리튬 미소전지용 $LiCoO_2$ 박막양극의 전기화학적 특성에 미치는 기판의 영향

Substrate Effect on the Electrochemical Properties of $LiCoO_2$ Thin-Film Cathode for Li Microbattery

기판의 변화가 박막전극의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 박막 $LiCoO_2$ 양극을 alumina, chemically etched-Si그리고 flat-Si기판 위에 증착하였다. Alumina기판의 경우 산소 분위기, $800^{\circ}C$ 30분간 열처리 후 내부에 균열이 존재하는 매우 큰 결정이 형성되었으나 flat-Si 기판의 경우에는 미세하며 균일한 결정이 관찰되었다. Flat-Si 기판 위에 증착된 박막은 alumina또는 식각된 Si 기판의 경우에 비하여 peak potential증감 및 고 전류밀도 방출 능면에서 매우 우수한 특성을 나타내었으며 이는 열처리 후 형성된 결정립의 크기, 표면 형상 및 전류 집전체의 전기저항 차이에 기인한 것으로 생각되었다.

In order to investigate the substrate effect on the electrochemical properties of thin-film electrode, $LiCoO_2$ was deposited onto the alumina, chemically etched-Si and flat-Si substrates. After annealing at $800^{\circ}C$ in $O_2$ for 30min, the film deposited on the alumina consisted of large particles with several cracks, whereas the film deposited on the flat-Si substrate was composed of very small and uniform particles. The films deposited on the flat-Si showed improved electrochemical properties such as peak potential divergence and rate-capability, over those deposited on the alumina and chemically etched-Si substrate, which can be attributed to the differences of the particle size surface morphology, and the electrical resistance of the current collector.