用于蓄电池组的互连件的制作方法

相关申请案交叉参考

本申请案主张2015年8月26日提出申请的标题为“用于蓄电池组的互连件(interconnectforabatterypacks)”的美国专利申请案第14/836,946号的优先权的权益，所述美国专利申请案是2015年3月27日提出申请的标题为“用于蓄电池组的互连件(interconnectforabatterypacks)”的美国申请案第14/671,814号的接续案，所述美国申请案根据35u.s.c.§119(e)主张2014年9月10日提出申请的标题为“用于蓄电池组的互连件(interconnectforbatterypacks)”的美国临时专利申请案第62/048,404号、2014年11月12日提出申请的标题为“用于蓄电池组的互连件(interconnectforbatterypacks)”的美国临时专利申请案第62/080,971号及2015年2月03日提出申请的标题为“用于蓄电池组的互连件(interconnectforbatterypacks)”的美国临时专利申请案第62/111,333号的优先权的权益，所有所述申请案以其全文引用的方式并入本文中。

背景技术：

可再充电蓄电池表示用于提供用于移动及静止应用的大规模能量存储装置的前景广阔的技术。为使此技术的市场渗透率增加，必须降低蓄电池组的成本。尽管蓄电池单元(例如，锂离子单元)已传统上且可能仍为蓄电池组中的最昂贵组件，但预期蓄电池单元的成本随着规模经济、新材料及设计改进而随时间降低。此外，预期蓄电池单元的性能及寿命增加，从而产生需要稳健连接及导体的新的高耐久性应用。此趋势将更注重蓄电池组中的其它组件的成本、性能及可靠性以及使用这些组件来组装蓄电池组的高效方法。

蓄电池组中的电互连件及蓄电池监测系统(bms)是其中将集中于性能及组件成本的两个区。许多常规蓄电池组使用具有复杂特征的庞大金属板来组装。这些金属板用于使组中的个别蓄电池单元互连且在所述组的这些单元及/或端子当中携载电流。所述板使用经设计以保护个别单元免遭过电流及热失控的单独熔断器或连接器导线来频繁地接线到个别单元。这些熔断器导线为脆弱的且在通常在场中遇到的应力及振动条件下易于断裂。此外，每一板通常附接到单元作为独立组件。此个别化组合件提高制造所述组的成本及总体复杂性，此又负面地影响蓄电池组的安全及稳健性能。

技术实现要素：

提供用于使蓄电池单元阵列互连的互连电路及形成这些互连电路以及将这些电路连接到所述蓄电池单元的方法。互连电路可包含导电层及一或多个绝缘层。所述导电层可图案化有界定接触垫的开口，使得每一垫用于连接到不同蓄电池单元端子。在一些实施例中，每一接触垫通过可熔链而附接到所述导电层的其余部分，所述可熔链由与所述接触垫相同的所述导电层形成。所述可熔链控制到此接触垫及从此接触垫的电流流动。所述绝缘层层压到所述导电层且对所述接触垫提供支撑。所述绝缘层也可图案化有开口，此允许通过所述绝缘层中的所述开口而形成所述接触垫与所述单元端子之间的电连接。

在一些实施例中，一种形成用于使蓄电池单元阵列互连的互连电路的方法涉及：在导电层中形成导电层开口的集合。所述集合中的所述导电层开口通过两个或两个以上连接接片(tab)彼此分离。举例来说，四个导电层开口可由四个连接接片分离，一个接片介于每一对邻近层开口之间。所述导电层开口的所述集合及所述两个或两个以上连接接片环绕并界定所述导电层的区域。如下文进一步所描述，区域可为接触垫、包含多个导电接片的岛、引线或互连电路的任何其它导电特征。在一些实施例中，同时在相同导电层上形成导电层开口的多个集合。举例来说，每一集合可对应于接触垫中的不同一者。在形成所述导电层开口的所述集合之后，所述两个或两个以上连接接片在机械上支撑所述导电层的所述区域且维持所述区域相对于所述导电层的其它部分的对齐。在一些实施例中，所述两个或两个以上连接接片可围绕所述导电层的所述区域均匀地分布以提供均匀支撑。

所述方法可以将具有所述导电层开口的所述集合的所述导电层层压到支撑层而继续进行。在将所述导电层层压到所述支撑层之后，所述支撑层在机械上支撑所述导电层的所述区域且维持所述区域相对于所述导电层的所述其它部分的对齐。如此，可将所述两个或两个以上连接接片中的一些或全部连接接片移除，这是因为不需要来自这些开口的支撑。应注意，一或多个连接接片可完全地或部分地经保留以便提供到所述导电层的所述区域的电连接。

所述方法可以移除所述两个或两个以上连接接片中的至少一者而继续进行。具体来说，移除所述两个或两个以上连接接片中的所述至少一者会将所述导电层开口的所述集合转换成连续导电层通道，所述连续导电层通道至少部分地环绕并界定所述导电层的所述区域。在一些实施例中，在移除所述两个或两个以上连接接片中的所述至少一者的同时保留所述两个或两个以上连接接片中的至少另一者。此被保留连接接片可用于将所述导电层的所述区域与所述导电层的所述其它部分互连。被保留连接接片可作为可熔链操作且可限制所述导电层的所述区域与所述导电层的所述其它部分之间的电流电平。在一些实施例中，所述连续导电通道结束于被保留接片处。在这些实施例中，所述连续导电通道可具有开环形状。替代地，移除所述两个或两个以上连接接片中的所述至少一者涉及移除所有所述两个或两个以上连接接片。在此情形中，所述导电层的所述区域可保持不连接到所述导电层的其它部分。举例来说，所述区域可为包括多个接触垫的独立岛。

在一些实施例中，移除所述两个或两个以上连接接片中的所述至少一者还会移除层压到所述两个或两个以上连接接片中的所述至少一者的所述支撑层的至少一个支撑层部分。举例来说，所述支撑层可为稍后被移除且在一些实施例中由另一层(例如，第二绝缘层)替换的临时可释放衬里。在此情形中，例如通过移除支撑层部分)而在所述支撑层中形成的任何开口不影响所述互连电路的所得结构，这是因为所述支撑层稍后被移除。替代地，所述支撑层可保留为所述互连电路的一部分。具体来说，所述支撑层可作为第一绝缘层操作且保持为所述互连电路的一部分。在这些情形中，所移除支撑层部分变为所述互连电路的部分。在一些实施例中，所移除支撑层部分在所述层中留下开口。然而，这些开口可不影响所述层的性能。

在一些实施例中，在移除所述两个或两个以上连接接片中的所述至少一者的同时，所述支撑层保持基本上完整无损的。用于移除至少一个连接接片的技术可不影响所述支撑层，即使在一些实施例中，此所移除连接接片可层压到所述支撑层。

在一些实施例中，所述方法还涉及将第一绝缘层层压到所述导电层。在移除所述两个或两个以上连接接片中的所述至少一者之后执行此层压。在所述层压之后，将所述导电层安置于所述第一绝缘层与所述支撑层之间。在一些实施例中，在将所述第一绝缘层层压到所述导电层之后，所述方法涉及从所述导电层移除所述支撑层。所述导电层现在可被移除，这是因为所述导电层及其组件在所述层压之后由所述第一绝缘层支撑。替代地，所述支撑层可保留为所述互连电路的一部分且可作为另一绝缘层(例如，第二绝缘层)操作。

在将所述第一绝缘层层压到所述导电层之前，所述第一绝缘层可包含第一绝缘层狭缝。这些狭缝可用于增加所述第一绝缘层的一部分(举例来说，稍后环绕接触垫的部分)的柔性。在将所述第一绝缘层层压到所述导电层之后，所述第一绝缘层狭缝定位于所述连续导电层通道的边界内。在一些实施例中，在将所述第一绝缘层层压到所述导电层之后形成所述狭缝(例如，通过所述导电层通道)。更具体来说，可在从所述导电层移除所述支撑层之后形成所述狭缝。

在一些实施例中，在将所述第一绝缘层层压到所述导电层之前，所述第一绝缘层包括第一绝缘层开口。在将所述第一绝缘层层压到所述导电层之后，所述绝缘层开口中的至少一者与所述导电层的所述区域重叠。具体来说，所述导电层的所述区域的边缘由所述第一绝缘层支撑。在此情形中，尽管具有所述第一绝缘层开口，但所述第一绝缘层可对所述区域的所有边缘提供支撑。在一些实施例中，所述第一绝缘层开口相对于接触垫对准或更具体来说居中，所述接触垫可占据整个区域或其一部分。

在一些实施例中，在从所述导电层移除所述支撑层之后，所述方法还可涉及将第二绝缘层层压到所述导电层，使得所述导电层安置于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间。用所述第二绝缘层来有效地替换所述支撑层。在这些实施例中，所述第一绝缘层可包含第一绝缘层开口，其中所述第二绝缘层可包含与所述第一层开口部分地重叠的第二绝缘层开口。出于本发明的目的，术语“重叠”是指共用表面(例如，导电层的面向绝缘层中的一者的表面)的突出部的重叠。如此，两个重叠特征不需要彼此直接接触，例如第一绝缘层的开口及第二绝缘层的开口。

在一些实施例中，将所述互连电路进一步接合到散热器。更一般来说，可将所述互连电路热耦合到所述散热器。举例来说，所述导电层的部分可直接介接所述散热器。

在一些实施例中，在将所述导电层层压到所述支撑层之前，所述方法可涉及形成具有基底子层及表面子层的所述导电层。所述基底子层具有不同于所述表面子层的组成。举例来说，所述基底子层可由铝形成，而所述表面子层可由除铝之外的材料(例如更抗氧化及/或更易于与之形成电连接的材料)形成。所述形成操作可涉及在所述基底子层上方形成所述表面子层。在一些实施例中，所述表面层直接接触所述互连电路中的第一绝缘层或第二绝缘层中的至少一者。

在一些实施例中，形成所述导电层还涉及在所述基底子层上方且在形成所述表面子层之前形成中间子层。所述基底子层及所述表面子层中的每一者的组成不同于所述中间子层的组成。举例来说，所述中间子层可用于防止所述基底子层与所述表面子层之间的扩散且举例来说，防止所述基底子层及所述表面子层的材料的合金化。

还提供用于使蓄电池单元阵列互连的互连电路。所述互连电路可包含导电层及第一绝缘层。所述导电层可包含区域及至少部分地环绕并界定所述区域的连续导电通道。所述导电层可包含基底子层及表面子层。所述基底子层及所述表面子层具有不同组成。所述基底子层可包含铝。所述第一绝缘层层压到所述导电层的所述表面子层。在一些实施例中，所述第一绝缘层包含第一绝缘层开口。所述第一绝缘层开口中的至少一者与所述导电层的所述区域至少部分地重叠。在一些实施例中，所述基底子层比所述表面子层厚至少10倍。

在一些实施例中，所述区域包括多个接触垫。这些接触垫可为所述区域的不具有界定所述接触垫的任何开口的连续薄片的一部分。在此情形中，所述区域可视为导电层岛。替代地，所述区域自身为接触垫。在此情形中，所述区域可通过所述导电层的各种部分(例如电压引线、可熔链等等)连接到相同导电层的一或多个其它区域。

在一些实施例中，所述导电层的所述区域的边缘由所述第一绝缘层支撑。在此情形中，所述第一绝缘层开口中的所述至少一者与所述导电层的所述区域至少完全重叠，使得所述导电层的边缘不延伸穿过所述开口。

在一些实施例中，所述互连电路还包含第二绝缘层，所述第二绝缘层层压到所述导电层使得所述导电层安置于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间。所述第二绝缘层可包含第二绝缘层开口。所述第二绝缘层开口中的至少一者与所述第一绝缘层开口中的所述至少一者重叠。所述导电层可包含额外表面子层，使得所述基底子层安置于所述额外表面子层与所述表面子层之间。所述第二绝缘层可层压到所述导电层的所述额外表面子层。在一些实施例中，所述第二绝缘层包含粘合剂子层，所述粘合剂子层形成所述第二绝缘层的与所述导电层相对的表面。所述第一绝缘层可包含粘合剂子层，所述粘合剂子层形成所述第一绝缘层的与所述导电层相对的表面。

在一些实施例中，所述导电层包含一或多个额外导电层通道。所述一或多个额外导电层通道中的每一者可部分地环绕所述接触垫中的不同一者。更具体来说，所述一或多个额外导电层通道可为所述导电层的所述区域的一部分。此区域内的接触垫可彼此电互连。

