带有腐蚀阻隔的电池构型的制作方法

带有腐蚀阻隔的电池构型
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年4月19日提交的名称为“battery configurations with corrosion barrier”的美国临时63/176,475的权益，该申请的公开内容据此全文以引用方式并入。
技术领域
3.本技术涉及电池。更具体地，本技术涉及电池部件构型。


背景技术：

4.电池用于许多设备中。随着在降低的形状因数方面寻求增加的能量密度，设备构型和耦接可能带来挑战。


技术实现要素：

5.根据本技术的一些实施方案的可再充电电池单元可包括具有在阳极势能下可操作的第一导电区段的外壳。该外壳可包括在阴极势能下可操作的第二导电区段。该外壳可包括定位在该第一导电区段与该第二导电区段之间并且被构造为气密地密封该外壳的垫圈。该单元可包括含有阳极的电极堆叠。该阳极可包括与该外壳的该第一导电区段电耦接的阳极突片。该电极堆叠可包括阴极。该阴极可包括与该外壳的该第二导电区段电耦接的阴极突片。该单元可包括至少部分地设置在该阴极突片与该外壳的该第二导电区段之间的阻隔材料。该阴极突片可通过该阻隔材料与该外壳的该第二导电区段电耦接。
6.在一些实施方案中，该第二导电区段可以为不锈钢。该阻隔材料的特征可以在于环形形状。该阴极突片可在限定该阻隔材料的该环形形状的内部环形半径的孔口处与该外壳的该第二导电区段耦接。该孔口的特征可以在于椭圆形或矩形形状。该阴极突片的特征可以在于与该外壳的该第二导电区段耦接的第一表面以及与该第一表面相反的第二表面。该可再充电电池单元可包括第一绝缘材料，该第一绝缘材料与该阴极突片的该第一表面接触并且部分地沿着该阴极突片的该第一表面延伸。该第一绝缘材料可被定位为与该阻隔材料相邻。该单元可包括第二绝缘材料，该第二绝缘材料与该阴极突片的该第二表面接触并且部分地沿着该阴极突片的该第二表面延伸。该第二绝缘材料可延伸超出该阴极突片的侧向边缘，该第二绝缘材料可接触在该阴极突片外部的该阻隔材料。该第二绝缘材料可覆盖限定该阻隔材料的该内部环形半径的该孔口。该第二绝缘材料的特征可以在于端部区域，该端部区域成形为覆盖限定该阻隔材料的该内部环形半径的该孔口。该阻隔材料、该第一绝缘材料和该第二绝缘材料可各自包括类似材料。该类似材料可以是粘性聚合物材料。
7.本技术的一些实施方案可包括可再充电电池单元。该单元可包括纽扣电池外壳。该外壳可包括第一导电区段、第二导电区段和垫圈，该垫圈定位在该第一导电区段与该第二导电区段之间，并且被构造为密封该纽扣电池外壳。该电池可包括电极堆叠，该电极堆叠包括阳极和阴极。该阴极可包括阴极突片，该阴极突片与该外壳的该第二导电区段物理耦
接和电耦接。该单元可包括阻隔材料，该阻隔材料至少部分地设置在该阴极突片与该纽扣电池外壳的该第二导电区段之间。该阴极突片可延伸穿过该阻隔材料并且与该外壳的该第二导电区段物理耦接和电耦接。
8.在一些实施方案中，该阻隔材料可以是包括粘性表面的材料。该粘性表面可以与该纽扣电池外壳的该第二导电区段接触的方式延伸。该阻隔材料的特征可以在于环形形状。该阴极突片可在限定该阻隔材料的该环形形状的内部环形半径的孔口处与该外壳的该第二导电区段耦接。该阴极突片的特征可以在于与该外壳的该第二导电区段耦接的第一表面以及与该第一表面相反的第二表面。该可再充电电池单元可包括第一绝缘材料，该第一绝缘材料与该阴极突片的该第一表面接触并且部分地沿着该阴极突片的该第一表面延伸。该第一绝缘材料可以是包括粘性表面的材料。该粘性表面可以与该阴极突片接触的方式延伸。该第一绝缘材料的与该粘性表面相反的表面可以与该阻隔材料接触的方式延伸。该单元可包括第二绝缘材料，该第二绝缘材料与该阴极突片的该第二表面接触并且部分地沿着该阴极突片的该第二表面延伸。该第二绝缘材料可以是包括粘性表面的材料。该粘性表面可以与该阴极突片接触的方式延伸。该粘性表面的边缘区域可接触该阻隔材料。
