金属膜包封的制作方法

专利名称：金属膜包封的制作方法
技术领域：
本发明领域涉及设备、组合物、沉积和制造方法，更具体地，涉及固态薄 膜二次(secondary)和一次(primary)电化学装置(包括电池组)的包封。
背景技术：
常规的电化学装置包括多个电活性层，如阳极、阴极、电解质、基板、集 电器等。 一些层(如包含锂的阳极层)由对环境极度敏感的材料构成。这类电 池组需要包封以保护对环境敏感的材料。用来包封电化学装置的敏感层的一些 方案(如用金箔包封)的成本昂贵。其他方案用诸如金属和塑料构成的袋包封 装置，这种袋沿装置的周边进行密封。当温度变化时，金属和塑料袋内的空气 膨胀和/或收縮。这种膨胀和/或收縮可能吹破金属和塑料袋的密封，或造成其 他问题，因此削弱了袋包封的益处。
12常规的电化学装置还具有从基板伸出的垂片(tab)。这些垂片为电池组提供
导电接触点。这些垂片可能是易碎的，在从外部抓紧或固定时可能碎裂，对进 行包封设计以保持在垂片周围的适当密封造成困难。
因此，本领域需要提供更好更经济的包封方法以及提供导电接触、包括明 显比已知的包封方法更薄的包封的更好的方法。
发明概述
本发明的一个示例实施方式包括具有第一电接触的电池组；与第一电接 触连接并具有嵌埋的导体的结合层；至少一种电池结构；以及第二电接触，其 中，结合层和至少一种电池结构夹在第一和第二接触层之间。结合层通过嵌埋 的导体可选择性地导电。电池结构还可以通过嵌埋的导体达到与第一电接触的 选择性电接触。
例如，第一电接触可以包括包封金属。第二电接触例如可以包括基板。结 合层可以是粘合材料、绝缘材料、塑料、玻璃和/或玻璃纤维。导体可以是垂片、 金属丝、多根金属丝、金属丝网、穿孔金属、施涂在粘合层上的金属涂层，或 盘。导体可以织造在结合层中，该结合层可包括狭缝，在狭缝内织造有嵌埋的 导体。结合层可以是含一个或多个导电部分的粘合材料，所述导电部分例如可 以是施用于一个或多个选定区域的导电粉末、导电体或颗粒。第一和第二接触 可以由导电材料(例如，金，铂，不锈钢，钛，锆，钴，铝，铟，镍，铜，银，碳, 青铜，黄铜，铍，和/或它们的氧化物、氮化物和合金)构成。还可以包括在第 一和/或第二接触上的绝缘层。绝缘层例如可以是塑料。电池结构可以包括阳极、
电解质；阴极和阻挡层。阴极例如可以不进行退火或者釆用快速热退火方法进 行退火。
本发明的另一个示例实施方式包括制造薄膜电池组的方法，该方法包括无 特定顺序的以下步骤形成选择性导电的结合层；将该结合层与第一接触层相 连；将电池结构的第一侧与第二接触层相连；将电池结构的第二侧与结合层相 连。替代步骤可包括形成具有阳极、阴极和电解质层的电池结构；将导体嵌埋 在结合层内；将至少一种导电金属丝编织在整个结合层中，其中露出导电金属 丝的选定部分；加热结合层并挤压位于结合层内的导体；用绝缘材料对该电池 组进行绝缘。在结合层内还可以嵌埋增强层，该层包括KEVLAR⑧、玻璃纤维、 塑料、玻璃或其他绝缘材料。这种增强层是选择性导电的。本发明的另一个示例实施方式是一种设备，该设备具有带至少一个凹槽的 电化学装置和金属箔。金属箔可以包封电化学装置，金属箔的一部分延伸超过 凹槽，在超出电化学装置的开槽部分的金属箔上提供电接触垂片。所述接触区 还可以具有孔。金属箔上可以有一个或多个开口。该设备还可以具有第二电化
学装置，这两个电化学装置都用金属箔包封。此外，可以有多个其间具有金属 箔的电化学装置。金属箔包封电化学装置或者金属箔位于电化学装置之上。
金属箔还可以包括电化学装置的阴极元件。电化学装置可以具有基板，金 属箔还可以与基板导电连接。
在这些示例实施方式的任何一个中，例如，金属箔可以由不锈钢或具有所 需特性和性质(如必需量的电导率)的其他金属物质构成。所述设备例如还可 以包括绝缘层。此外，金属箔的厚度可以例如小于100微米，小于50微米，
或小于25微米。
本发明的另一个示例实施方式包括制造电化学装置的方法，该方法包括提
供电化学装置的各步骤，这些步骤包括提供基板，在该电化学装置中提供凹 槽。该示例实施方式还可以例如包括用金属箔包封基板的步骤。在此实施方式 中，例如，金属箔延伸超出在提供凹槽的步骤中开槽的区域并且金属箔与基板 导电连接。该实施方式还包括通过快速热退火在基板上制造阴极的步骤。该示 例实施方式还包括提供阴极、阳极、电解质、集电器、阻挡层、金属箔上的绝 缘材料，和/或第二电化学装置的步骤，该第二电化学装置用金属箔包封。这一 示例实施方式还可以包括在金属箔上形成开口的步骤。这些开口预先形成在金 属箔中。
附图简述


图1A示出根据本发明的示例实施方式的电化学装置的顶视图。 图1B示出根据本发明的示例实施方式的电化学装置的侧视图。 图2A示出根据本发明的示例实施方式的电化学装置中有凹槽的电化学装
置的一个角的透视图。
图2B示出根据本发明的示例实施方式的包封层中有凹槽的电化学装置的
一个角的透视图。
图3A示出根据本发明的示例实施方式在金属包封中有孔的构形的电化学 设备的顶视图。
14图3B示出根据本发明的示例实施方式在金属包封中有另一种孔构形的电
化学设备的顶视图。
图4A示出根据本发明的示例实施方式在接触中有孔的电化学设备的顶视图。
图4B示出根据本发明的示例实施方式在接触中有孔的电化学设备的侧视图。
图5A示出根据本发明的示例实施方式在金属膜包封的各侧上具有电化学 装置的电化学设备的侧视图。
图5B示出根据本发明的示例实施方式在金属膜包封的各侧上具有电化学 装置的电化学设备的透视图。
图5C示出根据本发明的示例实施方式在两个装置之间具有开槽的金属膜 包封的电化学设备透视图。