在一些实施例中，所述导电层还包含可熔链，所述可熔链延伸于所述导电层的所述区域与其余部分之间且将所述区域与所述其余部分电互连。所述可熔链可经配置以限制所述导电层的所述区域与所述导电层的所述其余部分之间的电流电平。在一些实施例中，所述导电层通道具有开环的形状，其中所述可熔链安置于所述导电层通道的端之间。所述可熔链可具有小于2的宽度与厚度比率。在一些实施例中，所述可熔链层压到所述第一绝缘层。

在一些实施例中，所述第一绝缘层包含多个狭缝。所述多个狭缝与连续导电通道重叠且改进所述第一绝缘层的定位于所述狭缝的边界内的一部分的柔性。在一些实施例中，所述第一绝缘层的此部分与所述导电层的所述区域的接触垫重叠。在一些实施例中，所述第一绝缘层包含安置成与导电层通道重叠的至少一个接片开口。

在一些实施例中，所述互连电路包含延伸于导电箔的区域与触点集合之间的电压监测迹线。所述电压监测迹线的至少一部分层压到所述第一绝缘层的一部分，所述部分可相对于所述第一绝缘层的层压到所述区域的一部分折叠。

附图说明

在以下详细描述及附图中揭示各种实施例。

图1a是根据一些实施例的图解说明圆柱形蓄电池单元阵列的实例的平面示意图。

图1b是根据一些实施例的图解说明绝缘层的实例的平面示意图。

图1c是图解说明绝缘层的实例的假设平面示意图，所述绝缘层安置于圆柱形蓄电池单元阵列上方以图解说明绝缘层中的开口相对于蓄电池单元的端子的对准。

图1d是根据一些实施例的图解说明导电层的实例的平面示意图。

图1e是根据一些实施例的图解说明互连电路的实例的平面示意图。

图1f是根据一些实施例的包含与两个互连电路互连的蓄电池单元的蓄电池组的侧视示意图。

图1g是根据一些实施例的包含使用三个互连电路来互连的蓄电池单元的两个集合的另一蓄电池组的侧视示意图，其中一个互连电路连接到蓄电池单元的两个集合。

图2a是根据一些实施例的图解说明绝缘层的一部分的实例的平面示意图。

图2b是根据一些实施例的图解说明包含接触垫的接触层的一部分的实例的平面示意图。

图2c及2d是根据一些实施例的不同互连电路的平面示意图。

图2e是根据一些实施例的由绝缘层支撑的可熔链的横截面示意图。

图2f及2g是根据一些实施例的在各种制作阶段期间的互连电路的平面示意图。

图2h是根据一些实施例的图解说明接触垫的柔性的也展示于图2g中的互连电路的横截面示意图。

图3a到3b是根据一些实施例的包括电监测及控制迹线的互连电路的平面示意图。

图4a到4c是根据一些实施例的具有互连电路的蓄电池组的侧视示意图。

图5a是根据一些实施例的方形蓄电池单元阵列的平面示意图。

图5b是根据一些实施例的适合于使方形蓄电池单元互连的互连电路的平面示意图。

图5c是根据一些实施例的适合于使方形蓄电池单元互连的互连电路的平面示意图。

图5d是根据一些实施例的适合于使方形蓄电池单元互连的互连电路的平面示意图。

图5e是根据一些实施例的适合于使方形蓄电池单元互连的互连电路的平面示意图。

图5f及5g是根据一些实施例的图解说明在制作电路的不同阶段处的方形蓄电池单元的端子与互连电路的互连的侧视示意图。

图6a是根据一些实施例的另一方形蓄电池单元阵列的平面示意图。

图6b是根据一些实施例的适合于使方形蓄电池单元互连的互连电路的平面示意图。

图6c是根据一些实施例的包括电监测及控制迹线的互连电路的平面示意图。

图6d是根据一些实施例的包括电监测及控制迹线的双层互连电路的平面示意图。

图7a到7d是根据一些实施例的分别图解说明方形蓄电池单元的端子与互连电路的互连的侧视示意图、平面示意图、侧视示意图及侧视示意图。

图8a是根据一些实施例的图解说明蓄电池单元群组的实例的平面示意图。

图8b是图解说明绝缘层的实例的假设平面示意图，所述绝缘层安置于圆柱形蓄电池单元群组(展示于图8a中)上方以图解说明绝缘层中的开口相对于蓄电池单元的端子的对准。

图8c是根据一些实施例的图解说明互连电路的实例的平面示意图。

图8d是根据一些实施例的图解说明互连电路的另一实例的平面示意图。

图8e到8f是根据一些实施例的图解说明蓄电池单元与互连电路的堆叠式阵列的各种布置的侧视示意图。

图8g是根据一些实施例的在到蓄电池单元的触点附近的互连电路的平面(俯视)示意图。

图8h是根据一些实施例的图解说明蓄电池组的实例的分解示意图。

图9是根据一些实施例的对应于形成互连电路的方法的过程流程图。

图10a到10c是根据一些实施例的图解说明导电层的各种实例的侧视示意图。

图11a是根据一些实施例的图解说明具有接触垫的导电层的一部分的实例的平面示意图。

图11b是根据一些实施例的图解说明支撑层的一部分的实例的平面示意图。

图11c是根据一些实施例的互连电路的平面示意图。

图11d是根据一些实施例的图解说明具有接触垫的导电层的一部分的实例的平面示意图。

图11e是根据一些实施例的图解说明支撑层的一部分的另一实例的平面示意图。

图11f是根据一些实施例的另一互连电路的平面示意图。

图12a及12b是根据一些实施例的不同互连电路的平面示意图。

图13a是根据一些实施例的图解说明第二绝缘层的实例的平面示意图。

图13b是根据一些实施例的互连电路的平面示意图。

图13c是根据一些实施例的图13b的互连电路的侧视示意图。

图14a到14c是根据一些实施例的不同互连电路的侧视示意图。

图15a到15c是根据一些实施例的各自包含导电层及一或多个绝缘层的不同层压物的侧视示意图。

当结合附图一起阅读时，将较好地理解前述发明内容以及对当前所描述技术的一些实施例的以下详细描述。出于图解说明当前所描述技术的目的，在图式中展示一些实施例。然而，应理解，当前所描述技术并不限于附图中所展示的布置及手段。此外，应理解，图式中的组件并未按比例且一个组件与另一组件的相对大小不应理解或解释为需要此类相对大小。

具体实施方式

当结合附图一起阅读时，将较好地理解对本发明的实施例的随后详细描述。如本文中所使用，应将以单数形式叙述且以词语“一(a或an)”继续之元件或步骤理解为并不排除复数个所述元件或步骤，除非明确陈述此排除。此外，对“一个实施例”的提及不打算解释为排除也并入所叙述特征的额外实施例的存在。此外，除非明确陈述相反情形，否则“包括(comprising)”或“具有(having)”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包含不具有所述性质的额外元件。

导论

许多现代蓄电池组包含需要被互连且连接到蓄电池组的端子的许多单元。举例来说，由加利福尼亚州帕洛阿尔托(paloalto，ca)的特斯拉公司(teslacorporation)制造的模型s(models)具有数千个18650蓄电池单元。许多蓄电池应用的成功通常取决于稳健、可靠且廉价的互连电路。一些互连电路使用连接到单元端子且延伸跨越多个单元的刚性金属板。尽管这些板可传输大电流且可用于机械支撑，但制造这些板且将其连接到蓄电池端子为昂贵的。此外，刚性可通常妨碍单元与板之间的相对运动，从而可能导致电连接的损失。

柔性互连电路可提供较可靠电连接、可较易于制造、连接到单元端子且装配到组中。柔性电路还可提供熔断功能性，如下文进一步所描述。一些柔性互连件利用印刷电路。然而，此类电路一般来说限制于低电流应用。具体来说，导电元件的厚度由一般来说不适合于高纵横比特征及厚层的掩蔽及蚀刻能力限制。此外，较厚层所需的延长蚀刻提高柔性电路的生产成本。同时，许多现代蓄电池单元能够(例如)在快速充电或快速放电期间以大约10a到200a的电流操作。此又需要使用相对厚导电层(例如，70微米到1000微米)。

另外，高电流所需的额外厚度使得难以形成具有受控制横截面面积的熔断器或可熔链。可熔链可用于在穿过所述链的电流超过特定阈值时中断蓄电池单元与互连电路之间的连接。当通过蚀刻厚导电层而形成可熔链时，可难以掩蔽及蚀刻受控制窄迹线。具体来说，当使用蚀刻时，最小迹线宽度一般来说必须比金属厚度大四到五倍以避免蚀刻期间的过度底切。举例来说，140微米厚的导电层可用于形成至少560微米到700微米宽的迹线(可熔链)，此对于一些应用来说可为过度的。

提供用于使蓄电池单元阵列互连的互连电路。在一些实施例中，互连电路包含导电层及一或多个绝缘层。举例来说，导电层可安置于两个绝缘层之间。一个或两个绝缘层可具有用于使导电层耦合到蓄电池单元端子的开口。导电层可图案化有界定接触垫或一些其它特征的开口。每一接触垫可用于连接到不同蓄电池单元端子。在一些实施例中，每一接触垫通过可熔链而附接到导电层的其余部分。可熔链由与接触垫相同的导电层形成。可熔链控制至此接触垫及从所述接触垫的电流流动且在电流超过设定阈值时断裂。在一些实施例中，导电层可包含基底子层及表面子层。表面子层的组成可经选择使得其较能够形成机械连接(与蓄电池单元端子及绝缘层)及电连接(与蓄电池单元端子)。基底子层可用于机械支撑且将大部分电流传导穿过导电层。如此，基底子层的厚度可基本上比表面子层的厚度大(例如，介于大约5倍与10000倍之间)。

还提供形成互连电路以及将这些电路连接到蓄电池单元的方法。方法可涉及形成导电层或更具体来说，涉及在基底子层上形成表面子层。方法还可涉及在导电层中形成第一开口的多个集合。应注意，导电层中的开口是在两个不同操作期间形成。具体来说，第一导电层开口是在第一操作期间形成，而第二导电层开口是在单独操作期间形成。在这两个操作之间，将支撑层层压到导电层以在形成第二导电层开口时对各种结构之间的对齐提供支撑并维持所述对齐。还应注意，当形成第一导电层开口时，这些结构由在形成第一导电层开口之后保持在导电层中的连接接片良好地支撑。稍后在第二操作期间移除这些连接接片中的一些或全部连接接片。

互连电路及蓄电池组的实例

在一些实施例中，本文中所描述的互连电路可用于电连接蓄电池单元群组，所述蓄电池单元在单元的相对侧上具有不同端子。举例来说，圆柱形蓄电池单元可在圆柱形形状的一端上具有一个端子(例如，正端子)且在相对端上具有另一端子。所述群组中的蓄电池之间的连接可为串联、并联或串联与并联连接的各种组合。此外，相同互连电路可用于使不同蓄电池单元群组互连。

在图1a中的平面图中展示布置成群组101(其还可称为阵列)的蓄电池单元100的实例。具体来说，图1a图解说明蓄电池单元100，所述蓄电池单元可为在单元100的顶部侧及底部侧上具有不同极性的圆柱形单元。这些侧可称为正侧及负侧。取决于群组101中的每一单元100的定向，群组101的顶部表面可形成为全部正侧、全部负侧或正侧与负侧的各种组合。在一些实施例中，群组101可包含两个或多于两个子群组，使得每一子群组中的单元100的定向为相同的。举例来说，图1a图解说明具有五个子群组的群组101，其中每一子群组中具有十二个单元。在此图中具体来说识别子群组110及120。在子群组110中，所有单元使其正侧面向上。另一方面，在子群组120中，所有单元使其负侧面向上。在被布置成蓄电池组时，子群组110及120中的每一者中的单元100可并联地连接(至少在相应子群组内)。同时，子群组110及120可串联地互连。这些连接可由相同互连电路形成，如下文进一步所描述。所属领域的技术人员将理解，单元的各种其它定向及互连方案是可能的。在一些实施例中，蓄电池单元100为锂离子、锂聚合物、镍金属氢化物、镍镉、铅酸或其它可再充电单元。蓄电池单元100的形状因数可为10180、10280、10440(“aaa单元”)、14250、14500(“aa单元”)、14650、15270、16340、17340(“r123单元”)、17500、17670、18350、18500、18650、19670、25500(“c单元”)、26650及32600(“d单元”)或定制几何形状单元。

