口にはガス圧により上下動する入口ゲートバルブ２２が設けられており、酸化層除去チャンバ１１へ搬入する際に入口ゲートバルブ２２は上昇する。搬入した後、入口ゲートバルブ２２は下降し、酸化層除去チャンバ１１を密閉し、２×１０−３Ｐａまで真空排気することができる。その後、Ａｒガスを３０Ｐａの圧力になるまで導入し、電圧を印加することによりプラズマ処理を施す。これにより基材１表面をアルゴンイオンボンバードメントし、表面酸化層を除去する。すなわち気相処理で基材の表面酸化層を除去する。上記のアルゴンガスボンバードメント処理を５分間行った後、再び真空排気して２×１０−３Ｐａの圧力にする。
【００２７】
（正極層形成工程）：排気完了後、次の正極層形成チャンバ１３との間のゲートバルブ１２が上昇し、コンベア９の駆動により正極層形成チャンバ１３に搬入される。ここで、基材１はハロゲンランプにより、５００℃に加熱され、酸素ガスが導入される。圧力を２５Ｐａに調整した後、エキシマレーザーをターゲットに照射してマンガン酸リチウム薄膜（正極層２）を形成する。マンガン酸リチウム層の形成後に、再び真空排気して２×１０−３Ｐａの圧力にする。
【００２８】
（固体電解質層形成工程）：排気完了後、次の固体電解質形成チャンバ１５との間のゲートバルブ１４を上昇させ、中間品３１は、コンベア９の駆動により、２×１０−３Ｐａ以下とされている固体電解質層形成チャンバ１５に搬入される。基材１に冷却ジャケットを接触させることにより中間品３１を１５０℃以下に冷却する。Ｌｉ２Ｓを載せたカーボンボートおよびＰ２Ｓ５を載せたカーボンボートに、電流を流すことによりＬｉ２ＳおよびＰ２Ｓ５を蒸発させる。これら蒸発源の近くには水晶振動子が配置されており、周波数変化により蒸発レートをモニターし、電流をフィードバック制御することで、Ｌｉ２ＳとＰ２Ｓ５とのモル濃度比（Ｌｉ２Ｓ／Ｐ２Ｓ５）が３となるようにする。固体電解質層３を形成後、ハロゲンランプにて基材を２５０℃まで加熱することで固体電解質層のイオン伝導度を向上させるのがよい。１００℃まで冷却後、次の負極層形成チャンバ１７との間のゲートバルブ１６を上昇させ、コンベア９の駆動により負極層形成チャンバ１７に搬入する。
【００２９】
（負極層形成工程）：負極層形成チャンバ１７の圧力は２×１０−３Ｐａ以下に保っておくのがよい。Ｌｉをボートに載せて通電することで、上記の固体電解質層３上に負極層４であるＬｉを蒸着する。この際、中間品３１の基材１は冷却ジャケットに接触させて基材温度を１００℃以下に保っておくのがよい。蒸着完了後、Ａｒガスを導入することにより大気圧レベルに圧力を高めて、次の封止チャンバ１９へと、ゲートバルブ１８を経由して搬入する。
（封止工程）：負極層形成チャンバ１７の次工程の封止チャンバ１９は、グローブボックスとなっており、このグローブボックス内で正極側集電材１であるアルミニウム合金および負極が集電材を兼ねるリチウム４に、それぞれ正極端子および負極端子を接続し、アルミニウムラミネートで封止する。正負極端子については接合部以外は絶縁されており、封止後に短絡することはない。
【００３０】
上記の製造工程にしたがって製造された全固体薄膜電池の本体部１０は、正極層、固体電解質層および負極層を個別に成膜し、空気または不活性ガス雰囲気にさらす機会がある製造工程を経て製造された全固体薄膜電池に比べて、内部抵抗を大幅に減らすことができる。
【００３１】
本発明例の全固体薄膜電池と、比較例とについて内部抵抗を測定すると次のような値となる。
（本発明例）：実施の形態１による製造方法による。
（比較例）：上記の正極層形成工程、固体電解質形成工程および負極層形成工程の各工程の間の待機工程ごとに、チャンバから外気に取り出しながら、全固体薄膜電池を製造する。比較例における各工程の内容は、上記本発明例の内容と同じである。
内部抵抗の値は、比較例では１ＭΩｃｍ２以上となるのに対して、本発明例では５００Ωｃｍ２以下とすることができる。
【００３２】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における全固体薄膜電池の製造装置を示す図である。この装置は、実施の形態１における全固体薄膜電池の製造装置とは、原理的に同じである。相違点は、正極層形成チャンバと固体電解質形成チャンバとを共通にして、固体電解質形成チャンバ１５において、正極層２も形成できるようにした点に特徴がある。正極層２と、固体電解質層３とは材料的に混合しても問題となりにくいため、チャンバの共通使用が可能となる。この結果、処理工程が短縮され、また製造装置の簡略化をはかることが可能となる。電池本体部１０の内部抵抗を低くすることができる等の利点は、実施の形態１におけるものと同様である。
【００３３】
上記において、本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置によれば、内部抵抗を実用化の用途が見出すことができるレベルまで低くできるため、今後、ＲＦＩＤなどの分野に寄与することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における全固体薄膜電池の製造装置を示す図である。
