能源存储装置的堆叠的制作方法

1.本发明涉及一种用于能量存储装置的堆叠，并且更具体地但非排他地涉及用于处理用于能量存储装置的堆叠的方法和设备。


背景技术：

2.生产诸如包括电极层、电解质层和集流体层的固态薄膜电池之类的能量存储装置的已知方法是首先形成堆叠，该堆叠包括形成在基板上的第一集流层，电极层，电解质层，第二电极层和第二集流层。然后将堆叠切成单独的部分以形成单个电池。然后，例如，为了防止各层的钝化和可能的短路，可以在每个电池上涂覆保护层。
3.为了与电池形成电连接，例如为了电连接一个堆叠在另一个顶部的多个电池的集流体，可以例如通过蚀刻去除部分保护层。可替代地，可以在涂覆过程之前施加掩模以确保每个集流体的一部分被暴露。
4.然而，用于诸如固态薄膜电池的能量存储装置的堆叠的已知形成和处理可能是低效的，从而使得有效的商业化变得困难。因此，期望提供用于形成和处理用于能量存储装置的堆叠的有效方法。


技术实现要素：

5.根据本发明的第一方面，提供了一种方法，包括：获得用于能量存储装置的堆叠，所述堆叠包括第一电极层和电解质层；在第一电极层的暴露部分和电解质层的暴露部分上沉积第一材料；在第一材料上沉积第二材料并形成堆叠的第二电极层，并提供与第二电极层的电连接，以通过第二材料连接至另一这样的第二电极层，其中，电解质层位于第一电极层和第二电极层之间；由此第一材料使第一电极层和电解质层的暴露部分与第二材料绝缘。
6.将第二材料沉积在第一材料上并形成和提供来自第二电极层的连接可以允许从堆叠形成的并联电池的有效和/或可靠的连接，并且因此例如用于从其有效地生产能量存储装置。
7.在示例中，沉积第一材料包括第一材料的喷墨材料沉积。通过诸如喷墨打印的喷墨材料沉积来沉积第一材料可以允许灵活，有效和/或可靠的沉积。例如，喷墨打印可以例如与热喷涂相比在相对低的(例如，环境)温度和/或压力下执行，并且因此可以允许经济和/或有效的沉积以及因此的电池生产。
8.在示例中，所述堆叠包括邻近所述第一电极层和所述第二电极层中的一个的基底，其中，所述第一电极层和所述第二电极层中的另一个是阳极层。使堆叠处于这种构造可以允许将阳极材料用作第二材料，这可以提供有效的能量存储装置生产。
9.在示例中，第二材料是用于形成阳极层的阳极材料。例如，阳极材料可以是相对便宜的。例如，与导电墨水和/或与阴极材料相比，阳极材料可以是廉价的。因此，使用阳极材料为阳极层提供与其他电池的其他这样的阳极层的电连接可以允许降低电池生产的成本，
并且因此可以允许更有效的电池生产。作为另一示例，例如，与喷墨打印相比，例如通过溢流沉积，阳极材料的沉积可以相对快速和/或便宜。
10.在示例中，所述第一电极层和所述电解质层从所述基底凹进，使得所述基底提供在其上至少部分支撑所述第一材料和/或所述第二材料的壁架部分。具有壁架部分可以允许在沉积期间和/或之后支撑第一材料和/或第二材料，和/或可以防止或减少第一材料和/或第二材料的不期望的迁移，这又可以促进第一材料和/或第二材料的精确沉积。
11.在示例中，另一这样的第二电极层属于另一这样的堆叠。这可以提供由堆叠形成的分开的电池并联连接。并联连接电池可以提供具有相对大的放电速率的能量存储装置，这在某些应用中可能是有用的。
12.在示例中，所述堆叠包括所述另一第二电极层，以及在所述另一第二电极层和所述第一电极层之间的另一电解质层，其中沉积所述第一材料还包括在所述另一电解质层的暴露部分上沉积第一材料，其中沉积第二材料还包括沉积第二材料以接触所述另一第二电极层，从而经由第二材料连接第二电极层和另一第二电极层，从而第一材料进一步使另一电解质层的暴露部分与第二材料绝缘。这样的堆叠布置可以提供在一个基底上构成多个电池的层。这可能是有效的布置，因为它可以减少形成多个电池所需的基底，阳极和/或阴极材料的量。
