用于形成电化学储能装置的部件的方法和处理系统及氧化腔室与流程

本公开内容的实施方式涉及用于形成电化学储能装置的部件的方法及处理系统，及氧化腔室。本公开内容的实施方式特别涉及用于形成锂或锂离子(li-ion)电池的阴极、阳极、电解质或隔膜(separator)的方法及处理系统，以及用于后处理锂或锂离子电池的阴极、阳极、电解质或隔膜的氧化腔室。

背景技术：

电隔膜可例如被描述成使用在电池及其他布置中的隔膜，在所述电池及其他布置中，在维持离子导电性的同时使电极彼此隔离。

常规来说，隔膜包括薄、多孔、电绝缘物质，具有高离子多孔性、良好的机械强度且相对于在系统中使用的化学物质及溶剂(例如在电池的电解质中)具有长期稳定性。在电池中，隔膜通常将阴极与阳极完全地电绝缘。此外，隔膜通常永久具有弹性且跟随系统中的运动，所述运动不只来自外部的负载且也来自在引入及排出离子时电极的“呼吸(breathing)”。

一般来说，隔膜对确定使用隔膜的系统的寿命及安全性来说是关键的。举例来说，可再充电电池的发展很大程度上受到适当的隔膜材料的开发的影响。

特别是，用于使用在高能量电池或高性能电池中的隔膜可非常薄以确保低的特定空间条件及最小化内电阻，可具有高多孔性以确保低内电阻，并且轻量以达到电池系统的低特定重量。

隔膜一般包括陶瓷层，所述陶瓷层对电池的离子来说为多孔的。对于锂电池的情况来说，陶瓷层对锂离子(lithiumion，li-ion)可为多孔的。然而，陶瓷层可能并非完全多孔的。举例来说，陶瓷层可包括金属原子，这些金属原子未完全地结合(bound)且可能在锂离子电池的充电/放电期间与锂离子反应。因此，电池性能可能劣化。

鉴于以上所述，本文描述的实施方式旨在提供用于形成电化学储能装置的部件的方法及系统，所述方法及系统可有益地克服本领域中的至少一些问题。本公开内容旨在提供用于形成电化学储能装置的部件的方法及系统，所述方法及系统可增加电化学储能装置的电荷传输(放电/充电速率)电压及循环寿命。

技术实现要素：

鉴于以上所述，提供根据独立权利要求的一种用于形成电化学储能装置的部件的方法及处理系统，以及一种被配置为氧化电化学储能装置的部件的陶瓷层的氧化腔室。本申请的其他方面、优点及特征由从属权利要求、说明书及附图而显而易见。

根据本公开内容的一方面，提供一种用于形成电化学储能装置的部件的方法。所述方法包括：在柔性基板之上沉积陶瓷层；以及使所述陶瓷层在升高的温度下处于氧化气氛中。

根据本公开内容的一方面，提供一种用于形成电化学储能装置的部件的处理系统。所述处理系统包括：沉积模块，被配置为用于在柔性基板之上沉积陶瓷层；以及氧化模块，被配置为使所述陶瓷层在升高的温度下处于氧化气氛中。

根据本公开内容的一方面，提供一种氧化腔室，所述氧化腔室被配置为氧化电化学储能装置的部件的陶瓷层。所述氧化腔室包括基板传送机构。所述基板传送机构包括第一滚轴及第二滚轴，基板传送机构被配置为从第一滚轴沿着传送路径传送柔性基板至第二滚轴，其中陶瓷层形成于柔性基板上。所述氧化腔室包括氧化模块，所述氧化模块布置在第一滚轴至第二滚轴之间的传送路径处，所述基板传送机构被配置为使陶瓷层在升高的温度下处于氧化气氛中。

数个示例也有关于用于执行所公开的方法的设备，且包括用于执行所描述的方法方块的设备部件。这些方法方块可由硬件部件、由合适的软件编程的计算机、两者的任何结合或任何其他方式执行。此外，根据本申请的示例也有关于用于操作所描述的设备的方法。所述方法包括用于执行设备的功能的方法方块或操作。

附图说明

为了使本公开内容的上述特征可被详细地了解，可通过参考典型实施方式得到以上简要概述的本公开内容的更具体描述。附图有关于本公开内容的实施方式且被说明于下：

图1显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的处理系统的示意图；

图2显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的处理系统的示意图；

图3显示图2中所示的处理系统的放大部分；

图4显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的氧化腔室的示意图；

图5示意地显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的方法；以及

图6示意地显示根据实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的方法。

具体实施方式

现在将详细参考本公开内容的各种实施方式，这些实施方式的一或多个示例显示于图中。在附图的以下描述中，相同的参考编号表示相同的部件。特别是，描述相对于个别实施方式的相异之处。各示例通过解释的方式提供且不意为对本公开内容的限制。被显示或描述为一个实施方式的部分的特征可用于其他实施方式或与其他实施方式结合使用，以取得再另外的实施方式。旨在使本说明书包括这些修改及变化。