布置为群组101的蓄电池单元100可由相同互连电路互连，所述互连电路至少包含导电层及绝缘层。图1b图解说明根据一些实施例的互连电路的绝缘层150。绝缘层150包含绝缘层开口155，当互连电路连接到蓄电池单元时，所述绝缘层开口与这些单元的端子对准。如此，开口155的位置取决于蓄电池组中的单元的位置，或更具体来说取决于单元端子的位置。开口155的大小可足以使单元端子突出到开口155中以便进行到导电层的电连接。在一些实施例中，开口155的大小介于单元100的直径的25％与250％之间，或更具体来说介于50％与150％之间。开口155的形状可类似于突出穿过开口的单元端子的形状。可在将绝缘层150层压到导电层之前形成开口155，如下文进一步所描述。可使用包含但不限于冲孔、平床模具切割、匹配金属模具切割、凸形/凹形模具切割、旋转模具切割、激光切割、激光烧蚀、水射流切割、机械加工或蚀刻等技术来形成开口155。在一些实施例中，绝缘层150具有用于改进绝缘层150的柔性(例如，在特定方向上的弯曲)的额外开口。举例来说，这些额外开口可呈狭槽的形式，如下文参考图2c及2d进一步所描述。

绝缘层150的厚度可为介于1微米与500微米之间，或更具体来说介于10微米与125微米之间。在一些实施例中，绝缘层150包含安置于一个或两个表面上的粘合剂子层。举例来说，粘合剂子层可形成绝缘层150的稍后层压到导电层的表面。在一些实施例中，绝缘层150的面向蓄电池单元的表面包含用于接合到蓄电池单元的粘合剂子层。

绝缘层150对导电箔层(且在一些实施例中，对互连电路的其它层)提供电隔离及机械支撑。在一些实施例中，绝缘层150可最初被处理成薄片或卷(roll)形式且可随后使用(举例来说)粘合剂材料被层压到导电层。绝缘层150可包含但不限于聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙二酯(pen)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、乙基乙酸乙烯酯(eva)、聚乙烯(pe)、聚氟乙烯(pvf)、聚酰胺(pa)或聚乙烯醇缩丁醛(pvb)。绝缘层150的组成及厚度可经选择以使开口155及下文进一步所描述的导电层的特征(例如接触垫)的变形最小化。此变形可在互连电路的制作期间、在将互连电路连接到蓄电池单元期间及在蓄电池组的操作期间发生。具体来说，绝缘层150可帮助确保导电层的每一接触垫与蓄电池单元恰当地对准。

在一些实施例中，互连电路包含第二绝缘层，如参考图13a到13c进一步所展示及描述。在这些实施例中，导电层安置于两个绝缘层之间。当被连接到蓄电池单元时，第一绝缘层可安置于单元与导电层之间，而第二绝缘层可用于提供导电层与蓄电池组的其它元件的电隔离。在一些实施例中，第二绝缘层可图案化有开口以允许对接触垫的顶部或导电层的其它外表面的电、光学及/或机械接达。举例来说，第二绝缘层可图案化有位于接触垫上面的开口以在将接触垫附接到蓄电池单元的端子期间提供对接触垫的接达。举例来说，此接达可帮助简化包含但不限于激光、电阻或超声波焊接等机械结合过程。此外，第二绝缘层可包含粘合剂子层，或更具体来说包含经图案化粘合剂子层以便将互连电路接合到蓄电池组的其它组件，例如蓄电池单元的支撑框架。在一些实施例中，此粘合剂子层使用机械压力、热、uv激活等等。

图1c是安置于单元100的群组101上方的绝缘层150的假设实例。在图1c中未展示导电层以提供对绝缘层150与单元100之间的定向的较好理解。具体来说，每一单元端子与绝缘层开口中的一者对准。实例是假设的，这是因为绝缘层150一般来说在互连电路连接到单元100之前被层压到导电层。在进行所述连接之后，绝缘层150安置于单元100与导电层之间，其中通过绝缘层开口155进行连接。

图1d是导电层140的假设实例。实例是假设的，这是因为具有所形成特征(例如接触垫160及可熔链170)的导电层140一般来说由支撑层支撑，所述支撑层可为临时可释放衬里或绝缘层。如图1d中所展示，导电层140包含接触垫160。在一些实施例中，接触垫160具有通过可熔链170连接到导电层140的其余部分的电隔离岛形状。可熔链170可经配置以使横穿箔岛的电流的路径长度最小化。举例来说，可熔链170可朝向其所串联地连接到的子群组定向。图1d图解说明可熔链170的定向的一个实例。所属领域的技术人员将理解，各种其它定向是可能的，例如用以实现电流在导电层140内的最均匀分布的定向。

图1d图解说明具有三个不同岛142a、142b及142c的导电层140，所述三个不同岛彼此电隔离。142a、142b及142c中的每一者可通过引线及/或通过蓄电池单元电连接到蓄电池组端子。尽管在图1d中将导电箔岛142a、142b及142c描绘为具有矩形形状，但实际上这些岛可采取允许蓄电池单元被恰当互连的任何形状。使这些岛的形状变化的一个原因是减小跨越导电层140的电阻电力损失。另一原因可为通过增加接触垫160的面积而改进合格率。另一原因可为使组中的蓄电池单元的密度最大化或优化。又一原因可为减小总体互连电路内的机械应力及/或简化互连电路的制作过程。

导电层140可由充分导电(例如，导电率大于10^6s/m或甚至大于10^7s/m)的任何导电材料形成以允许电流以低电力损失流动穿过所述箔。作为从蓄电池组的总电力输出的百分比，导电层内所引发的电阻电力损失往往与每一子群组中蓄电池单元的列数目(如图1a中所展示)的平方成比例地增加。为使此电力损失最小化同时允许充分大的单元列数目(如可由蓄电池组的其它设计约束所确定)，在一些实施例中，导电层140包含铜且具有介于大约35微米与350微米之间的厚度。替代地，为相对于铜减小成本及重量(例如，针对等效传导性)，导电层140可包含具有介于从50微米到2000微米的范围内的厚度的铝或铝合金。使用铝来替代铜还可由于铝相对于铜的较高电阻率及较低熔化温度而帮助降低最小可实现熔断器电流额定值。

在一些实施例中，导电层140可为相对厚层以便使电阻电力损失最小化。举例来说，针对可具有20a的最大短持续时间电流、约30毫米的单元列间(column-to-column)间隔且其中期望通过导电层的单个铝部分而并联地连接6个单元列的圆柱形单元，此层的厚度可为至少250微米以防止层中的最大电力损失超过总阵列电力的1％。当在另外相同实例中将铜用于导电层140时，厚度可为约160微米。类似地，针对可具有300a的最大短持续时间电流、8毫米的单元列间间隔且其中三个方形单元使用导电层140的单个铝部分来并联地连接的方形蓄电池单元，导电层的厚度可为约250微米以防止总线中的最大电力损失超过总阵列电力的1％。

在一些实施例中，可使用多个层的导电箔来提供端子与蓄电池单元之间的所要传导性。单个岛的较厚箔可与具有相同总体横截面面积的多个层的较薄箔相比基本上具较低柔性。

在一些实施例中，导电层140可包含用于提供低电接触电阻及/或改进抗腐蚀性的表面子层或涂层。表面子层可帮助使用包含但不限于软焊、激光焊接、电阻焊接、超声波焊接、利用导电粘合剂的接合或机械压力等技术/材料来形成电互连。可提供用于这些连接方法的适合表面的表面子层包含但不限于锡、铅、锌、镍、银、钯、铂、金、铟、钨、钼、铬、铜、其合金、有机可软焊性防腐剂(osp)或其它导电材料。此外，表面子层可被溅镀、电镀、冷焊接或经由其它手段而施加。在一些实施例中，表面子层的厚度可介于从0.05微米到10微米的范围内，或更具体来说介于从0.1微米到2.5微米的范围内。此外，在一些实施例中，在表面子层的顶部上添加有机可软焊性防腐剂(osp)涂层可帮助防止表面子层自身随时间氧化。

当导电层140的基底子层包含铝或其合金时，可使用表面子层。在不具有保护的情况下，铝的经暴露表面往往形成绝缘的原生氧化物。氧化物在存在氧气或湿气的情况下容易形成。为在此情形中提供长期稳定表面，表面子层可抵抗氧气及/或湿气的向内扩散。举例来说，可将锌、银、锡、铜、镍、铬或金镀层用作位于含铝基底层上的表面层。

在一些实施例中，导电层140为可软焊的。当导电层140包含铝时，可将铝定位为基底子层，而表面子层可由具有高于焊料的熔化温度的熔化温度的材料制成。否则，如果表面子层在电路接合期间熔化，那么氧气可渗透穿过表面子层且使基底子层内的铝氧化。此又可减小两个子层的界面处的导电率且可能导致机械粘合的损失。因此，针对在介于从150c到300c的范围内的温度下被施加的许多焊料，表面子层可由锌、银、钯、铂、铜、镍、铬、钨、钼或金形成。下文参考图10a到10c进一步描述导电层140的各种子层的额外特征。

图1e是展示导电层140及在此视图中安置于导电层140下方的绝缘层150两者的互连电路130的示意性图解说明。绝缘层150的部分延伸于导电层的边界外部(例如，介于岛之间)。此外，通过导电层140中的部分地环绕接触垫160的开口而可见绝缘层150的部分。

图1f是根据一些实施例的包含两个互连电路130a及130b的蓄电池组组合件103的侧视示意图。蓄电池单元100通过子群组110及120中的每一者内的互连电路130a而并联地互连。此外，子群组110及120通过互连电路130b而串联地互连。互连电路130a及130b安置于单元100的不同侧上且连接到单元100的不同端子。互连电路130a可相对于互连电路130b横向地移位或可具有经调整图案以允许子群组110及120内及其间的电连接。如此，由在相对侧上具有不同极性的单个层的蓄电池单元形成的蓄电池组可利用两个互连电路，例如，一个在所述单元层的每一侧上。在一些实施例中，蓄电池单元可具有位于同一侧(例如，顶部覆盖物)上的两个端子。在此情形中，可使用同一互连电路来使此蓄电池单元层互连。如图1f中所展示，绝缘层150a安置于单元100与互连电路130a中的导电层140a之间。以类似方式，绝缘层150b安置于单元100与互连电路130b中的导电层140b之间。尽管绝缘层150a及150b允许分别通过绝缘层150a及150b中的开口而形成单元100与导电层140a及140b之间的电连接，但绝缘层150a及150b可分别保护导电层140a及140b免于接触单元的可处于不同电位的其它部分。

图1g是包含使用互连电路130b的经互连蓄电池单元的两个群组101a及101b的蓄电池组组合件103的另一实例的示意性表示。应注意，互连电路130b不仅使两个群组101a与101b互连且还使每一群组内的单元互连。具体来说，群组101中的蓄电池单元使用互连电路130b及互连电路130a来互连，而群组101b中的蓄电池单元使用互连电路130b及互连电路130c来互连。

互连电路的接触垫区的实例

现在将参考图2a到2h描述靠近接触垫的导电及绝缘层的特定特征。图2a图解说明绝缘层150的具有绝缘层开口155及狭槽220的一部分。如上文所描述，绝缘层开口155用于接达在互连电路的制作期间与此开口对准的接触垫。狭槽220是选用特征且如此用虚线来展示。狭槽220可用于改进绝缘层150的围绕开口155的一部分的柔性。在一些实施例中，其它特征用于改进此柔性，如下文参考图2d进一步所描述。

图2b图解说明根据一些实施例的导电层140的具有接触垫160的一部分。在这些实施例中，接触垫160由界定接触垫160的边界的导电层通道210部分地环绕。导电层通道210具有部分开环结构的形状。导电层通道210的端通过可熔链170分离，所述可熔链将接触垫160与导电层140的其余部分连接。导电层通道210及可熔链170是选用特征且在一些实施例中，接触垫160并非具体界定于导电层上，如(举例来说)图5a到5b中所展示及下文进一步所描述。

图2c图解说明根据一些实施例的互连电路130的具有导电层140及绝缘层150的一部分。在此示意性平面图中，将导电层140展示为位于绝缘层150上面。通过导电层通道210而可见绝缘层150的一部分。应注意，当狭槽220用于绝缘层150中时，可将此狭槽220安置于导电层通道210的边界内，如图2c中所展示。此视图还图解说明由绝缘层150支撑的接触垫160。事实上，在此实例中，绝缘层150的一部分突出超过接触垫160的边界、向上突出到狭槽220。此外，绝缘层150的一部分延伸于接触垫下方且向上延伸到绝缘层开口(在图2c中由用虚线来展示的绝缘层边界159表示，这是因为绝缘层开口在此视图中不可见)。