13.在示例中，所述电解质层，所述第一电极层和所述第一另一电解质层从所述另一第二电极层凹进，使得所述另一第二电极层提供在其上支撑所述第一材料和/或所述第二材料的壁架。具有壁架部分可以允许在沉积期间和/或之后支撑第一材料和/或第二材料，和/或可以防止或减少第一材料和/或第二材料的不期望的迁移，这又可以促进第一材料和/或第二材料的精确沉积。
14.在示例中，所述方法包括激光烧蚀所述堆叠，并且，通过所述激光烧蚀所述堆叠来暴露一个或多个所述暴露部分。激光烧蚀可以提供有效，可靠，快速和有效的方式来暴露堆叠的部分，以允许由其形成的电池的连接，因此可以依次提供有效的能量存储装置生产。
15.根据本发明的第二方面，提供了一种用于能量存储装置的堆叠，所述堆叠包括第一电极层，第二电极层以及在第一电极层和第二电极层之间的电解质层，所述堆叠包括在第一电极层的一部分和电解质层的一部分上的第一材料；第二材料，其在第一材料上并形成第二电极层，并提供与第二电极层的电连接，以通过第二材料连接至另一这样的第二电极层，其中第一材料使第一电极层和电解质层的部分与第二材料绝缘。
16.根据本发明的第三方面，提供了第一方面的方法形成的能量存储装置。
17.还提供了一种设备，包括：第一喷墨材料沉积部件，其布置成在用于能量存储装置的堆叠的第一侧上沉积材料；第二喷墨材料沉积部件，其布置成在堆叠的第二侧上沉积材料，所述第二侧与第一侧相反；和多个辊，其布置成引导堆叠在第一喷墨材料沉积部件和第二喷墨材料沉积部件之间的运动，使得堆叠的第一侧呈现为用于材料从第一喷墨材料沉积部件到堆叠上的自上而下的喷墨材料沉积，并且使得堆叠的第二侧呈现为用于材料从第二喷墨材料沉积部件到堆叠上的自上而下的喷墨材料沉积。
18.自上而下进行喷墨材料沉积，例如喷墨打印，可以允许将材料准确且有效地沉积到堆叠上。即使在堆叠在基底的两侧上都包括层的情况下，确保堆叠的两侧都呈现为自上而下的打印可以允许将材料准确且有效地沉积到堆叠上。
19.在示例中，该设备被布置为执行根据第一方面的方法。
20.本发明的其他特征和优点将从下面仅以举例的方式给出的本发明的优选实施例的描述中变得显而易见，所述描述是参照附图进行的。
附图说明
21.图1是示出根据示例的用于能量存储装置的堆叠的示意图；
22.图2是示出了根据示例的用于加工图1的堆叠以制造能量存储装置的一种方式的示意图；
23.图3是示出根据示例的处理堆叠的方法的流程图；
24.图4和图5是示出根据第一示例的处理堆叠的一种方式的示意图；
25.图6和图7是示出根据第二示例的处理堆叠的一种方式的示意图；以及
26.图8是示出根据第一和第二示例中的任一个的实施处理的一种方式的示意图。
具体实施方式
27.根据示例，参考附图，根据示例的方法，结构和设备的细节将变得显而易见。在本说明书中，出于解释的目的，阐述了某些示例的许多具体细节。说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着结合该示例描述的特定特征，结构或特性至少包括在一个示例中，但不一定包括在其他示例中。还应当注意，示意性地描述了某些示例，其中某些特征被省略和/或必须被简化，以便于解释和理解示例基础的概念。
28.图1示出了用于能量存储装置的层的堆叠100。例如，图1的堆叠100可以用作具有固体电解质的薄膜能量存储装置的一部分。
29.堆叠100包括基底102，阴极层104，电解质层106和阳极层108。在图1的示例中，阳极层108比阴极层104离基底102更远，电解质层106位于阴极层104和阳极层108之间。基底102接触阴极层104并支撑堆叠。尽管在此示例中，基底102与阴极层104接触，但在其他示例中，基底102和阴极层104之间可能还有其他层(未显示)。
30.在一些示例中，基底102可以是镍箔或可以包括镍箔；但是应当理解，可以使用任何合适的金属，例如铝，铜或钢，或包括金属化塑料的金属化材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)上的铝。在一些示例中，基底102可以不是金属的和/或可以不传导电流。例如，在一些示例中，基底可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
