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TW201316590A - 微加工的電解質片 - Google Patents

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TW201316590A
TW201316590A TW101135953A TW101135953A TW201316590A TW 201316590 A TW201316590 A TW 201316590A TW 101135953 A TW101135953 A TW 101135953A TW 101135953 A TW101135953 A TW 101135953A TW 201316590 A TW201316590 A TW 201316590A
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ion electrolyte
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TW101135953A
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Michael Edward Badding
Indrajit Dutta
Lanrik Wayne Kester
Xinghua Li
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Corning Inc
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Abstract

本案揭示內容係關於陶瓷鋰離子電解質膜片及用於形成該膜片之製程。該陶瓷鋰電解質膜片可包含至少一燒蝕邊緣。用於形成陶瓷鋰離子電解質膜片的方法包含製造鋰離子電解質片並使用燒蝕雷射切割所製成之電解質片的至少一邊緣。

Description

微加工的電解質片 【相關申請案之交叉引用】
此申請案依據專利法主張享有2011年9月30號申請之美國專利申請案第13/249935號的優先權權益，本案仰賴該案件內容且該案內容以引用方式全文併入本案。
本案揭示內容係關於鋰離子電解質膜片及用於形成該膜片之製程。在各種實施例中，鋰離子電解質膜片可包含至少一燒蝕邊緣(ablative edge)。在進一步實施例中，用於形成鋰離子電解質膜片的製程包含製造鋰離子電解質片且使用燒蝕雷射(ablative laser)切割所製成之電解質片的至少一邊緣以形成燒蝕邊緣。
在所屬技術領域中，已知電解質膜片可例如用於電池結構和燃料電池中。舉例言之，美國專利申請案公開號第2009/0081512號描述多種氧化鋯系陶瓷電解質膜片及利用雷射微加工技術製造該電解質膜片的相關方法。其他電解質膜片材料以磷酸鋰金屬鹽類(LMP)為基礎(例如磷酸鈦鋰，LTP)且可包含用鋁取代一部分鈦的LTP(LATP)。皆知LMP電解質膜片與氧化鋯系電解質膜片截然不同且具有不同性質。
膜片電導(conductance)與膜片厚度直接成正比，故在某些應用中期望使用薄LMP膜片以例如增進膜片電導率。習知的LMP系膜片通常具有約5 x 10-4 S/cm的導電度(conductivity)及約0.02 S的電導。在某些應用中期望使用具有約0.05 S(例如約0.1 S或更高)電導的膜片。此外，已知藉由減少膜片厚度，例如使厚度減至約100微米(0.05 S)或約50微米(0.1 S)，可達到此等目標。