图6示出根据本发明的示例实施方式的多个其间堆叠有金属箔的电化学装 置的透视图。
图7示出根据本发明的示例实施方式在电化学装置的侧面具有凹槽和垂片 的电化学设备。
图8示出根据本发明的示例实施方式具有基板、阴极、电解质、阳极和金 属箔包封的电化学设备。
图9A示出根据本发明的示例实施方式具有绝缘层的图2A的电化学装置。 图9B示出根据本发明的示例实施方式具有绝缘层的图2B的电化学装置。 图IO示出根据本发明的示例实施方式的具有三层金属箔的两个电化学装置。
图11A示出根据本发明的示例实施方式具有电接触作为包封并具有基板的 电化学装置的侧视图。
图IIB示出根据本发明的示例实施方式具有电接触作为包封并具有基板的 电化学装置的顶视图。
图IIC示出根据本发明的示例实施方式在包封中具有部分切口的图IIB的 电化学装置的顶视图。
图IID示出根据本发明的示例实施方式使形成的条带发生折叠的图IIC的 电化学装置的顶视图。
图12A示出根据本发明的示例实施方式的孤立导体的侧视图。
15图12B示出根据本发明的示例实施方式的孤立导体的顶视图。
图13A示出根据本发明的示例实施方式其中具有狭缝切口的结合层的侧视图。
图13B示出根据本发明的示例实施方式其中具有狭缝切口的结合层的顶视图。
图14A示出根据本发明的示例实施方式编织在整个结合层中的导体的侧视图。
图14B示出根据本发明的示例实施方式编织在整个结合层中的金属丝网导 体的顶视图。
图15A示出根据本发明的示例实施方式嵌埋在结合层中的导体的侧视图。 图15B示出根据本发明的示例实施方式嵌埋在结合层中的金属丝网导体的 顶视图。
图16A示出根据本发明的示例实施方式的第一接触层的侧视图。 图16B示出根据本发明的示例实施方式的第一接触层的顶视图。 图17A示出根据本发明的示例实施方式与结合层相结合的第一接触层的侧 视图。
图17B示出根据本发明的示例实施方式与结合层相结合的第一接触层的顶 视图。
图18A示出根据本发明的示例实施方式在第二接触层上的电池结构侧视图。
图18B示出根据本发明的示例实施方式在第二接触层上的电池结构顶视图。
图19A示出根据本发明的示例实施方式，与图18A的电池结构和第二接触 层连接的图17A的第一接触层和结合层的侧视图。
图19B示出根据本发明的示例实施方式，与图18A的电池结构和第二接触 层连接的图17B的第一接触层和结合层的顶视图。
详细描述
图1A示出一个示例实施方式的顶视图。图1B示出该实施方式的侧视图。 如图1A和1B所示，该实施方式包括电化学装置130和金属包封层110。电化 学装置130可包括任意多种材料或任意多个层。电化学装置130还可以包括电池组。例如，电化学装置130可以包括阳极、阴极、电解质、集电器、基板等。
一些材料可以包括例如，锂、LiCo02、 LIPON、金、铂、不锈钢、钛、锆、钴、 铝、铟、镍、铜、银、碳、青铜、黄铜、铍，和/或它们的氧化物、氮化物和合 金。而且，电化学装置130可以是厚膜装置。
金属箔的厚度例如可以小于IOO微米。在另一个实施方式中，金属箔的厚 度可小于50微米，在特定的实施方式中，金属箔厚度可小于25微米。
电化学装置130可以包括至少一个凹槽131。如图1A, 1B，2A和2B中所 示的电化学装置130包括单个凹槽131，包封层IIO也包括一个凹槽111。这 些凹槽111， 131可以是任何形状或尺寸。电化学装置130或包封层110可以包 括任意多个凹槽。金属包封层IIO延伸超出电化学装置130中的凹槽131，形 成包封接触垂片112。该接触垂片112延伸超出由凹槽131留下的开口区域。 接触垂片112可以为该装置提供方便的导电接触。按照类似的方式，电化学装 置可以在金属包封层110中的凹槽111下面延续，提供接触垂片132。
图2A和图2B显示图1A和图1B中所示的实施方式的透视图。图2A示出 电化学装置130，金属包封层IIO，电化学装置130中的凹槽131以及包封层 110中的接触垂片112。图2B示出电化学装置130，金属包封层IIO，在包封 层110中的凹槽111和在电化学装置130中的接触垂片132。虽然这些图示出 在装置角上的凹槽131、 111，但是这些凹槽可以是任何位置。 一个示例的构形 示于图7A，该构形具有在装置侧面的凹槽。凹槽也不必是正方形的。例如，图 7A所示的凹槽是圆形，而图1A, 1B,2A和2B中所示的凹槽是长方形凹槽。
可以采用金属箔层UO包封电化学装置130。这种包封可以例如保护电化 学装置130免受环境的破坏。例如，许多电化学装置包括对环境敏感的材料， 如锂。这些材料极易与空气和水分反应，当暴露于这种环境时这些材料可能发 生劣化。因此，金属箔包封层IIO可以保护电化学装置中对环境敏感的材料免 受空气和/或水分的影响。
本发明示例实施方式的金属箔包封层IIO可位于电化学装置130中的基板 层上面。电化学装置可包括多个层，例如，基板，阴极，电解质和阳极。这种 装置可以用放置在基板上的金属箔包封，还可以包括接触垂片。因此，金属箔 可以提供安全、持久的接触，并可以结合在装置中的任何位置。因为所述的接 触是金属箔的一部分，它们很少破裂或从基板上折断。
在本发明的示例实施方式中，金属箔层可以包括阴极。图3A和图3B示出本发明示例实施方式的顶视图。在该实施方式中，金属 箔包封110包括开口 150。这些开口 150例如可以提供至电化学装置中的层的 接触或通道。例如，这些开口 150可以提供至电化学装置中的基板的直接通道。 开口 150可以是任何尺寸或构形。图中所示是示例的圆形和椭圆形开口。根据 应用，可能需要多个开口，或者一个开口可能就足够了。