9.本技术的一些实施方案可包括可再充电电池单元。该单元可包括外壳，该外壳包括：第一导电区段，该第一导电区段在阳极势能下可操作；第二导电区段，该第二导电区段在阴极势能下可操作；以及垫圈，该垫圈定位在该第一导电区段与该第二导电区段之间，并且被构造为气密地密封该外壳。该单元可包括含有阳极的电极堆叠。该阳极可包括与该外壳的该第一导电区段电耦接的阳极突片。该电极堆叠可包括阴极，该阴极可包括与该外壳的该第二导电区段电耦接的阴极突片。该阴极突片的特征可以在于与该外壳的该第二导电区段耦接的第一表面以及与该第一表面相反的第二表面。该单元可包括阻隔材料，该阻隔材料包容该阴极突片并且设置在该电极堆叠与该外壳的该第二导电区段之间。该阴极突片可通过该阻隔材料与该外壳的该第二导电区段电耦接。
10.此类技术可提供优于常规技术的诸多有益效果。例如，本发明电池可减少导电外壳部件的腐蚀。另外，该电池可有利于结合有阻隔材料的电池壳体内的电极连接。这些和其他实施方案，以及其许多优点和特征，结合以下描述和附图以更详细地描述。
附图说明
11.可通过参考说明书和附图的其余部分来实现所公开的实施方案的特点和优点的进一步理解。
12.图1示出了根据本技术的一些实施方案的电池单元材料的示意性剖视图。
13.图2示出了根据本技术的一些实施方案的电池的示意性正剖视图。
14.图3a示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意图。
15.图3b示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意图。
16.图3c示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意图。
17.图4示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意性正剖视图。
18.图5示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意图。
19.图6示出了根据本技术的一些实施方案的绝缘材料的示意图。
20.图7示出了根据本技术的一些实施方案的绝缘材料的示意图。
21.图8示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意性正剖视图。
22.这些附图中的几个附图作为示意图包含在内。应当理解，附图仅用于示例性目的，并且除非具体表明按规模或比例，否则不应被视为按规模或比例。另外，作为示意图，提供附图以帮助理解，并且可不包括与实际表示相比的所有方面或信息，并且可包括用于示例性目的的放大材料。
23.在附图中，类似的部件或特征部可以具有相同数字的参考标号。此外，相同类型的各种部件可以通过在参考标号后用在相似部件和/或特征部之间区分的字母来区分。如果在说明书中仅使用第一数字参考标号，则该描述适用于具有相同第一数字参考标号的任何一个类似部件和/或特征部，而与字母后缀无关。
具体实施方式
24.电池、电池单元和更一般的储能设备用于不同系统的主机中。在许多设备中，电池单元可在设计时考虑到特性的平衡。例如，包括较大的电池可提供增加的两次充电之间的使用，然而，较大的电池可能需要较大的外壳，或者增加设备内的空间。随着设备设计和构型的变化，尤其在减小设备尺寸方面，用于附加电池部件的可用空间可能受到约束。这些约束可包括可用体积以及此类体积的几何形状的限制。
25.纽扣电池通常可以是一次电池或不可再充电电池。一次电池可允许增加的电极厚度，因为不能执行逆转电化学过程。对于锂离子或其它可再充电电池设计，可能存在挑战，使得常规技术不适用于可再充电设计。例如，纽扣电池通常包括在阳极势能和阴极势能下操作的导电外壳。一些材料可包括不锈钢，以及许多其它材料。锂离子电池的电解质可能包括能够促进不锈钢的腐蚀反应的材料。当电池单元电极与外壳之间存在可视通路时，这种腐蚀可能会加剧。因此，许多常规技术避开这些材料，或接受因腐蚀效应而缩减的使用寿命。