图1显示用于形成电化学储能装置的部件的处理系统100。

在本公开内容的上下文中，“电化学储能装置”可理解为可再充电或不可再充电的电化学储能器。在此方面来说，本公开内容不在一方面的术语“蓄电池(accumulator)”与另一方面的术语“电池(battery)”之间进行区分。在本公开内容的上下文中，术语“电化学储能装置”、“电化学装置”及“电化电池”可在下文中同义地使用。术语“电化学储能装置”例如可也包含燃料电池。在本文描述的实施方式中，电化电池可理解为能量储存器的基本或最小功能单元。在工业实践中，多个电化电池可通常以串联或并联的方式连接，以增加储存器的总能量容量。在本文中，可参照多个电化电池。工业设计的电池可因而具有单个电化电池，或以并联或串联连接的多个电化电池。

一般来说，例如作为基本功能单元的电化学储能装置可包括相反极性的两个电极，也就是负阳极和正阴极。阴极与阳极可通过布置在阴极与阳极之间的隔膜绝缘，以避免阴极与阳极之间短路。电池可填充有电解质。电解质可为离子导体，可为液体、凝胶形式或有时为固体。隔膜可为离子可渗透的(ion-pervious)，且可在充电或放电循环中允许阳极与阴极之间的离子交换。包括在电化学储能装置中的部件可理解为电化学储能装置的部件。因此，上述部件的一些或每一个，包括但不限于阴极、阳极、电解质及隔膜，可视为电化学储能装置的部件。

如图1中所示，处理系统100可包括沉积模块102。沉积模块102可被配置为在柔性基板111之上或上沉积陶瓷层52。特别是，柔性基板可具有第一侧和/或第二侧，第二侧与第一侧相对。陶瓷层52可沉积于柔性基板111的第一侧和第二侧的至少一者之上或上。

在本公开内容的上下文中，“陶瓷层”(诸如陶瓷层52)可理解为包括陶瓷材料的层或由陶瓷材料形成的层。“陶瓷材料”可理解为无机、非金属、固态材料，所述材料包括主要保持在离子键和共价键中的金属、非金属或类金属原子。在本公开内容的上下文中，陶瓷材料可特别地理解为电介质材料，所述电介质材料特别地包括金属及氧原子，诸如例如氧化铝、氮化铝等。根据本文描述的实施方式，陶瓷层52可为氧化铝层。

根据本文描述的实施方式，陶瓷材料可为至少一种不导电或导电性非常差的金属氧化物，所述金属为铝、硅、铅、锆、钛、铪、镧、镁、锌、锡、铈、钇、钙、钡、锶及其组合。尽管硅经常被称为类金属，但在本公开内容的上下文中，每当述及金属时应包括硅。根据本文描述的实施方式，针对包含强碱性电解质的电化电池，可通过选择特别耐碱的原材料来最佳化电化学储能装置的部件。举例来说，锆或钛可用来取代铝或硅而作为形成陶瓷层52的无机组分。在此情况中，陶瓷层52可包括氧化锆或氧化钛来取代氧化铝或氧化硅。

根据本文描述的实施方式，陶瓷层52可为多孔层或具有多孔性。特别地，陶瓷层52可为多孔的，使得某些元素可穿过陶瓷层52。

柔性基板111可特别地包含诸如塑料膜、网(web)、箔、柔性玻璃或条状物(strip)的柔性基板。术语柔性基板也可包含其他形式的柔性基板。在本文描述的实施方式中使用的柔性基板可为可弯曲的。术语“柔性基板”或“基板”可与术语“箔”或术语“网”同义地使用。特别是，本文描述的实施方式可用来涂布任何种类的柔性基板，以例如用于制造具有均匀厚度的平涂层，或用于在柔性基板上或在下层涂布结构的顶部上制造预定形状的涂布图案或涂布结构。除了陶瓷层，可通过施加掩模、蚀刻及/或沉积来在柔性基板上形成电子装置及结构。

根据本文描述的实施方式，柔性基板111可包括选自以下物质的群组的聚合物材料：聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚酯(polyester)、聚酰胺(polyamide)、聚酰亚胺(polyimide)、聚烯(polyolefin)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose)、聚丙烯酸(polyacrylicacid)、聚乙烯(polyethylene)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)、聚苯醚(polyphenylether)、聚氯乙烯(polyvinylchloride)、聚偏二氯乙烯(polyvinylidenechloride)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride)、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)(poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene))、聚乳酸(polylacticacid)、聚丙烯(polypropylene)、聚丁烯(polybutylene)、聚对苯二甲酸二丁酯(polybutyleneterephthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、聚苯乙烯(polystyrene)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrilebutadienestyrene)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate))、聚甲醛(polyoxymethylene)、聚砜(polysulfone)、苯乙烯-丙烯腈(styrene-acrylonitrile)、苯乙烯-丁二烯橡胶(styrene-butadienerubber)、乙烯醋酸乙烯酯(ethylenevinylacetate)、苯乙烯-马来酸酐(styrenemaleicanhydride)及其组合。也可使用在例如锂基电化学储能装置中所发现的强还原条件(stronglyreducingcondition)中稳定的任何其他聚合物材料。根据本文描述的实施方式，针对包含强碱性电解质的电化学储能装置，可通过选择特别耐碱的原材料来最佳化柔性基板111及/或陶瓷层52。举例来说，柔性基板111可包括聚烯烃或聚丙烯腈来取代聚酯。

