TW201611380A - 含有碟形離散元件之蓄電系統、碟形離散元件、以及其製造方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種蓄電系統，其包括針對高能電輻射具有高透明度的至少一離散碟形元件；以及一種針對高能電輻射具有高透明度之離散碟形元件；以及其製造。

Description

含有碟形離散元件之蓄電系統、碟形離散元件、以及其製造方法和用途
本發明係有關於一種蓄電系統，其包括針對高能電輻射具有高透明度的至少一離散碟形元件；以及一種針對高能電輻射具有高透明度之離散碟形元件；以及其製造。
蓄電系統已久為人知，其包括電池，亦可包括所謂之「超級電容器」。蓄電系統能實現較高的能量密度，因此，在將所謂之「鋰離子電池」應用於電動交通等新興領域方面有過討論，近年來亦有將其應用於智慧型手機或膝上型電腦等便攜式設備的討論。此等傳統之可充電鋰離子電池之主要特徵在於應用有機之基於溶劑的液態電解質。但液態電解質易燃，會在使用此類鋰離子電池時造成安全隱患。可用固態電解質取代有機電解質。此種固態電解質之傳導性通常遠低於(即相差多個數量級)相應之液態電解質。為獲得可接受之傳導性並利用可充電鋰離子電池之優點，目前主要以所謂之「薄膜電池」(TFB)即薄膜蓄電元件之形式製造此類固體電池。其主要應用於行動場合，如應用於所謂之「智慧卡」、醫療技術及感測機構及智慧型手機，以及應用於需要智慧型、小型化乃至柔性之能源的其他場合。
US 2008/0001577描述一種基於鋰之示例性薄膜蓄電元件，其通常由一基板構成，第一塗佈步驟係往該基板塗佈用於該 二電極的電子集流體。隨後之製程中，先將陰極材料沉積在用於陰極(通常為鋰鈷氧化物LCO)之集流體上。下一步驟係沉積一固體電解質，其通常指由鋰、氧、氮及磷等物質構成之無定形材料，該無定形材料稱作LiPON。下一步驟係以某種方式沉積一陽極材料，使其與基板、用於陽極之集流體以及固體電解質相結合。該陽極材料尤指金屬性鋰。將此二集流體導電相連時，鋰離子會在帶電狀態下因該固體離子導體而自陽極朝陰極遷移，在此情況下，因該二集流體之導電連接而產生一自陰極至陽極的電流。反之在不帶電狀態下，可透過施加一外部電壓來迫使離子自陰極朝陽極遷移，從而為電池充電。
US 2001/0032666 A1亦描述一種示例性薄膜蓄電元件，其同樣包括一基板，需要往該基板沉積多種功能層。
一般而言，針對此種薄膜蓄電元件而沉積之層的層厚為20μm或更小，通常小於10μm，甚至小於5μm；該層結構之總厚度可為100μm或更小。
本申請案中之薄膜蓄電元件例如係指可充電之基於鋰之薄膜蓄電元件及超級電容器；但本發明並非僅限於該等系統，本發明亦可應用於更多薄膜蓄電元件，如可充電及/或印刷薄膜電池上。
通常透過若干複雜之塗佈法來製造薄膜蓄電元件，此等塗佈法亦包括對各材料進行構造化沉積。其中可對各具體之薄膜蓄電元件進行非常複雜的構造化處理，參閱US 7494742 B2。此外在涉及基於鋰之薄膜蓄電元件時，在採用金屬性鋰為陽極材料後，其較強的反應性會造成較大的困難。舉例而言，必須在儘可能無水 之條件下搬運金屬性鋰，否則其便會反應成為氫氧化鋰並喪失作為陽極的功能。此外還必須對基於鋰之薄膜蓄電元件加以封裝以免其受水分之影響。
US 7494742 B2描述了用於對薄膜蓄電元件之非穩定成分(如鋰或某些鋰化合物)提供保護之此種封裝。該案中係藉由一塗層或者藉由不同塗層之系統來承擔封裝功能，此等塗層在電池之整個結構中還可承擔更多功能。
此外在基於鋰之薄膜蓄電元件的製造條件下，特別是在形成適用於鋰插入之晶體結構所需之所謂退火或回火步驟中，移動鋰離子會與基板發生有害的副反應，因為鋰具有較高之移動性且易於擴散至常見基板材料，參閱公開案US 2010/0104942。
薄膜蓄電元件的另一難題在於使用的基板材料。先前技術描述大量不同之基板材料，如矽、雲母、多種金屬以及陶瓷材料。亦曾多次提及過玻璃之應用，但大體上未提及過其詳細組成或具體特性。
US 2001/0032666 A1描述一種電容器狀儲能器，其亦可指鋰離子電池。該案中之基板材料主要指半導體。
US 6906436 B2描述一種固體電池，其例如可將金屬薄膜、半導體材料或塑膠薄膜用作基板材料。
US 6906436 B2將多種可能性列為可能之基板材料，如金屬或金屬塗層、半導體材料或者藍寶石、陶瓷或塑膠等絕緣體。此基板可採用不同的形狀。
US 7494742 B2主要將金屬、半導體、矽酸鹽及玻璃以及無機或有機之聚合物列為基板材料。
US 7211351 B2將金屬、半導體或絕緣材料以及上述之組合物列為基板。
US 2008/0001577 A1將半導體、金屬或塑膠薄膜列為基板。
EP 2434567 A2中的基板為導電材料(如金屬)、絕緣材料(如陶瓷或塑膠)及半導電材料(如矽)以及半導體與導體之組合物，或者為用於對熱膨脹係數進行調整的複雜結構。上述材料及類似材料亦被公開案US 2008/0032236 A1、US 8228023 B2及US 2010/0104942 A1列出。
而US 2010/0104942 A1僅將由以下材料構成之基板列為可用基板材料：熔點較高之金屬及金屬合金以及高溫石英、矽晶圓、氧化鋁等介電材料。其原因在於，用通常所使用之鋰鈷氧化物(LCO)來製造陰極時，需要在400℃以上，特別是在500℃以上及更高之溫度條件下進行熱處理，以便為蓄電Li+離子而在該材料中獲得極佳之晶體結構，故無法使用軟化溫度較低之聚合物或無機材料。但金屬及金屬合金以及介電材料亦具多種困難：舉例而言，介電材料通常易碎且無法應用於成本較低之捲對捲製程，而金屬及金屬合金會在陰極材料之高溫處理期間發生氧化。為克服上述困難，US 2010/0104942 A1提出一種由不同之金屬或矽構成的基板，其中相互結合之材料的氧化還原電位彼此匹配，從而引發可控氧化。