26.然而，本技术可通过提供以下构型来克服这些问题：该构型限制或防止电池单元的电极堆叠与在阴极势能下操作的外壳之间的任何直接可视通路。通过沿着阴极外壳结合附加的阻隔材料并且其容纳阴极突片，可减少或消除电池单元内的腐蚀。在示出可在本技术的实施方案中使用的示例性单元之后，本公开将描述具有部件和构型的电池设计，以用于其中可使用电池单元的各种设备中。
27.虽然说明书的剩余部分将参考锂离子电池，但本领域技术人员将容易理解本技术并不限于此。本技术可与任何数量的电池或储能设备一起使用，包括其他可再充电电池类型和原电池类型，以及二次电池或电化学电容器。此外，本技术可适用于在任何数量的技术中使用的电池和储能设备，所述技术可包括但不限于电话和移动设备、手表、眼镜、手镯、脚镯和其他可穿戴技术，包括健身设备、手持电子设备、膝上型计算机和其他计算机、机动车辆和其他运输装备，以及可能受益于各种描述的电池技术的使用的其他设备。
28.图1示出了根据本技术的实施方案的储能设备或电池单元100的材料的示意性剖视图。电池单元100可以是或包括电极堆叠，并且可以是耦接在一起以形成电池结构的多个堆叠中的一个堆叠。如将容易理解的，这些层未以任何特定比例示出，并且仅旨在示出可结合到储能设备中的一个或多个单元的可能的单元材料层。在一些实施方案中，如图1所示，电池单元100包括第一集流体105和第二集流体110。在实施方案中，一个或两个集流体可包
括金属或非金属材料，诸如可包括导电材料的聚合物或复合物。第一集流体105和第二集流体110可以是实施方案中的不同材料。例如，在一些实施方案中，第一集流体105可以是基于阳极活性材料115的电位而选择的材料，并且可以是或包括铜、不锈钢或任何其他合适的金属以及包括聚合物的非金属材料。第二集流体110可以是基于阴极活性材料120的电位而选择的材料，并且可以是或包括铝、不锈钢或其他合适的金属以及包括聚合物的非金属材料。换句话讲，用于第一集流体和第二集流体的材料可基于与使用的阳极活性材料和阴极活性材料的电化学相容性来选择，并且可以是已知相容的任何材料。
29.在一些情况下，用于第一集流体和第二集流体的金属或非金属可为相同的或不同的。选择用于阳极活性材料和阴极活性材料的材料可以是可在可再充电电池设计以及原电池设计中操作的任何合适的电池材料。例如，阳极活性材料115可以是硅、石墨、碳、锡合金、锂金属、含锂材料诸如锂钛氧化物，或可在电池单元中形成阳极的其他合适材料。另外，例如，阴极活性材料120可为含锂材料。在一些实施方案中，含锂材料可以是锂金属氧化物诸如锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物或钛酸锂，而在其他实施方案中，含锂材料可以是磷酸铁锂或可在电池单元中形成阴极的其他合适材料。
30.第一集流体和第二集流体以及活性材料可具有任何合适的厚度。隔板125可设置在电极之间，并且可以是聚合物膜或可允许锂离子穿过结构而不是以其他方式导电的材料。在完整的单元构型中，活性材料115和120还可包括一定量的电解质，该电解质也可被吸收在分隔体125内。电解质可为包含已溶解于一种或多种溶剂中的一种或多种盐化合物的液体。在实施方案中，盐化合物可包括含锂盐化合物，并且可包括一种或多种锂盐，包括例如掺入一种或多种卤素元素诸如氟或氯的锂化合物，以及其他非金属元素诸如磷和包括例如硼的半金属元素。
31.在一些实施方案中，盐可包括可溶于有机溶剂中的任何含锂材料。与含锂盐一起包含的溶剂可以是有机溶剂，并且可包括一种或多种碳酸酯。例如，溶剂可包括一种或多种碳酸酯，包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和氟代碳酸亚乙酯。可包括溶剂的组合，并且可包括例如碳酸亚丙酯和碳酸甲乙酯作为示例性组合。可包括任何其他溶剂，所述溶剂可使得能够溶解一种或多种含锂盐以及其他电解质组分，或者可提供有用的离子电导率，诸如大于或约5-10
ms/cm。
