背景技術(shù)：

長久以來，電存儲系統(tǒng)是已知的，其尤其包括電池，但是也包括所謂的超級電容器(supercaps)。尤其所謂的鋰離子電池由于借助其能夠?qū)崿F(xiàn)高的能量密度，因此討論過其在例如電動汽車這樣的新興領(lǐng)域中的應用，但是近年來也有將其應用在例如智能電話或筆記本電腦這樣的便攜式設備中的討論。對此，這種傳統(tǒng)的可充電的鋰離子電池的主要特征尤其是，使用有機的基于溶劑的液態(tài)電解質(zhì)。但是該液態(tài)電解質(zhì)可燃，并且在使用所述鋰離子電池時造成安全隱患。一種可能性是，用固態(tài)電解質(zhì)取代有機電解質(zhì)。對此，這種固態(tài)電解質(zhì)的傳導性通常明顯低于相應的液態(tài)電解質(zhì)，即，比相應的液態(tài)電解質(zhì)低多個數(shù)量級。然而為了能夠獲得可接受的傳導性并且能夠利用可充電的鋰離子電池的優(yōu)點，目前這種固態(tài)電池尤其制造成所謂的薄膜電池(tfb)或薄膜存儲元件形式。其尤其應用在移動領(lǐng)域，例如所謂的智能卡、醫(yī)療技術(shù)和傳感技術(shù)以及智能電話和要求智能的、小型化的、甚至撓性能源的其他應用。

us2008/0001577描述了一種示例性的鋰基薄膜存儲元件，并且其通常由襯底構(gòu)成，在第一涂層步驟中，在襯底上涂敷用于兩個電極的導電的集電極(ableiter)。然后在進一步的制造工藝中，首先將陰極材料、通常為鋰鈷氧化物lco、沉積在用于陰極的集電極上。在下一步驟中，沉積固態(tài)電解質(zhì)，其通常是由鋰、氧、氮和磷構(gòu)成的無定形材料并且稱為lipon。在下一步驟中沉積陽極材料，使得其與襯底、用于陽極的集電極以及固態(tài)電解質(zhì)相連接。作為陽極材料尤其使用金屬鋰。如果將兩個集電極導電連接，在帶電狀態(tài)下鋰離子通過固體離子導體從陽極朝陰極遷移，這通過兩個集電極的導電連接引起從陰極至陽極的電流。反之，在不帶電的狀態(tài)下，可通過施加外部電壓迫使離子從陰極朝陽極遷移，由此對電池充電。

us2001/0032666a1例如描述了另一薄膜存儲元件，并且其同樣包括襯底，在襯底上沉積不同的功能層。

為這種薄膜存儲元件沉積的層通常的層厚在20μm或更小的范圍中、通常小于10μm、甚至小于5μm；對此，層結(jié)構(gòu)的總厚度可為100μm或更小。

在該申請的框架中，薄膜存儲元件例如是指可重復充電的鋰基的薄膜存儲元件和超級電容器；但是，本發(fā)明并非僅限于這種系統(tǒng)，而是也可應用在其他的薄膜存儲元件中、例如可重復充電的和/或印刷薄膜電池中。

在此通常通過復雜的涂層工藝來制造薄膜存儲元件，該涂層工藝也包括對各個材料的結(jié)構(gòu)化沉積。對此，可以對具體的薄膜存儲元件進行非常復雜的結(jié)構(gòu)化，例如可從us7494742b2中獲悉。此外，在通過使用金屬鋰作為陽極材料的鋰基薄膜存儲元件中由于金屬鋰很強的反應性會造成特別的困難。由此必須在盡可能無水的條件下處理金屬鋰，因為否則其會反應成為氫氧化鋰并且失去作為陽極的功能。鋰基薄膜存儲元件也必須相應地通過封裝被保護，以防止?jié)駳庥绊憽?/p>

us7494742b2描述了用于對薄膜存儲元件的不穩(wěn)定組成部分、例如鋰或某種鋰化合物進行保護的這種封裝。對此，通過涂層或具有不同涂層的系統(tǒng)來賦予封裝功能，該涂層在電池的整個結(jié)構(gòu)中還能滿足其他功能。