前述US 2010/0104942 A1所要求之較高的基板熱負荷強度亦在許多場合下有過討論。舉例而言，對處理條件進行調整後，亦能使用熱負荷強度為450℃或更低的基板。不過前提條件在於，使得基板被加熱以及/或者由O2與Ar構成之濺鍍氣體混合物 被最佳化以及/或者施加偏壓以及/或者在基板附近施加第二濺鍍電漿的沉積法。例如在US 2014/0030449 A1、Tintignac et al.,Journal of Power Sources 245(2014),76-82或者Ensling,D.,Photoelektronische Untersuchung der elektronischen Struktur dünner Lithiumkobaltoxidschichten,Dissertation,technische Universität Darmstadt 2006(Ensling,D.所著《鋰鈷氧化物薄膜之電子結構的光電子研究》，達木士塔工業大學2006年博士論文)中提出過相關資料。但一般而言，此類處理技術方面之調整措施較為昂貴，且視具體處理方式而言，特別是在對晶圓進行連續式塗佈的情況下，很難以合理之方式實現。
US 2012/0040211 A1描述一種用作基板之玻璃薄膜，其最大厚度為300μm，表面粗糙度不大於100Å。此種較小之粗糙度是必要的，因為薄膜蓄電元件之各層通常具有極小之層厚。即使較小的表面不平度亦可能使得薄膜蓄電元件之功能層發生嚴重故障從而造成電池整體失效。
WO 2014062676 A1描述一種薄膜電池，其包括由玻璃或陶瓷構成之基板，在25至800℃時之熱膨脹係數為7至10ppm/K，採用該方案後，此種電池之陰極即使在陰極層之厚度增大時亦能實現特別是無裂紋之結構。但該案未指出基板粗糙度、基板透射特性及基板厚度變化。
綜上所述，傳統薄膜蓄電元件之難題在於所用材料之易腐蝕性，特別是在使用金屬性鋰的情況下，會造成複雜之層結構從而增大成本，另一難題在於基板之類型，基板特別是應不導電、撓性、耐高溫以及針對蓄電元件之所用功能層而言具有極高惰性， 且能夠以良好之層間附著力將儘可能無缺陷之層沉積在基板上。然而實踐表明，即使用表面粗糙度極小之基板，如US 2012/0040211 A1所提出之玻璃薄膜，或者用WO 2014062676 A1之基板(其熱膨脹係數與陰極層相匹配)，亦會因裂紋及/或層脫落而發生層失效現象，參閱US 2014/0030449 A1。但如前所述，前述之在製造鋰鈷氧化物層時透過施加偏壓來避免高退火溫度的做法，難以與常見之用於製造薄膜蓄電元件之線內處理相結合，因此，就處理技術而言較佳係使用耐高溫之基板。
就所有基板材料而言(無論其詳細組成如何)的另一難題在於，超薄玻璃之各種處理解決方案。所謂之「載體解決方案」在於，在塗佈製程或轉移工序前或者在塗佈製程或轉移工序期間將超薄玻璃暫時固定在一墊片上。可用靜電力或者使用某種可剝落之有機黏合材料來實現此點。特別是在採用此種有機黏合材料時，必須透過選擇基板或載體(二者通常由同一材料製成)來實現剝離，即基板與載體之分離。此種剝離通常會在基板中造成扭轉應力，其中此等應力亦可能傳遞至位於基板上的層，從而同樣會造成裂紋及/或層脫落，此種情況會加劇基板厚度波動所引發之層錯誤。
本發明之目的在於提供一種在耐用及撓性方面有所改良之蓄電元件。本發明之另一態樣在於提供一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件。
本發明用以達成上述目的之解決方案為一種具有申請專利範圍第21項之特徵的離散碟形元件。一種蓄電元件，特別是一種用以達成上述目的之薄膜蓄電元件，較佳包括申請專利範圍 第1項之特徵。
有鑒於此，本發明之目的在於提供一種蓄電元件，特別是薄膜蓄電元件，其克服當前之先前技術的缺陷並實現了薄膜蓄電元件之低成本製造。本發明之另一目的在於提供一種應用於蓄電元件中之碟形元件以及其製造和用途。
本發明意外發現，透過如申請專利範圍第1項之蓄電系統以及如申請專利範圍第21項之碟形離散元件便能簡單地達成本發明之上述目的。
亦即，本發明意外發現，透過對該沉積之鋰鈷氧化物施加波長較佳為200至400nm之高能電磁輻射便能對鋰鈷氧化物(LCO)之相變產生積極影響。其原因在於，該鋰鈷氧化物在該範圍內進行大幅吸收並應用該能量來自立方最密堆積相變為六方最密堆積。眾所周知，LCO較佳具有較強之高溫改質，因其與立方LT相(80mAh/g)相比，將更大的比電容輸入電量平衡(130至140mAh/g)，參閱Ensling,D.,Dissertation,Technische Universität Darmstadt 2006。其中在有效之處理技術方面，較佳以穿過基板的方式對鋰鈷氧化物進行施加，因此，必須採用某種基板，其針對較佳處於200至400nm之波長範圍內的高能電磁輻射具有高透明度。
根據本發明，此種針對高能電輻射具有高透明度的基板由一碟形離散元件構成。
本申請案中之碟形係指某種模製體，該元件之沿一空間方向之延伸度小於沿另兩個空間方向之延伸度至少一個數量級。本申請案中之離散係指某種模製體，其可與該蓄電系統分離，亦即，其特定言之亦可單獨存在。