32.虽然示出为单层的电极材料，但电池单元100可以是任意数量的层。虽然该单元可由阳极材料和阴极材料均作为片材的一层构成，但这些层也可形成为使得可将任何数量的层包括在电池单元100中的任何形式。对于包括多个层的实施方案，每个阳极集电器的突片部分可耦接在一起，如可以是每个阴极集电器的突片部分那样，尽管一个或多个集电器可以是连续的集电器材料，如下文将描述的。一旦单元已形成，就可在该单元周围形成袋状部、外壳或壳体以在单元结构内包含电解质和其它材料。端子可从壳体延伸以允许用于设备的单元的电耦接，包括阳极端子和阴极端子。该耦接可与可利用电力的负载直接连接，并且在一些实施方案中，电池单元可与控制模块耦接，该控制模块可监测并控制电池单元的充电和放电。当多个电池堆叠在一起时，处于阳极势能的电极端子可耦接在一起，如可以是处于阴极势能的电极端子那样。这些耦接的端子然后可与如上所述的壳体上的端子连接。
33.电池单元100的结构还可示出固态电池单元的结构，该固态电池单元的结构可包括阳极材料和阴极材料以及如前所述的集电器。固态设计与先前说明的液体-电解质设计
之间的差异在于，除了不包括电解质之外，分隔体125的特征可以在于不同的材料，尽管材料的特征可以在于类似的性质(诸如使离子穿过材料同时限制电子穿过的能力)。在固态构型中，阳极材料和阴极材料可以是任何上述材料，以及可作为固态单元内的电极活性材料操作的附加材料。例如，阳极材料可包括石墨烯或碳材料、锂金属、含钛材料、锂合金以及其它阳极相容性材料。阴极材料可包括含锂氧化物或磷酸盐，以及其它阴极相容性材料。也可被标记为125的电极间材料可包括电子阻挡材料，诸如分隔体，以及或另选地，具有离子移动性的固体电解质材料。可使用玻璃材料和陶瓷，以及可包含离子导电添加剂诸如锂盐的聚合物材料。在使用词语“分隔体”的任何实例中，应当理解为涵盖分隔体和固体电解质两者，该固体电解质可结合或可不结合分隔体材料。图1作为可结合到根据本技术的电池中的示例性单元而被包括。然而，应当理解，可类似地包括充电和放电能力的任何数量的电池和电池单元设计和材料均可被本技术所涵盖或与本技术结合。
34.图2示出了根据本技术的一些实施方案的电池单元200的示意性正剖视图。电池单元200可示出纽扣电池电池外壳，但是应当理解，本技术类似地涵盖任何数量的其它外壳构型，其中如贯穿本公开所描述的电极堆叠可容纳超出所示非限制性实例的数量的构型和几何形状。电池单元200可包括如先前所述的电极堆叠，该电极堆叠可包括上文针对电池单元100描述的任何部件，包括任何数量的单元或构型以及任何其它电极堆叠材料。应当理解，附图不针对任何部件按任何特定比例制作。例如，在一些实施方案中，电极堆叠可消耗大多数内部体积，并且所示比例并非旨在限制或必须表示超过根据本技术的一些实施方案的电池单元的结构构型的任何事物。
35.电池单元200的外壳可包括第一导电区段205，该第一导电区段可与阳极集电器电耦接(诸如利用阳极突片207)并且可在阳极势能下可操作。另外，该外壳可包括第二导电区段210，该第二导电区段可与阴极集电器电耦接(诸如利用阴极突片212)并且可在阴极势能下可操作。应当理解，在一些实施方案中，该结构可反向，诸如通过反转电极堆叠，该反转然后可切换外壳区段的耦接和操作势能，这类似地为本技术所涵盖。在一些实施方案中，垫圈215可定位在第一导电区段与第二导电区段之间，并且可有利于外壳和电池单元的气密密封。该垫圈可以是任何数量的部件，诸如塑料或弹性体o型环、玻璃或陶瓷馈通件，或可耦接该两个外壳区段并且还可保持该两个外壳区段之间的电隔离的任何其它机构，该两个外壳区段可在彼此相反的势能下操作。尽管外壳区段被示出为只是与垫圈重叠，但是应当理解，任何数量的耦接(包括压接、焊接或其它机械耦接)或任何其它类型的耦接都类似地为本技术所涵盖。因此，类似地涵盖多个用于纽扣电池电池单元的外壳构型以及其他样式的外壳。
36.如图所示，电极堆叠220可被包括在外壳内，并且其可包括任何数量的如先前所述的阳极或阴极。电极堆叠可以是多个堆叠的电极，或者可以是缠绕设计或折叠构型，并且可以是卷芯、层或电极材料、棱柱状电池堆叠或可被结合在外壳内的任何其它类型的电池构型。如图所示，电极突片可与阳极和阴极中的每一者耦接，并且该突片可与外壳区段耦接。如上所述，阳极突片207可与外壳的第一导电区段205耦接，并且阴极突片212可与外壳的第二导电区段210耦接。在一些实施方案中，该耦接可以是任何物理耦接或电耦接，并且可以是可被粘合、粘结、焊接或以其它方式与外壳区段物理耦接以提供与关联的外壳区段的电耦接的导电突片。