此外，例如在文獻us2010/0104942a1中描述，在鋰基的薄膜存儲元件的制造條件下、尤其在對于形成適用于鋰嵌入作用(interkalation)的晶體結(jié)構(gòu)所必須的所謂的退火或回火步驟中會出現(xiàn)，移動的鋰離子與襯底不期望地負面反應，因為鋰具有較高的移動性并且在常見的襯底材料中易于擴散。

薄膜存儲元件的另一難題在于使用的襯底材料。現(xiàn)有技術(shù)對此描述了多種不同的襯底材料，例如硅、云母、不同的金屬以及陶瓷材料。也多次提及玻璃的應用，但是基本未給出其具體組成或具體特性。

us2001/0032666a1描述了一種電容器狀的能量存儲裝置，其也可是鋰離子電池。作為襯底材料尤其在此是指半導體。

us6906436b2描述了一種固體電池，其例如可使用金屬薄膜、半導體材料或塑料薄膜作為襯底材料。

us6906436b2描述了多種可能的襯底材料，例如金屬或金屬涂層、半導體材料或如藍寶石、陶瓷或塑料這種絕緣體。對此可采用襯底的不同幾何結(jié)構(gòu)。

us7494742b2尤其描述了金屬、半導體、硅酸鹽和玻璃以及無機或有機的聚合物作為襯底材料。

us7211351b2描述了金屬、半導體或絕緣材料及其組合物作為襯底。

us2008/0001577a1描述了半導體、金屬和塑料作為襯底。

ep2434567a2中的襯底為如金屬的導電材料、如陶瓷或塑料的絕緣材料和例如硅的半導體材料、以及半導體和導體的組合、或用于調(diào)節(jié)熱膨脹系數(shù)的復雜結(jié)構(gòu)。在文獻us2008/0032236a1、us8228023b2以及us2010/0104942a1中同樣提及它們或類似材料。

而us2010/0104942a1描述了將由下述材料構(gòu)成的襯底稱為在實際中重要的襯底材料：具有高熔點的金屬或金屬合金以及如高石英、硅晶片、氧化鋁等的介電材料。這是因為，對于由通常使用的鋰鈷氧化物(lco)制造陰極的情況，需要在500℃或更高的溫度下進行熱處理，以便為存儲li⁺離子而在該材料中獲得特別有利的晶體結(jié)構(gòu)，從而可使用具有較低軟化溫度的材料，如聚合物或無機材料。但是金屬或金屬合金以及介電材料具有不同難點：例如介電材料通常脆并且不能用在成本有利的卷對卷工藝中，而另一方面金屬以及金屬合金在陰極材料的高溫處理期間易于氧化。為了克服上述困難，在us2010/0104942a1中提出由不同金屬或硅構(gòu)成的襯底，其中，彼此結(jié)合的材料的氧化還原電勢由此彼此協(xié)調(diào)，使得出現(xiàn)可控的氧化。

例如上面所述的us2010/0104942a1中所要求的較高的襯底熱負荷強度也在多處進行了討論。由此例如可通過調(diào)節(jié)工藝條件可使用熱負荷強度為450℃的襯底。但是對此的前提條件是沉積方法，在其中加熱襯底和/或由o2和ar構(gòu)成的濺射氣體混合物的最佳化和/或施加偏壓和/或在襯底附近施加第二等離子濺射。對此例如在us2014/0030449a1、tintignacetal.,journalofpowersources245(2014),76-82、或ensling,d.的鋰鈷氧化物薄膜的電子結(jié)構(gòu)的光電子研究、darmstadt技術(shù)大學、2006年博士論文中給出數(shù)據(jù)。但是一般而言，這種處理技術(shù)調(diào)節(jié)措施比較昂貴并且根據(jù)處理方式、尤其在應對晶片進行連續(xù)涂層時很難以可接受的成本實現(xiàn)。

us2012/0040211a1描述了一種用作襯底的玻璃薄膜，其厚度最大300μm并且表面粗糙度不大于較低的表面粗糙度是必須的，因為薄膜存儲元件的層通常具有非常小的層厚。對此，即使很小的表面不平整也可能會使薄膜存儲元件的功能層發(fā)生嚴重故障，因此造成電池整體失效。這同樣適用于文獻wo2014/062676。提出使用硼硅酸鹽玻璃或鈣鈉玻璃的薄膜電池。關(guān)于襯底的厚度偏差在此也沒有進行具體規(guī)定。