然而，儘管在電池結構應用上更期望使用較薄的LMP膜片，因為在較薄的膜片提供較低阻抗且因而提供較低的內部電阻和較高電量，但使用已知方法通常因為例如受限於機械切割技術而難以製造出具有足夠精確尺寸的薄膜片。此外，薄LMP膜片通常脆弱易破且因而難以製造和操作。例如，習知機械切割製程將LMP膜片的厚度限制在約200微米。當該膜片未受到支撐時，即該膜片未整合成多層式結構且該結構內的某些其他層提供機械性支撐時，更是如此。
除上述情形之外，多晶電解質膜片的晶界電阻(grain boundary resistance)通常大於晶粒內電阻(intra-grain resistance)。因此，典型的陶瓷電解質膜片經常是大晶粒結構，藉以使晶界效應降至最低。然而，具有大晶粒的薄電解質膜片通常很脆弱，且細晶粒陶瓷膜片在機械性方面優於習知的陶瓷膜片。又，邊緣缺陷可能使薄膜片的機械性質嚴重低落，且於製程期間發生膜片起皺摺的情形。例如，當切割製程於膜片中引入微結構特徵且此 等微結構特徵可能成為應力集中點時，可能使膜片產生邊緣缺陷從而降低強度。在至少某些實施例中不希望出現諸如因熔融材料移動而造成熔融材料稠密堆積或產生空洞的缺陷，若此等缺陷多到足以影響膜片內的應力分佈時，此等缺陷可能降低膜片的機械性質。再者，使用習知機械性方法可能因煅燒(firing)期間的收縮作用而導致難以製備具有精確尺寸的LMP電解質膜片。
因此需要提出具有高品質無缺陷邊緣且機械性強韌的薄型細晶粒陶瓷鋰離子電解質膜片。
根據本案之詳細說明和所述之各種例示性實施例，本案揭示內容係關於鋰離子電解質膜片及用於形成該膜片之製程。在各種實施例中，鋰離子電解質膜片可包含至少一燒蝕邊緣。在各種實施例中，相對於該膜片之主體而言，該燒蝕邊緣可富含鋰。在進一步實施例中，該膜片可為陶瓷鋰離子電解質膜片，且在各種實施例中，該膜片可為陶瓷鋰離子電解質膜片可能受到支撐或未有支撐。
在至少某些實施例中，尤其相較於預先切割的鋰離子電解質膜片而言，根據本案揭示內容所製成的鋰離子電解質膜片可具有機械強度、緻密性、密閉性(hermetic)、平坦、無皺摺、薄、無孔隙和細晶粒之一或多個性質且 可包含一或多個實質無缺陷的邊緣。此外，相對於先前已知方法而言，本發明可製造具有實質精確尺寸的鋰離子電解質膜片。然而應注意的是，根據本案揭示內容所做之某些實施例可能不具有上述性質中之一或多個性質，但此等實施例仍為本發明範圍所涵蓋。
應理解上述概要說明和以下詳細說明兩者均僅做為例示與解說本發明之用，並非用於限制所請發明。所屬技術領域中熟悉該項技藝者將可鑒于本案說明書且藉由實施本案中所揭示之實施例而明白其它實施例。本案說明書及所示實例僅可視為例示範例，且由申請專利範圍指出本發明之真實範圍與精神。
亦瞭解雖然在本案所述各種實施例中以特定順序敘述所揭示之例示性製程的步驟，但可使用所屬技術領域中熟悉該項技藝者認為不會對所期望之產物造成顯著改變的任何順序進行所揭示之製程步驟。
除非文中另有明確說明，否則當「該」、「一」或「一個」等冠詞用於本案中時，意指「至少一個」之意，且不應將該等冠詞限定為「僅一個」之意。因此，例如使用「該燒蝕邊緣」或「一燒蝕邊緣」之用語係意欲表達至少一個燒蝕邊緣之意。
在各種實施例中，本發明係有關用於形成具有至少一 燒蝕邊緣之陶瓷鋰離子電解質膜片(例如，LMP電解質膜片)的方法。在各種實施例中，該至少一燒蝕邊緣可實質上無缺陷。在至少某些實施例中，本案所述方法允許製備厚度約400μm或更薄的陶瓷鋰離子電解質膜片，舉例言之，該陶瓷鋰離子電解質膜片具有約300μm或更薄，例如約200μm或更薄的厚度。在進一步例示性實施例中，本案所述方法可允許用於形成未有支撐的陶瓷鋰離子電解質膜片。