图9A示出在金属箔110上具有绝缘层180的图2A的实施方式，图9B示 出在金属箔110上具有绝缘层180的图2B的实施方式。绝缘层180保护金属 箔110以免发生不希望的电接触。在图9A和图9B中，垂片112、 132部分是 唯一没有被绝缘层180覆盖的部分，只有垂片112、 132上允许电接触。
图4A和图4B示出本发明的示例实施方式。该实施方式包括在接触垂片132 中的孔126和在包封垂片112中的孔125。因此，这些孔125、 126可以例如提 供更安全的接触点。其他设备可以通过孔125、 126抓牢接触点。
图5A、图5B和图5C示出本发明的示例实施方式。该实施方式包括两个电 化学装置130和160，在两个装置之间具有单个金属包封层110。在该实施方 式中，例如，金属箔110可以包括用于两个电化学装置130和160的阴极。此 外，在另一个实施方式中，金属箔110对电化学装置130和160的基板是可导 电的。该实施方式还包括位于电化学装置160顶部的包封层161，如图5B所示。 在图10中，还包括第三金属箔134。
图5B是图5A的右侧的透视图，具有第二包封层161。如图所示，两个电 化学装置130和160具有凹槽131和141，在包封层110和113中具有延伸的 垂片112。
图5C是图5A的左侧的透视图，显示在包封110中的凹槽111和在两个电 化学装置中的垂片。
图6示出多个电化学装置130， 160， 170， 180，它们相互堆叠，之间具有 金属箔层IIO， 161， 171，在顶部具有金属包封181。虽然图6中示出四个电 化学装置130， 160， 170, 180，但是本发明不受可能堆叠的装置数量的限制。 可以堆叠任意多个装置而不会偏离本发明。该实施方式还显示在包封层中有四 个垂片112， 122， 173， 183。
图7示出本发明的实施方式。在该实施方式中，电化学装置130具有凹槽 131和垂片132。在电化学装置130的底部是包封层110，它包括垂片112和凹 槽lll。凹槽111和131都是圆形，位于装置的同一侧。图8示出与图7类似的实施方式，该实施方式在包封110和电化学电池130 中都有圆形凹槽。该示例实施方式显示第二电化学装置160和第二包封层161。
在本发明的示例实施方式中，金属箔可位于电化学装置上面。该金属箔包 封电化学装置并保护该装置免受环境侵害。金属箔还提供与装置的基板导电接 触的垂片。
在本发明的示例实施方式中，电化学装置包括LiCo02。在该实施方式中， 对装置进行快速热退火。例如，在6分钟内使该装置升温至约70(TC。然后， 该装置在该温度保持约5分钟，然后在约6分钟内快速冷却至室温。该快速热 退火过程使LiCo02结晶，因此在没有阻挡层的情况下使用。该时间可以最长至 30分钟，或甚至最短至10秒。
图IIA示出本发明的示例实施方式的电化学装置的侧视图。在该实施方式 中，第一接触1101与结合层1110连接，第一接触1101的一部分延伸超过结 合层lllO。结合层1110还可以与电池结构1115结合。第二接触1105放置在 电池结构1115的下面。例如，还可以将阻挡层放置在第二接触1105和电池结 构1115之间。所示嵌埋在结合层1110内的是导体1120。该导体1120例如形 成选择性导电结合层。选择性导电结合层1110允许从电池结构1115通过结合 层1110至在特定点的第一接触1101的传导，但是在第一接触1101和第二接 触1105之间提供绝缘。
可以以许多不同的方式将导体1120放置在结合层1110内。例如，可以使 用金属垂片、金属丝、多根金属丝、金属丝网、穿孔金属箔、穿孔金属、施涂 在粘合层上的金属涂层、金属盘、金属涂覆的纤维玻璃或者它们的组合。在这 些实例中，导体1120可提供在电池结构1115和第一接触1101之间的电传导， 并还提供两个接触1101和1105之间的绝缘。在一些实施方式中，可以将导体 1120织造在结合层1110内。导体1115可以是例如嵌埋在结合层1110中的盘。 在一些实施方式中，可以在结合层1110内形成狭缝，以将导体1120织造或放 置在整个结合层1110内。例如，可以使用孔或其他方式将导体1120放置在整 个结合层1110内。
在示例的实施方式中，可在绝缘层内放置增强层。例如，可以用玻璃纤维 材料覆盖绝缘层的一个表面的一半，织造在整个层中，然后覆盖结合层的另一 半。这种没有导电涂层的玻璃纤维层可以使放置在其间的材料绝缘。玻璃纤维 可以在局部区域涂覆导电材料。这种导电涂层可以涂覆于结合层顶部和底部表
19面的玻璃纤维区域。在这种实施方式中，例如，玻璃纤维可以在上接触和电池 之间进行传导。可以采用喷墨、丝网[印刷？]、等离子体沉积、电子束沉积、 喷涂和/或刷涂的方法，将导电材料置于玻璃纤维上。可以使用玻璃纤维之外
的其他材料，如KEVLAR⑧，塑料，玻璃或其他绝缘材料。
本发明的示例实施方式通过结合层中的孔提供在第一接触和电池结构之 间的选择性接触。在这种实施方式中，结合层中的孔可以允许第一接触和电池 结构保持接触。这些层可以例如挤压在一起形成接触。或者，可以在结合层的 孔中或孔附近区域施用导电胶或导电油墨，在层之间构成接触。还可以使用锂 作为导电材料。
导体1120例如可以由金，铂，不锈钢，钛，锆，钴，铝，铟，镍，铜，银，
碳，青铜，黄铜，铍，或它们的氧化物、氮化物和合金构成。