綜上所述，傳統(tǒng)薄膜存儲元件的問題在于所使用材料的易腐蝕性，尤其在使用金屬鋰的情況下，這會造成復雜的層結(jié)構(gòu)并因此引起很高的成本，以及另一問題在于襯底的性質(zhì)，襯底尤其是不導電的、但是撓性的、耐高溫的以及相對于存儲元件的所用功能層盡可能惰性的，且應能夠以好的層附著能力將盡可能無缺陷的層沉積在襯底上。但是顯示出，即使表面粗糙度特別低的襯底、例如在us2012/0040211a1中所提及的玻璃薄膜，也會由于裂紋和/或?qū)用撀涠霈F(xiàn)層缺陷，例如在us2014/0030449a1中所述。但是，如前所述，在那里提出的方法，即，通過在制造鋰鈷氧化物層時施加偏壓來避免高的退火溫度，難以結(jié)合到常見的用于制造薄膜存儲元件的在線工藝中，由此就工藝技術(shù)層面更有利的是，使用相當高耐熱性(或耐溫性)的襯底。

對于所有襯底材料(無論其具體組成如何)的另一難題在于，超薄玻璃的可能處理方案。所謂的載體方案是指，在涂層工藝或轉(zhuǎn)移過程步驟之前或期間將超薄玻璃暫時固定在支撐件上。這可選地用靜電力來進行或通過使用有機的可剝離的粘合材料來實現(xiàn)。尤其在后者的情況下，必須通過合適選擇襯底或載體(其通常由同種材料制成)來確保，能夠分離，即將襯底與載體分離。該分離通常導致在襯底中出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)應力，其中，該應力也能夠傳遞到位于襯底上的層上，這同樣造成層裂紋和層脫落，從而由此進一步加劇通過襯底的厚度波動引起的層偏差。

對此，原則上也可通過使用高能光學能源、例如準分子激光器來實施在薄膜電存儲元件的制造中的一些加工步驟。在此，為了實現(xiàn)所有的加工方案、例如借助激光器切割晶片或通過uv源使有機粘合材料固化，對襯底材料的可有針對性地改性的uv透射是有利的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種包括板狀分立元件的電存儲系統(tǒng)、該板狀分立元件及其制造和應用。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種電存儲元件，尤其是薄膜存儲元件，其克服當前現(xiàn)有技術(shù)的缺點并且實現(xiàn)薄膜存儲元件的低成本制造。本發(fā)明的另一目的包括提供一種用于電存儲元件中的板狀元件及其制造和應用。

板狀分立元件應克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并且具有足夠的＞400℃的熱穩(wěn)定性，以及相對于通過電池成分所引起的污染具有足夠的穩(wěn)定性，對此相對于濕氣具有高的屏障作用以及相對于uv輻射具有與相應特定電池設計的制造過程和需求匹配的光學透射率或阻隔性。此外，該襯底必須有助于施加層的良好附著，即，尤其是對于最接近層(通常為lco)的沉積而言合適的膨脹系數(shù)。

意外的是，根據(jù)本發(fā)明的目的可通過以下方式簡單實現(xiàn)，在薄膜存儲元件中嵌入板狀分立元件，相對于所使用的晶片或襯底尺寸，板狀分立元件的總厚度偏差(ttv)在＜25μm、優(yōu)選＜15μm、特別優(yōu)選＜10μm以及非常特別優(yōu)選＜5μm的范圍中。典型地，即該說明涉及的晶片或襯底尺寸的范圍為：直徑＞100mm或100mm×100mm的尺寸、優(yōu)選直徑＞200mm或200mm×200mm的尺寸、特別優(yōu)選直徑＞400mm或400mm×400mm的尺寸。

在本申請中板狀理解為一種成型體，其中，元件沿著一空間方向的伸展比另兩個空間方向小至少半個數(shù)量級。在本申請中分立理解為可從觀察的電存儲系統(tǒng)上分離、即尤其也可單獨存在的成型體。

