H - Electricity – 01 – M
Patent
H - Electricity
01
M
H01M 4/66 (2006.01)
Patent
CA 2681385
When attempting to make a lithium ion-switching device such as a high-efficiency, all-solid state, thin film battery the choice of carrier substrate is all important. As such a substrate must withstand a high temperature under an oxidising atmosphere to crystallise certain layers making up the device, the substrate should not oxidise thereby ruling out most metals. The invention now describes a class of ternary alloys of which the oxidation rate is limited and that are useable to produce thin film batteries on. At least one element with a high affinity to oxygen (Al, Mg, Zn or Si) is present in the alloy. The other two metallic elements reduce the growth of the oxide of this first element. In addition the thus formed oxide scale turns out to be an effective barrier to lithium. Surprisingly, the scale shows nanoscopic voids that allow for sufficient electrical contact with the device layers, thereby eliminating the need for a separate current collector. As the ternary alloy can be made in a flexible foil, it can advantageously be used in a roll-to-roll process.
L'invention concerne un substrat pour une batterie à couches minces au lithium. Lorsque l'on tente de réaliser un dispositif de commutation lithium-ion tel qu'une batterie à couches minces, tout solide, à rendement élevé, le choix du substrat de support est très important. Etant donné qu'un tel substrat doit supporter une température élevée dans une atmosphère oxydante pour cristalliser certaines couches constituant le dispositif, le substrat ne devrait pas s'oxyder, ce qui exclut la plupart des métaux. L'invention décrit maintenant une classe d'alliages ternaires dont la vitesse d'oxydation est limitée et qui sont utilisables pour produire dessus des batteries à couches minces. Au moins un élément ayant une affinité élevée avec l'oxygène (Al, Mg, Zn ou Si) est présent dans l'alliage. Les deux autres éléments métalliques réduisent le développement de l'oxyde de ce premier élément. En outre, la couche d'oxyde ainsi formée se trouve être une barrière efficace au lithium. De manière surprenante, la couche d'oxyde présente des vides nanoscopiques permettant un contact électrique suffisant avec les couches de dispositif, éliminant ainsi le besoin d'un collecteur de courant séparé. Etant donné que l'alliage ternaire peut être réalisé sous forme d'une feuille flexible, il peut être avantageusement utilisé dans un procédé rouleau à rouleau.
Degraer Christophe
Lange Martin
Cymbet Corporation
Deeth Williams Wall Llp
Nv Bekaert Sa
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1804738