【図２】全固体薄膜電池の本体部を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における全固体薄膜電池の製造方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２における全固体薄膜電池の製造装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 基材（集電材）、２ 正極層、３ 固体電解質層、４ 負極層、９ コンベア、１０ 全固体薄膜電池の本体部、１１ 酸化層除去チャンバ、１３ 正極層形成チャンバ、１５ 固体電解質層形成チャンバ、１７ 負極層形成チャンバ、１９ 封止チャンバ、１２，１４，１６，１８，２２，２４ ゲートバルブ、３１ トレー（中間品）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造方法であって、
前記基材上に正負極層の一方を気相プロセスにより形成する工程、前記固体電解質層を気相プロセスにより形成する工程、および前記正負極層の他方を気相プロセスにより形成する工程を備え、
前記気相プロセスの間の各非処理時間中、前記全固体薄膜電池の中間品を、真空引きの雰囲気中に保持することを特徴とする、全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項２】
前記非処理時間の雰囲気の形成の際、圧力３×１０−３Ｐａ以下に到達するように排気することを特徴とする、請求項１に記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項３】
前記基材は、前記全固体薄膜電池の製造一単位ごとに分かれており、前記非処理時間に、前記中間品を次の気相プロセスのために移動することを特徴とする、請求項１または２に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項４】
前記気相プロセスの後段に、前記基材、前記正負極層および前記固体電解質層の積層体を封止部材に封止する工程を備え、該封止工程では、前記中間品を露点−４５℃以下の不活性雰囲気中に保持することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項５】
前記基材の表面酸化層を気相プロセスで除去する工程を、前記正負極層の一方を気相プロセスで形成する工程の前に備え、前記表面酸化層を除去する気相プロセスと前記正負極層の一方を形成する気相プロセスとの間の非処理時間中、前記基材を真空引きの雰囲気中に保持することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項６】
基材上に正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造装置であって、
少なくとも前記固体電解質層を形成するための、気相プロセス用の第１のチャンバと、
前記第１のチャンバに連続する少なくとも１つの気相プロセス用の第２のチャンバと、
第１のチャンバおよび第２のチャンバの各チャンバ間を隔離する隔離手段と、
前記第１のチャンバおよび第２のチャンバにわたって、前記全固体薄膜電池の中間品を搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする、全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項７】
前記第２のチャンバとして、前記第１のチャンバを挟むように、前記正極層を形成するための正極層形成チャンバおよび前記負極層を形成するための負極層形成チャンバを備えることを特徴とする、請求項６に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項８】
前記第１のチャンバおよび第２のチャンバの少なくとも一方と隔離手段を介在させて接続し、前記基材、前記正負極層および前記固体電解質層の積層体を封止する封止チャンバをさらに備えることを特徴とする、請求項６または７に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項９】
前記第１のチャンバまたは第２のチャンバと、隔離手段を介在させて接続し、前記基材の表面酸化層を気相プロセスで除去する表面酸化層除去チャンバを備えることを特徴とする、請求項６〜８に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項１０】
正負集電材、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池であって、
前記正極層、固体電解質層および負極層の各層間の界面において、両側の層の酸素濃度の高いほうの層における酸素濃度より酸素濃度が高くなく、
前記正負集電材を含む全固体薄膜電池の本体部の内部抵抗が５ｋΩｃｍ２以下であることを特徴とする、全固体薄膜電池。