此種構建於蓄電系統中之碟形離散元件的更多優點在於- 有效地將基板接合在載體上，因為通常所用之有機黏合材料因施加紫外光而固化，- 特別是在使用暫時連接之黏合材料的情況下，對剝離操作進行輔助，此點可防止在分離操作或複雜處理工藝過程中之有害處理造成層缺陷，以及- 聚合物之固化，從而提供某種封裝，以免氧及/或氫與蓄電元件之高反應性之層發生接觸，參閱DE 10 2012 206 273 A1。
其中，較佳使用高能光學能源，如準分子雷射器來進行光學處理即用高能電磁輻射對該蓄電元件進行處理。
較佳地，該碟形離散元件之特徵在於在所謂之「準分子雷射器」之特有波長情況下具有高透明度。下面列出常見準分子雷射器及其特性波長：
不過亦可採用傳統紫外燈(如汞汽燈)為紫外源。
本發明之碟形元件之相對所用晶圓或基板大小而言的總厚度變化(total thickness variation,ttv)為<25μm，較佳<15μm，尤佳<10μm，最佳<5μm，相對特別是在100mm．100mm之橫向尺寸時之>100mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，較佳 相對特別是在200mm．200mm之橫向尺寸時之>200mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，尤佳相對特別是在400mm．400mm之橫向尺寸時之>400mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言。亦即，該資料通常針對的是>100mm直徑及100mm．100mm尺寸，較佳>200mm直徑及200mm．200mm尺寸，尤佳>400mm直徑及400mm．400mm尺寸，的晶圓或基板大小。
本發明之碟形離散元件之厚度不大於2mm，較佳小於1mm，更佳小於500μm，尤佳小於等於200μm。基板厚度最佳為小於等於100μm。
例如可直接製造期望厚度之碟形離散元件。亦可透過以下方式實現目標厚度：在製造或進一步處理完畢後的一工序中，(例如)藉由研磨、蝕刻及拋光中的一或多個工藝將較厚之碟形離散元件薄化。
根據本發明的一種實施方式，該碟形離散元件之水蒸氣穿透率(WVTR)為<10-3g/(m2．d)，較佳<10-5g/(m2．d)，尤佳<10-6g/(m2．d)。
根據本發明的另一實施方式，在350℃且頻率為50Hz之交流電的條件下，該比電阻大於1.0．106Ohmcm。
該碟形離散元件之另一特徵在於至少300℃、較佳至少400℃，尤佳至少500℃的最大耐熱性，以及在於2.0．10-6/K至10．10-6/K，較佳2.5．10-6/K至9.5．10-6/K，尤佳3.0．10-6/K至9.5．10-6/K的線性熱膨脹係數α。實踐表明，可透過以下方式來在薄膜蓄電元件中獲得極佳之層品質：最大負荷溫度θMax(單位為℃)與線性熱膨脹係數α間存在以下關係式： 600．10-6 θMax．α8000．10-6，尤佳800．10-6 θMax．α5000．10-6。
若非特別說明，該線性熱膨脹係數α係在20至300℃之範圍內給出。本申請案中，α與α(20-300)該二名稱通用。所給出之值係指依據ISO 7991以靜態量測測得之額定平均線性熱膨脹係數。
在該用途中，最大負荷溫度θMax係指某個溫度，在該溫度下，該材料尚能完全維持其形狀穩定性且尚未發生分解反應及/或降解反應。當然，該溫度亦可視所用材料而採用不同的定義。就氧化物晶體材料而言，該最大負荷溫度通常由熔化溫度給出；就玻璃而言，則通常為玻璃態化溫度Tg，其中有機玻璃之分解溫度亦可低於Tg，就金屬或金屬合金而言，該最大負荷溫度可近似地由熔化溫度給出，除非該金屬或金屬合金在該熔化溫度以下發生降解反應。
該轉變溫度Tg由以5K/分鐘之加熱速率所量測之延伸曲線的該二分枝上之切線的交點給出。此處係依據ISO 7884-8或DIN 52324進行量測。
本發明之碟形元件由至少一氧化物或者由若干氧化物之混合物或化合物構成。
根據本發明的另一實施方式，該至少一氧化物係指SiO2。
根據本發明的另一實施方式，該碟形元件由玻璃構成。本申請案中之玻璃係指某種材料，其大體採用無機結構且主要由金屬及/或半金屬之化合物構成，其包含元素週期表之VA、VIA及VIIA族的元素，但較佳包含氧，該材料之特徵在於無定形，即 非週期性排列之三維狀態以及大於1.0．106Ohmcm之比電阻。因此，特別是用作固體離子導體之無定形材料LiPON不適合作為本申請案中之玻璃。
根據本發明的另一實施方式，藉由熔化工藝來獲取本發明之碟形元件。
較佳藉由該熔化工藝完畢後之成形工藝來使得該碟形元件呈碟形。其中，該成形可緊隨熔化工藝進行(所謂之「熱成形」)。亦可首先獲得一大體無定形之窗口，再於下一步驟中藉由再次加熱及機械變形來將其轉變為碟形。
根據本發明的一種實施方式，透過熱成形工藝來對該碟形元件進行成形時，係採用拉伸法，如下拉法、上拉法或溢流熔融法。亦可採用其他熱成形工藝，例如以浮法工藝進行成形。
實例
下表列出本發明之碟形元件的部分示例性組成。
實施例1
該碟形離散元件之組成示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
實施例2
該碟形離散元件之組成示例性地亦由以下組成給出(單位為wt%)： 其中，MgO、CaO與BaO含量之和為8至18wt%。
實施例3
該碟形離散元件之組成示例性地亦由以下組成給出(單位為wt%)：
實施例4