在進一步實施例中，本案所述方法可用於形成具有細晶粒結構的鋰離子電解質膜片。在某些應用中，認為大晶粒可能具有缺陷且可能降低膜片的機械性質。通常希望利用切割製程在切割邊緣附近所形成的微結構特徵能不超過該膜片厚度的約三分之一。在進一步實施例中，該切割製程所引入之微結構特徵的尺寸可小於約該膜片厚度的1/3，舉例言之，例如小於該膜片厚度的1/10。對於以切割製程形成且展現長寬比的結構(例如，纖維或薄片)，在至少某些實施例中，該等結構的直徑或厚度理想上可不超過約該膜片厚度的三分之一。
本案所述之各種形成鋰離子電解質膜片的例示性方法包含利用薄帶成形法形成已燒結之電解質膜片的步驟，及隨後利用雷射對該膜片進行微加工以製造期望之電解質膜片的步驟。
例示之薄帶成形製程係已知製程。把選出用於提供LMP組成物(例如，LTP或LATP組成物)的起始材料以適 當比例混合。例如，用於製造LATP的起始材料可選自於碳酸鋰、氫氧化鋁、氧化鈦、磷酸二氫銨和磷酸中。在各種實施例中，該LMP組成物可選自具有通式Li(1+x)MIII (x)MIV (2-x)(PO4)3的LATP組成物中，其中MIII為正3價金屬離子，例如Al3+、La3+、Ga3+等等，且MIV為正4價金屬離子，例如Ti4+、Ge4+、Sn4+等等。對於其他正3價金屬方面，可例如使用氫氧化鑭或氫氧化鎵取代氫氧化鋁。對於其他正4價金屬方面，可例如使用氧化鍺或氧化錫取代氧化鈦。在至少一實施例中，該LMP組成物可例如選自Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3中。
混合之後，處理該等起始材料，藉以使該等材料形成粉末。此等處理方式為所屬技術領域中熟悉該項技藝者所熟知。例如，可煅燒該等起始材料或使該等起始材料進行反應以形成期望的狀態。或者，可於溶液中反應該等起始材料，例如以溶膠凝膠合成法反應該等起始材料。
在僅做為例示之用的至少一實施例中，可在約400℃至約1000℃的溫度範圍下，例如約600℃至約800℃的溫度範圍下煅燒該等起始材料。期望在製程期間可於不會與該等起始材料反應或不會使該等起始材料分解的容器(例如，鉑坩堝)內煅燒該等起始材料。
隨後以所屬技術領域中熟悉該項技藝者已知的任何方式(例如，打破、粉碎成粗粒及/或研磨)進一步處理該混合態之產物，藉以提供粒子尺寸小於約5μm的粉末，例如粒子尺寸小於約2μm或小於約1μm的粉末。在至少一 例示性實施例中，LMP組成物可具有小於約0.5μm(例如，約0.3μm)的粒子尺寸。
一旦達到期望的粒子尺寸，可藉著使該粉末與諸如溶劑(例如有機溶劑及/或水)、強化性塑化劑、分散劑、黏結劑之成分及/或所屬技術領域中已知可使用薄帶成形法製備薄片的任何其他成分結合而利用薄帶成形製程製備薄片。
在至少一例示性實施例中，可選用性地於該組成物中加入磷酸鹽添加劑，磷酸鹽添加劑之添加量可例如約達到該無機固體含量之10重量%，例如約達到該無機固體含量之7重量%，或約達到該無機固體含量之5重量%。在一例示性實施例中，選用性添加之磷酸鹽添加劑的用量範圍係占無機固體含量之約0.5重量%至約5重量%。在至少一實施例中係選用鹽酸。雖然不希望受到理論的束縛，但認為磷酸鹽添加劑可促進緻密化作用且同時維持細晶粒結構。
隨後可利用已知方法乾燥該已成形的薄帶，且之後取下(release)該薄帶並切割該薄帶。在至少某些實施例中，可能希望將該薄帶切割成比所期望之成品尺寸稍大的尺寸，以於熱處理期間容許該薄帶收縮，且可於加熱後進一步修剪該薄帶。
一旦經過切割，可對該薄帶進行熱處理以形成電解質片。例如，可於約700℃至約1200℃(例如，約800℃至約900℃)範圍內的一溫度下燒結該薄帶。在一例示性 實施例中，於約900℃的溫度下燒結該薄帶。所屬技術領域中熟悉該項技藝者可選擇該熱處理的溫度和時間，使得一旦完成燒結，能產生相對密度大於約90%(例如，相對密度大於約95%或大於約97%)且/或平均晶粒尺寸小於約10μm(例如，小於約5 μm、小於約3 μm或小於約1 μm)的電解質片。例如，可加熱該薄帶約1小時至約5小時，例如約2小時至約3小時，例如約2小時。