31.阴极层104可以用作正集流层。阴极层104可以形成正电极层(即，对应于包括堆叠100的能量存储装置的电池的放电期间的阴极)。阴极层104可以包括适于通过稳定的化学反应来存储锂离子的材料，例如氧化钴锂，磷酸铁锂或碱金属多硫化物盐。
32.阳极层108可以用作负集流层。阳极层108可以形成负电极层(即，对应于包括堆叠100的能量存储装置的电池的放电期间的阳极)。阳极层108可以包括锂金属，石墨，硅或铟锡氧化物。
33.在一些示例中，阳极层108可以包括负集流体和单独的负电极层(未示出)。在这些示例中，负电极层可以包括锂金属，石墨，硅或铟锡氧化物，和/或负集流体可以包括镍箔。但是，应当理解，可以使用任何合适的金属，例如铝，铜或钢，或包括金属化塑料的金属化材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)上的铝。
34.电解质层106可以包括离子导电的任何合适的材料，但是它也是电绝缘体，例如氮氧化锂磷(lipon)。电解质层106可以是固体层，并且可以被称为快速离子导体。固体电解质层可以具有介于液体电解质和晶体固体之间的结构，液体电解质例如缺乏规则结构并且包含可以自由移动的离子。晶体材料例如具有规则结构，其具有原子的有序排列，其可以排列为二维或三维晶格。晶体材料的离子通常不可移动，因此可能无法在整个材料中自由移动。
35.例如，可以通过在基底102上沉积阴极层104来制造堆叠100。随后将电解质层106沉积在阴极层104上，然后将阳极层108沉积在电解质层106上。堆叠100的每一层可以通过溢流沉积，其提供了产生高度均匀层的简单且有效的方式，尽管其他沉积方法也是可能的。
36.图1的堆叠100可以经过处理以制造能量存储装置。
37.在图2中示意性地示出了可以应用于图1的堆叠100的处理示例的总体概述。
38.在图2中，堆叠100被处理以制造能量存储装置。在该示例中，堆叠100是柔性的，允许其围绕辊112缠绕，例如作为卷对卷制造过程(有时被称为轴对轴制造过程)的一部分。可以从辊112逐渐解开堆叠100并对其进行处理。
39.在图2的示例中，可以使用第一激光器114在堆叠100中形成切口或凹槽。第一激光器114布置成将激光束116施加到堆叠100以通过激光烧蚀去除堆叠100的部分，从而形成切口或凹槽。
40.在形成切口或凹槽之后，可以使用绝缘材料系统118将电绝缘材料引入到至少一些切口或凹槽的区域之中或之中。电绝缘材料可以被认为是非导电的，因此当受到电场作用时可以传导相对少量的电流。通常，电绝缘材料(有时称为绝缘体)传导的电流小于半导体材料或导电材料。然而，仍然有少量电流在电场的影响下流过电绝缘材料，因为即使绝缘体也可能包括少量载流电流的电荷载流子。在本文的示例中，可以将材料视为电绝缘的，其中该材料足够电绝缘以执行绝缘体的功能。例如，在材料将一个元件与另一个元件充分绝缘以免发生短路的情况下，可以执行此功能。
41.参照图2，在引入电绝缘材料之后，堆叠110被切割以形成用于能量存储装置的单独的电池。在一些示例中，可以从堆叠100的卷中切割成数百个甚至可能成千上万个电池，从而允许以有效的方式制造多个电池。
42.在图2中，使用第二激光器122执行切割操作，第二激光器122被布置为将激光束124施加到堆叠100。每个切口可以例如穿过绝缘塞的中心，使得塞被分成两部分，每个部分在其已附接到的包括边缘的暴露表面上形成保护性覆盖物。
43.尽管未在图2中示出(仅是示意性的)，但是应当理解，在引入绝缘材料(或以其他方式)之后，堆叠可以在其自身上折回以形成z形折叠结构，其例如具有数十层，可能是数百层，甚至可能是数千层，其中每个绝缘塞对准。然后，由第二激光器122执行的激光切割处理可以用于在单个切割操作中针对对准的塞组中的每个切割z形折叠结构。