為了維持電池與電池之間相似的品質(zhì)，板狀分立元件的厚度分布的較高均勻度是重要的。通常在包含或不包含掩膜的晶片級上制造薄膜電池，并且隨后進行切割。在厚度恒定性不足的情況下，在一個晶片上或者在任何情況下不同晶片上的電池具有不同厚度，進而例如在重量/能量密度方面具有不同規(guī)格。這尤其在應用對電存儲元件的產(chǎn)品規(guī)格要求極高的均勻恒定性的情況下是不利的。通過較小的總厚度偏差可節(jié)省質(zhì)量測試的成本以及避免產(chǎn)生廢品。

此外，在為了沉積薄膜存儲元件而將板狀分立元件用作襯底的情況下，板狀分立元件的厚度分布的較高均勻度使得多個層同樣平整地而且沒有層厚分布的側(cè)向波動地沉積在該襯底上。這又導致，在后續(xù)的工藝步驟中、例如完成沉積之后對lco層進行回火時不會在各層本身中或各層之間的相應界面上、尤其也不會在層與襯底之間的界面上產(chǎn)生局部應力。以這種方式有效地避免了裂紋和脫落。

即，已經(jīng)顯示出，尤其在層中出現(xiàn)裂紋或?qū)訌囊r底上脫落的這種層失效很少由于襯底的表面不平整度造成，而是由于襯底的厚度波動以及在襯底從所謂的載體上分離時傳遞到襯底上的力的結(jié)合引起。

此外，證明有利的是，根據(jù)具體選擇的組成可有針對性地調(diào)節(jié)板狀分立元件在uv范圍內(nèi)的特性，即吸收和透射性。

有針對性地調(diào)節(jié)的透射性實現(xiàn)了簡單地通過用電磁輻射進行處理來進行一系列的工藝步驟，例如：

-在將襯底與載體分離時進行輔助，因為以這種方式能夠特別有效地分離有機粘附層，

-對封裝層進行固化，以保護存儲元件以免受到腐蝕性介質(zhì)、例如氧和/或水蒸氣、的侵蝕，例如參見de102012206273a1，以及

-通過高能輻射對鋰鈷氧化物層進行回火，以便盡可能定量地提供期望的具有更高的特定存儲密度的結(jié)晶高溫相。

根據(jù)本發(fā)明的板狀分立元件具有的厚度不大于2mm、優(yōu)選小于1mm、特別優(yōu)選小于500μm并且非常特別優(yōu)選小于等于200μm。最優(yōu)選地，襯底厚度最大為100μm。

例如由此能夠直接制造期望厚度的板狀分立元件。但是也可通過以下方式實現(xiàn)目標厚度，即，在制造或后處理工藝隨后的工藝步驟中例如通過研磨、蝕刻和拋光的一個或多個工藝，將較厚的板狀分立元件變薄。

在本發(fā)明的一個實施方式中，板狀分立元件的水蒸氣穿透率(wvtr)為＜10^-3g/(m²·d)、優(yōu)選＜10^-5g/(m²·d)、并且特別優(yōu)選＜10^-6g/(m²·d)。

在另一實施方式中，在350℃的溫度以及頻率為50hz的交流電的情況下，板狀分立元件的比電阻大于1.0×10⁶ωcm。

板狀分立元件的另一特征在于最大耐熱性(maximumtemperatureresistance)為至少400℃、優(yōu)選至少500℃以及線性熱膨脹系數(shù)α在2.0×10^-6/k至10×10^-6/k、優(yōu)選2.5×10^-6/k至8.5×10^-6/k、并且特別優(yōu)選3.0×10^-6/k至8.0×10^-6/k的范圍中。對此已經(jīng)顯示出，在以下情況下可在薄膜存儲元件中實現(xiàn)特別好的層品質(zhì)：在最大負荷溫度θmax(單位為℃)與線性熱膨脹系數(shù)α之間存在下列關(guān)系：600×10^-6≤θmax×α≤8000×10^-6，尤其優(yōu)選800×10^-6≤θmax×α≤5000×10^-6。

對此，如果沒有說明，該線性熱膨脹系數(shù)α是在20-300℃的范圍中給出的。在本申請中，α和α(20-300)可互換地使用。給出的值是根據(jù)iso7991以靜態(tài)測量確定的額定平均線性熱膨脹系數(shù)。