形成電解質片之後，可利用燒蝕雷射對該電解質片進行微加工，藉以製造具有至少一燒蝕邊緣的電解質膜片。燒蝕雷射在所屬技術領域中早已為人所知，且任何可用於本案所述方法中的雷射皆可使用。在至少某些實施例中希望避免使用高溫雷射，因為高溫雷射可能造成局部熔化現象。形成熔融材料可能導致在切割處附近產生極大的晶粒，而對於至少某些應用而言可能希望避免出現極大的晶粒。
發現到使用燒蝕雷射可使該電解質膜片的物理外觀和特性類似於沿著切割邊緣處之燒結邊緣(即，熔融邊緣)的物理外觀和特性，但又不會實際熔化材料。此點對於至少某些應用而言特別重要，因為認為相對於未經切割的電解質片而言，此種邊緣可帶來增強的物理性質，例如增強機械強度、密度和密閉性，同時提供實質平坦、無皺摺、薄、無孔隙且細晶粒的邊緣。該經過微加工之邊緣顯示具有一些非晶形特性，但又保有一些結晶性。
該電解質片可置於適當支撐物上並使用燒蝕雷射將之 切割成期望的最終尺寸。在一非限制性實例中，可使用波長小於約2μm、能量通量小於250焦耳/平方公分、重複率介於約20Hz至100MHz間且切割速度至少約10毫米/秒的Nd：YVO4雷射切割LMP電解質膜片。可用之燒蝕雷射的進一步實例包括，但不限於，以355nm雷射波長和1MHz重複率操作的皮秒雷射(picosecond laser)；以1560nm之波長、10μJ脈衝能量、1MHz重複率和少於700fs脈衝時間操作的飛秒雷射(femtosecond laser)；及以355nm雷射波長和100kHz重複率操作的奈秒雷射(nanosecon laser)。
在各種實施例中，該燒蝕雷射可用於製造厚度小於約400μm的LMP膜片，例如製造厚度小於約200μm或小於約100μm的LMP膜片。例如，該膜片厚度可為約25μm至約200μm，例如約40μm至約100μm。該製程可允許形成具有燒蝕邊緣且該燒蝕邊緣之深度小於約5μm(例如小於約3μm或例如小於約2μm)的陶瓷鋰離子電解質片。
在某些實施例中可能期望於切割製程中採用一種或一種以上的移動形式。例如，在該製程中可使該雷射、用於固定電解質片的支撐物或兩者採用分段前進式(staged)。在非限制性實例中，取決於所選擇的雷射重複率而定，多程雷射切割步驟(multiple-pass laser cutting)可涉及以遠高於該有效切割速度的速度使該電解質片與雷射光束進行相對移動。可選擇性地使用機械機台(包括 藉由支撐物的移動而進行機械式掃描)、藉著使用光學掃描裝置(例如，檢流計)使該雷射光束進行掃描(可使用安裝在馬達上輕型反射鏡進行光學掃描)或上述方式之某些組合而達到該電解質材料與該雷射光束之間的相對移動。在至少某些例示性實施例中，由於高速切割作業能夠以小的圓角半徑(tight corner radius)進行均勻切割，故可使用高速切割作業進行光學掃描步驟。
該雷射的通過次數將取決於例如膜片的厚度和材料及雷射的參數而變化，且所屬技術領域中熟悉該項技藝者可輕鬆地決定出該雷射的通過次數。例如厚度約100μm的LATP電解質片可能需要約100次的通過次數，以完全切穿該電解質片。
此外，根據本發明之實施例係有關含有至少一個燒蝕邊緣的陶瓷鋰離子電解質膜片，該至少一燒蝕邊緣包含小於約5 μm的深度且可選擇性地是外邊緣。在平面膜片(薄膜片)之實例中，所測得的燒蝕邊緣深度係與該膜片厚度成垂直。相對於該膜片的未經燒蝕區域(主體)而言，該至少一燒蝕邊緣及該膜片與該燒蝕邊緣直接鄰接的區域可能富含鋰。在各種實施例中，該膜片可能由平均晶粒尺寸小於約5μm的晶粒所組成，且該膜片具有大於約90%的相對密度及包含約達200μm的厚度。