在隔膜的情况中，柔性基板111可由微孔聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃及/或它们的层叠制成，及/或包括微孔聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃及/或它们的层叠。

在阴极的情况中，柔性基板111可由铝制成及/或包括铝。在此情况中，阴极层可形成于柔性基板111上。陶瓷层52可形成于阴极层上。举例来说，柔性基板111在阴极的情况中可具有5μm至12μm的厚度且/或阴极层可具有达100μm的厚度。额外地或替代地，柔性基板111可以是本文描述的聚合物材料或可包括本文描述的聚合物材料，例如聚酯，铝层沉积于柔性基板111上。聚合物基板可比例如铝基板及/或沉积的铝层薄。沉积的铝层可具有约0.5μm至约1μm的厚度。当实践实施方式时，可减小阴极的厚度。

在阳极的情况中，柔性基板111可由铜制成及/或包括铜。在此情况中，阳极层可形成于柔性基板111上。陶瓷层52可形成于阳极层上。举例来说，柔性基板111在阳极的情况中可具有5μm至12μm的厚度且/或阳极层可具有达100μm的厚度。额外地或替代地，柔性基板111可以是本文描述的聚合物材料或包括本文描述的聚合物材料，例如聚酯，铜层沉积于柔性基板111上。聚合物基板可比例如铜基板及/或沉积的铜层薄。沉积的铜层可具有约0.5μm至约1μm的厚度。当实践实施方式时，可减小阳极的厚度。

根据本文描述的实施方式，柔性基板111的材料，特别是聚合物材料，可具有诸如等于或大于200℃的高熔点。包括具有高熔点的聚合物材料的电化学储能装置的部件可在具有快速充电循环的电化学储能装置中为有用的。在实践中，特别是借助于根据本文描述的实施方式的包括具有高熔点的聚合物材料的部件的高热稳定性，装配有此种部件的电化学储能装置可能不会太热敏感，且能够容许因快速充电导致的温度增加，而不会不利的改变部件或损害电化学储能装置。当实践实施方式时，可达成较快的充电循环，这对可于较短时间段内充电的电动车辆可为有益的。

根据本文描述的实施方式，具有陶瓷层52或不具有陶瓷层52的柔性基板111可具有从10％至90％的范围中的多孔性，特别是具有从40％至80％的范围中的多孔性。柔性基板111及/或陶瓷层52可在应用中为电解质提供路径，且可减少电解质穿透时间。在本公开内容的上下文中，“多孔性”，诸如柔性基板111及/或陶瓷层52的多孔性，可与开放孔的可及性(accessibility)相关。举例来说，多孔性可通过常见的方法确定，诸如例如通过压汞法(mercuryporosimetry)且/或可以假设所有孔是开放孔来从材料的体积及密度计算。

根据本文描述的实施方式，电化学储能装置可为锂离子电池。在锂离子电池中，柔性基板111可经常由微孔聚乙烯和聚烯烃制成。在充放电循环的电化学反应期间，锂离子传输通过锂离子电池的两个电极之间的柔性基板111及/或陶瓷层52中的孔。高多孔性可增加离子电导率。然而，当例如在循环期间所形成的锂枝晶(li-dendrite)在电极之间产生短路时，具有高多孔性的一些柔性基板111可能易受到电短路的影响。

本公开内容可提供电化学储能装置的非常薄的部件，诸如非常薄的隔膜。当实践实施方式时，可减少对电化学储能装置的活动(activity)没有贡献的电化学储能装置的成份的比例。此外，厚度的减小可同时致使离子电导率增大。根据本文描述的实施方式的部件可允许例如电池组的密度增大，使得大量的能量可储存于相同体积中。当实践实施方式时，有限的电流密度可通过电极区域的扩大而同样地增大。

本文描述的实施方式可用于生产隔膜。隔膜可与电化学储能装置分离，或直接地整合至电化学储能装置中，诸如例如是具有整合的隔膜的锂离子电池。在整合的隔膜应用中，单层隔膜或多层隔膜可直接地形成于电化学储能装置的电极上。此外，陶瓷层52可涂布于电化学储能装置的电极上，诸如阳极或阴极。因此，电化学储能装置的部件可为隔膜或隔离膜、电解质、阳极及/或阴极。

根据本文描述的实施方式，陶瓷层52可通过蒸发金属形成。特别是，陶瓷层52可通过在电感加热坩锅中蒸发金属来形成。此外，可提供诸如例如为氧的处理气体以用于形成陶瓷层52。根据本文描述的实施方式，陶瓷层52可通过反应蒸发形成。当实践实施方式时，相较于传统的隔膜涂布技术(诸如浸涂(dip-coating))，可达成非常高的涂布速度。特别是，涂布速度可根据将形成于柔性基板111上的陶瓷材料的厚度及类型来变化。