图IIB示出图IIA中所示的示例实施方式的顶视图。如图IIB所示，第一 接触1101延伸超过结合层1110和第二接触1105。同样，例如第二接触1105 也在相对的方向上延伸超过结合层1115和第一接触1101。
图IIC和IID示出示例的实施方式，其中，从第一接触和第二接触1101 和1105形成引线。如图IIC所示，在第一接触1101中形成第一部分切口 1140a， 在第二接触1105中形成部分切口 1140b。这些部分切口形成可以折叠的条带， 从电化学装置伸出。例如，图11D示出的例子中，将由接触1101和1105中的 部分切口形成的条带1142a和1142b按照该图向下的方向折叠。应理解只可以 对接触1101和1105的一个或两个伸出部分进行部分切割，以各种方式形成引 线，用于所需应用或电化学装置的定向。
为说明目的，图IIA- IID，图12A - 19B中所示的示例实施方式示出该 实施方式的单独各层和部件，以及如何将这些单独的层和部件连接或结合在一 起。这些附图并不意味着示出本发明任何实施方式的逐步的制造过程。给出这 些附图是为了帮助理解这些层是如何相互作用的。图12A， 13A， 14A， 15A， 16A, 17A， 18A和19A示出示例电池组的各部件的侧视图，图12B, 13B， 14B， 15B， 16B， 17B， 18B和19B示出顶视图。
图12A示出根据本发明的一个实施方式的导体1120的侧视图。导体、金 属丝U21、垂片1122和金属丝网1123的三种类型的例子的顶视图示于图12B。 图13A示出在结合层1110内切割的狭缝1130的侧视图，图13B示出其顶视图。 图14A示出导体(例如，织造在整个结合层中)1120的侧视图。图14B示出织造
20的顶视图。图15A示出嵌埋在结合 层中的导体1120。导体1120可以嵌埋在结合层1110中，例如通过将结合层 1110加热至可以将导体1120压进结合层1110的温度。导体1120和结合层1110 的表面在该压制处理后优选是齐平的。图15B示出嵌埋在结合层中的金属丝网 导体1123的顶视图。
由图12A-15B所示的制成的结合层1110显示结合层具有绝缘性质，但是 在结合层1120的上表面和下表面部分之间提供选择性的导电性。其他的组合 也可以产生选择性的导电性。
图16A和图16B示出第一接触1101。图17A示出与结合层1110结合的第 一接触1101。注意到，在该实施方式中，导体1120优选构成与第一电接触1101 的电接触。图17B是图17A的顶视图。第一接触还可以包封电池组，从而保护 电池组免受环境的劣化和损害。例如，许多电化学装置包含对环境敏感的材料， 如锂。这些材料极容易与空气和水分反应，在接触这类环境时可能发生劣化。 因此，第一接触1101可以包封电池组，保护电化学装置中的对环境敏感的材 料免受空气和/或水分的影响。
图18A示出与第二接触1105连接的单个电池组电池1115的示例实施方式。 第二接触1105还可以是其上设置电池的基板。该实施方式中的电池结构包括 阴极、阳极和电解质。电解质可以包括LIPON。
图19A示出完成的电池结构。图18A中的第二接触1105和电池结构1115 与图17A中所示的第一接触1101和结合层1110连接。同样注意到导体1120 是如何优选地在选择的区域与电化学装置1115发生电接触的。电池由外部接 触1101和1105进行约束，它们之间的层数最少。在该实施方式中，第一接触 和第二接触1101和1105伸出电化学装置1115的区域之外。
该实施方式中的第一接触和第二接触1101和1105可以由导电金属构成。 例如， 一个或多个接触可以由金，铂，不锈钢，钛，锆，钴，铝，铟，镍，铜，银， 碳，青铜，黄铜，铍，或者它们的氧化物、氮化物和合金构成。也可以使用其他 导电材料。
虽然上面的实例示出了在结合层1110的开口 (如图13b中所示的狭缝 1130)中提供的导电材料1120-1123，应理解，可以采用许多其他方式提供在 电池结构1115和第一电接触1101之间的电接触，例如，可以通过将导电粉末 嵌埋在形成结合层1110的粘合剂中，提供在电池结构1115和第一接触1101
21之间的电接触。例如，可以将导电粉末如金属粉(如，镍粉)嵌埋在粘合剂结合 层1110内的一个或多个选定的区域处以及在接触1101和电池结构1115之间。 本领域的技术人员应理解，用于选择性导电的其他合适的导电材料，如导电球、
插片、金属丝网等可以选择性地提供在粘合剂中。实现电池结构1115和第一 接触1101之间的电接触以及提供两个接触1101和1105之间的绝缘的方式不 应被认为是对在本文中说明的实例的限制。
上述实施方式仅仅是示例性的。本领域技术人员可以认识到文中具体描述的实 施方式的变化形式，它们旨在落在本发明的范围内。这样，本发明仅仅由所附权利 要求限定。因此，本发明旨在覆盖所述内容的修改，只要它们落在所附权利要求及 其等同项的范围内。
2权利要求
1. 一种电池组，其包括第一电接触；与第一电接触连接的结合层，其包括嵌埋的导体；至少一种电池结构；以及第二电接触，其中，结合层和至少一种电池结构夹在第一和第二接触层之间。
2. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述结合层是通过所述嵌埋的导体选择性导电的。
3. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述电池结构通过所述嵌埋的导体达到与第一电接触的选择性电接触。
4. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述第一电接触还包括包封金属。
5. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述第二电接触还包括基板。
6. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述结合层包括选自下组的材料粘合材料、绝缘材料、塑料、玻璃、KEVLAR⑧、增强材料和玻璃纤维。
7. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述导体选自下组垂片、金属丝、多根金属丝、金属丝网、穿孔金属、施用于粘合层的金属涂层、和盘。
8. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述导体织造在所述结合层内。
9. 如权利要求8所述的电池组，其特征在于，所述结合层包括狭缝，所述嵌埋的导体织造在该狭缝内。
10. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述第二接触包括选自下组的材料金、铂、不锈钢、钛、锆、钴、铝、铟、镍、铜、银、碳、青铜、黄铜、铍，以及它们的氧化物、氮化物和合金。
11. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述导体包括选自下组的材料金、铂、不锈钢、钛、锆、钴、铝、铟、镍、铜、银、碳、青铜、黄铜、铍，以及它们的氧化物、氮化物和合金。
12. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第一接触上的绝缘层。
13. 如权利要求12所述的电池组，其特征在于，所述绝缘层包括塑料。
14. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第二接触上的绝缘层。
15. 如权利要求14所述的电池组，其特征在于，所述绝缘层包括塑料。
16. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池结构包括阳极、电解质和阴极。
17. 如权利要求16所述的电池组，其特征在于，所述阴极没有进行退火。
18. 如权利要求16所述的电池组，其特征在于，所述阴极通过快速热退火进行退火。
19. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述电池结构和所述第二接触之间的阻挡层。
20. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第一电接触中的接触区域。
21. 如权利要求20所述的电池组，其特征在于，在所述第一电接触中的接触区域还包括从所述第一 电接触伸出的引线。
22. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第二电接触中的接触区域。
23. 如权利要求22所述的电池组，其特征在于，在所述第二电接触中的接触区域还包括从所述第二电接触伸出的引线。
24. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在第一接触中的至少一个开口。
25. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述第一接触包括金属箔。
26. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述第二接触包括金属箔。
27. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第一接触中的多个开口。
28. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括第二电池结构。
29. 如权利要求28所述的电池组，其特征在于，所述金属箔还包封所述第二电池结构，所述第二电池结构具有至少一个凹槽，所述第一接触的一部分延伸超出所述凹槽，在所述第一接触上提供超出所述电池结构的开槽部分的电接触垂片。
30. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，第一接触用作所述电池结 构的阴极元件。
31. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，第一接触用作所述电池结构的阳极元件。
32. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括多个电池 结构，在每个电池结构中有至少一个凹槽，多个电池结构相互堆叠，每个电池 结构都用至少一个金属箔包封。
33. 如权利要求32所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括多个电池 结构。
34. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述第一接触层位于所述 电化学设备的上面。
35. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述第一接触包括不锈钢。
36. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述第一接触的所述部分 涂覆有绝缘材料。
37. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述第一接触的厚度小于 约100微米。
38. 如权利要求l所述的电池组，其特征在于，所述第一接触的厚度小于 约50微米。
39. 如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述第一接触的厚度小于 约25微米。
40. —种电池组，其包括 第一电接触；结合层，该结合层包含用于在所述结合层和第一电接触之间实现导电的装置；至少一个电池结构；和 第二电接触，其中，所述结合层和所述至少一个电池结构夹在所述第一和第二接触层之间。
41. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述导电装置是选择性导 电的。
42. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述电池结构通过所述导 电装置与所述第一电接触实现选择性电接触。
43. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述第一电接触还包括包封金属。
44. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述第二电接触还包括基板。
45. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述结合层包含选自下组 的材料粘合材料、绝缘材料、塑料、玻璃、KEVLAR⑧、增强材料和玻璃纤 维。
46. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述导电装置选自下组 垂片、金属丝、多根金属丝、金属丝网、穿孔金属、施用在粘合层上的金属涂 层、和盘。
47. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述导电装置织造在所述A戸由5口 口 te T 。
48. 如权利要求47所述的电池组，其特征在于，所述结合层包含狭缝，所 述嵌埋的导体织造在该狭缝中。
49. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述第二接触包含选自下 组的材料金、铂、不锈钢、钛、锆、钴、铝、铟、镍、铜、银、碳、青铜、 黄铜、铍，以及它们的氧化物、氮化物和合金。
50. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述导电装置包含选自下 组的材料金、铂、不锈钢、钛、锆、钴、铝、铟、镍、铜、银、碳、青铜、 黄铜、铍，以及它们的氧化物、氮化物和合金。
51. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第 一接触上的绝缘层。
52. 如权利要求51所述的电池组，其特征在于，所述绝缘层包括塑料。
53. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第 二接触上的绝缘层。
54. 如权利要求53所述的电池组，其特征在于，所述绝缘层包括塑料。
55. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述电池结构包括阳极、 电解质和阴极。
56. 如权利要求55所述的电池组，其特征在于，所述阴极没有进行退火。5
57. 如权利要求55所述的电池组，其特征在于，所述阴极通过快速热退火 进行退火。
58. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述电 池结构和所述第二接触之间的阻挡层。
59. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述电 池结构和所述第二接触之间的阻挡层。
60. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第 一电接触中的接触区域。
61. 如权利要求60所述的电池组，其特征在于，在所述第一电接触中的接 触区域还包括从所述第一电接触伸出的引线。
62. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括在所述第 二电接触中的接触区域。
63. 如权利要求62所述的电池组，其特征在于，在所述第二电接触中的接 触区域还包括从所述第二电接触伸出的引线。
64. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池还包括至少一个在 第一接触中的开口。
65. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述第一接触包括金属箔。
66. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述第二接触包括金属箔。
67. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括多个在所 述第一接触中的开口。
68. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括第二电池 结构。