一種碟形離散元件，示例性地亦由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例5
另一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例6
另一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例7
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例8
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例9
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例10
另一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例11
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例12
另一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例13
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
該玻璃中亦可含有0至1wt%之：P2O5、SrO、BaO；以及0至1wt%之精製劑：SnO2、CeO2或As2O3或者其他精製劑。
實施例14
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
實施例15
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例16
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例17
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例18
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例19
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
實施例20
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例21
又一碟形離散元件，示例性地由以下組成給出(單位為wt%)：
採用上述組成後，該碟形離散元件獲得以下特性：
實施例22
除非另有說明，所有上述實施例中可選地可含有0至1wt%之精製劑，如SnO2、CeO2、As2O3、硫酸氯、硫酸氟。
1‧‧‧蓄電系統
2‧‧‧應用為基板之碟形離散元件
3‧‧‧用於陰極之集流體層
4‧‧‧用於陽極之集流體層
5‧‧‧陰極
6‧‧‧電解質
7‧‧‧陽極
8‧‧‧封裝層
10‧‧‧實施為碟形模製體之碟形離散元件
圖1示出本發明之蓄電系統1。其包括用作基板之碟形離散元件2。該基板上鍍覆有不同層之序列。示例性但並非僅限於本實例地，首先往該碟形離散元件2鍍覆該二用於陰極3及用於陽極4之集流體層。該等集流體層之厚度通常為數微米且係由金屬，如銅、鋁或鈦構成。集流體層3上沉積有陰極層5。在該蓄電系統1為基於鋰之薄膜電池的情況下，該陰極由鋰過渡金屬化合物，較佳由其氧化物構成，如由LiCoO2、LiMnO2或LiFePO4構成。此外在該基板上以與陰極層5至少部分重疊的方式鍍覆有電解質6，其中在設有基於鋰之薄膜電池之情形下，該電解質通常為LiPON，即鋰與氧、磷及氮的化合物。該蓄電系統1還包括陽極7，其例如可指鋰鈦氧化物或金屬性鋰。陽極層7至少部分地與電解質層6以及與集流體層4重疊。電池1還包括封裝層8。
在本發明中，蓄電系統1之封裝或密封係指某種材料，其阻止或大幅減輕流體或其他腐蝕材料對該蓄電系統1之腐蝕作用。
圖2為本發明之碟形離散元件的視圖，其在此構建為碟形模製體10。根據本發明，呈碟形或圓盤之模製體表示以下情形：其沿一 空間方向之延伸度最大為沿另兩個空間方向之延伸度的一半。根據本發明，呈帶狀之模製體表示以下情形：其長度、寬度與厚度間存在以下關係式：長度至少十倍於寬度，寬度至少雙倍於厚度。
圖3為本發明之碟形離散元件採用實施例4所述組成時的示例性透射曲線，係採用三個不同厚度。波長較大時，出現顯著的干擾作用，其係量測技術相關，因而未呈現該離散碟形元件之特性。
圖4為Schott股份公司之BOROFLOAT®33型玻璃的三個不同厚度之透射曲線。該玻璃之組成方式與實施例7相符。
圖5為本發明之另一碟形離散元件採用實施例5所述組成時的透射資料，係採用三個不同厚度。波長較大時，出現顯著的干擾作用，其係量測技術相關，因而未呈現該離散碟形元件之特性。
圖6為本發明之另一碟形離散元件採用實施例6所述組成時的透射資料，係採用兩個不同厚度。波長較大時，出現顯著的干擾作用，其係量測技術相關，因而未呈現該離散碟形元件之特性。此外就厚度為30μm之該碟形離散元件而言，產生了製備相關之表面缺陷，其就量測技術而言提高了散射比例從而降低了該碟形離散元件之圖示的透射，該透射特別是在大於約250nm之波長時起作用。因此，此等製備相關之缺陷未呈現該離散碟形元件之特性。
圖7為本發明之另一碟形離散元件採用實施例10所述組成時的透射資料，係採用兩個不同厚度。在低於400nm之波長範圍內，在該透射曲線中出現螢光效果，其原因或許在於該碟形離散元件之組成中所含的Ce。