绝缘层开口与接触垫160之间的重叠程度可使得对接触垫提供充分机械支撑同时在接触垫160处维持经暴露导电层140的充分大区域以形成与蓄电池单元100的电接触。举例来说，针对直径为10毫米到20毫米的接触垫160，绝缘层边界159可位于距接触垫160的边缘大约1毫米到5毫米处。

在一些实施例中，绝缘层150的厚度使得接触垫160可被按压并突出到绝缘层开口中且直接接触蓄电池单元端子。换句话说，接触垫160的一部分采取允许其突出到开口中的弯曲(非平面)形状。举例来说，绝缘层150可为10微米到50微米厚，而接触垫160的直径可为约5微米到20毫米。在具有处于这些相应数量级的尺寸的情况下，使导电层140突出到蓄电池单元端子的平面而不撕裂导电层140是可能的。应注意，在这些实施例中，接触垫160的边缘可保持附接到绝缘层150的环绕绝缘层开口的一部分。当接触垫160突出到绝缘层开口中时，绝缘层150也可形变。

在一些实施例中，绝缘层开口为充分大的，使得其不与蓄电池单元端子接触。替代地，蓄电池单元端子突出到开口中且与接触垫160进行接触。在这些实施例中，接触垫160可保持为基本上平面的。举例来说，绝缘层开口155的大小可为蓄电池单元的端子的直径的101％到120％。

接触垫160、可熔链170及绝缘层150的形状及图案化可经修改以减小可熔链170及与蓄电池单元端子的电触点上的机械应力，且在一些情形中改进可熔链170及所述电触点的振动阻力。举例来说，如图2c中所展示，绝缘层150的一部分可位于靠近可熔链170处以在可熔链170具有小横截面面积时(例如，在期望低熔断器电流额定值时)提供机械支撑。此可帮助确保可熔链170在制作、安装及操作期间保持完整无损的。导电层通道210的宽度(图2c中所展示的狭槽220的端之间的距离—wcl)与可熔链170的宽度的比率可为介于约1.5与100之间，或更具体来说介于1.5与5之间。在其它实施例中，绝缘层150的任何部分均不附接到可熔链170且可熔链170保持为独立的。

如上文所述，狭槽220可用于给绝缘层150的围绕接触垫160的部分添加柔性。换句话说，狭槽220可提供接触垫160相对于互连电路130的环绕部分的垂直自由度及/或横向运动。此额外柔性可帮助促进接触垫160与蓄电池单元端子的电连接且在一些情形中，减小对所述连接的应力水平。

狭槽220是选用特征。在一些实施例中，可替代地由经图案化到绝缘层150中的狭缝230的集合提供柔性，如图2d中所展示。狭缝230可允许接触垫160的充分垂直度及/或横向运动同时仍在蓄电池组的制作期间(例如，在形成电连接之前)维持接触垫160与蓄电池单元的恰当对准。在一些实施例中，由狭缝230占据的区可为绝缘层150的占据导电层通道210的区的介于约1％到40％之间，或更具体来说为绝缘层150的占据导电层通道210的区的介于约5％到10％之间。

在一些实施例中，可熔链170的长度(沿着x轴的尺寸)可经增加以提供接触垫160与互连电路130的环绕部分之间的相对运动的额外自由，如图2f中所展示。此给接触垫160提供更多柔性。

图2f是处于部分经制作状态中的互连电路的示意性图解说明，其中狭槽接片240将狭槽220的两个部分分离。狭槽接片220还可称为可撕裂接片，这是因为其稍后在进一步处理期间被移除(例如使用冲头)。举例来说，狭槽接片220对绝缘层150的一部分提供支撑，同时使接触垫160相对于蓄电池单元端子对准且甚至形成接触垫160与端子之间的电连接。狭槽接片220可在此后被移除。在一些实施例中，可在朝向端子按压接触垫160的同时移除狭槽接片240。事实上，朝向端子推动接触垫160可撕去或撕开狭槽接片240。狭槽接片240的移除提供移动接触垫160的额外自由，举例来说如图2h中所展示。

具有电压监测迹线的互连电路的实例

图3a图解说明根据一些实施例的包含电压监测迹线310的互连电路130的实例。电压监测迹线310也为导电层140的部分。还展示可连接到蓄电池组的其它组件(例如导电层的其它岛、温度监测装置、安全装置等等)的辅助迹线320。

电压监测迹线310中的每一者连接到导电层140的岛142a、142b及142c中的不同一者。更具体来说，电压监测迹线310中的每一者与岛142a、142b及142c中的对应一者形成整体式结构。所有电压监测迹线310及所有岛142a、142b及142c可由相同初始层形成。电压监测迹线310可用于在(举例来说)蓄电池组的充电及放电期间探测岛142a、142b及142c的电压。替代地，电压监测迹线310可用于涉及到个别岛142a、142b及142c的独立连接的任何其它电目的。

电压监测迹线310可终止于触点330处以用于连接到导线束、熔断器、表面安装组件、集成电路或其它装置。类似地，辅助迹线320可用于将表面安装组件或其它装置连接到互连电路130而不将所述组件直接接线到电力转移电路。这些连接可对于例如热敏电阻器或其它传感器等装置为有用的。电压监测迹线310及/或辅助迹线320可包含沿着迹线的能够充当内建熔断器的窄区域。

在一些实施例中，可使电压监测迹线310为充分导电的(例如，通过修改迹线长度、宽度及/或厚度)以提供一定程度的电力传输能力。电压监测迹线310可从与岛142a到142c相同的导电薄片图案化且可与对应岛142a到142c形成整体式结构。电压监测迹线310可用于对蓄电池单元子群组的充电及放电状态进行精确控制。举例来说，在与同一电力组中的不同单元群组之间不平衡充电或充电不足的情形中，可使用电力ic或浮动电容器来通过电压监测迹线310将充电电流选择性地路由到蓄电池单元的个别子群组。可在蓄电池模块层级处任选地提供电断路器以确保电力ic在选择性充电过程期间不暴露于过高电压。类似地，在过度充电的情形中，可使用电力ic或分路电阻器来经由电压监测迹线310从个别蓄电池子群组选择性地泄放电荷。

在一些实施例中，互连电路130的柔性性质允许将电路的一或多个部分折叠。举例来说，可将如图3a中所展示的电压监测迹线310及辅助迹线320折叠到蓄电池组内的蓄电池单元阵列的侧。此折叠可帮助维持或甚至增加所述组的总体能量密度。绝缘层150可用于提供互连电路130的经折叠部分与蓄电池单元的封装之间的电隔离。

在一些实施例中，互连电路130除了在电路的一侧上附接到蓄电池单元之外，还可在相对侧上附接或接合到壳体或散热器。举例来说，互连电路130可附接到0.5mm到5mm厚的铝岛以帮助减小在操作期间由于互连电路130及/或蓄电池单元100中的焦耳加热的温度上升。另外，壳体及/或散热器可用于对互连电路130提供机械支撑。壳体及/或散热器可图案化有孔阵列以允许对蓄电池单元的接达(例如，以用于焊接或提供通风路径)。为提供互连电路130与散热器及/或壳体之间的电隔离，如其它地方所描述可将第二绝缘层安置于导电层140的与绝缘层150相对的侧上。第二绝缘层可包含粘合剂子层以促进将互连电路130附接到散热器及/或壳体。

图3b展示根据一些实施例的可被折叠、缠绕及/或弯曲的互连电路130的另一实例。举例来说，此互连电路130可用于在相同蓄电池单元的正端子及负端子两者安置于单元的不同端上的情况下形成到这些端子的电连接。互连电路130可包含通过中间区域360分离的两个集合350及355。中间区域360可具有近似对应于蓄电池单元的长度(例如，针对18650蓄电池单元65mm)的宽度(例如，集合350与355之间的距离)。两个集合350及355中的每一者中的接触垫160的图案可为相同的。然而，两个集合350及355可彼此偏移以在一旦互连电路130已连接到蓄电池单元时允许完整串联-并联连接。

互连电路340的中间区域360可用于携载电压监测迹线310及(在一些实施例中)辅助迹线320。在一些实施例中，电压监测迹线310的传导性可为充分高的以便提供一定程度的电力转移能力以及监测能力。另外，可使用机械分离器来在一旦互连电路130已折叠到适当位置中时提供中间区域360与蓄电池单元之间的空间。

可使用探测点380及385来利用选用延伸引线或其它装置直接跨越蓄电池单元的个别子群组的端子而连接表面安装组件(例如旁路二极管或电力晶体管)。举例来说，可跨越中间区域360而垂直地连接表面安装组件，其中一个端子在探测点380上且另一端子在对应探测点385上。在一些实施例中，可跨越探测点380及385而连接表面安装旁路二极管以当在蓄电池充电期间跨越蓄电池单元的子群组的电压超过特定阈值电平时提供用于充电电流的旁路路径。

图3b中所展示的互连电路130包含用于在相对侧上具有正端子及负端子的互连蓄电池单元的所有电路组件。将所有组件集成到同一互连电路中可简化蓄电池组组装过程。更具体来说，与许多常规互连件及/或导线束相比，当在蓄电池组中使用图3b中所展示的互连电路130时可需要较少组装操作。此外，减小用于使同一蓄电池组中的单元互连的离散电连接件的数目，借此可能改进合格率及可靠性。

包含互连电路的蓄电池组的实例

图4a是根据一些实施例的包含壳体402、互连电路130及蓄电池单元100的蓄电池组400的侧视示意图。互连电路130可任选地类似于3b中所展示及上文所描述的互连电路。在一些实施例中，互连电路130可使用可为互连电路130或壳体402的一部分的粘合剂来预层压到壳体402。举例来说，粘合剂可为第二绝缘层的子层。出于本发明的目的，第一绝缘层可安置于导电层与蓄电池单元之间，而第二绝缘层可经定位使得导电层安置于第一绝缘层与第二绝缘层之间。在一些实施例中，粘合剂可或通过单独粘合剂涂覆/施加步骤而安置于互连电路表面、壳体表面上。壳体402可具有允许覆盖物420相对于壳体的其余部分、更具体来说相对于蓄电池单元100移动的一或多个铰链410。在一些实施例中，覆盖物420可在不需要铰链的情况下折叠。一般来说，覆盖物420允许在完成单元100与互连电路130的电连接之前将蓄电池单元100放置到壳体中。覆盖物420还可通过在将互连电路130层压到壳体402期间允许对壳体402的内侧表面的直接接达而简化互连电路130到壳体402的附接。

壳体402还可容纳冷却装置以(举例来说)在蓄电池单元100于蓄电池组400中的操作期间控制所述蓄电池单元的温度。替代地，壳体402可自身为或可包含能够在蓄电池组操作期间从互连电路130及/或蓄电池单元100提取热的散热器。举例来说，壳体402的壁及盖可由0.5mm到5mm厚的铝(或另一导热材料)构建以为互连电路130及/或蓄电池单元100提供散热器。如上文所描述，在一些实施例中，可将第二绝缘层并入到互连电路130中以提供互连电路130与壳体402之间的电隔离。壳体402还可容纳机械架以(举例来说)在蓄电池单元100于蓄电池组400中的操作期间将所述蓄电池单元固持于适当位置中。可在蓄电池组400的各种组装阶段期间将这些装置放置到壳体402中。在一些实施例中，蓄电池组400可包含安置于壳体402内侧的电磁屏蔽物430。电磁屏蔽物430可用于防止电磁噪声影响互连电路130的监测及控制电路。在一些实施例中，电磁屏蔽物430是互连电路130的一部分。举例来说，可通过将第二导电层层压到绝缘层的相对侧使得绝缘层安置于第二导电层与用于互连蓄电池单元100的原始导电层之间而形成电磁屏蔽物430。

在使用互连电路130使蓄电池单元100互连之前，可组装蓄电池组400的经断开连接版本。举例来说，可将绝缘材料薄片放置于互连电路130与蓄电池单元100之间。此特征可帮助促进对具有被断开连接的蓄电池单元100的蓄电池组400的存储及/或运输，因此确保蓄电池单元100在存储及/或运输期间不损失能量或变得不安全。另外，壳体闩锁440可具有内建安全特征，所述内建安全特征允许闩锁响应于外部信号而被弹开，借此导致组/模块中的所有蓄电池单元100的立即断开连接。