如第1A圖之掃描式電子顯微鏡(SEM)顯微影像中所見般，具有燒蝕邊緣110的例示性LATP電解質膜片100展現出平滑、光亮的表面外觀。第1B圖為第1A圖中之 燒蝕邊緣110的放大圖，且更清楚地顯示該燒蝕邊緣的期望性質，例如該燒蝕邊緣具有極少的開放性孔隙且為實質細晶粒、平坦、無皺摺且密閉狀。於雷射切割期間，可能發生某些液態燒結作用，從而形成如第1B圖中所見之薄而平滑的外殼。在第1A圖中，線120表示如文中所述之該燒蝕邊緣的厚度。
第2A圖圖示例示性LATP電解質膜片200的掃描穿透式電子顯微鏡(STEM)之顯微影像。線240顯示與該燒蝕邊緣210成垂直且穿入該燒蝕邊緣210而深入該膜片200內部達到略超過5.0μm之深度範圍間所做的元素分析測量結果。在該線240最初約0.1 μm處係顯示穿過與該燒蝕邊緣210鄰接的鉑層230(添加該鉑層係用以在聚焦離子束樣本穿透過程中保護該表面)。第2B圖和第2C圖圖示沿線240進行的元素分析。如第2B圖和第2C圖中所見，相對於該膜片200除燒蝕邊緣210以外的其餘部分(主體)260而言，在該膜片200位於該燒蝕邊緣210處或鄰近處之區域250顯示鋰含量增高。第2C圖顯示相對於該膜片200之其餘部分260中的鋰含量而言，該膜片200位於燒蝕邊緣210處或鄰近處之區域250所富含的鋰高出約18%。雖然不希望受到理論的束縛，但認為在燒蝕邊緣處或鄰近處富含鋰會影響所形成之邊緣的微結構。例如，預測鋰可能促進液相的形成。
第3圖圖示3點彎曲試驗之結果，經由3點彎曲試驗顯示根據本發明例示性實施例所製成之膜片展現出比根 據習知收縮適應法(shrink-to-fit)所製成之膜片更高的強度。在第3圖中，實心方塊代表對照用之收縮適應法樣本，及空心方塊代表本發明之膜片。
當用於本案中，「實質具有機械性強度(substantially mechanically strong)」一詞與該詞之變化用語意指該電解質膜片的兩點彎曲強度(2-point strength)大於未經切割之電解質膜片的兩點彎曲強度，例如該電解質膜片的兩點彎曲強度可大於約50MPa。
當用於本案中，「實質緻密(substantially dense)」一詞與該詞之變化用語意指具有至少約90%的相對密度，例如具有約95%的相對密度。
當用於本案中，「實質密閉(substantially hermetic)」一詞與該詞之變化用語意指在該電解質膜片的密封區域中實質上無連通孔隙(interconnected porosity)，使得液體無法進入該區域內。
當用於本案中，「實質平坦(substantially flat)」一詞與該詞之變化用語意指距離沿周長邊緣之膜片周長軌跡的基線沒有大於1毫米(mm)的高度變化。
當用於本案中，「實質無皺摺(substantially wrinkle free)」一詞與該詞之變化用語意指在該電解質膜片之邊緣處的軌跡落在該邊緣的約1毫米範圍內而呈實質平坦。
當用於本案中，「實質無孔隙(substantially pore free)」一詞與該詞之變化用語意指該電解質膜片實質上無開放 性孔隙。
當用於本案中，「實質薄的(substantially thin)」一詞與該詞之變化用語意指該電解質膜片之厚度小於200μm，例如厚度小於約100μm。
當用於本案中，「實質細晶粒狀(substantially fine grained)」一詞與該詞之變化用語意指該電解質膜片內的晶粒尺寸小於約5μm，例如厚度小於約2μm。