【請求項１】
基材上に、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造方法であって、
前記基材上に正負極層の一方を気相プロセスにより形成する工程、前記固体電解質層を気相プロセスにより形成する工程、および前記正負極層の他方を気相プロセスにより形成する工程を備え、
前記気相プロセスの間の各非処理時間中、前記全固体薄膜電池の中間品を、真空引きの雰囲気中に保持することを特徴とする、全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項２】
前記非処理時間の雰囲気の形成の際、圧力３×１０−３Ｐａ以下に到達するように排気することを特徴とする、請求項１に記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項３】
前記基材は、前記全固体薄膜電池の製造一単位ごとに分かれており、前記非処理時間に、前記中間品を次の気相プロセスのために移動することを特徴とする、請求項１または２に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項４】
前記気相プロセスの後段に、前記基材、前記正負極層および前記固体電解質層の積層体を封止部材に封止する工程を備え、該封止工程では、前記中間品を露点−４５℃以下の不活性雰囲気中に保持することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項５】
前記基材の表面酸化層を気相プロセスで除去する工程を、前記正負極層の一方を気相プロセスで形成する工程の前に備え、前記表面酸化層を除去する気相プロセスと前記正負極層の一方を形成する気相プロセスとの間の非処理時間中、前記基材を真空引きの雰囲気中に保持することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
【請求項６】
基材上に正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造装置であって、
少なくとも前記固体電解質層を形成するための、気相プロセス用の第１のチャンバと、
前記第１のチャンバに連続する少なくとも１つの気相プロセス用の第２のチャンバと、
第１のチャンバおよび第２のチャンバの各チャンバ間を隔離する隔離手段と、
前記第１のチャンバおよび第２のチャンバにわたって、前記全固体薄膜電池の中間品を搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする、全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項７】
前記第２のチャンバとして、前記第１のチャンバを挟むように、前記正極層を形成するための正極層形成チャンバおよび前記負極層を形成するための負極層形成チャンバを備えることを特徴とする、請求項６に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項８】
前記第１のチャンバおよび第２のチャンバの少なくとも一方と隔離手段を介在させて接続し、前記基材、前記正負極層および前記固体電解質層の積層体を封止する封止チャンバをさらに備えることを特徴とする、請求項６または７に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項９】
前記第１のチャンバまたは第２のチャンバと、隔離手段を介在させて接続し、前記基材の表面酸化層を気相プロセスで除去する表面酸化層除去チャンバを備えることを特徴とする、請求項６〜８に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
【請求項１０】
正負集電材、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池であって、
前記正極層、固体電解質層および負極層の各層間の界面において、両側の層の酸素濃度の高いほうの層における酸素濃度より酸素濃度が高くなく、
前記正負集電材を含む全固体薄膜電池の本体部の内部抵抗が５ｋΩｃｍ２以下であることを特徴とする、全固体薄膜電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−９８９７（Ｐ２００９−９８９７Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７２３２５（Ｐ２００７−１７２３２５）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（５９１１７８０１２）財団法人地球環境産業技術研究機構 (153)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（５９１１７８０１２）財団法人地球環境産業技術研究機構 (153)
【Ｆターム（参考）】
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