圖8為本發明之另一碟形離散元件採用實施例12所述組成時的透射資料，係採用兩個不同厚度。
本發明揭示一種具有至少一碟形離散元件之蓄電系統，該至少一碟形離散元件特別是在30μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有0.1%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於3%之透射，尤佳在308nm時具有大於50%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射，以及特別是在100μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有0.1%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於0.1%之透射，尤佳在308nm時具有大於30%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射。
以及一種包括至少一碟形離散元件之蓄電系統，該至少一碟形離散元件特別是在30μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有15%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於3%之透射，尤佳在308nm時具有大於50%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射。
以及一種包括至少一碟形離散元件之蓄電系統，其中，該至少一碟形離散元件的厚度變化不大於25μm，較佳不大於15μm，尤佳不大於10μm，最佳不大於5μm，相對特別是在100mm．100mm之橫向尺寸時之>100mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，較佳相對特別是在200mm．200mm之橫向尺寸時之>200mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，尤佳相對特別是在400 mm．400mm之橫向尺寸時之>400mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言。
以及一種蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之水蒸氣穿透率(WVTR)為<10-3g/(m2．d)，較佳<10-5g/(m2．d)，尤佳<10-6g/(m2．d)。
以及一種蓄電系統，其中，該碟形離散元件之厚度小於2mm，較佳小於1mm，更佳小於500μm，尤佳小於等於200μm，最佳為小於等於100μm。
以及一種蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之比電阻在350℃且頻率為50Hz之交流電的條件下，大於1.0．106Ohmcm。
以及一種蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之最大負荷溫度θMax為至少300℃、較佳至少400℃，尤佳至少500℃。
以及一種蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之線性熱膨脹係數α為2.0．10-6/K至10．10-6/K，較佳為2.5．10-6/K至9.5．10-6/K，尤佳為3.0．10-6/K至9.5．10-6/K。
以及一種蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之最大負荷溫度θMax(單位為℃)與線性熱膨脹係數α之乘積符合以下關係式：600．10-6 θMax．α8000．10-6，尤佳800．10-6 θMax．α5000．10-6。
以及一種蓄電系統，其中，該至少一碟形離散元件包 括至少一氧化物或者多個氧化物之混合物或化合物。
以及一種蓄電系統，其中，該至少一碟形離散元件含有作為氧化物之SiO2。
以及一種蓄電系統，其中，該至少一碟形離散元件以玻璃的形式存在。
以及一種蓄電系統，其中，該至少一碟形離散元件藉由熔化工藝與隨後之成形工藝而呈碟形。
以及一種蓄電系統，其中，該隨後之成形工藝係指拉伸法。
以及一種蓄電系統，其中，該蓄電系統的至少一區域被施加較佳於200nm至400nm之波長範圍內的高能電磁輻射。
以及一種蓄電系統，其中，該蓄電系統之被施加較佳於200nm至400nm之波長範圍內的高能電磁輻射之該至少一區域，係以穿過該碟形離散元件的方式被輸入該高能電磁輻射。
以及一種蓄電系統，其中，該蓄電系統之被施加高能電磁輻射之該至少一區域包括鋰鈷氧化物(LCO)。
以及一種蓄電系統，其中，在該蓄電系統之被施加高能電磁輻射之該至少一區域內，鋰鈷氧化物(LCO)就其結構特性而言受到影響。
以及一種蓄電系統，其中，在該蓄電系統之被施加高能電磁輻射之該至少一區域內，該鋰鈷氧化物(LCO)至少局部發生相變。
以及一種蓄電系統，其中，在該蓄電系統之被施加高能電磁輻射之該至少一區域內，該鋰鈷氧化物(LCO)之該至少局部 之相變包括自立方最密堆積朝六方最密堆積之相變。