根据本文描述的实施方式，形成于柔性基板111上的陶瓷层52的厚度可等于或大于25nm，特别是等于或大于50nm，特别是等于或大于100nm，且/或等于或小于1000nm，特别是等于或小于500nm，特别是等于或小于150nm。当实践实施方式时，可达成电化学储能装置中的非常高的能量密度。

当通过蒸发形成陶瓷层52，特别是通过反应蒸发形成陶瓷层52时，陶瓷层52可能不以完全化学计量形成，或可能以非化学计量形成。在本公开内容的上下文中，“化学计量(stoichiometry)”，诸如陶瓷层52的化学计量，可理解为化学反应中的反应物和生成物的相对量的计算。因此，“非化学计量”或“不完全化学计量”可意指生成物不包括全部的反应物的情况。在氧化铝作为陶瓷层52的材料的例子中，完全化学计量反应可为：4al+3o2＝2al2o3。如果氧化铝没有以完全化学计量或以非化学计量形成，则反应的生成物可例如为al2o2.5。因此，x≠1.5的alox的任何组成可视为非化学计量或没有以完全化学计量形成。在这种非化学计量的陶瓷层中，可能存在可与电化学储能装置的元素反应的未结合的过量原子，特别是在电化学储能装置的充电及/或放电期间。在锂离子电池的示例中，未结合的过量原子可与横穿陶瓷层的锂离子反应，诸如在锂离子电池的充电及/或放电期间。在氧化铝作为陶瓷层52的材料的示例中，未结合的过量原子可为al。

根据本文描述的实施方式，处理系统100可包括氧化模块150。氧化模块150可被配置为使陶瓷层52处于氧化气氛中。根据本文描述的实施方式，陶瓷层52可特别是在升高的温度下处于氧化气氛中。当实践实施方式时，可改善陶瓷层52的化学计量。根据有利的实施方式，可实际上取得完全化学计量的陶瓷层52。

在本申请的上下文中，“氧化气氛”，诸如陶瓷层52可处于的氧化气氛，可理解为有利于氧化反应的气氛，以例如改善陶瓷层52的化学计量。根据本文描述的实施方式，氧化气氛可包含多于20体积-％的氧。

在氧化铝为陶瓷层52的材料的示例中，氧化铝可在处于氧化气氛时氧化，使得未结合的过量al原子的量减少且/或氧化铝包括增加的量的al2o3。根据本文描述的实施方式，氧化铝层可以改善氧化铝层的化学计量的方式处于氧化气氛。因此，电化学储能装置的较少元素(诸如上述的锂离子)可与陶瓷层52反应。当实践实施方式时，可取得较高的放电及/或再充电速率、较高的电压及/或改善的寿命。因此，可实际上取得改善的电荷传输、增加的电压及/或延长的循环寿命。

此外，可提高陶瓷层52的机械强度。当实践实施方式时，可改善电化学储能装置的部件及电化学储能装置本身的制造、后处理及储存。特别是，陶瓷层52的提高的强度可有助于卷绕及/或再卷绕形成于柔性基板111上的陶瓷层52。

根据本文描述的实施方式，陶瓷层52可在升高的温度下处于氧化气氛。在本公开内容的上下文中，“升高的温度”，诸如陶瓷层52可处于氧化气氛而所在的升高的温度，可理解为温度相对于周围环境温度是升高的，也就是提高的。因此，升高的温度可理解为高于室温或周围温度的温度。也可具有装置来用于提高周围温度到升高的温度。举例来说，可应用加热装置或加热组件来取得升高的温度。

根据本文描述的实施方式，升高的温度可等于或大于周围温度，且/或等于或大于23℃，特别是等于或大于50℃，特别是等于或大于80℃。额外地或替代地，升高的温度等于或大于50℃，特别是等于或大于60℃，特别是等于或大于80℃，且/或等于或小于180℃，特别是等于或小于120℃，特别是等于或小于100℃。

这种升高的温度可增加氧化的速度，也就是温度越高，氧化过程可为越快。尽管如此，可进一步有数个可提供升高的温度的上限的限制。在电化学储能装置的应用中，对于升高的温度的应用可有严格的限制。如上所述，柔性基板111可能在经受温度时变形。虽然如上所述可使用具有约200℃的熔点的柔性基板111的材料，但许多柔性基板不具有这样高的熔点。此外，li具有约180℃的熔点，而也可能限制升高的温度的温度范围。因此，用于形成或后处理电化学储能装置(特别是锂离子电池)的部件的陶瓷层的升高的温度的使用通常是违反直觉的(counterintuitive)。本申请介绍在升高的温度下使用氧化气氛，以改善陶瓷层的化学计量。

图1显示氧化模块150布置于沉积模块102的下游。虽然根据本文描述的实施方式可使用此布置，但其他布置也可为可行的。举例来说，氧化模块150可串连布置，也就是与沉积模块102串连布置。在该情况中，氧化模块150和沉积模块102可在同一处理系统或处理腔室中。此外，氧化模块150可被离线(off-line)布置，也就是布置在不同于沉积模块102的线中。在此情况中，氧化模块150和沉积模块102可在不同的处理系统或处理腔室中。举例来说，可提供单独的氧化腔室以用于氧化模块150。此外，沉积模块102可设置于第一处理腔室中，且氧化模块150可设置于同一处理系统的第二处理腔室中。