在本發(fā)明范圍中，最大負荷溫度θmax為這樣的溫度，在該溫度下，該材料尚能完全維持其形狀穩(wěn)定性并且還未發(fā)生分解反應和/或降解反應。當然，根據(jù)使用的材料，該溫度定義不同。對于氧化物晶體材料，最大負荷溫度通常通過熔融溫度給定；對于玻璃大多為玻璃轉(zhuǎn)變溫度tg，其中，在有機玻璃的情況下分解溫度也可低于tg；以及對于金屬或金屬合金，該最大負荷溫度可近似地由熔融溫度給定，除非金屬或金屬合金在該熔融溫度以下發(fā)生降解反應。

該轉(zhuǎn)變溫度tg由以5k/min的加熱速率所測量的膨脹曲線的兩個分支上的切線交點給出。這相應于根據(jù)iso7884-8或din52324的測量。

在另一實施方式中，板狀分立元件在至少一側(cè)上具有這樣的表面，其形成相對于在該表面上涂覆的材料是惰性的和/或減小的穿透性和/或不可穿透性。

在另一實施方式中，至少一個表面形成針對金屬擴散屏障。

在另一實施方式中，至少一個表面形成針對過渡金屬或過渡金屬的離子的屏障。

該金屬優(yōu)選為鈦。

在另一實施方式中，構(gòu)造在板狀分立元件的至少一個表面上的屏障通過摻雜或過摻雜有堿金屬和/或堿土金屬、例如鋰、或過渡金屬形成。顯示出，很小含量的鋰或者很小含量的過渡金屬就可防止有害的過渡金屬從電存儲元件的例如由鈦酸鋰、金屬鈦或鈦合金構(gòu)成的層材料擴散到板狀分立元件中或至少減小該效應。

過渡金屬離子、例如鈦離子擴散到板狀分立元件中，由此可能以不同的的方式使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和/或不穩(wěn)定。

可通過不同的方式檢驗板狀分立元件相對于過渡金屬、例如鈦的穩(wěn)定性。

a)使板狀分立元件與金屬組件接觸

一種方案在于，檢測板狀分立元件相對于金屬鈦的穩(wěn)定性。在薄膜存儲元件中金屬鈦例如用作粘附層和/或接觸層。對此，在制造過渡金屬的這種層期間，會發(fā)生金屬和襯底、即板狀分立元件之間的反應。此外，在薄膜存儲元件處于充電和放電循環(huán)中運行期間，同樣能夠在襯底和過渡金屬的層之間產(chǎn)生接觸反應。

為了檢測板狀分立元件相對于過渡金屬的穩(wěn)定性，可涂覆多個金屬層，然后對其實施其他工藝步驟以檢驗接觸穩(wěn)定性。

為了檢驗板狀分立元件相對于金屬鈦的接觸穩(wěn)定性，對此借助濺射法涂覆金屬鈦層。在此工藝中，將通常為氬的稀有氣體原子離子化，并且通過施加負電壓使其朝金屬鈦靶加速。由此，使得鈦原子從該靶分離并且在位于附近的襯底上作為薄膜沉積。涂覆約為100nm厚的層，以檢測接觸穩(wěn)定性。

b)使板狀分立元件與金屬的離子接觸

為了確定過渡金屬、例如鈦的離子到板狀分立元件中的擴散，適合涂敷過渡金屬的溶膠。

如果需要對鈦離子的擴散進行檢驗，對此可將含鈦的溶膠(在其中鈦具有大于0的氧化態(tài))涂敷到板狀分立元件上。為了模擬經(jīng)過多年鈦離子對板狀分立元件的摻入，然后將涂有含鈦溶膠的襯底加熱到550℃。

例如通過將342.2g(相當于1.5mol)的四乙氧基鈦(vi)(ti(oet)4)與150.18g(相當于1.5mol)的乙酰丙酮絡合來獲得該含鈦溶膠，借助滴液漏斗在20分鐘內(nèi)將乙酰丙酮滴至四乙氧基鈦(vi)(ti(oet)4)。然后，將如此獲得的溶液繼續(xù)攪拌一小時。然后，通過在旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器中進行旋轉(zhuǎn)來移除對此產(chǎn)生的乙醇和反應溶液中的多余的水。獲得類似棕色的粉末，然后在125℃下使該粉末干燥4小時。將如此獲得的粉末中的5g溶解在95g的乙醇中。將樣本浸入由此獲得的溶液中并且以20cm/min的速度從溶液中拉出，以制造厚度為100nm的層。