44.在切割电池之后，可以沿着电池的相对侧设置电连接器，使得电池的一侧上的第一电连接器接触(多个)阴极层104，但是通过电绝缘材料防止接触其他层。类似地，可以将电池的相对侧上的第二电连接器布置成与(多个)阳极层108接触，但是通过绝缘材料防止接触其他层。因此，绝缘材料可以减少阳极层和阴极层104、108以及每个电池中的其他层之间发生短路的风险。第一和第二电连接器可以例如包括施加到堆叠100的边缘的金属材料。因此，可以有效地将电池并联连结。
45.前面的描述提供了用于能量存储装置的堆叠100的示例的一般概述，以及可以应用于堆叠100(例如用于制造能量存储装置)的处理的示例。以下描述提供了用于形成和/或处理堆叠(其可以与参照图1描述的堆叠100相同或相似)的示例性方法和设备，其可以提供堆叠200的形成和处理效率的改进，因此，用于有效地生产能量存储装置，例如由其生产的电池。
46.参考图3，示意性地示出了根据示例的处理能量存储装置堆叠200的方法。
47.概括地说，该方法包括在步骤201中获得用于能量存储装置的堆叠，该堆叠包括第一电极层和电解质层。该方法进一步包括，在步骤203中，在第一电极层的暴露部分(例如，表面)和电解质层的暴露部分(例如，表面)上沉积第一材料。该方法进一步包括，在步骤205中，在第一材料上沉积第二材料并形成堆叠的第二电极层，以提供来自第二电极层的电连接，以用于通过第二材料连接至另一这样的第二电极层。电解质层在第一电极层和第二电极层之间。第一材料使第一电极层和电解质层的暴露部分(例如表面)与第二材料绝缘。
48.如在下文中更详细地解释的，该方法可以允许用于能量存储装置的电池的有效和/或可靠的并联连接，并且因此例如用于能量存储装置的有效生产。
49.现在参考图4和图5，示意性地示出了根据第一示例的堆叠200(即，可以根据参考图3描述的方法的步骤201的示例获得的)。
50.堆叠200可以与参照图1描述的堆叠100相似。然而，图4的堆叠200还不包括阳极层。更具体地，在图4所示的示例中，能量存储装置堆叠200包括基底层202，阴极层204，和电解质层206(但在这个阶段，没有阳极层208，但看到图5的阳极层208)。
51.在图4和5所示的示例中，第一电极层204是阴极层204，第二电极层208是阳极层208。堆叠200的层202-208可以与参照图1描述的堆叠100的层相同或相似。例如，阴极层204可包括阴极电极和阴极集流体(图4中未示出)，而阳极层208可包括阳极电极和阳极集流体(图4中未示出)。在图4和5所示的示例中，电解质层206在阴极层204和阳极层208(一旦其形成)之间，阴极层204与基底层202相邻，电解质层206与阴极层204相邻，并且阳极层208(一旦其形成)与电解质层206相邻。在该示例中，基底层202相对于阳极层208邻近阴极层204。在该示例中，基底层202可以是或包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的非导电材料，但是可以使用其他材料。
52.如图4所示，能量存储装置堆叠200具有形成在其中的切口212。切口212可以通过激光烧蚀(未示出)形成在堆叠200中。切口212形成在堆叠200的远离基底层202的第一侧200a中。如图4所示，切口212穿过电解质层206和阴极层204中的每一个，但不穿过基底层202。形成切口的激光烧蚀可以暴露基底，阴极，和电解质层202、204、206的部分，例如表面(例如边缘)273、274、276。
53.在一些示例中，并且如图4和5所示，切口212仅由阴极和电解质层204，206的暴露部分274、276(在该示例中也可以被认为是切口212的侧部)，并且由基底层202的暴露部分(例如壁架273)(例如，在该示例中也可以被认为形成切口212的基部或底表面)界定。例如，堆叠200可以代表用于能量存储装置的分段式电池，例如已经从较大的堆叠结构(未示出)分段的。在这些示例中，在图4和图5中示意性地示出的堆叠200的部分可以是电池的端子的端部。换句话说，在这些示例中，堆叠200可以在图4和图5的右侧终止(即不继续)。应当理解，在一些示例中，可以参照图4至图8来描述本文所描述的每个示例的堆叠。