37.在一些实施方案中，电池单元外壳的第一导电区段205和电池单元外壳的第二导
电区段210各自的特征可以在于平坦基部和侧壁，该侧壁可至少部分地围绕该平坦基部周向地延伸，并且取决于侧壁轮廓，可以一定角度以及与该平坦基部正交地延伸，这可限定电池单元的体积。外壳的每个区段的平坦基部可至少部分地彼此平行地延伸，并且可基本上与彼此以及与阳极集电器和阴极集电器中的每一者的第一区段和第二区段以及与如图所示的每个中间平面区段平行地延伸。导电区段可由任何金属、合金或其它导电材料(诸如不锈钢或其它外壳材料)形成。另外，外表面可以是介电材料或其它材料，包括用于将电池与设备电耦接的导电触点。
38.如图所示，由于与阳极集电器耦接，外壳的第一导电区段205可被保持处于阳极势能，该阳极势能可以是其它实施方案中的电极堆叠220的反向取向上的阴极势能。第一导电区段205的侧壁可至少部分地径向限定电池单元的体积，并且可沿着电极堆叠的一个或多个折叠部暴露于阴极集电器。尽管电极堆叠可间隔开以容纳间隙，或者间隔件可定位在该体积内，但这可减小电极堆叠所占据的体积，并且可降低电池单元的能量密度。因此，在可使用卷芯或其它封装构型的一些实施方案中，电极堆叠的外层可以是阳极材料，该阳极材料可减少或限制与处于阳极势能的外壳的侧壁内部短路的可能性。另选地或除此之外，第一导电区段205的内部侧壁可被钝化或涂覆以限制与电极堆叠的电相互作用。另外，电池单元可包括结合在外壳内的电解质。
39.如上所述，当不锈钢可用作外壳区段时，第二导电区段210可在阴极势能下操作。根据单元内所利用的电解质材料，当电极堆叠被保持在外壳中而没有与外壳区段物理分离时，可发生腐蚀反应。然而，只是在电极堆叠与外壳的第二导电区段210之间结合间隔件可使电极与外壳区段耦接遭受挑战或受阻。该问题可部分地归因于第二导电区段的侧壁从第一导电区段205的侧壁径向向外延伸并且至少部分地被该第一导电区段的侧壁阻挡，该第一导电区段的侧壁可至少部分地限定电池单元的内部体积。因此，如果第二导电外壳区段210的整个基部被间隔件覆盖，则电耦接可能是不可行的。本技术可通过结合阻隔材料来克服这种情况，该阻隔材料可允许电极耦接，同时保持电极堆叠与处于阴极势能的外壳区段之间的物理阻隔。
40.图3a示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料300的示意图，该电池材料可包括用于减少或限制处于阴极势能的外壳区段的腐蚀的阻隔材料。电池材料300可包括外壳的第二导电区段210的俯视平面图，其中电极堆叠和第一导电区段被移除。设置在第二导电区段210的基部上的可以是阻隔材料310，该阻隔材料在一些实施方案中可至少部分地设置在电极堆叠的阴极突片(诸如上述阴极突片212)与外壳的第二导电区段210之间。阻隔材料310可设置在电极堆叠与外壳的第二导电区段之间，然而阴极突片可至少部分地延伸穿过阻隔材料或通过阻隔材料耦接以与外壳的第二导电区段电耦接。
41.阻隔材料310可以是可设置在第二导电区段210的基部的内表面上的任何数量的涂层或材料。如将在下文中说明的，在一些实施方案中，阻隔材料可以是可通过其执行焊接的完整涂层，然而在一些实施方案中，阻隔材料310可限定孔口312，阴极突片可延伸穿过该孔口以与第二导电区段210进行物理耦接和/或电耦接。阻隔材料310的特征可以在于任何形状或几何形状，并且其特征可以在于与第二导电区段210、所结合的电极堆叠或该两者类似的形状。例如，在一些实施方案中，外壳的第二导电区段的特征可以在于椭圆形形状(包括圆形或其它弓形形状)。阻隔材料310的特征类似地可以在于外半径，该外半径可小于第
二导电区段210的内部半径，并且可以是小于第一导电区段的侧壁的内部半径的尺寸，以限制部件之间可能影响外壳的密封的相互作用。