柔性基板111可在于真空处理腔室中处理时移动，例如从沉积模块102向氧化模块150移动。根据本文描述的实施方式，可设置基板传送机构。举例来说，柔性基板111可沿着传送路径p传送通过沉积模块102及/或氧化模块150。

如图1中所示，可设置第一基板支撑件及/或第二基板支撑件，第二基板支撑件与第一基板支撑件相隔一距离布置。第一基板支撑件及/或第二基板支撑件也可称为滚轴，例如第一滚轴及/或第二滚轴。第一滚轴22及第二滚轴24可为基板传送机构的一部分。根据本文描述的实施方式，柔性基板111可从第一滚轴22传送至第二滚轴24。柔性基板111可从第一滚轴22沿着传送路径p(由中心具有点的圆所示，以表示垂直于投影面的传送路径p)运载及/或运送至第二滚轴24。根据本文描述的实施方式，基板传送机构可被配置为从第一滚轴22沿着传送路径p传送柔性基板111至第二滚轴24。沉积模块102及/或氧化模块150可设置于第一滚轴22与第二滚轴24之间的位置处。根据本文描述的实施方式，沉积模块102及/或氧化模块150可沿着传送路径p布置。根据本文描述的实施方式，可在柔性基板111从第一滚轴22向第二滚轴24传送时形成陶瓷层52。根据本文描述的实施方式，当柔性基板111从第一滚轴22向第二滚轴24传送时，陶瓷层52可处于氧化气氛。

在一些实现方式中，柔性基板111可从储存滚轴退绕，可传送于涂布鼓的外表面上，及可沿着其他滚轴的外表面被引导。涂布的柔性基板可卷绕于卷轴上。

在本公开内容的上下文中，例如作为滚轴组件的一部分的“滚筒(roll)”、“滚轴(roller)”或“滚轴装置(rollerdevice)”可理解为提供一表面的装置，诸如柔性基板111(或柔性基板111的一部分)的基板(或基板的一部分)可在基板存在于沉积布置(诸如沉积设备或沉积腔室)中期间接触该表面。滚轴装置的至少一部分可包括圆状的形状，用于接触基板。在一些实施方式中，滚轴装置可具有基本上圆柱形状。此基本上圆柱形状可绕着直纵轴形成，或可绕着弯曲纵轴形成。根据一些实施方式，本文描述的滚轴装置可适用于接触柔性基板。本文所意指的滚轴装置可为导引滚轴、涂布机滚轴(spreaderroller)、偏转滚轴或类似者，所述导引滚轴适用于在基板被涂布(或基板的一部分被涂布)或在基板存在于处理设备中时导引基板，所述涂布机滚轴适用于为将涂布的基板提供限定的张力，所述偏转滚轴用于根据限定的行进路径偏转基板。

根据本文描述的实施方式，处理系统可被配置为处理具有500m或更长、1000m或更长、或数千米的长度的柔性基板111。基板宽度可为100mm或更大、300mm或更大、500mm或更长、或1m或更长。基板宽度可为5m或更小、特别是2m或更小。一般来说，基板厚度可为5μm或更大及200μm或更小，特别是从15μm至20μm。

图2显示用于在柔性基板111的表面上沉积陶瓷材料的处理系统100的示意图。处理系统100可包括装载/卸载腔室101。装载/卸载腔室101可被配置为装载柔性基板111至处理系统100中及/或从处理系统100卸载柔性基板111。根据本文描述的实施方式，装载/卸载腔室可在处理柔性基板111期间保持在真空下。可设置真空装置190以排空装载/卸载腔室101，真空装置190诸如是真空泵。

根据本文描述的实施方式，装载/卸载腔室101可包括退绕模块110及/或再卷绕模块130。退绕模块110可包括退绕滚轴，用于退绕柔性基板111。在处理期间，柔性基板111可通过一或多个导引滚轴112退绕(由箭头113表示)及/或导引至涂布鼓120。在处理之后，柔性基板111可卷绕(箭头114)于再卷绕模块130中的再卷绕滚轴上。

此外，装载/卸载腔室101可包括张力模块180，例如包括一或多个张力滚轴。额外地或替代地，装载/卸载腔室101还可包括枢轴装置170，诸如例如枢轴臂。枢轴装置170可被配置为相对于再卷绕模块130为可移动的。

根据本文描述的实施方式，退绕模块110、再卷绕模块130、导引滚轴112、枢轴装置170、张力模块180可为基板传送机构及/或滚轴组件的一部分。

根据本文描述的实施方式，处理系统100可包括沉积腔室103或蒸发腔室103。沉积腔室103可包括沉积模块102。沉积模块102可类似于或相同于特别是参照图1所描述的沉积模块102。沉积腔室103可通过真空装置190排气，真空装置190也可用于对装载/卸载腔室101排气。额外地或替代地，沉积腔室103可具有也可用于对装载/卸载腔室101排气的与真空装置190分离的真空装置。