54.然而，在其他示例中，切口212可以是凹槽的形式。在切口212是凹槽的情况下，图4和5可以被认为仅示出了凹槽的左侧。如本文中所使用的，术语“凹槽”可以指可以是连续的或不连续的，并且在一些示例中可以是细长的，并且可以仅部分地延伸穿过堆叠200的层202-206的通道，狭槽或沟槽。例如，凹槽可以在第一侧上由阴极和电解质层204、206的暴露部分274、276界定(在该示例中也可以视为凹槽的第一侧部分)，在第二侧上由基底层202的暴露壁架273界定(在该示例中也可以视为形成凹槽的基表面或底表面)，在第三侧上(类似于第一侧)由堆叠200的阴极和电解质层(未示出)的暴露部分例如表面(未示出)界定(在该示例中也可以视为凹槽的第二侧部分)。可以形成一个或多个这样的凹槽212以将堆叠200分割成部分电池结构，但是没有(在这个阶段)完全分离那些单独的电池结构。应当理解，在一些示例中，可以参照图4至图8来描述本文所描述的每个示例的堆叠。
55.在切口212是凹槽的示例中，该(或每个)凹槽可具有在基本垂直于层202-206的平面的方向上延伸到堆叠200中的深度；基本上垂直于深度的宽度(在图4的意义上，每个凹槽的宽度和深度在页面的平面中)，以及在基本上平行于层202-208的平面的方向上延伸并且基本上垂直于宽度的长度(即在图4的意义上进入页面的平面中)。在多个第一凹槽的情况下，它们可以在深度和长度方向上基本彼此平行。因此，应当理解，尽管在下文中将提及切口212，但是在本文所述的每个示例中，切口212可以采取凹槽的形式，并且在一些示例中可以存在形成在堆叠200中的多个这样的凹槽。
56.在任一种情况下，由于切口212，如图4所示，第一电极层(在此示例中为阴极层204)和电解质层206从基底层202凹进，使得基底层202提供壁架部分，例如表面273，例如第一材料210和/或第二材料214可以至少部分地支撑在其上。
57.应当注意，图4(类似于其他图)是仅出于说明目的的示意图。例如，图4中示出的特征(例如，层202-206，切口212或凹槽)的尺寸和相对间隔仅是示意性的，并且仅用于示出本文所述的示例结构和过程。
58.如本文所用，“激光烧蚀”可以指使用基于激光的工艺从堆叠200去除材料。材料的这种去除可以包括多个物理过程中的任何一个。例如，材料的去除可以包括(但不限于)熔融，熔融排出，汽化(或升华)，光子分解(单光子)，光子分解(多光子)，机械冲击，热机械冲击，其他基于冲击的处理，表面等离子加工以及通过蒸发(烧蚀)去除。
59.具体参照图4，将第一材料210沉积在第一电极层(在该示例中为阴极层202)的暴露部分，例如表面274，和电解质层206的暴露部分，例如表面276上(根据参考图3描述的方法的步骤203的示例)。
60.第一材料210是电绝缘材料。电绝缘材料可以被认为是非导电的，因此当受到电场作用时可以传导相对少量的电流。通常，电绝缘材料(有时称为绝缘体)传导的电流小于半导体材料或导电材料。然而，仍然有少量电流在电场的影响下流过电绝缘材料，因为即使绝缘体也可能包括少量载流电流的电荷载流子。在本文的示例中，可以将材料视为电绝缘的，其中该材料足够电绝缘以执行绝缘体的功能。例如，在材料充分绝缘以免发生短路的情况下，可以执行此功能。
61.在图4所示的示例中，通过喷墨材料沉积来沉积第一(绝缘)材料210。即，在该示例中，第一材料210的沉积使用喷墨技术以将第一材料210作为液滴224准确地沉积。在该示例中，通过喷墨打印以墨水的形式沉积第一材料210。墨水固化形成固体材料。然而，将理解，
在其他示例中，第一材料可以以不同于墨水的形式沉积，但是仍然可以使用喷墨技术沉积。