69. 如权利要求68所述的电池组，其特征在于，所述金属箔还包封所述第 二电池结构，所述第二电池结构具有至少一个凹槽，所述第一接触的一部分延 伸超出所述凹槽，在所述第一接触上提供超出所述电池结构的开槽部分的电接 触垂片。
70. 如权利要求69所述的电池组，其特征在于，所述接触垂片是从所述电 池组伸出的引线。
71. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述第一接触用作所述电 池结构的阴极元件。
72. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，所述第一接触用作所述电池结构的阳极元件。
73. 如权利要求40所述的电池组，其特征在于，该电池组还包括多个电池结构，每个电池结构中具有至少一个凹槽，多个电池结构相互堆叠，每个电池 结构都用至少一个金属箔包封。
74. 如权利要求73所述的电池组 结构。
75. 如权利要求40所述的电池组 化学装置的上面。
76. 如权利要求40所述的电池组
77. 如权利要求40所述的电池组 涂覆有绝缘材料。
78. 如权利要求40所述的电池组 约100微米。
79. 如权利要求40所述的电池组 约50微米。
80. 如权利要求40所述的电池组 约25微米。
81. —种设备，其包括 具有至少一个凹槽的电化学装置； 金属箔；其中，所述金属箔包封所述电化学装置，所述金属箔的一部分延伸超出所 述凹槽，在所述金属箔上提供超出所述电化学装置的开槽部分的电接触垂片。
82. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，该设备还包括在所述接触区 域中的孔。
83. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，该设备还包括至少一个在所 述金属箔中的开口。
84. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，该设备还包括多个在所述金 属箔中的开口。
85. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述接触垂片是从所述电化 学装置伸出的引线。
86. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，该设备还包括第二电化学装，其特征在于，该电池组还包括多个电池，其特征在于，所述第一接触层在所述电，其特征在于，所述第一接触包括不锈钢。 ，其特征在于，所述第一接触的所述部分，其特征在于，所述第一接触的厚度小于，其特征在于，所述第一接触的厚度小于，其特征在于，所述第一接触的厚度小于禾口置。
87. 如权利要求86所述的设备，其特征在于，所述金属箔还包封所述第二 电化学装置，所述第二电化学装置具有至少一个凹槽，所述金属箔的一部分延 伸超出所述凹槽，在所述金属箔上提供超出所述电化学装置的开槽部分的电接 触垂片。
88. 如权利要求87所述的设备，其特征在于，所述接触垂片是从所述金属 箔伸出的引线。
89. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述金属箔用作所述电化学 装置的阴极元件。
90. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述金属箔用作所述电化 学装置的阳极元件。
91. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，该设备还包括多个电化学装 置，每个电化学装置中具有至少一个凹槽，多个电化学装置相互堆叠，每个电 化学装置都用至少一个金属箔包封。
92. 如权利要求91所述的设备，其特征在于，该设备还包括多个电池结构。
93. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述电化学装置包括基板， 所述金属箔与所述基板导电连接。
94. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述金属箔在所述电化学 装置的上面。
95. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述金属箔包括不锈钢。
96. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述金属箔的所述部分涂覆 有绝缘材料。
97. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述金属箔的厚度小于约 100微米。
98. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述金属箔的厚度小于约 50微米。
99. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述金属箔的厚度小于约 25微米。
100. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述阴极不进行退火。
101. 如权利要求81所述的设备，其特征在于，所述阴极通过快速热退火 进行退火。
102. —种制造薄膜电池组的方法，该方法包括形成选择性导电的结合层； 将所述结合层与第一接触层连接； 将电池结构的第一侧与第二接触层连接；和 将所述电池结构的第二侧与所述结合层连接。