為了實際模擬在制造薄膜存儲元件時的條件以及其在充電和放電中的使用壽命，在制造之后在爐工藝中對具有金屬鈦層或含鈦離子的層的這種樣本進行處理。其包括：

-以5k/min的加熱速率將樣本從室溫加熱到550℃

-在550℃下保持20分鐘

-在爐內(nèi)冷卻到室溫。

然后在爐處理之后，借助飛行時間二次離子質(zhì)譜儀(tof-sims)對金屬到樣品中的擴散進行分析。對此，借助離子槍將樣本的較小區(qū)域(約300×300μm²)連續(xù)移除(濺射)，中斷分析循環(huán)。在分析循環(huán)中探測到的釋放元素的離子作為濺射時間的函數(shù)被記錄。在最簡單的情況下，獲得強度-濺射曲線。從不同樣本的曲線的比較中可評估出鈦在不同襯底材料中的擴散。

對強度-濺射時間曲線進行如下評估：

-首先通過確定濺射時間“tgf”來識別層與襯底的界面，在該濺射時間中在層中恒定的ti信號開始降低，同時構(gòu)建板狀分立元件的元素的信號增強。

-然后通過確定濺射時間“tef”來識別鈦的最大滲透深度，在該濺射時間中ti信號降低至恒定水平。

-最后通過求差值““tef-tgf”來確定鈦在該材料中的滲透深度。

根據(jù)本發(fā)明的板狀元件由至少一種氧化物或由氧化物的混合物或化合物構(gòu)成。

在本發(fā)明的另一實施方式中，至少一種氧化物是sio2。

在本發(fā)明的另一實施方式中，板狀元件由玻璃構(gòu)成。對此，在本申請中玻璃是指這種材料，其主要采用無機結(jié)構(gòu)并且主要由金屬和/或半金屬的化合物構(gòu)成，其包含元素周期表va、via和viia族元素，但是優(yōu)選包含氧，該材料的特征是無定形，即非周期性排列的三維狀態(tài)以及在350℃的溫度以及頻率為50hz的交流電的條件下具有大于1.0·10⁶ωcm的比電阻。因此，用作固體離子導體的無定形材料lipon不適合作為本申請中的玻璃。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，根據(jù)本發(fā)明的板狀元件通過熔融工藝獲得。

優(yōu)選地，在熔融工藝之后的成型工藝中使得板狀元件形成板狀。對此，該成型可緊接在熔融之后進行(所謂的熱成型)。但是也可以首先獲得基本未成型的固體，其在接下來的步驟中通過重新加熱和機械變形轉(zhuǎn)變成板狀狀態(tài)。

如果通過熱成型工藝成型板狀元件，則在本發(fā)明的實施方式中涉及拉伸法，例如下拉法、上拉法或溢流熔融法。但是其他的熱成型工藝也是可以的，例如在浮法中進行成型。

板狀分立元件可在電存儲系統(tǒng)中使用，尤其用作用于沉積儲能用的功能層的襯底。也能夠使用該板狀分立元件來遮蓋電存儲系統(tǒng)的功能層結(jié)構(gòu)或用作襯頂。

在本發(fā)明中，在其不作為襯底的情況下，即不是作為用于涂敷其他裝飾或上部結(jié)構(gòu)的墊片，而是用作支承元件，例如覆蓋件或玻璃罩，板狀分立元件可以理解為襯頂。對此，在用作襯頂(例如玻璃罩)前，其本身也可經(jīng)受單獨的處理，在其期間，襯頂承擔單獨工藝的襯底的功能，并且例如承載多個上部結(jié)構(gòu)或構(gòu)造，例如用于選擇性地調(diào)節(jié)光學透射性的光學保護層。