62.如所提及的，在该示例中，通过喷墨打印来沉积第一材料。即，在该示例中，沉积第一材料210包括喷墨打印第一材料210。在该示例中，从喷墨打印部件(例如，沉积设备230的喷嘴220)喷墨打印绝缘墨水。喷嘴220在阴极层204的暴露部分274和电解质层206的暴露部分276上打印绝缘墨水的液滴224。
63.在该示例中，第一材料210的喷墨打印是自上向下进行的。换句话说，在该示例中，液滴224以一定的速度从喷嘴220行进到堆叠200，该速度具有与由于重力作用在液滴224上的力的方向相同的分量。自上而下执行喷墨打印可以允许准确而有效地沉积第一材料210。
64.在图4的示例中，如此打印的第一(绝缘)材料210沉积到基底层202的暴露部分或壁架273上并由其支撑。在该示例中，打印喷嘴220相对于堆叠200的平面成一定角度，以将墨滴224引导到切口212的拐角区域中，该拐角区域由阴极和电解质层204、206的暴露表面274、276和由基底层202提供的壁架273界定。这可以允许由壁架273支撑的第一材料210堆积在阴极和电解质层204、206的暴露部分274、276上，从而覆盖阴极和电解质层204、206的暴露部分274、276。
65.一旦被打印，绝缘墨水210可以被固化。例如，绝缘墨水可以通过例如在环境温度下发生的绝缘墨水的载体溶剂的蒸发来固化。作为另一示例，可以通过外部固化器件(未示出)，例如通过热源或紫外线(uv)光源(未示出)来促进绝缘墨水的固化，例如如果绝缘墨水的固化由此被促进。
66.通过诸如喷墨打印的喷墨材料沉积来沉积第一材料210可以允许灵活，有效和/或可靠的沉积。例如，与例如其中在高温和真空下将材料喷涂到堆叠上的热喷涂相比，喷墨打印可以允许更灵活，有效和/或可靠的沉积。例如，热喷涂可以依赖于堆叠的边缘以被暴露并且基本垂直于喷涂的方向以被覆盖，或者依赖于将材料润湿到边缘上。这可能会限制堆叠或堆叠的层的布置，并且可能是不可靠的。然而，由喷墨打印提供的较高程度的空间和方向控制可以允许将堆叠的小区域精确且可靠地作为目标，这可以提高沉积的灵活性和可靠性，并因此提高由此产生电池的效率。作为另一个例子，与热喷涂相关的高温可能使堆叠或堆叠层变形或损坏。然而，通过喷墨打印的沉积可以在相对低的例如环境温度下进行，并且因此可以减少或防止堆叠的损坏，从而提高电池生产效率。作为另一个示例，与热喷涂相关的真空条件和/或高温可能是能量密集的，因此可能导致不经济或效率低下的沉积。然而，喷墨打印可以在相对低的(例如，环境)温度和/或压力下执行，并且因此可以允许经济和/或有效的沉积以及因此的电池生产。
67.参照图5，已经如参考图4所描述的那样沉积了第一材料210，并且第二材料214被沉积在第一材料210上并且形成堆叠200的第二电极层208(在该示例中为阳极层208)，并提供来自第二电极层208的电连接(根据参考图3描述的方法的步骤205的示例)。
68.第二材料214用于形成第二电极层208和用于通过第二材料214将形成的第二电极层208电连接到另一这样的第二电极层(图4或图5中未示出)。第一材料210使第一电极层204和电解质层206的暴露部分276、274与第二材料214绝缘(即电绝缘)。因此，可以经由第二材料214将第二电极层208的电连接设置到另外的这样的堆叠部分或电池(未示出)的其他这样的第二电极层(未示出)，以允许电池的并联电连接，但是第二材料214不会引起堆叠200的第一电极层204和第二电极层208之间的短路。
69.第二材料214用于通过第二材料214将第二电极层208连接(例如电连接)到另一这样的第二电极层(图4或图5中未示出)。例如，导电材料214可以提供从阳极层208到其他电池的阳极层(未示出)的电连接，从而并联连接电池的阳极。因此，第二材料214可以形成包括这种电池的能量存储装置的正极端子。第一材料210使阴极层204和电解质层206的暴露部分276、274与第二材料214绝缘(即电绝缘)，从而防止阳极层208和阴极层204之间的短路。因此，电池的阳极层208的电连接可以经由第二材料214，以允许电池的并联电连接，但是第二材料214不引起阳极层208和阴极层204之间的短路。多个电池的连接可以允许生产相对大容量的能量存储装置。并联连接电池可以提供可以具有相对大的放电速率的能量存储装置，这在某些应用中可能是有用的。