本發明亦揭示一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其特別是在30μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有0.1%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於3%之透射，尤佳在308nm時具有大於50%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射，以及特別是在100μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有0.1%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於0.1%之透射，尤佳在308nm時具有大於30%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其特別是在30μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有15%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於3%之透射，尤佳在308nm時具有大於50%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其厚度變化不大於25μm，較佳不大於15μm，尤佳不大於10μm，最佳不大於5μm，相對特別是在100mm．100mm之橫向尺寸時之>100mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，較佳相對特別是在200mm．200mm之橫向尺寸時之>200mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，尤佳相對特別是在400mm．400mm之橫向尺寸時之>400 mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其水蒸氣穿透率(WVTR)為<10-3g/(m2．d)，較佳<10-5g/(m2．d)，尤佳<10-6g/(m2．d)。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其厚度小於2mm，較佳小於1mm，更佳小於500μm，尤佳小於等於200μm，最佳為小於等於100μm。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其比電阻在350℃且頻率為50Hz之交流電的條件下，大於1.0．106Ohmcm。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其最大負荷溫度θMax為至少300℃、較佳至少400℃，尤佳至少500℃。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其線性熱膨脹係數α為2.0．10-6/K至10．10-6/K，較佳為2.5．10-6/K至9.5．10-6/K，尤佳為3.0．10-6/K至9.5．10-6/K。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之最大負荷溫度θMax(單位為℃)與線性熱膨脹係數α之乘積符合以下關係式：600．10-6 θMax．α8000．10-6，尤佳800．10-6 θMax．α5000．10-6。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該碟形離散元件包括至少一氧化物或者多個氧化物之混合物或化合物。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該至少一氧化物為SiO2。
以及一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該元件由玻璃構成。
以及一種碟形離散元件，其中，該元件藉由熔化工藝與隨後之成形工藝而呈碟形。
以及一種碟形離散元件，其中，該隨後之成形工藝包括拉伸法。
在更厚或更薄之離散碟形元件換算為30μm之厚度後亦能實現獨立項之值的情況下，該等更厚或更薄之離散碟形元件亦落入本發明之範圍。為確定更厚之基板是否處於發明保護範圍內，可將其薄化至30μm之厚度。
可藉由疊層及必要之薄化工藝來使得更薄之離散元件亦具30μm之厚度，如此便能除換算外亦對透射進行物理學量測，以便確定此等更薄之基板是否處於發明保護範圍內。
1‧‧‧蓄電系統
2‧‧‧應用為基板之碟形離散元件
3‧‧‧用於陰極之集流體層
4‧‧‧用於陽極之集流體層
5‧‧‧陰極
6‧‧‧電解質
7‧‧‧陽極
8‧‧‧封裝層

Claims (34)

  1. 一種具有至少一碟形離散元件之蓄電系統，該至少一碟形離散元件特別是在30μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有0.1%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於3%之透射，尤佳在308nm時具有大於50%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射，以及特別是在100μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有0.1%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於0.1%之透射，尤佳在308nm時具有大於30%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射。