在一些实施例中，壳体402可包含用以对互连电路130进行接达且(举例来说)形成互连电路130与蓄电池单元100之间的电连接的开口阵列424。举例来说，这些电连接可使用激光焊机、电阻焊机、超声波焊机及软焊设备来进行。举例来说，可在使覆盖物420降低到壳体402的其余部分之后形成这些连接。另外，开口424可用于(例如)通过电连接器450将电流或信号传递到蓄电池组400外部。电连接器450可接着连接到导线束。

用于使方形蓄电池单元互连的互连电路的实例

在一些实施例中，互连电路可用作用于具有在同一侧上的两个端子的单元的电互连件。此类单元的一些实例包含矩形单元、方形单元、袋状(pouch)单元及其它相似单元。图5a展示根据一些实施例的布置成线性阵列的单元100的群组101的平面示意图。单元100具有均位于蓄电池单元100的顶部表面上的正端子510及负端子520。注意，尽管在图5a中将蓄电池单元100描绘为仅具有两个端子，但在实践中互连电路可用于利用任何数目个端子(例如用于测量单元100内的参考电位的端子及/或电极(例如，连接到锂离子单元中的锂参考电极的端子))来对蓄电池单元100进行互连及/或监测。端子510及520可任选地包含接触垫、刚性凸块或柔性箔接片。在图5a中所展示的实例中，蓄电池单元100以每隔三个单元上的端子的180度旋转而定向。蓄电池单元100的布置可在邻近单元对之间具有间隙以(举例来说)在单元之间容纳冷却片及/或泡沫薄片以适应膨胀(且举例来说，一些冷却片及/或泡沫薄片维持对单元的接触压力)。在一些实施例中，冷却片可热耦合到互连电路的导电层。

在图5b中的平面图中示意性地展示能够使单元100互连的互连电路130。互连电路130包含导电层140及绝缘层150，使得绝缘层150定位于导电层140与单元100之间。导电层140包含电隔离岛142a、142b及142c的集合。绝缘层150图案化有开口以提供蓄电池单元端子与导电层140之间或更具体来说蓄电池单元端子与电隔离岛142a、142b及142c的集合之间的连接。如上文所描述，岛142a、142b及142c中的每一者可包含接触垫阵列，所述接触垫阵列可为连续层的部分或可由导电层开口部分地环绕并通过可熔链连接到岛142a、142b及142c的其余部分。

在一些实施例中，互连电路130包含电压监测或其它电路，如图5c中的平面图中所示意性地展示。电压监测迹线310可包含于导电层140内。电压监测迹线310可占据互连电路130的介于岛142a、142b及142c的两个行之间的中心部分。岛142a、142b及142c可为充分厚的以便提供导电箔岛540内的低电阻电力损失。替代地，岛142a、142b及142c40(及因此互连电路130的边缘)可延伸超出蓄电池单元100的边缘以提供蓄电池单元100的端子之间的充分传导性。此可具有通过增加岛142a、142b及142c的宽度而增加其传导性的效应。互连电路130可任选地沿着蓄电池单元100的侧折叠以使蓄电池组中由互连电路130占据的面积最小化(例如，针对高能量密度应用)。在一些实施例中，绝缘层150可经图案化以确保在互连电路130已被折叠之后互连电路130不对蓄电池单元100的封装短路。此外，蓄电池单元100的封装的外表面可为电绝缘的以防止发生电短路。

图5d描绘包含岛142a到142d的四个行的互连电路130的另一实例。岛142a到142d中的每一者可任选地在其边缘处附接到绝缘层150。此外，绝缘层150可包含与岛142a到142d的部分重叠的开口或窗。替代地，绝缘层150可经设计以延伸于电压监测迹线310上方。在此情形中，可通过导电层自身(举例来说，通过导电箔层内的接片或其它连接特征)维持岛142a到142d的邻近行之间的对齐。具体来说，金属连接接片可留在靠近线575的位置中以便维持岛142a与142b之间(及岛142c与142d之间)的对准。在一些实施例中，一对邻近岛可彼此电连接。如此，不需要移除连接接片。此设计将消除使绝缘层150延伸超出互连电路的中间区域的需要。在将互连电路130附接到蓄电池单元之前、期间或之后，互连电路130可沿着折叠线575(以图5d中的点划线识别)折叠。此折叠可用于形成重叠岛142a到142d。岛142a到142d可接着使用各种接合技术(例如激光焊接、超声波焊接、软焊等等)电结合在一起以实现所要传导性。注意，虽然在图5d中展示岛142a到142d的四个行，但在其它实施例中，任何数目个岛可在彼此顶部上折叠以提供所要传导性。

在一些实施例中，绝缘层150可图案化有一系列狭缝580，如图5e中的平面图中所示意性地展示。狭缝580可允许导电层140的个别岛(以及绝缘层150的在这些岛附近的区域)与互连电路130的其余部分之间的一定程度的机械解耦。绝缘层150中的开口在此视图中不可见且由点划线(绝缘层开口边界1055)表示。如图5f及5g中的侧视图中所示意性地展示，狭缝580的潜在功能是允许导电层140的岛在形成与蓄电池单元100的端子515的电连接期间被折叠。在一些实施例中，此可简化电互连的各种方法(例如超声波焊接、激光焊接、电阻焊接、软焊、利用导电粘合剂(eca)的附接、压接等等)的实施方案。在形成电互连件590之后，导电层140及/或端子515可随后被折叠回到与互连电路130的其余部分共面的近似状态。此可具有减小由蓄电池组占据的总体积(且因此增加所述组的能量密度)的益处。

在一些实施例中，蓄电池单元可在群组中沿相同方向定向。图6a展示蓄电池单元100的此群组101的平面示意图。正端子510位于一侧(图6a的顶部)上且负端子520位于相对侧(图6a的底部)上。互连电路130经配置以使图6b中的平面图中所示意性地展示的此群组101互连。具体来说，互连电路130包括为导电箔的部分的电隔离岛142a及142b的集合。经图案化绝缘层150安置于导电层140与蓄电池单元100之间。

图6c是具有电压监测迹线310及触点330的互连电路130的示意性平面图。互连电路130的并未直接安置于蓄电池单元上面的区域可任选地在蓄电池模块或蓄电池组组装期间沿着单元的侧折叠以保存模块/组内的空间。

替代地，电压监测迹线310及可能其它装置可为接近互连电路130而定位的堆叠式柔性电路680的部分，如图6d中的平面图中所示意性地展示。电压监测迹线310可被路由到堆叠式柔性电路680的绝缘层中的开口，可通过所述开口进行与导电层140的下伏岛142的电连接。在一些实施例中，互连电路130中的岛142的厚度及堆叠式柔性电路680的电压监测迹线310的厚度可个别地经变化以实现每一层的所要电传导性。此外，电压监测迹线310可终止于相对大接触垫中(举例来说，终止于其面积为导电箔的下伏岛的面积的显著部分的垫中)，借此允许在两个电路之间形成相对大面积电接触。与小面积接触相比，此可减小接触电阻且提供较大电接触冗余。举例来说，电压监测迹线310的端上的接触垫的面积可为导电层140的对应岛的面积的至少10％、20％、50％或80％。举例来说，相对于图6c中所展示的互连电路的实例，堆叠式柔性电路680可减小由蓄电池组内的互连电路130占用的空间。此外，堆叠式柔性电路680可简化表面安装组件及/或其它电装置到互连电路组合件的路由及附接。

在一些实施例中，蓄电池单元可包含由薄接片或箔制成的端子。此类单元的一些实例为方形、矩形及/或袋状蓄电池单元。此类接片的一个区别性特性是这些接片可容易地被弯曲。图7a到7d描绘可形成于互连电路130与蓄电池单元100的此端子515之间的电连接的各种配置的实例。

在图7a中所展示的侧视示意图中，互连电路130包含已被图案化到互连电路130的导电层140及绝缘层150中的狭槽710。蓄电池单元100的端子515可延伸穿过狭槽710且向下折叠到导电层140的背对绝缘层150及蓄电池单元100的表面上。端子515与导电层140形成电连接745。

如图7b中的平面图中所示意性地展示，导电层140可任选地包含接触垫160及将接触垫160电连接到导电层140的其余部分的一或多个可熔链170。可熔链170的数目、横截面面积及长度取决于电流额定值及电流阈值。

替代地，互连电路130可经折叠以形成与蓄电池单元100的端子515的两个侧的电连接745，举例来说如图7c中的侧视图中所示意性地描绘。互连电路130的布局可经设计以并入充分空间以使互连电路130的一部分被折叠同时仍维持与蓄电池单元100及蓄电池组的其它组件的适当对齐。另外，绝缘层150可图案化有开口以允许将蓄电池单元100的端子515放置成与导电层140的经折叠部分接触。一旦已建立物理接触，便可使用先前所描述的技术及材料形成电连接。在其中多个蓄电池单元并联地连接的实施例中，此连接方案可减小与在蓄电池单元100的端子515附近穿过互连电路130的电流流动相关联的电阻，这是因为导电层150保持为连续的。

在一些实施例中，蓄电池单元100的端子515可被折叠并连接到导电层140的底部表面，如图7d中所展示。此底部表面面向蓄电池单元100及绝缘层150。导电层140可在电连接的区中为连续的，如图7d中所展示。端子515延伸穿过绝缘层150中的开口。可使用包含但不限于软焊、激光焊接、电阻焊接、超声波焊接或利用导电粘合剂的接合等技术来形成电连接745。

具有方形单元的平坦形状因数的蓄电池组的实例

互连电路还可用于使方形蓄电池单元互连成平面或平铺阵列，如图8a到8h中所展示。出于本发明的目的，平铺阵列是指其中方形单元的最大面近似共面的阵列。具体来说，图8a是布置成两个列的蓄电池单元100的群组101的顺序剖面平面图。每一单元100具有正端子510及负端子520。在稍后各图中，蓄电池单元100的群组101使用互连电路130来互连。为较好地理解互连电路的主要组件的特征及定向，展示几个假设实例。举例来说，图8b是安置于蓄电池单元群组上方的绝缘层150的顺序剖面平面图。单元的端子与绝缘层开口155对准且通过所述绝缘层开口而可见。绝缘层150还包含不需要与任何端子对准且事实上可从单元100的群组101显而易见的监测点开口824。

图8c是具有安置于绝缘层150上方的导电层140的互连电路130的实例的顺序剖面平面图。将导电层140展示为包含三个岛142a、142b及142c。岛142a、142b及142c中的每一者覆盖绝缘层开口155及监测点开口824的单独集合。此外，在此实例中，岛142b通过经由对应绝缘层开口155进行的电连接而使六个蓄电池端子互连。

图8d是具有安置于导电层140上方的第二绝缘层156的互连电路130的实例的顺序剖面平面图。在此实例中，导电层140安置于两个绝缘层之间，使得一个绝缘层—绝缘层150安置于导电层140与单元100之间。此绝缘层在图8d中不可见。另一绝缘层—第二绝缘层156安置于导电层140的顶部上使得导电层140安置于第二绝缘层156与单元100之间。第二绝缘层156可包含可与第一绝缘层中的开口对准的第二绝缘层开口157。在进行导电层与蓄电池单元端子之间的电连接时，第二绝缘层开口157可用于接达导电层，所述导电层通过第二绝缘层开口157而在图8d中可见。

互连电路130的绝缘层150、156的组成可选自其它实施例中所描述的电绝缘电介质及/或粘合剂材料中的任一者。如上文所述，所述层可包含对应于单元端子的位置的开口。举例来说，安置于蓄电池单元100与导电层140之间的绝缘层150可包含用于将互连电路130在机械上耦合及/或附接到单元或更具体来说到蓄电池单元100的封装的上部粘合剂子层。此耦合可帮助减小端子与导电层之间的连接点处的机械应力。在一些实施例中，第一绝缘层150及第二绝缘层156的厚度可为相对低的以帮助促进穿过互连电路130的热转移。举例来说，第一绝缘层及第二绝缘层的厚度可介于从10微米到125微米的范围内。