70.第二材料214是导电材料。例如，第二材料214可以具有比第一材料210更低的电阻，例如，实质上更低的电阻。在任何情况下，第二材料214具有足以提供有效电连接的电导率。
71.在该示例中，第二材料214是阳极材料或包括阳极材料。例如，第二材料214可以是或包括与参考图1描述的阳极层108相同的材料。在一些示例中，阳极材料214可以包括一旦沉积就充当负电极层的材料。例如，阳极材料214可以是或包括锂金属，石墨，硅或铟锡氧化物中的一个或多个。在一些示例中，阳极214材料可以包括一旦沉积就充当集流体的材料。例如，阳极材料可以是或包括镍或其他金属。在阳极层208将包括负集流体和单独的负电极层(未示出)的示例中，沉积第二材料214可包括沉积负电极材料和沉积负集流体材料中的一个或两个，例如在负流电极材料上，从而形成阳极层208。
72.第二(阳极)材料214沉积在电解质层206上。也就是说，在该示例中，第二(阳极)材料214沉积在电解质层206的第二暴露表面或壁架277上并由其支撑，从而完成堆叠的阳极层208。换句话说，一旦将第二(阳极)材料208沉积在电解质层上，则堆叠包括基底层202，阴极层204和电解质层206，以及阳极层208，其中电解质层206位于阴极层204和阳极层208之间，并且阳极层208远离基底层208(即阴极层204靠近基底层202)。第二(阳极)材料214还沉积在第一材料210上以及基底层202的壁架273上，并且由其支撑。
73.第二(阳极)材料214可以通过气相沉积过程来沉积，例如通过物理气相沉积过程，例如溢流沉积，但是可以使用其他沉积方法。例如，沉积设备230的沉积装置220b可以被布置为在堆叠200的基本上整个第一侧200a上沉积226b第二(阳极)材料214。
74.第二(阳极)材料214用于通过第二材料214连接(例如电连接)到另一这样的阳极层(图4或图5中未示出)。例如，导电阳极材料214可以提供从阳极层208到其他电池的形成的阳极层(未示出)的电连接，从而并联连接电池的阳极。在该示例中，因此，第二材料214可以形成包括这种电池的能量存储装置的正极端子。
75.第一材料210使阴极层204和电解质层206的暴露部分274、276与第二(阳极)材料214绝缘(即电绝缘)，从而防止阳极层208和阴极层204之间的短路。因此，电池的阳极层208的电连接可以经由第二材料214，以允许电池的并联电连接，但是第二材料214不引起阳极层208和阴极层204之间的短路。
76.沉积阳极材料作为第二材料214可以允许有效的电池生产。例如，沉积阳极材料以形成阳极层208可以允许获得的叠层200不需要包括阳极层，并且允许沉积的阳极材料形成阳极层208。例如，与如果将单独的导电材料添加到已经形成的阳极层以提供来自其的电连
接相比，这可以减少用于从堆叠200制造电池的导电材料的总量。作为另一个例子，阳极材料可以是相对便宜的。例如，与可用于提供来自阳极层的电接触的其他材料相比，阳极材料可以是廉价的。作为另一示例，阳极材料与阴极材料相比可以是廉价的。因此，使用阳极材料为阳极层208提供与其他电池的其他这样的阳极层的电连接可以允许降低电池生产的成本，并且因此可以允许更有效的电池生产。作为另一示例，例如，与用于沉积材料的其他方法相比，例如通过溢流沉积，阳极材料的沉积可以相对快速和/或便宜。作为另一个示例，例如，与提供用于每个功能的单独的方法和/或手段相比，使用相同或相似的方法和/或手段来沉积第二(阳极)材料214以形成所获得的堆叠200的层可以是有效的。
77.在图4和5的第一示例中，堆叠200具有被支撑在基底层202上的电解质层206和阴极层204中的每一个的仅一个。将会意识到，不必一定是这种情况，如在下文中参考图6和7更详细地描述的。