如图2中所示例性显示，沉积模块102可包括蒸发装置140。蒸发装置140可被配置为蒸发材料，特别是金属。根据本文描述的实施方式，蒸发装置140可包括一或多个蒸发皿。蒸发装置140可进一步包括要供应至蒸发装置140中的一或多个线材(wire)。特别是，每个蒸发皿可具有一个线材。此一或多个线材可包括待蒸发的材料且/或可由待蒸发的材料制成。特别是，此一或多个线材可提供待蒸发的材料。

根据本文描述的实施方式，蒸发装置140可为一或多个电感加热坩锅。电感加热坩锅可例如被配置为通过rf感应加热，特别是mf感应加热，来在真空环境中蒸发金属。此外，金属可提供于可更换的坩锅中，诸如例如提供在一或多个石墨容器中。可更换的坩锅可包括绝缘材料，绝缘材料围绕坩锅。一或多个感应线圈可缠绕在坩锅和绝缘材料周围。根据本文描述的实施方式，此一或多个感应线圈可为水冷却的。在使用可更换的坩锅的情况中，无需供应线材至蒸发装置140中。可更换的坩锅可预先装载有金属且可定期地替换或再补充。特别是，分批提供金属具有准确地控制蒸发的金属的量的优点。

相较于使用电阻加热坩锅来蒸发金属的传统蒸发方法，使用电感加热坩锅允许在坩锅的内部进行加热过程，而不是通过外部源通过热传导产生加热过程。电感加热坩锅具有坩锅的所有壁非常快速且均匀加热的优点。金属的蒸发温度可比传统的电阻加热坩锅更严密地控制。当使用电感加热坩锅时，可能不必将坩锅加热到高于金属的蒸发温度。当实践实施方式时，可提供更可控及有效的金属蒸发，以使形成于柔性基板上的陶瓷层更为均质。通过减少蒸发金属的飞溅的可能性，坩锅温度的精密控制也可避免/减少陶瓷层中的针孔及通孔缺陷。在隔膜中的针孔及通孔缺陷可能导致电化电池中的短路。

根据本文描述的实施方式，电感加热坩锅可例如由一或多个感应线圈(未显示于图中)围绕。感应线圈可为电感加热坩锅的组成部分。此外，可将感应线圈及电感加热坩锅提供为分离部件。分别地提供电感加热坩锅及感应线圈可允许蒸发设备的简易维护。

根据本文描述的实施方式，蒸发源可包括一或多个电极束源。此一或多个电极束源可提供一或多个电极束，以蒸发待蒸发的材料。

根据本文描述的实施方式，可设置电源240(见于图3中)。电源240可连接于感应线圈。电源可为交流(ac)电源，可被配置为提供具有低电压但高电流及高频率的电力。此外，可例如通过包括谐振电路来增加反应功率。根据本文描述的实施方式，除了导电材料或取代导电材料，电感加热坩锅可例如包括铁磁材料。磁性材料可例如改善感应加热过程，且可允许金属的蒸发温度的较佳控制。

根据本文描述的实施方式，处理系统100的涂布鼓120可分离装载/卸载腔室101与沉积腔室103。涂布鼓120可被配置为导引柔性基板111至沉积腔室103中。一般来说，涂布鼓120可布置于处理腔室中，使得柔性基板111可通过蒸发模块102的上方。根据本文描述的实施方式，可冷却涂布鼓120。

沉积模块102可包括等离子体源108，等离子体源108被配置为在蒸发装置140与涂布鼓120之间产生等离子体。等离子体源108可例如为电子束装置，被配置为利用电子束点燃等离子体。根据本文的另外实施方式，等离子体源可为中空阳极沉积等离子体源。通过进一步减少蒸发金属飞溅的可能性，等离子体可有助于避免/减少基板上的多孔涂层中的针孔及通孔缺陷。等离子体也可进一步激发已蒸发的金属的粒子。根据本文描述的实施方式，等离子体可增加沉积于柔性基板上的多孔涂层的密度及均匀性。

根据本文描述的实施方式，沉积模块102可包括气体源，用于供应处理气体。气体源可包括气体引入装置107。气体引入装置107可被布置为可控制地引入处理气体至沉积模块102及/或沉积腔室103中。气体引入装置可例如包括喷嘴及供应管，供应管连接于例如处理气体源，用于提供处理气体至沉积模块102及/或沉积腔室103中。

处理气体可为反应气体。特别是，处理气体可为与蒸发装置140所蒸发的金属反应的反应气体。举例来说，处理气体可为且/或包括氧、臭氧、氩及其组合。

针对氧包括于处理气体中的情况来说，氧气可例如与已蒸发的金属反应，以在柔性基板111上形成陶瓷层52。电化学储能装置的部件，诸如隔膜或隔离膜、电解质、阴极及阳极，可包括alox。诸如是铝的金属可例如通过电感加热坩锅蒸发，且氧可通过气体引入装置提供至已蒸发的金属。