替代地，第一绝缘层150可包含用于将蓄电池单元的封装直接附接(经由焊接、软焊、粘合剂、psa等)到导电层的额外开口。在这些实施例中，蓄电池单元的封装可与蓄电池单元的端子电隔离(例如，封装可为电中性的)。此外，导电层可任选地经图案化以将导电层的使端子互连的岛与导电层的接合到蓄电池单元的封装的其它区域电隔离。此布置可促进热从蓄电池单元的移除(举例来说，通过使互连电路的后侧暴露于热移除元件，或通过跨越互连电路的长度转移热)。一般来说，蓄电池单元100及其端子510、520可使用包含但不限于激光焊接、电阻焊接、超声波焊接、回流软焊、波峰软焊、利用eca的附接或利用(在蓄电池壳体的情形中)非导电粘合剂的附接等技术来电连接及/或机械连接到互连电路130。绝缘层还可包含对应于监测点的开口，如上文所描述。监测点可用于监测子阵列电压、附接表面安装装置、选择性充电/放电等。替代地，在一些实施例中，互连电路130可延伸超出蓄电池单元的底部行且将额外监测及/或控制电路并入到电路中，如其它实施例中所描述。

经图案化导电层(例如，具有电隔离岛的层)可用于端子的电连接。参考图8a及8c，岛142b将蓄电池单元100的左侧列中的正端子与蓄电池单元的右侧列中的负端子互连。尽管图8c描绘导电层140具有岛142a、142b及142c的一维阵列，但可根据任何所要布局或设计来图案化导电层140。在一些实施例中，可出于促进从蓄电池单元移除热(或在一些情形中，将热添加到蓄电池单元)的目的来图案化导电层140的区域。举例来说，导电层140的区域可安置于蓄电池单元的壳体下面且任选地直接附接到所述壳体以实现经改进热转移。此外，导电层140的厚度可经选择以减小电阻电力损失及/或促进热转移。在一些实施例中，导电层140的厚度可介于从25微米到超过2mm的范围内。

在其中互连电路的长度及宽度受外部约束(举例来说，受蓄电池组或者由蓄电池或蓄电池组供电的电装置的横向尺寸)限制的应用中，可采用堆叠式布置来增加所述组的总能量存储容量。举例来说，图8e展示其中一个以上互连电路130及对应蓄电池单元100在垂直于互连电路130的平面的方向上堆叠的配置。为将互连电路130的堆叠电连接在一起，可将第一互连电路的边缘处的导电箔附接到邻近互连电路的边缘处的导电箔以实现所要串联、并联或串联/并联连接。替代地，图8f展示其中蓄电池单元100附接到单个经折叠互连电路130的两个侧的配置。举例来说，蓄电池单元100可电连接到互连电路130的导电层的两个侧。互连电路130可在蓄电池单元100的附接之后被折叠，或可在蓄电池单元100个别地附接到互连电路时被折叠。在其它实施例中，可实施各种各样的堆叠式布置，包含图8e及8f中所展示的布置的组合。

如在其它实施例中，互连电路130可经图案化以在具有不同极性的两个端子附近提供电路特征，如图8g中所展示。举例来说，绝缘层150可图案化有狭槽220以帮助在互连电路130与端子之间的互连区中减小机械应力及/或改进振动阻力。另外，导电层140可经图案化以形成可熔链170。可熔链170的组成、宽度、厚度及长度可经选择以致使可熔链170在所要熔断器电流下(例如，在蓄电池单元形成内部短路的事件中)熔断。

针对方形蓄电池单元使用平面或平铺配置可在蓄电池组的其它方面中提供益处。在图8h中的分解图中展示将互连电路130及蓄电池单元100(如图8a到8e中所展示)实施到具有基本上平坦形状因数的蓄电池组中的实例。压缩板840可由结构强的材料(例如，0.5毫米到5毫米厚不锈钢、铝、钛、碳纤维等等)制成且可用于密封蓄电池组830的其它元件并将压力施加到所述其它元件。为帮助跨越所述组而维持均匀压力，可使用螺栓阵列(为清晰起见在图8h中未展示)来将所述组紧固于压缩板840与上部压缩板(在图8h中不可见)之间。举例来说，可将螺栓定位于蓄电池单元100的每一拐角处以帮助施加均匀压力。

保形层850可由相对柔软材料(例如，0.5毫米到5毫米厚聚胺基甲酸酯泡沫、橡胶、硅酮等等)制成且可用于帮助维持所述组内的均匀压力。另外，保形层850可经设计以帮助适应在组操作期间可发生于蓄电池单元100中的任何鼓胀。

蓄电池单元100可具有方形形状因数且可相对于图8h中所展示的z方向以平坦或平铺定向来配置。在一些实施例中，蓄电池单元100可为所谓的“袋状单元”种类，具有介于从3mm到30mm的范围内的封装厚度。另外，蓄电池单元100可任选地拥有从单元的一个边缘突出的基于箔的正端子510及负端子520。在图8h中所展示的分解图中，箔端子已被折叠于蓄电池单元100上方，使得所述箔端子为不可见的。在一些实施例中，可在将蓄电池单元100折叠于接片上方之前首先将端子焊接或以其它方式电连接到互连电路130或反之亦然。此配置可帮助增加蓄电池单元100的堆积密度。

互连电路130可根据图8b到8d中所描绘的布局来设计。替代地，互连电路130可总起来说具有完全不同布局或层堆叠布置。如其它实施例中所描述，可将粘合剂层(例如，压敏粘合剂(psa))涂覆于绝缘层150的上部表面上以提供蓄电池单元100的封装到互连电路130的附接。此可用于减小蓄电池端子上的机械应力。可将从图8h中所展示的透视图不可见的第二绝缘层安置于互连电路130的导电层140与选用热扩散器/散热器860之间。第二绝缘层可提供导电层140与热扩散器/散热器860之间的电隔离(例如，在其中散热器为导电的情形中)。第二绝缘层可进一步并入粘合剂层以促进互连电路130到热扩散器/散热器860的机械附接，如其它实施例中所描述。

作为使用热扩散器/散热器860的替代方案，可将互连电路130的导电层140制成充分厚的以除了提供导电性之外还执行为散热器。举例来说，可将导电层140制成0.25毫米到3毫米厚，或更具体来说0.5毫米到2毫米厚，此时导电层140的热容量可为适当高的以便减小来自蓄电池单元100的热的任何快速流入对电路温度的影响。

另外，导电层140可经图案化使得导电层140中的开口(如从平面图视角所观看)的面积占据导电层140的总面积的相对小百分比。举例来说，导电层140可经设计使得所述层的总面积的多于85％由导电层140占据，或更具体来说使得所述层的总面积的多于95％由导体占据。此将往往增加导电层140的散热能力。

为帮助从蓄电池组移除热，可将热移除元件870放置成与热扩散器/散热器860接触，或任选地与互连电路130直接接触。热移除元件可依赖于多种手段来从蓄电池组830移除热。在一些实施例中，热移除元件870可包含通道，所述通道使液体冷却剂循环贯穿蓄电池组且向外到达热交换器。在其它实施例中，热移除元件可经设计以使空气流动跨越蓄电池组830且最终远离所述组。

在一些实施例中，可将上部压缩板安置于热移除元件870上面以使蓄电池组830完整。此元件在图8g中未展示。替代地，如果在所述组中期望较高总能量存储能力，那么图8g中所展示的组合件可在z方向上铺设有额外组合件。此布置将类似于图8e中所展示的布置。

相比于其中方形蓄电池单元经堆叠且其最大表面面向彼此的配置(例如，图5a到5g及6a到6g中)，图8a及8h中所描绘的平坦或平铺单元配置的潜在优点是蓄电池单元的最大表面可容易地接达以用于热转移。此可导致较简单冷却系统及跨越蓄电池组的较好热均匀性。另外，具有基本上平坦形状因数的蓄电池组830可在其中可期望低组高度或轮廓的应用中(例如在特定汽车及航空航天设计中)提供优点。

处理实例

使用传统柔性电路来使蓄电池单元互连具有若干个挑战。举例来说，蓄电池单元可利用大的充电及放电电流，例如在电动/混合动力交通工具的加速、启动-停止蓄电池应用等等期间。同时，个别蓄电池单元在极低电压(举例来说，例如2v到5v)下操作。导电组件的横截面面积或更具体来说适合于维持低电力损失的导电层的厚度通常为如此大的，以致用于将这些层图案化的许多常规掩蔽及蚀刻技术为过分昂贵的且低效的。举例来说，由掩蔽及蚀刻制造线产生的化学蚀刻废料的体积一般来说与导电层的厚度成正比。对此废料的安置及/或处理呈现重大环境挑战。另外，由于大多数现有掩蔽及蚀刻制造线经设计用于相对薄导体(例如，35微米厚铜)，因此导体层的厚度的增加可导致制造线的吞吐量的成正比减小。此外，如上文所描述，厚导电层的蚀刻频繁地导致对掩模层下面的蚀刻剂的底切，此可导致最终电路中的极不明确界定的迹线。

另外，与常规柔性电路制作技术相关联的重大挑战是生产在第一绝缘层(在常规柔性电路用语中已知为“基底”)及安置于导电层的与基底相对的表面上的第二绝缘层(在常规柔性电路用语中已知为“覆盖膜(coverlay)”)两者中均具有开口的柔性电路。生产这些所谓的“背裸式(back-bared)”柔性电路的挑战来自其中预图案化基底与经掩蔽但未经蚀刻导电层对齐地层压的过程步骤。由于导电层是未经蚀刻的，因此在所述层之间不存在可用视线以确保所述层在层压之前的恰当对准。此可针对此类型的电路导致低制造合格率及经增加制造成本。(vlad,feelfreetomodifytheaboveparagraphsasyouseefit,however,wedowishtocontrastourmethodwiththeconventionalmethodofproducinga"back-bared"circuitsomewherewithintheapplication.)

为克服这些挑战，本文中描述不涉及掩蔽及蚀刻技术的制作互连电路的方法的各种实例。具体来说，图9是根据一些实施例的对应于形成适合于使蓄电池组中的蓄电池单元互连的互连电路的方法900的过程流程图。图10a到13c展示在此方法的各种阶段处的互连电路及其组件。

方法900可以在选用操作902期间形成导电层而开始。可在将导电层层压到支撑层(如下文进一步所描述)之前执行此操作。此外，可在于导电层中形成开口之前执行形成导电层的操作。替代地，导电层可在不同过程中形成并以即时可用形式被供应到方法900。

在图10a到10c中展示在操作902期间形成导电层(或如此被供应)的实例。图10a图解说明导电层140的实例，所述导电层具有基底子层1002及安置于基底子层1002的一侧上的表面子层1006。图10b图解说明导电层140的实例，所述导电层具有基底子层1002、中间子层1004及表面子层1006，使得中间子层1004安置于基底子层1002与表面子层1006之间。最后，图10c图解说明导电层140的实例，所述导电层具有两个表面子层1006a及1006b，使得基底子层1002安置于两个表面子层1006a与1006b之间。

不管实例如何，每一子层均可具有不同组成。具体来说，基底子层1002可具有不同于中间子层1004及表面子层1006的组成。此外，中间子层1004可具有不同于表面子层1006的组成。在一些实施例中，基底子层1002可包含铝或其合金、镍、铜或钢。中间子层1004可包含铬、钛、镍、钒、锌或铜。表面子层1006可包含锡、铅、锌、镍、银、钯、铂、金、铟、钨、钼、铬或铜。中间子层及表面子层可各自被涂覆于基底子层的任一侧或两个侧上，如图10a到10c中所展示。尽管基底子层1002一般来说可用作材料岛或卷，但一般来说可使用包含电镀、无电式电镀、溅镀、真空蒸镀、电子束蒸镀、包覆或冷焊接等技术来施加或涂覆中间子层1004及表面子层1006。替代地，可总起来说使用其它技术来施加或涂覆中间子层1004及表面子层1006。

在基底子层上形成一或多个子层允许在不折损互连电路的性能的情况下针对基底层的较多材料选项。在一些情形中，当使用堆叠式导电层时，改进所得互连电路的性能(例如，重量)及成本。举例来说且如上文所述，基底层可由铝制成。铝并非用于电导体的常见材料，这是因为铝往往形成难以与之进行电连接及机械连接的氧化物层。举例来说，铝箔及其它类型的铝结构可难以进行软焊或电阻焊接。铜已成为用于此类应用的所选择材料。然而，铜为基本上较昂贵且重得多的。铜的密度与导电率比率比铝的密度与导电率比率大两倍。

相比来说，在本文中所描述的实施例中，表面子层可用于电及/或机械耦合到铝基底子层，且铝基底子层可用作主要电导体且在一些实施例中用作主要热导体。在一些实施例中，可将界面子层安置于表面子层与铝基底子层之间以(举例来说)促进所述两者之间的粘合。在一些实施例中，表面子层的厚度可为介于约0.01微米与10微米之间，或更具体来说介于约0.05微米与1微米之间。界面子层的厚度可为介于约0.01微米与10微米之间，或更具体来说介于约0.05微米与1微米之间。基底子层的厚度一般来说取决于互连电路的总体传导性要求。基底子层的厚度可为介于约10微米与2000微米之间，或更具体来说介于约50微米与500微米之间。