42.在一些实施方案中，阻隔材料的特征可以在于环形形状，并且可在内直径处或在阻隔材料结构内限定内部孔口312。尽管示出为居中定位，但应当理解，阴极突片可延伸穿过的孔口可定位在该结构内的任何位置处，诸如具有偏离中心的突片。该孔口的特征还可以在于在一个或多个尺寸上的任何形状或几何形状，包括如图所示的矩形、椭圆形或长方形以有利于阴极突片进入。当居中定位时，孔口312可至少部分地限定阻隔材料310的内部环形半径。尽管该孔口的特征可以在于任何尺寸，但如将在下文中说明的，在一些实施方案中，该孔口的特征可以在于允许该孔口被部分或完全覆盖的尺寸。
43.阻隔材料的特征可以在于任何数量的材料，该材料不能与电解质的材料或电极堆叠的电极有源材料反应或相互作用。例如，阻隔材料可包括任何数量的聚合物材料和/或粘合材料，包括在阻隔材料的一侧上(诸如面向第二导电外壳区段)的粘合剂，该粘合剂可允许阻隔材料与区段结合。粘合剂可以是或包括具有施加的粘合剂的聚合物背衬。聚合物可以是提供电阻率、结构回弹力、疏水性或柔性的任何数量的聚合物。例如，在一些实施方案中，可使用聚酰亚胺背衬的胶带，其可提供薄膜胶带，该薄膜胶带可以是柔性的并且可相对或完全惰性地与电解质的组分反应。尽管描述为胶带，但也可利用附加的粘合剂或密封剂来向外壳的第二导电区段提供类似的保护，并且类似地为本技术所涵盖。
44.阻隔材料可为电池单元内的材料提供物理阻隔，并且可限制与外壳的第二导电区段的相互作用，这可限制在阴极势能下操作时的腐蚀。当包括时，通过阻隔材料的孔口可产生允许发生腐蚀的附加的进入路径。因此，在一些实施方案中，该孔口可至少部分地或完全地由阴极突片或关联的部件的方面覆盖。转到图3b，示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意图，并且可说明如前所述的阴极突片212的方面。如前所述，阴极突片212可从阴极集电器或电极延伸，并且可允许与外壳的第二导电区段耦接。
45.阴极突片212可包括实际突片元件350，并且其可以是可用于阴极集电器的任何材料，并且可以是与阴极集电器355和/或外壳的第二导电区段的材料相同或相容的材料。突片元件350的特征可以在于第一表面352以及与第一表面相反的第二表面354。第一表面352可被构造为与外壳的第二导电区段耦接，并且可包括如图所示的暴露部分。在一些实施方案中，导电突片可与阴极集电器355焊接或粘结。尽管被示出为耦接在突片元件350的第一表面352上，但是应当理解，阴极突片可与突片元件的任一侧上的集电器耦接。为了限制特征部的尖锐或锯齿状边缘，可使用一个或多个绝缘胶带或粘合剂来覆盖突片元件350。第一绝缘材料360可设置为与突片元件350的第一表面接触，并且可部分地沿着阴极突片的第一表面延伸。第一绝缘材料可如图所示不完全覆盖突片元件，这可允许突片元件的区域暴露以用于与外壳区段焊接或粘结。因此，并且如下文将说明的，第一绝缘材料360可设置为与阻隔材料相邻或接触。
46.阴极突片212还可包括第二绝缘材料365，其可保护阴极突片元件350的第二表面354。第二绝缘材料可设置为与突片元件的第二表面354接触，并且可至少部分地沿着阴极突片的第二表面延伸。第二绝缘材料可提供附加的保护，并且可用于限制电极堆叠与阴极突片之间的接触或相互作用，并且还可在本技术的一些实施方案中用于至少部分地覆盖阻隔材料中的孔口(当形成时)。在一些实施方案中，第一绝缘材料360和第二绝缘材料365可
以是任何数量的材料，并且可以是与阻隔材料相同或不同的材料。例如，在一些实施方案中，绝缘材料还可以是粘性聚合物材料，诸如聚酰亚胺背衬的胶带，并且粘合剂可延伸接触突片元件350。
47.图3c示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意图，并且可示出在面向第一绝缘材料360的方向上的阴极突片212的附加视图。如图所示，阴极突片元件350可从第一绝缘材料360沿着第一表面352暴露，该第一绝缘材料可沿着第一表面延伸，同时暴露接触表面，从而允许与外壳的第二导电区段耦接。另外，第二绝缘材料365可沿着突片元件350的第二表面延伸。在一些实施方案中，第二绝缘材料365可延伸超出突片元件350的一个或多个表面的侧向边缘，并且可在如图所示的所有方向上延伸超出突片元件350的暴露部分的侧向尺寸。在一些实施方案中，这可允许第二绝缘材料365接触在阴极突片外部的阻隔材料。