當用於本案中，「實質精確尺寸(substantially precise dimensions)」一詞與該詞之變化用語意指所形成之電解質膜片為在目標尺寸的98%以內或為目標尺寸。
當用於本案中，「實質無缺陷邊緣(substantially defect-free edge)」一詞與該詞之變化用語意指在至少一實施例中，該膜片之邊緣具有由切割製程所引入之微結構特徵，且該等微結構特徵不大於該膜片厚度的約1/3，例如，不大於該膜片厚度的約1/10。
當用於本案中，「燒蝕邊緣(ablative edge)」一詞與該詞之變化用語意指利用燒蝕雷射所形成的邊緣。
除非另有指示，否則本案說明書及申請專利範圍中使用的所有數字應理解為在所有情況下皆應加上「約」字，而不論文中是否有無載明「約」字。亦應理解本案說明書及申請專利範圍中使用的精確數值可形成本發明之諸多附加實施例，且該等精確數值意欲包含介於所提供之例示數值範圍內所揭示任意兩端點間的任一較窄範圍。 雖已盡力確保文中所揭示之該等數值的精確性。然而， 任何測量數值本質上便可能因個別測量技術上的標準偏差而導致含有某種程度的誤差。
實施例
下述實施例僅用於說明而非作為限制之用，且本發明之範圍係由申請專利範圍所界定。
製造薄帶狀之LATP電解質片
以適當比例混合含有碳酸鋰、氫氧化鋁、氧化鈦和磷酸二氫銨之起始材料以製造Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3。隨後於鉑坩堝內以700℃煅燒該等已混合的材料。之後打碎該混合態之產物並以噴射研磨法研磨該產物直至粒子尺寸小於約10μm，且接著使該產物於700℃下進行第二次煅燒。發現該製程製造出幾乎純的且具有NASICON型結構的LATP。再次打破、粉碎該產物而成為粗粒粉末，並使該粗粒粉末於乙醇中進行濕式攪磨而製成平均粒子尺寸約0.3μm之產物。為製備該薄片，於該產物中加入適當量的聚乙烯醇縮丁醛黏結劑、鄰苯二甲酸二丁酯塑化劑和PS-236分散劑以用於製成薄片，該薄片可製作成高品，質之鑄件。隨後添加磷酸，該磷酸之添加量係使無機固體含量中之P2O5約占2重量%並進一步混合該產物。
隨後以空氣乾燥該薄帶，取下薄帶，並切割該薄帶。最後於900℃下燒結該薄帶2小時。利用浮力測得所形成之電解質片，發現該電解質片具有超過95%的相對密 度，且藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)影像分析測得該電解質片具有大於10 μm的平均晶粒尺寸。
雷射切割
隨後把尺寸過大的電解質片放置於支撐物上，並使用燒蝕雷射(三倍頻Nd：YVO4雷射)將該電解質片切割成期望的成品尺寸。該雷射具有355nm之波長、50kHz之重複率(repetition rate)、230毫米/秒之切割速度及190焦耳/平方公分的通量。
應注意本案闡述內容涉及以特定方式「建構(configured)」或「調適(adapted to)」本發明之構件而使其以一特定方式運作。在此方面上，此構件係經「建構」或「調適」而可實現特定性質或以特定方式運作，此時，該等闡述內容為結構性描述，而非作為預期用途之描述。更明確言之，本案中提及一構件經「建構」或「調適」係意欲表示該構件之物理狀態，且因而需將該描述視為是該構件之結構特性的明確描述。
所屬技術領域中熟悉該項技藝者將明白可對本發明做出各種修飾和變化而不偏離本發明之範圍和精神。由於所屬技術領域中熟悉該項技藝者可對納入本發明精神和本質的揭示實施例做出諸多修飾、組合、子組合及變化，故本發明當視為可包含後附請求項範圍內之所有內容及其均等物。
100‧‧‧電解質膜片
110‧‧‧燒蝕邊緣
120‧‧‧線
200‧‧‧電解質膜片
210‧‧‧燒蝕邊緣
230‧‧‧鉑層
240‧‧‧線