在以上实例中，导电层形成操作可涉及在基底层上方形成中间子层后续接着在中间层上形成表面层。

应注意，导电层的表面子层并不限制于接触垫区。而是，表面子层延伸于绝缘层下方，举例来说如图15a中所展示。具体来说，图15a图解说明包含安置于基底子层1002上且层压到绝缘层150的表面子层1006的导电层140。中间子层可或可不存在，如上文所描述。如此，表面子层1006延伸超出接触垫160且可帮助将绝缘层150粘合到导电层140。此与其中在将导电层层压到绝缘层之后形成表面子层的实例(举例来说如图15b中所展示)相反。具体来说，图15b图解说明表面子层1006仅存在于接触垫160中且仅存在于开口157内。

应注意，在一些实施例中，表面子层可存在于基底子层的两个侧上，举例来说如图15c中所展示。具体来说，图15c图解说明导电层140，所述导电层包含基底子层1002、第一表面子层1006a及第二表面子层1006b，使得基底子层1002安置于第一表面子层1006a与第二表面子层1006b之间。在此实例中，第一表面子层1006a及第二表面子层1006b已被层压到对应绝缘层150及156。

当基底子层1002由铝箔制成时，其中表面子层1006a及1006b延伸于绝缘层150及/或第二绝缘层156下方(如图15a及15c中所展示)的配置可具有特定益处。在对铝片料(sheetstock)进行轧制以产生箔的过程期间，轧制油及其它污染物可形成于铝的表面上，此往往减小可在绝缘层150与铝箔之间实现的粘合。另外，如果使铝箔作为卷进行退火(如通常在期望柔软或经退火箔的情况下在轧制之后所进行)，那么所述卷可在退火期间从所述卷的顶部及底部表面朝向中心氧化，从而导致跨越箔卷材(web)的氧化物厚度的梯度(及因此表面能量的梯度)。此也可妨碍绝缘层150与基底子层1002的粘合。此问题的潜在解决方案是在层压到绝缘层150之前将中间子层1004(如图10b中所展示)及/或表面子层1006施加到基底子层1002，如图15a及15c中所展示。在施加中间子层及/或表面子层期间，可采用清洁及/或蚀刻步骤来从铝箔移除污染物及氧化铝层。举例来说，如果使用溅镀来施加中间子层及/或表面子层，那么可使用等离子体清洁步骤来在中间子层及/或表面子层的沉积之前移除污染物及/或氧化铝层。在操作902处的中间子层及/或表面子层的施加可因此用于既促进绝缘层150到铝基底子层1002的粘合(例如，在操作910、918、及/或926处)，又电激活铝基底子层1002的表面以用于进一步处理(例如，使所述表面为可软焊的)。

在一些实施例中，导电箔可在一个表面上包含电绝缘材料的连续涂层。此绝缘涂层可具有介于约0.5微米与50微米之间的厚度。所述绝缘涂层可在绝缘层及/或第二绝缘层的层压之前或之后被涂覆、沉积、阳极处理或层压到导电层上。如果电绝缘材料薄层比绝缘层及/或第二绝缘层薄及/或更导热，那么在一些实施例中，绝缘材料薄层可能够使得例如焊接或散热等过程高效地发生同时还防止导电箔的经暴露(即，未经焊接或软焊)表面对蓄电池模块或组的其它元件形成电短路。在一些实施例中，电绝缘材料薄层可包括金属氧化物材料。可适合于绝缘材料薄层的金属氧化物材料的实例包含但不限于二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化铝(al2o3)、氮化硼(bn)、氮化铝(aln)、金刚石(c)或碳化硅(sic)。

返回到图9，方法900可以在操作906期间在导电层中形成第一导电层开口的一个集合或多个集合而继续进行。可使用包含但不限于冲孔、平床模具切割、匹配金属模具切割、凸形/凹形模具切割、旋转模具切割、钢尺模具切割、激光切割、水射流切割、机械加工或其组合等各种技术来形成开口。在一些实施例中，可使用旋转模具切割来形成这些开口集合。每一开口集合可部分地界定导电层的区域(例如，用于电耦合到蓄电池单元的端子的接触垫)。当所述区域是导电垫时，所述开口集合在导电层上的相对位置由组中的蓄电池单元的相对位置及如上文所描述的连接方案来确定。每一集合中的开口的位置可遵循临时处理图案，如下文进一步所描述。

在形成导电层开口的集合之后，两个或两个以上连接接片在机械上支撑导电层的区域并维持所述区域相对于导电层的其它部分的对齐。在一些实施例中，两个或两个以上连接接片可围绕导电层的区域均匀地分布以提供均匀支撑。

与传统基于掩蔽及蚀刻的柔性电路制作方法相关联的挑战是将处于比导电箔的厚度小四到五倍的线宽的电路迹线图案化的难度。在一些实施例中，可使用上文所描述的基于非化学蚀刻的图案化方法来独立于可熔链的厚度而精确地界定所述可熔链的宽度(以及互连电路中的其它精细特征)。举例来说，如果导电箔为100微米厚，那么可熔链或其它窄电路迹线的宽度可介于从50微米到10000微米的范围内。

与传统制作手段相比，使用基于非化学蚀刻的图案化来实现对可熔链的宽度的精确控制可导致对致使可熔链熔断所需的电流(即，熔断器电流额定值)的较好控制。可通过在将导电层附接到绝缘层之前贯穿切割所述导电层或者在激光处理或机械加工的情形中通过在附接已发生之后从绝缘层烧蚀或铣削掉导电层而将可熔链图案化。在其中期望对可熔链的电阻的高度精确控制的实施例中，可使用欧姆计或四点探针来在导电层的移除期间将反馈提供到图案化系统。

具体来说，图11a图解说明具有第一导电层开口1010的一个集合1005的导电层140。在此实例中，集合1005包含四个第一导电层开口1010。所属领域的技术人员将理解，一个集合1005可包含任何数目个两个或两个以上第一导电层开口1010。集合1005中的第一导电层开口1010通过连接接片1020分离。连接接片1020在后续处理期间提供机械支撑且在一些实施例中用作参考，例如提供导电层140相对于其它组件(例如，一或多个绝缘层)的机械对齐/对准。尽管在图11a中将连接接片1020展示为矩形形状，但在其它实施例中，连接接片1020可拥有任何形状、大小或纵横比。另外，连接接片1020的大小及形状可跨越互连电路130而不同。举例来说，可使用不同连接接片大小及形状以便在互连电路的不同区域中提供所要水平的机械支撑及/或对齐。

集合1005中的第一导电层开口1010环绕并界定接触垫160。在图11a中以虚线来展示接触垫160的边界。在稍后操作中通过移除一些连接接片1020而进一步界定接触垫160的边界。举例来说，图11a图解说明由四个连接接片1020支撑的接触垫160。为实现有效支撑，连接接片1020可任选地围绕接触垫160的周界均匀地分布。举例来说，图11a图解说明具有圆形形状的接触垫160及相对于彼此以90°定位的四个连接接片1020。

应注意，尽管图11a及后续图将由第一导电层开口界定及环绕的区域称为接触垫，但此区域可为由导电层形成的任何其它组件，例如电压迹线、辅助迹线、接触垫、设置于导电层的相同连续部分上的接触垫集合或任何其它相似组件。

返回到图9，方法900可以在操作910期间将导电层层压到支撑层而继续进行。如果支撑层具有任何经图案化特征，那么刚好在层压之前，可将这些特征与在先前操作中所形成的第一导电层开口对准。在此实例中，经图案化支撑层与部分经图案化导电层的对准可使用所述层中的每一者中的开口作为对准特征来执行。与用于生产背裸式柔性电路的常规技术相比，位于导电层及绝缘层两者的相同侧上的经图案化特征的可用性可帮助简化处理所述层的对准，借此改进合格率且减小成本。

在一些实施例中，针对支撑层的最优层压条件可取决于在过程中如何使用支撑层。举例来说，如果支撑层是将变为完整互连电路的一部分的绝缘层，那么可使用热及/或压力的组合来将所述支撑层附接到导电层且形成高强度粘合剂接合。相比来说，如果支撑层是可释放衬底(如下文所描述)，那么所述支撑层可任选地包含低粘性压敏粘合剂，所述低粘性压敏粘合剂允许通过简单基于压力的层压过程而形成与导电层140的低粘性接合。

图11c是在将导电层140层压到支撑层1025之后的互连电路130的实例的示意性俯视图。在此视图中，将导电层140展示为位于支撑层1025的顶部上。通过导电层开口1010而可见支撑层1025的部分。为参考起见，在图11b中将支撑层1025展示为独立组件(在层压到导电层之前)。在此实例中，支撑层1025可作为可稍后保持为互连电路的一部分的绝缘层操作。在此情形中，支撑层1025可已被图案化。图11b图解说明具有可称为绝缘层开口及绝缘层狭槽的选用开口155及狭槽220的支撑层1025。在一些实施例中，支撑层1025可仅具有开口但不具有狭槽。在图11c中，通过导电层开口1010而可见狭槽220的一部分。在此视图中，开口155可由导电层140完全覆盖。如此，以虚线来展示开口边界1055。

替代地，在层压到导电箔时，支撑层1025可不具有任何特征。举例来说，支撑层1025可为稍后被移除且在一些实施例中由不同层替换的临时可释放衬底。可释放衬底可用于在于导电箔中形成额外开口时或更具体来说当移除连接接片中的一些或全部连接接片时临时支撑所述箔。图11f是在将导电层140层压到支撑层1025之后的互连电路130的另一实例的示意性俯视图，其中支撑层是不具有任何开口的可释放衬里。在图11e中展示此支撑层1025的实例。图11d展示在层压之前的导电层140且是为参考起见而提供。

在将导电层层压到支撑层之后，支撑层在机械上支撑导电层的区域并维持所述区域相对于导电层的其它部分的对齐。如此，可将两个或两个以上连接接片中的一些或全部连接接片移除，这是因为不需要来自这些开口的支撑。应注意，一或多个连接接片可完全地或部分地经保留以便提供到导电层的区域的电连接。返回到图9，方法900可以在操作914期间移除多个集合中的每一者中的连接接片中的至少一者而继续进行。在此操作期间，将每一集合中的第一导电层开口中的至少两者转换成至少部分地环绕所述区域(例如，接触垫或导电层的其它电路)的连续导电层通道。可使用各种技术(包含但不限于冲孔、平床模具切割、匹配金属模具切割、凸形/凹形模具切割、旋转模具切割、激光切割、激光烧蚀、机械加工、施加大的电压或其组合)来移除连接接片。在一些实施例中，可使用视觉对准系统来确保切割设备精确地移除连接接片。此视觉系统可通过将切割设备与基准标记对齐而实现高度精确移除步骤，所述基准标记是在操作902处、于导电层中形成第一开口的集合期间在导电层中所做出的。在一些实施例中，可使用具有视觉对准系统的旋转模具切割来移除连接接片。可使模具切割图案比接片自身的大小稍微大以确保由切割设备完全移除连接接片。在一些实施例中，可在移除连接接片的过程中移除平放于所述接片上面(或下面)的绝缘层，而在其它实施例中，绝缘层可保持完整无损的。

在一些实施例中，尽管在操作914期间移除连接接片中的至少一者，但连接接片1020中的至少一者被保留于最终组合件中且可作为可熔链操作。可熔链的熔断器电流额定值一般来说与其厚度及宽度成比例。可熔链的厚度通常与导电层的环绕区域相同且可介于从约10微米到2000微米的范围内，或更具体来说介于从约50微米到500微米的范围内。因此，一般来说通过使用本文中所描述的方法控制可熔链的宽度(其可介于从约50微米到10000微米的范围内，或更具体来说介于从约100微米到1000微米的范围内)而接近实现所要熔断器电流额定值。针对100微米厚导电层及30安培的所要熔断器电流额定值，可熔链的宽度应为约500微米。