根据本文描述的实施方式，处理系统可包括氧化模块150。氧化模块150可为退火模块，用于使陶瓷层52退火。氧化模块150可类似于或相同于特别是参照图1所述的氧化模块150。如图2中所示例性显示，氧化模块150可布置于沉积腔室103的下游。氧化模块150可被配置为特别是在氧化距离及/或退火距离处使陶瓷层处于氧化气氛及/或退火气氛。氧化距离及/或退火距离可足够长，以取得所期望的氧化及/或退火量。

根据本文描述的实施方式，氧化模块150可包括气体组件151。气体组件151可被配置为提供氧化气体，诸如氧。根据本文描述的实施方式，氧化模块150可包括加热组件(未显示)。加热组件可被配置为提高供应的氧化气体、柔性基板111及陶瓷层52的至少一者的温度。

根据本文描述的实施方式，氧化模块150可包括抽吸装置。抽吸装置152可被配置为抽吸过量的氧化气体，也就是不被用来氧化陶瓷层52的氧化气体。抽吸装置152可相对于柔性基板111而与气体组件151相对布置。因此，由气体组件151供应的处理气体可提供至陶瓷层52，横越柔性基板111，并由抽吸装置152抽吸。当实践实施方式时，可避免处理系统100的污染。

氧化模块150可进一步包括等离子体源(未显示于图2中，见图4)。等离子体源可为特别是参照图4所述的氧化腔室200的等离子体源153。当实践实施方式时，可减小氧化距离及/或退火距离。

图3显示图2中所示的处理系统100的放大部分。根据本文描述的实施方式，处理系统100可包括控制系统220。控制系统220可连接于沉积模块102、氧化模块150、气体引入装置107、等离子体源108及电源240的至少一者。根据本文描述的实施方式，控制系统220可被配置为调整供应至沉积模块102的功率、供应至等离子体源108的功率、气体引入装置107引入至沉积模块102中的处理气体的量及/或处理气体的气流的取向的至少一者。根据本文描述的实施方式，控制系统220可被配置为额外地或替代地调整由氧化模块150供应的氧化气体的量及/或氧化气体的气流的取向、及抽吸装置152的抽吸力的至少一者。

根据本文描述的实施方式，气体引入装置107可被布置为在大约平行于金属的蒸发方向230的方向中提供处理气体的气流。根据本文描述的实施方式，气体引入装置提供的气流的取向可根据陶瓷层52的均匀性及成分的至少一者调整。当实践实施方式时，可确保反应气体与已蒸发的金属之间更有效率的反应来形成陶瓷层。通过能够更准确地控制与蒸发的金属相互作用的处理气体的量，布置气体引入装置107以在基本平行于来自蒸发装置140的金属的蒸发方向230的方向中引入反应气体也可有助于较佳地控制涂布过程。

根据本文描述的实施方式，可于基本垂直于金属的蒸发方向230的方向中导引等离子体210。当实践实施方式时，可避免蒸发金属的飞溅且/或可减少陶瓷层的针孔缺陷。

虽然氧化模块150在图1至3中被显示为与沉积模块102串联布置，但氧化模块150可如上所述被离线布置。举例来说，可设置其中布置氧化模块150的氧化腔室200。氧化腔室200可与沉积腔室103分离。此外，氧化腔室200可与处理系统100分离。此外，处理系统100可为多腔室系统，包括多个处理腔室，诸如沉积腔室103及/或氧化腔室200。此外，处理系统100可包括储存腔室，在所述储存腔室中，在具有沉积于柔性基板111上的陶瓷层52的再卷绕的柔性基板111可传送至氧化腔室200之前，可储存具有沉积于柔性基板111上的陶瓷层52的再卷绕的柔性基板111。

图4显示根据实施方式的氧化腔室200。氧化腔室200可包括氧化模块150及/或基板传送机构。

基板传送机构可包括第一滚轴222及/或第二滚轴224。氧化腔室200的第一滚轴222及/或第二滚轴224可类似于或相同于例如特别是参照图1所述的处理系统100的第一滚轴22及/或第二滚轴24。此外，氧化腔室200可包括类似或相同于例如特别是参照图2所述的处理系统100的基板传送机构及/或滚轴组件。因此，氧化腔室200的基板传送机构及/或滚轴组件可包括与处理系统100的基板传送机构及/或滚轴组件相同、类似或对应的部件，特别是包括退绕模块110、再卷绕模块130、导引滚轴112、枢轴装置170、及张力模块180。基板传送机构可被配置为从第一滚轴222沿着传送路径p’传送柔性基板111至第二滚轴224。陶瓷层52可形成于柔性基板111上。

根据本文描述的实施方式，氧化模块150可布置于第一滚轴222与第二滚轴224之间的传送路径p’。氧化模块150可被配置为使陶瓷层52在升高的温度下处于氧化气氛。

此外，氧化腔室200中的氧化模块150可进一步包括以上特别参照图1至3所述的相同或类似部件，特别是包括气体组件151及/或抽吸装置152。此外，氧化模块150可包括等离子体源153。等离子体源153可被配置为在气体组件151与柔性基板111之间产生等离子体。等离子体源153可例如为电子束装置，被配置为用电子束点燃等离子体。根据本文的另外实施方式，等离子体源可为中空阳极沉积等离子体源。此外，等离子体源153可相同于或类似于本文特别参照图2及3所述的沉积模块102的等离子体源108。等离子体可离子化及/或加热气体组件151所供应的氧化气体。因此，可增加陶瓷层52的氧化速率。当实践实施方式时，可取得完全化学计量的陶瓷层。