在本發(fā)明中，襯頂在此可由與襯底相同的材料構(gòu)成。這例如在如下情況下是有利的，襯底和襯頂應盡可能具有相同的熱膨脹系數(shù)以避免熱應力。

實例

在下表中總結(jié)了根據(jù)本發(fā)明的板狀元件的部分示例性組成。

實施例1

板狀分立元件的組成示例性地由以下組成給出(單位為重量％)：

實施例2

此外，根據(jù)本發(fā)明的另一板狀元件的組成示例性地由以下組成給出(單位為重量％)：

為了更好地對本發(fā)明進行說明，下面表1中列出根據(jù)本發(fā)明的板狀分立元件的其他具體實施例(ab)，對其相對于鈦的接觸穩(wěn)定性進行研究。針對相對于鈦金屬和鈦離子的接觸穩(wěn)定性，同樣列出未根據(jù)本發(fā)明的板狀分立元件的比較實例(vb)。

列出的實例的組成說明對此分別以重量％給出。此外，在20-300℃的范圍中的熱膨脹系數(shù)α的值以ppm/k給出，轉(zhuǎn)變溫度tg以℃給出以及密度以g/cm³給出。

表1

-：ti進入玻璃的滲透深度較大(任意單位)

0：ti進入玻璃的滲透深度中等(任意單位)

+：ti進入玻璃的滲透深度較小(任意單位)。

研究表明，由于板狀離散元件本身中存在tio2而降低了鈦在板狀分立元件中的擴散。這也適用于以下情況：不是通過金屬、而是以(例如tio2中的)離子的形式實現(xiàn)鈦的摻入。

因此，根據(jù)本發(fā)明的板狀分立元件包含至少2重量％的tio2，優(yōu)選至少3重量％的tio2。

附圖說明

圖1示出了金屬鈦和離子鈦的滲透深度與板狀分立元件的tio2含量關(guān)系的圖表，

圖2示出了電存儲元件的示意圖，

圖3示出了板狀分立元件的示意圖。

具體實施方式

圖1示出了板狀分立元件的tio2含量對金屬鈦以及離子鈦的擴散的影響。分別以任意單位示出鈦的滲透深度，左側(cè)區(qū)域表示金屬鈦，右側(cè)區(qū)域表示離子鈦。板狀分立元件的組成在此相應于表1中的實施例4或比較實例3。二者的區(qū)別是，與實施例4相比，比較實例3不含tio2。關(guān)于鈦擴散，不管對于金屬摻入的情況還是對于離子摻入的情況，使用tio2都減小了含鈦的板狀分立元件的滲透深度。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電存儲系統(tǒng)1。其包括板狀分立元件2，其用作襯底。在襯底上涂敷一系列不同的層。示例性地并且不限于該示例，在此在板狀分立元件2上首先涂敷用于陰極和用于陽極的兩個集電極層，即陰極集電極層3和陽極集電極層4。這種集電極層通常為數(shù)微米厚并且由金屬構(gòu)成、例如由銅、鋁或鈦構(gòu)成。在集電極層3上沉積有陰極層5。如果電存儲系統(tǒng)1是鋰基薄膜電池，陰極由鋰過渡金屬化合物構(gòu)成，優(yōu)選由其氧化物構(gòu)成，例如由licoo2、limno2或lifepo4構(gòu)成。此外，在襯底上以及至少部分地與陰極層5重疊地涂敷電解質(zhì)6，其中在存在鋰基薄膜電池的情況下電解質(zhì)大多為lipon，即鋰與氧、磷及氮的化合物。此外，電存儲系統(tǒng)1包括陽極7，其例如可為鋰鈦氧化物或金屬鋰。陽極層7至少部分地與電解質(zhì)層6以及集電極層4重疊。此外，電池1包括封裝層8。

對此，在本發(fā)明中，電存儲系統(tǒng)1的封裝或密封是指阻止或大幅減小流體或其他腐蝕材料對電存儲系統(tǒng)1侵蝕的材料。

圖3示出了本發(fā)明的板狀分立元件的示意圖，在此形成板狀成型體10。在本發(fā)明中，成型體在其沿一空間方向的伸展大于在另兩個空間方向伸展的一半時，此時稱為板狀的或板。在本發(fā)明中，成型體在其長度、寬度和其厚度之間存在以下關(guān)系時稱為帶：其長度至少為其寬度的十倍，其寬度至少為其厚度的兩倍。

附圖標記列表

1電存儲系統(tǒng)

2用作襯底的板狀分立元件

3用于陰極的集電極層

4用于陽極的集電極層

5陰極

6電解質(zhì)

7陽極

8封裝層

10作為板狀成型體的板狀分立元件