103. 如权利要求102所述的方法，其特征在于，该方法还包括形成所述电 池结构的步骤，包括形成具有阳极、阴极和电解质层的电池结构。
104. 如权利要求102所述的方法，其特征在于，所述形成选择性导电结合 层的步骤还包括将导体嵌埋在所述结合层中。
105. 如权利要求102所述的方法，其特征在于，所述导体包括选自下组的 材料垂片、金属丝、多根金属丝、金属丝网、穿孔金属、施用在粘合层上的 金属涂层、和盘，以及它们的组合。
106. 如权利要求102所述的方法，其特征在于，形成选择性导电结合层的 步骤包括将至少一种导电金属丝织造在所述结合层中，其中暴露出所述导电金 属丝的选定部分。
107. 如权利要求102所述的方法，其特征在于，形成选择性导电结合层的 步骤包括通过加热结合层并对所述结合层内的导体进行挤压来嵌埋所述导体。
108. 如权利要求102所述的方法，其特征在于，该方法还包括用绝缘材料 对所述电池组进行绝缘。
109. —种制造电化学设备的方法，该方法包括 提供电化学装置，包括提供基板；和提供在所述电化学装置中的凹槽；和 用金属箔对所述基板进行包封，其中，所述金属箔延伸超出开槽区域，所述开槽区域是在提供凹槽的步骤 中形成的，金属箔与所述基板导电连接。
110. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括在所述基板 上制造阴极并采用快速热退火。
111. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供阴极的 步骤。
112. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供阳极的步骤。
113. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供集电器 的步骤。
114. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供电解质 的步骤。
115. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括在所述金属 箔上提供绝缘材料的步骤。
116. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供第二电 化学装置的步骤，其中，所述第二电化学装置由所述金属箔包封。
117. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括在所述金属 箔中提供开口的步骤。
118. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供阻挡层 的步骤。
119. 如权利要求109所述的方法，其特征在于，该方法还包括自所述金属 箔形成引线。
120. —种制造薄膜电池组的方法，该方法包括 形成选择性导电的结合层； 将所述结合层与第一接触层连接； 将电池结构的第一侧与第二接触层连接；和 将所述电池结构的第二侧与所述结合层连接。
121. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，该方法还包括形成所述电 池结构的步骤，包括形成具有阳极、阴极和电解质层的电池结构。
122. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，所述形成选择性导电结合 层的步骤还包括将导体嵌埋在所述结合层内。
123. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，所述导体包括选自下组的 材料垂片、金属丝、多根金属丝、金属丝网、穿孔金属、施用在粘合层上的 金属涂层、和盘，以及它们的组合。
124. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，形成选择性导电结合层的 步骤包括将至少一种导电金属丝织造在所述结合层中，其中暴露出所述导电金 属丝的选定部分。
125. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，形成选择性导电结合层的步骤包括通过加热结合层并对所述结合层内的导体进行挤压来嵌埋所述导体。
126. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，该方法还包括用绝缘材料对所述电池组进行绝缘。
127. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过快速热 退火进行退火。
128. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，该方法还包括自所述电池 结构的第一侧形成引线。
129. 如权利要求120所述的方法，其特征在于，该方法还包括自所述电池 结构的第二侧形成引线。
全文摘要
本发明涉及对电化学装置的金属箔包封。所述金属箔包封还可以为电化学装置提供接触垂片。本发明还包括在接触和电池结构之间的选择性导电结合层。
文档编号H01M8/00GK101490879SQ200780009309
公开日2009年7月22日 申请日期2007年3月16日 优先权日2006年3月16日
发明者B·J·纽德克尔, P·C·布兰特纳, S·W·斯奈德 申请人:无穷动力解决方案股份有限公司