  2. 如申請專利範圍第1項之具有至少一碟形離散元件之蓄電系統，該至少一碟形離散元件特別是在30μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有15%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於3%之透射，尤佳在308nm時具有大於50%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射。
  3. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件的厚度變化不大於25μm，較佳不大於15μm，尤佳不大於10μm，最佳不大於5μm，相對特別是在100mm．100mm之橫向尺寸時之>100mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，較佳相對特別是在200mm．200mm之橫向尺寸時之>200mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，尤佳相對 特別是在400mm．400mm之橫向尺寸時之>400mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言。
  4. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之水蒸氣穿透率(WVTR)為<10-3g/(m2．d)，較佳<10-5g/(m2．d)，尤佳<10-6g/(m2．d)。
  5. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，其中，該碟形離散元件之厚度小於2mm，較佳小於1mm，更佳小於500μm，尤佳小於等於200μm，最佳為小於等於100μm。
  6. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之比電阻在350℃且頻率為50Hz之交流電的條件下，大於1.0．106Ohmcm。
  7. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之最大負荷溫度θMax為至少300℃、較佳至少400℃，尤佳至少500℃。
  8. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之線性熱膨脹係數α為2.0．10-6/K至10．10-6/K，較佳為2.5．10-6/K至9.5．10-6/K，尤佳為3.0．10-6/K至9.5．10-6/K。
  9. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，包括至少一碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之最大負荷溫度θMax(單位為℃)與線性熱膨脹係數α之乘積符合以下關係式：600．10-6 θMax．α8000．10-6，尤佳800．10-6 θMax．α5000．10-6。
  10. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，其中，該至少一 碟形離散元件包括至少一氧化物或者多個氧化物之混合物或化合物。
  11. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，其中，該至少一碟形離散元件含有作為氧化物之SiO2。
  12. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，其中，該至少一碟形離散元件以玻璃的形式存在。
  13. 如申請專利範圍第12項之蓄電系統，其中，該至少一碟形離散元件藉由熔化工藝與隨後之成形工藝而呈碟形。
  14. 如申請專利範圍第13項之蓄電系統，其中，該隨後之成形工藝係指拉伸法。
  15. 如前述申請專利範圍中任一項之蓄電系統，其中，該蓄電系統的至少一區域被施加較佳於200nm至400nm之波長範圍內的高能電磁輻射。
  16. 如申請專利範圍第15項之蓄電系統，其中，該蓄電系統之被施加較佳於200nm至400nm之波長範圍內的高能電磁輻射之該至少一區域，係以穿過該碟形離散元件的方式被輸入該高能電磁輻射。
  17. 如申請專利範圍第15或16項之蓄電系統，其中，該蓄電系統之被施加高能電磁輻射之該至少一區域包括鋰鈷氧化物(LCO)。
  18. 如申請專利範圍第17項之蓄電系統，其中，在該蓄電系統之被施加高能電磁輻射之該至少一區域內，鋰鈷氧化物(LCO)就其結構特性而言受到影響。
  19. 如申請專利範圍第17或18項之蓄電系統，其中，在該蓄電系統之被施加高能電磁輻射之該至少一區域內，該鋰鈷氧化物 (LCO)至少局部發生相變。
  20. 如申請專利範圍第19項之蓄電系統，其中，在該蓄電系統之被施加高能電磁輻射之該至少一區域內，該鋰鈷氧化物(LCO)之該至少局部之相變包括自立方最密堆積朝六方最密堆積之相變。