根据本文描述的实施方式，氧化模块150可包括加热组件154。加热组件154可被配置为升高氧化腔室200、氧化气氛、柔性基板111及陶瓷层52的至少一者的温度。特别是，加热组件154可被配置为形成或产生升高的温度。因此，可增加陶瓷层52的氧化速率。当实践实施方式时，可取得完全化学计量的陶瓷层。

虽然等离子体源153及加热组件154在图3中被显示为布置于氧化腔室200中的氧化模块150的部分，但等离子体源153及/或加热组件154也可存在于在氧化腔室200之外的氧化模块150中，诸如串连的氧化模块150。举例来说，等离子体源153及/或加热组件154也可为本文特别参照图1至3所述的氧化模块150的部分。在加热组件154布置于不同于氧化腔室200的处理腔室中的情况中，加热组件154可被配置为加热该处理腔室。

图5显示用于形成电化学储能装置的部件的方法500的流程图。此方法可包括操作510和520的至少一者。根据操作510，在柔性基板111之上沉积陶瓷层52。根据操作520，使陶瓷层52在升高的温度下处于氧化气氛。当实践实施方式时，可取得具有改善的化学计量的陶瓷层。

图6示意地显示根据本文描述的实施方式的用于形成电化学储能装置的部件的方法300。方法300可包括提供310柔性基板，所述柔性基板具有正面及背面。根据本文描述的实施方式，提供柔性基板可包括从退绕模块通过蒸发设备的涂布鼓导引柔性基板至再卷绕模块。

根据本文描述的实施方式，此方法可进一步包括在电感加热坩锅中蒸发320金属。特别是，根据本文描述的实施方式，可通过电感加热坩锅蒸发铝及/或硅。在本文的实施方式中，此方法进一步包括施加330陶瓷层至柔性基板的正面及背面的至少一者。

已蒸发的金属可与反应气体反应，以在柔性基板上形成多孔涂层。金属可在真空环境中蒸发。举例来说，已蒸发的铝可与氧反应，以在柔性基板上形成多孔alox层。

根据本文描述的实施方式，在电感加热坩锅中蒸发金属可进一步包括感测340金属蒸发的蒸发温度，及根据感测的蒸发温度来调整被提供以在电感加热坩锅中蒸发金属的功率。监控及调整蒸发温度可提高用于形成电化学储能装置的部件的方法的能量效率，且/或可有助于避免施加至柔性基板的多孔涂层的任何针孔缺陷。

在本文描述的实施方式中，施加至柔性基板的陶瓷层可具有从约25nm至约300nm的厚度，诸如例如从100nm至200nm的厚度。

根据本文描述的实施方式，在电感加热坩锅中蒸发金属可进一步包括提供350处理气体至已蒸发的金属，处理气体诸如例如是氧。可在基本平行于金属的蒸发方向的方向提供反应气体。

用于形成电化学储能装置的部件的方法可进一步包括在已蒸发的金属与柔性基板之间提供360等离子体。等离子体可增加柔性基板上的多孔涂层的密度，且也可有助于减少多孔涂层的针孔缺陷。特别是，根据本文描述的实施方式，等离子体可由例如电子束装置或中空阳极沉积等离子体源提供。多孔涂层的密度可受等离子体的密度的影响。

在柔性基板上沉积的多孔层的化学计量可例如受金属的蒸发速率及提供至已蒸发的金属的处理气体的量的影响。可能影响沉积的多孔层的化学计量的另外方面可为蒸发腔室内部的真空与周围大气的压力之间的压差。因此，如本文描述的，陶瓷层52可非化学计量地沉积，或不以完全化学计量沉积。

根据本文描述的实施方式，用于形成电化学储能装置的部件的方法可包括使陶瓷层52在升高的温度下处于370氧化气氛。当实践实施方式时，可改善陶瓷层的化学计量。甚至可实际上取得完全化学计量的陶瓷层。

此书面说明使用包括最佳模式的示例来公开本公开内容，且也使得能够实施所述的主题，包括制造及使用任何设备或系统及执行任何并入的方法。本文描述的实施方式提供用于生产隔膜的改进的方法及设备，所述隔膜：具有高多孔性而有良好的离子电导率；具有复合孔结构，所述复合孔结构没有针孔或通孔缺陷或具有减少的针孔或通孔缺陷而抑制短路；具有卓越的热及机械稳定性；且可以低成本生产。尽管上文已公开了各种特定实施方式，但上述实施方式的非互斥的特征可彼此结合。可申请专利范围由权利要求书限定，且如果其他实施例具有非相异于权利要求的字面语言的结构元素，或如果其他实施例包括与权利要求的字面语言具有非实质差异的等同结构元素，则这些实施例意欲落在权利要求的范围中。