250‧‧‧區域
260‧‧‧其餘部分/主體
本案所含附圖係用於為本發明提供進一步瞭解，且該等圖式併入本案說明書且構成本案說明書的一部分。該等圖式非意欲用於限制所請發明，反之，提供該等圖式係用於圖示本發明之例示實施例且配合說明內容以解釋本發明之原理。
第1A圖係根據本發明實施例所形成之鋰離子電解質膜片之燒蝕邊緣放大1500倍的掃描式電子顯微影像(SEM)；第1B圖係第1A圖中所見之鋰離子電解質膜片之燒蝕邊緣放大5000倍的掃描式電子顯微影像；第2A圖係根據本發明實施例所形成之鋰離子電解質膜片之燒蝕邊緣放大1500倍的掃描穿透式電子顯微影像(STEM)；第2B圖係第2A圖中所見之鋰離子電解質膜片之燒蝕邊緣的鋰含量元素分析線圖；第2C圖圖示測量第2A圖中所見之鋰離子電解質膜片燒蝕邊緣從邊緣表面0nm處至深入邊緣表面內部1200nm處所得到的進一步鋰含量元素分析線圖；及第3圖圖示根據實施例所製成之LATP膜片和根據習知收縮適應法(shrink-to-fit)所製成之LATP膜片的故障率圖解說明。
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Claims (20)

  1. 一種用於形成一陶瓷鋰離子電解質膜片的製程，該製程包含以下步驟：製造一鋰離子電解質片；以及使用一燒蝕雷射切割該鋰離子電解質片之至少一邊緣以形成一燒蝕邊緣。
  2. 如請求項1之製程，其中該製造一鋰離子電解質片的步驟包含一薄帶成形製程(tape-casting process)。
  3. 如請求項1之製程，其中該鋰離子電解質片係選自於LMP電解質片。
  4. 如請求項1之製程，其中該鋰離子電解質片係選自於LATP電解質片。
  5. 如請求項1之製程，其中該製造一鋰離子電解質片的步驟包含以下步驟：混合起始材料；處理該等已混合之起始材料以形成一粉末；進一步處理該粉末以使一粒子尺寸小於約5.0μm；以及對該粉末進行塑形以形成一帶狀物。
  6. 如請求項5之製程，該製程進一步包含添加一磷酸鹽添加劑的步驟。
  7. 如請求項1之製程，其中該燒蝕雷射包含一Nd：YVO4雷射。
  8. 如請求項1之製程，其中該燒蝕雷射具有一小於約2μm之波長、一小於約250焦耳/平方公分的通量、介於約20Hz至100MHz間的重複率及超過約10毫米/秒的切割速度。
  9. 如請求項1之製程，其中該陶瓷鋰離子電解質膜片之厚度小於約200 μm。
  10. 如請求項1之製程，其中該陶瓷鋰離子電解質膜片係由一平均晶粒尺寸小於約5μm的晶粒所組成。
  11. 如請求項1之製程，其中該陶瓷鋰離子電解質膜片具有一大於約90%的相對密度。
  12. 如請求項1之製程，其中相對於該膜片之一主體而言，該燒蝕邊緣富含鋰。
  13. 如請求項1之製程，其中該燒蝕邊緣包含一小於約5μm的深度。
  14. 一種陶瓷鋰離子電解質膜片，該膜片包含至少一燒蝕邊緣。
  15. 如請求項14之陶瓷鋰離子電解質膜片，其中相對於該膜片之一主體而言，該至少一燒蝕邊緣富含鋰。
  16. 如請求項14之陶瓷鋰離子電解質膜片，該膜片係由一平均晶粒尺寸小於約5μm的晶粒所組成。
  17. 如請求項14之陶瓷鋰離子電解質膜片，該膜片具有一大於約90%的相對密度。
  18. 如請求項14之陶瓷鋰離子電解質膜片，該膜片包含一高達約200μm之厚度。
  19. 如請求項14之陶瓷鋰離子電解質膜片，其中該至少一燒蝕邊緣係一外邊緣。
  20. 如請求項14之陶瓷鋰離子電解質膜片，其中該至少一燒蝕邊緣包含一小於約5μm的深度。
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