  21. 一種應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其特徵在於，特別是在30μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有0.1%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於3%之透射，尤佳在308nm時具有大於50%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射，以及特別是在100μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有0.1%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於0.1%之透射，尤佳在308nm時具有大於30%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射。
  22. 如申請專利範圍第21項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，特別是在30μm之厚度時，在200nm至270nm之範圍內具有15%或以上之透射以及/或者尤佳在222nm時具有大於0.5%之透射，尤佳在248nm時具有大於0.3%之透射，尤佳在282nm時具有大於3%之透射，尤佳在308nm時具有大於50%之透射，且尤佳在351nm時具有大於88%之透射。
  23. 如申請專利範圍第21或22項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，厚度變化不大於25μm，較佳不大於15μm，尤佳不大於10μm，最佳不大於5μm，相對特別是在100mm．100mm之橫向尺寸時之>100mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，較 佳相對特別是在200mm．200mm之橫向尺寸時之>200mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言，尤佳相對特別是在400mm．400mm之橫向尺寸時之>400mm直徑之範圍的該晶圓或基板大小而言。
  24. 如申請專利範圍第21至23項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，水蒸氣穿透率(WVTR)為<10-3g/(m2．d)，較佳<10-5g/(m2．d)，尤佳<10-6g/(m2．d)。
  25. 如申請專利範圍第21至24項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，厚度小於2mm，較佳小於1mm，更佳小於500μm，尤佳小於等於200μm，最佳為小於等於100μm。
  26. 如申請專利範圍第21至25項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，比電阻在350℃且頻率為50Hz之交流電的條件下，大於1.0．106Ohmcm。
  27. 如申請專利範圍第21至26項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，最大負荷溫度θMax為至少300℃、較佳至少400℃，尤佳至少500℃。
  28. 如申請專利範圍第21至27項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，線性熱膨脹係數α為2.0．10-6/K至10．10-6/K，較佳為2.5．10-6/K至9.5．10-6/K，尤佳為3.0．10-6/K至9.5．10-6/K。
  29. 如申請專利範圍第21至28項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該至少一碟形離散元件之最大負荷溫度θMax(單位為℃)與線性熱膨脹係數α之乘積符合以下關係式：600．10-6 θMax．α8000．10-6，尤佳800．10-6 θMax．α5000．10-6。
  30. 如申請專利範圍第21至29項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該碟形離散元件包括至少一氧化物或者多個氧化物之混合物或化合物。
  31. 如申請專利範圍第21至30項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該至少一氧化物為SiO2。
  32. 如申請專利範圍第21至31項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該元件由玻璃構成。
  33. 如申請專利範圍第21至32項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該元件藉由熔化工藝與隨後之成形工藝而呈碟形。
  34. 如申請專利範圍第21至33項中任一項之應用於蓄電系統中之碟形離散元件，其中，該隨後之成形工藝包括拉伸法。
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