48.图4示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意性正剖视图，并且可示出结合有阻隔材料的电池单元400的局部视图。电池单元400可包括先前描述的任何电池单元或部件的任何特征部、部件或方面，并且可示出结合在第二导电外壳区段410内的电极堆叠405。应当理解，如前所述的任何其它部件可结合到本技术的一些实施方案中，诸如以产生纽扣电池以及任何其它电池单元结构。
49.如图所示，电池单元400可包括阻隔材料415，该阻隔材料可以是任何先前描述的阻隔材料，并且可沿着外壳的第二导电区段410的内表面设置。阻隔材料415可沿电极堆叠405的外半径径向向外延伸，这可进一步限制电极堆叠与外壳的第二导电区段410之间的直接接近。在一些实施方案中，阻隔材料415可限定穿过阻隔材料415的孔口417，然而在一些实施方案中，可以直接通过阻隔材料来执行粘结操作。可与先前描述的导电突片212类似并可包括上述任何部件的导电突片420可从电极堆叠405延伸并将导电突片420的突片元件422与外壳的第二导电区段耦接，诸如沿着如上所述的突片元件422的第一表面。突片元件422可至少部分地在孔口417内延伸，并且可执行焊接、粘结或其它耦接操作以将突片元件422与外壳区段物理耦接和/或电耦接。
50.在一些实施方案中，如先前所述的第一绝缘材料可延伸或可不延伸到孔口417之中或穿过该孔口，并且可安置为与阻隔材料415接触。在一些实施方案中，第一绝缘材料424可以是双面粘性材料，其可允许将该材料与如先前所述的突片元件422以及一些实施方案中的阻隔材料415两者粘合。另外，第二粘性材料426可至少部分地延伸穿过阻隔材料的孔口417或围绕该孔口延伸，这可限制与第二导电区段410的直接接近，并可减少或限制表面的腐蚀。因为第二绝缘材料426的同一表面可接触突片元件422以及阻隔材料415中的每一者，所以该同一粘性表面可接触和粘合该两个部件。
51.图5示出了根据本技术的一些实施方案的电池材料的示意图，并且可示出电池单元400的俯视图，其中电极堆叠405从视图中被移除。如图所示，阻隔材料415可被包括在外壳的第二导电区段410的内表面上。如阴极突片下方的隐藏视图中所示，可形成孔口417，并且突片元件422可至少部分地延伸穿过该孔口。突片元件422可与外壳的第二导电区段焊接或粘结，诸如在一个或多个位置505处。第二绝缘材料426可延伸穿过孔口417和突片元件422，其可覆盖或阻挡到第二导电区段410的表面的任何直接通路，突片元件可与第二导电区段的该表面耦接。如上所述，第二绝缘材料426可以是粘性材料，其可允许该材料与在突
片元件的侧向边缘外部的阻隔材料415粘合，该材料也可与该突片元件粘合。在一些实施方案中，这可进一步确保更完整的阻隔。
52.图6示出了根据本技术的一些实施方案的绝缘材料600的示意图，并且可示出先前讨论的第二绝缘材料上的变化。应当理解，绝缘材料600可以是上文讨论的任何第二绝缘材料。如前所述，根据本技术所涵盖的实施方案，穿过阻隔材料形成的孔口的特征可以在于任何形状或几何形状。在一些实施方案中，第二绝缘材料的一部分可与孔口类似地成形，这在一些实施方案中可有利于的孔口的覆盖。例如，绝缘材料600的特征可以在于主体605和端部区域610。主体605可定尺寸成容纳导电突片的突片元件的宽度，并且可定尺寸成向突片元件的侧向外侧延伸一定的量，以从突片的边缘提供保护。端部区域610可被成形为容纳限定阻隔材料的内部环形半径的孔口。端部区域的特征可以在于与孔口类似的形状，和/或可被成形或定尺寸成易于延伸穿过孔口以阻挡电极堆叠与外壳的导电区段的内表面之间的路径。绝缘材料600被包括作为本技术所涵盖的绝缘材料的许多变型形式或几何形状的一个实例，其在实施方案中可以是任何大小或形状。