替代地，在其它实施例中，方法900可用于在导电层140中制作与其它特征完全电隔离的特征。在这些实施例中，可在操作914处移除连接到其中期望电隔离的导电层140的区域的所有连接接片。举例来说，图1e中所展示的导电层岛142a、142b及142c可最初经由一或多个连接接片而在机械上耦合直到已将支撑层1025层压到导电层140为止。接着，在操作914处，可移除用于将导电层岛142a、142b及142c固持为对齐的所有接片以使所述导电层岛彼此完全电隔离，其中所述对齐仍由支撑层1025维持。可使用此方法来图案化的经电隔离特征的额外实例包含但不限于电路迹线、母线、辅助迹线、散热器、表面安装迹线、路由迹线或其它类型的电路。

图12a及12b图解说明在连接接片移除操作之后的互连电路130的两个替代实例。在两个实例中，移除定位于顶部、右侧及底部上的三个连接接片。左侧上的连接接片已被保留，从而提供接触垫160与导电层140的其它部分之间的电连接。所属领域的技术人员将理解，此实例将还适用于由导电层形成的其它组件(除了接触垫160之外)。此剩余连接接片可作为可熔链170操作，如上文所描述。这两个实例之间的差异在于当移除连接接片时是否切割支撑层1025。具体来说，图12a图解说明在不切割穿过支撑层1025的情况下移除三个接片。如此，支撑层1025可作为第一绝缘层150操作且保持为互连电路130的一部分。

另一方面，图12b图解说明与支撑层1025的对应部分一起移除三个接片，从而在支撑层1025中留下接片开口1050。此实例可在支撑层1025可作为临时可释放层操作时使用，所述临时可释放层稍后被移除且不变为互连电路130的一部分。在此实例中，可随后用未必具有此类接片开口的绝缘层来替换支撑层1025。因此，接片开口1050在临时可释放层中的存在对于电绝缘来说为无关紧要的。此外，接片开口1050的大小及位置可使得支撑层1025在稍后操作期间继续对导电层140的各种特征且特定来说对导电层140的接触垫160(或更一般来说，区域)提供机械支撑以及提供与所述各者的对齐。

可适合于可释放层的材料包含但不限于聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙二酯(pen)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、乙基乙酸乙烯酯(eva)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、聚乙烯(pe)、纸或导电箔。此外，可释放层可在其表面上包含低粘性粘合剂涂层(例如psa)以促进接合到导电箔。替代地，如果可释放层不包含粘合剂涂层，那么可刚好在层压之前将粘合剂材料(例如热塑性薄片或可湿式涂覆psa)并入于导电层与可释放层之间。可释放层及其涂层可通过包含将导电层层压到绝缘层的一些操作而维持到导电层的低粘性粘合剂接合。此特征确保对导电层及其组件的机械支撑，同时允许在此支撑稍后由绝缘层提供时移除可释放层。

如上文所述，可释放层可用于使经图案化绝缘层与经图案化导电层对齐。举例来说，在基于卷到卷的制造过程中，部分经图案化导电层的卷可另外经图案化，其中可释放层层压到所述部分经图案化导电层的卷以对在图案化期间形成的各种导电层组件提供机械支撑(举例来说，此可根据如图9中所展示的步骤906、910及914来实施)。此图案化过程可后续接着将导电层/可释放层层压物的卷单个化成包含经图案化导电层及可释放层的个别部分。举例来说，个别部分可对应于单个互连电路或2个到100个互连电路。类似地，也可在线内将绝缘层的卷图案化且接着单个化成任选地对应于单个互连电路或2个到100个互连电路的个别部分。个别部分(一个部分为经图案化导电层/可释放层层压物且另一部分为经图案化绝缘层)可接着彼此对准。举例来说，可出于此目的而使用各种柔性电路层压技术(例如基于销的对齐或光学对齐)。在一些实施例中，所述对齐中不涉及可释放层。可释放层在第二切割期间将导电层固持于适当位置中。如果进行第二切割且移除所有连接接片(举例来说，以形成完整岛)，那么导电层将在不具有可释放层的情况下破裂。第二切割的对齐是对在第一切割期间置于导电层中的特征进行。在对准之后，将所述部分层压在一起且移除可释放层。将此过程与其中经图案化导电层与经图案化绝缘层在线内作为连续卷彼此对齐的常规过程相比，本文中所描述的过程可帮助简化制造、改进吞吐量且改进合格率，这是因为一般来说使个别部分对准以用于层压比使整个卷对准简单得多。

不管支撑层1025是第一绝缘层还是第一绝缘层稍后被层压到导电层，第一绝缘层均可在层压到导电层之前图案化有开口阵列，如图9中的选用操作908及916所展示。在一些实施例中，第一绝缘层可涂覆有粘合剂层或接合到所述粘合剂层，此促进到导电层的层压。在一些实施例中，粘合剂材料是第一绝缘层的一部分或子层。

如在其它实施例中，经图案化第一绝缘层150与经图案化导电层140的对准可使用所述层中的每一者中的开口作为对准特征来执行。在此实例中，可释放层用于在经图案化导电层140到经图案化绝缘层150的经对齐层压之前对经图案化导电层140提供机械支撑以及提供与所述经图案化导电层的对齐。与用于生产背裸式柔性电路的常规技术相比，位于导电层140及绝缘层150两者的相同侧上的经图案化特征的可用性可帮助简化处理所述层的对准，借此改进合格率且减小成本。在一些实施例中，可释放层1025可用于在导电层140的基于掩蔽及蚀刻的图案化期间(例如，在将经图案化导电层140层压到经图案化绝缘层150(使用两个层中的对准特征)之前)对导电层140提供机械支撑。

在一些实施例中，可在无进一步处理的情况下使用图12a中所展示的互连电路130的实例来连接到蓄电池。替代地，在形成互连电路130时可涉及额外操作，举例来说如图9中所展示。具体来说，如果在移除一或多个连接接片之前层压到导电层的支撑层是可释放临时衬底，那么方法900可以在操作918期间将第一绝缘层层压到导电层后续接着在操作922期间移除支撑层而继续进行。注意，在操作918期间，可将第一绝缘层层压到导电层的与可释放衬底相对的侧。此层压步骤的过程条件可经选择使得绝缘层150与导电层140及可释放层形成中间水平的粘性而非高水平的粘性。此可帮助确保导电层140将在可释放层的后续剥离期间保持接合到绝缘层150，同时还确保接合将不如此强以致使在其中绝缘层150与可释放层处于接触中的区域中(例如在导体层通道210中)从所述绝缘层剥离所述可释放层变为不可能的。可接着在操作922期间从导电层140及绝缘层150剥离可释放层。

在一些实施例中，不执行操作918及922且支撑层保持为互连电路的一部分。在这些实施例中，支撑层还可称为第一绝缘层。

在一些实施例中，方法900还可涉及在选用操作926期间将第二绝缘层层压到导电层。在此操作之后，将导电层安置于第一绝缘层与第二绝缘层之间。此操作独立于上文所描述的选用操作918及922。换句话说，可在不执行操作918及922的情况下执行操作926，在此情形中第一绝缘层是在操作910期间层压到导电层的支撑层。替代地，当执行操作918及922时，在操作918期间将第一绝缘层层压到导电层且在操作922期间移除可释放层。在此后者情形中，可用第二绝缘层来有效地替换所述可释放层。

图13a图解说明在将第二绝缘层156层压到导电层之前的此第二绝缘层的实例的俯视示意图。第二绝缘层156可包含第二绝缘层开口157。如上文所描述，此开口可用于接达在(举例来说)将接触垫连接到蓄电池单元端子期间与此开口对准的所述接触垫。第二绝缘层156可包含第二绝缘层狭槽221，所述第二绝缘层狭槽用以给第二绝缘层156的由此狭槽部分地环绕的一部分提供柔性。可在操作924期间(例如，在操作926之前)将第二绝缘层开口157及狭槽221图案化。

图13b图解说明在将第二绝缘层156层压到导电层140之后的此第二绝缘层的实例的俯视示意图。此外，通过第二绝缘层开口157而可见导电层140的接触垫160。图13c图解说明与图13b中相同的实例的横截面示意图。第一绝缘层150及其特征在此视图中为可见的。具体来说，第一绝缘层开口155暴露接触垫160的底部表面，而第二绝缘层开口157暴露接触垫160的顶部表面。图13c图解说明开口156及157两者具有相同大小。在一些实施例中，开口156及157可具有不同大小。举例来说，开口157可用于使蓄电池单元端子突出且可大于用于接达接触垫160以形成接触垫160与蓄电池单元端子之间的电连接的开口157。图13c还图解说明其中绝缘层150及156两者均具有对应(且对准的)绝缘层狭槽220及221的实例。在一些实施例中，接触垫160不延伸到绝缘层狭槽220及221且绝缘层150及156在靠近狭槽220及221且围绕接触垫160的区中直接彼此层压。图13c还展示延伸到接触垫160的可熔链170。可将可熔链170层压于两个绝缘层150与156之间，如图13c中所展示。

在一些实施例中，第二绝缘层可不具有位于接触垫160上面的开口。图14a及14b图解说明两个此类实例。具体来说，图14a图解说明其中绝缘层150及156两者具有对准的对应绝缘层狭槽220及221的实例(类似于图13c中所展示及上文所描述的实例)。然而，通过第一绝缘层开口156仅暴露接触垫160的底部表面。第二绝缘层156不具有对应开口。举例来说，此层堆叠布置可用于其中期望互连电路130的一个表面的完整电隔离的应用中。

图14b图解说明其中绝缘层150及156两者均不具有绝缘层狭槽的实例(不同于图13c及图14a中所展示及上文所描述的实例)。此实例对接触垫160提供较多支撑同时使其柔性较小。可通过在绝缘层150及156中、特定来说围绕导电层通道210(举例来说，如图2d中所展示)形成狭缝而提供一些柔性。此外，类似于图14a中所展示的实例，通过第一绝缘层开口156仅暴露接触垫160的底部表面。第二绝缘层156在此情形中不具有对应开口。

在一些实施例中，方法900可涉及在选用操作930期间在一或多个绝缘层中形成狭槽。举例来说，可在第一绝缘层及/或第二绝缘层中形成狭槽。替代地，在一些实施例中，一个或两个绝缘层在其层压到导电层时具有预先形成的狭槽。此外，可在移除连接接片期间形成(例如，至少部分地形成)狭槽，如下文进一步所描述。上文参考图2c、图2d及图2f到2h描述狭槽的功能，例如给接触垫提供运动自由度)。

在一些实施例中，互连电路在其制作完成时仅具有一个绝缘层。此绝缘层可为在制作期间最初存在的支撑层或可稍后在过程中(例如，在操作918处)被添加。在图14c中展示绝缘层的一个此实例，图14c是图解说明绝缘层150层压到导电层140的示意性横截面图。导电层140具有接触垫160且在一些实施例中，导电层通道210部分地环绕接触垫160。绝缘层可包含用以提供对接触垫160的接达的绝缘层开口156。在一些实施例中，取决于蓄电池组的互连方案，可将导电层140及绝缘层150的相对位置交换(例如，可将绝缘层150安置于导电箔140与蓄电池单元100之间或可将导电箔140安置于蓄电池单元100与绝缘层150之间)。

在一些实施例中，方法900还可涉及在操作934期间将接触垫电耦合到蓄电池单元的端子。蓄电池单元的端子可任选地突出穿过此绝缘层150中的开口以到达导电层140。

总结

本文中所描述的方法及装置可扩展到一般来说包含但不限于集成电路、电阻器、电容器、电感器、光伏单元及其它电子组件及/或电源等电子装置的互连。

应理解，以上描述打算为说明性而非限制性的。举例来说，上文所描述实施例(及/或其若干方面)可以彼此组合方式使用。另外，可进行许多修改以使特定情形或材料适于本文中所呈现的教示。本文中所描述的各种组件的尺寸、材料类型、定向以及各种组件的数目及位置打算定义一些实施例的参数，且绝非限制性的而是仅为实例。所属领域的技术人员将在审阅以上描述后即刻明了在权利要求书的精神及范围内的许多实施例及修改。因此，本发明的范围应参考所附权利要求书连同此权利要求书授权的等效物的全部范围来确定。在所附权利要求书中，将术语“包含(including)”及“其中(inwhich)”用作相应术语“包括(comprising)”及“其中(wherein)”的普通英语等效形式。此外，在所附权利要求书中，术语“第一”、“第二”及“第三”等仅用作标记，且并不打算对其对象施加数字要求。此外，所附权利要求书的限制未以构件加功能格式写出且并不打算基于35u.s.c.§112的第六段来加以解释，除非且直到此权利要求书限制明确使用短语“用于...的构件(meansfor)”后续接着无进一步结构的功能陈述。