53.在本技术的一些实施方案中，阻隔材料可以是或可包括如先前所述的第二绝缘材料。例如，在一些实施方案中，阻隔材料可被定尺寸或成形为包容阴极突片以及向外延伸超出电极堆叠的外边缘。因此，尽管包容阴极突片，但是阻隔材料可设置在电极堆叠与外壳的第二导电区段之间。图7示出了根据本技术的一些实施方案的阻隔材料700的示意图，该阻隔材料可包括另外用作如先前所述的第二粘性材料的阻隔材料。结合阻隔材料700的电池单元可包括如先前所述的任何特征部、部件或特性。
54.如图所示，阻隔材料700可包容和延伸穿过导电突片的突片元件710，该突片元件可以其它方式包括如先前所述的技术的任何方面。如上所述，阻隔材料700仍可驻留在电极堆叠与电池单元的外壳之间并适应制造，阻隔材料700可包括一个或多个附加特征部。例如，阻隔材料700可限定孔口705，阴极突片的突片元件710可延伸穿过该孔口，或者在一些实施方案中，集电器的未涂覆区段可延伸穿过该孔口，并且突片元件710可与该孔口耦接。在一些实施方案中，该构型仍可包括第一绝缘材料715，该第一绝缘材料可保护导电突片的突片元件710与电池堆叠的阴极集电器之间的焊接或耦接。阻隔材料720还可包括断裂、狭缝或间距，该断裂、狭缝或间距可允许阻隔材料720适配在阴极集电器周围，并且随后与阴极突片耦接。
55.图8示出了根据本技术的一些实施方案的电池单元800的示意性局部正剖视图，并且其可包括如先前所述的阻隔材料700。应当理解，如上所述的附加的电池单元部件中的任一者以及如先前所述的任何特征部、部件或特性也可被包括在电池单元800中。例如，电极堆叠805可设置在外壳内，该外壳可包括如先前所述的第二导电区段810。如上所述，阻隔材料815可被包括在该结构中以限制腐蚀。电极堆叠可包括阴极突片，该阴极突片包括突片元件820，其可设置在阻隔材料815的背面上。换句话说，阻隔材料815的粘性表面(当包括时)可与外壳的第二导电区段的内表面以及如先前所述的突片元件的第二表面耦接。阻隔材料可限定狭槽或间距825，其可允许阻隔材料围绕突片元件延伸并且还定位在电极堆叠805与阴极突片和/或外壳的第二导电区段之间。通过利用根据上文所描述的实施方案的任何数量的特征部或部件，本技术可限制或防止沿导电外壳的暴露区域的腐蚀，同时保持用于阴极突片的耦接位置。
56.在先前描述中，为了说明的目的，讨论许多特定细节以便提供对本技术的实施方案的理解。然而，对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不存在这些具体细节中某些细节，或者具有另外细节的情况下实践某些实施方案。
57.公开了几个实施方案，本领域的技术人员能够认识到，可使用多种修改，另选结构，和等价物而不背离实施方案的精神。此外，许多公知的过程和元素没有描述以避免不必要地模糊本技术。因此，以上描述不应视为限制本技术的范围。
58.如果提供了一系列值，则应当理解，除非上下文另有明确规定，也具体公开了在该范围的上限和下限之间所述下限的单元的最小部分的每个居间值。涵盖了所述范围中的任何所述值或未说明居间值以及所述范围中任何其他所述或居间值之间的任何较窄范围。这些较小范围的上限和下限可独立地包括在所述范围内或被排除在外，并且任何限制，没有一个限制或两者包括在较小范围内的每个范围也涵盖在所述技术范围内，但受所述范围内的任何具体排除的限制。在所述范围包括一个或两个限制范围的情况下，也包括排除那些包括的限制中的一者或两者的范围。如果列表中提供了多个值，则类似地具体公开了涵盖或基于任何这些值的任何范围。
59.如本文和所附权利要求中所使用，单数形式“一”，“一个”，和“该”包括复数引用除非上下文明确地另有规定。因此，例如，提及“材料”包括多个此类材料，并且提及“单元”包括提及本领域技术人员已知的一个或多个单元及其等同物等等。
60.另外，词语“包括”，“包含”和“含有”，当用于本说明书和以下权利要求书中时，旨在指定所述特征，整数，部件或操作的存在，但它们不排除存在或添加一个或多个其他特征，整数，部件，操作，行为或分组。