78.参考图6，示出了根据第二示例的堆叠200’(即，可以根据参考图3描述的方法的步骤201的示例获得的)。堆叠200’可以类似于参考图4描述的堆叠200，因此，为简洁起见，相同的特征将不再详细描述。相似的特征由相似的附图标记表示。
79.图6的堆叠200’与图4的堆叠200的不同之处在于，图6的堆叠200’包括另一第二电极层208a(在该示例中为另一阳极层208a)和在另一第二电极层208a和第一电极层(在该示例中为阴极层204)之间的另一电解质层206a。更具体地，在该示例中，堆叠200’不仅包括基底层202，阴极层204，电解质层206和阳极层208(一旦形成，参见图7)，而且还包括第一另一电解质层206a(在其上沉积阴极层204)，另一阴极层204a(在其上沉积第一另一电解质层206a)，第二另一电解质层206b(在其上沉积另一阴极层204a)和另一阴极层204a(在其上沉积第二另一电解质层206b)。另一阴极层204a与基底层202相邻，并且阳极层208在这些层中远离基底层202。
80.该第二示例的堆叠200'可以被称为“多堆叠”或“多电池”堆叠，因为堆叠200'已经形成在可以构成多个电池的一个基底层202上。例如，阴极层204，电解质层206和阳极层208(一旦形成)可以构成第一电池，阴极层204，第一另一电解质层206a和另一阳极层204a可以构成第二电池，另一阳极层206a，第二另一电解质层206b和另一阴极层204a可以构成多电池堆叠200'的第三电池。即，在这些示例中，另一阳极层208a可以充当第二电池和第三电池两者的阳极层，并且阴极层204可以充当第一电池和第二电池两者的阴极层。这可能是有效的布置，因为它可以减少形成多个电池所需的阳极和/或阴极材料的量。
81.图6的堆叠200'中的切口212'使得阴极层204和电解质层206与第一另一电解质层206a对准并且从另一阳极层208a凹进，使得另一阳极层208a提供暴露部分或表面或壁架279。切口212'或凹槽还使得另一阳极层208a，第二另一电解质层206b和另一阴极层204a对准并从基底层202凹进，使得基底层202提供暴露部分或表面或壁架279。在该示例中，切口212’可以由多个切割步骤形成，例如通过使用不同和/或偏移的激光束的激光烧蚀来形成。例如，切口212'可以通过首先切割堆叠200'以暴露出电解质层206，阴极层204和第一另一电解质层206a的部分276、274、276a以及另一阳极层208a的壁架279；然后切割堆叠200’以暴露出另一阴极层204a，第二另一电解质层206b和另一阳极层208a的部分274a，276b，278a以及基底层202的壁架273。
82.与图4的堆叠200一样，在图6的示例中，第一材料210沉积在阴极层204和电解质层
206的暴露边缘274、276上。然而，在该示例中，第一材料也沉积在第一另一电解质层206a的暴露部分276a上，并且由另一阳极层208a的壁架279支撑。在图6的堆叠200'中，第一材料210也沉积在第二另一电解质层206a和另一阴极层204a的暴露部分276b，274a上，并由基底层202的壁架273支撑。结果，另一阳极层208a的暴露部分278a保持暴露。可以例如通过喷墨打印来沉积第一材料，例如参考图4和图5所描述的。
83.参照图7，与图5的堆叠200一样，第二(阳极)材料214沉积在第一材料210上并形成第二电极层(在该示例中为阳极层208)。然而，在图7的堆叠200'中，沉积第二(阳极)材料214以接触另一第二电极层(在该示例中为另一阳极层208)。具体地，沉积第二材料214以接触另一阳极层278a的暴露部分278a。结果，阳极层208和另一阳极层208经由第二材料214连接(电连接)。在该示例中，第二材料214至少部分地由另一阳极层208a的壁架279和基底层202的壁架273支撑。第一材料210使阴极层204，电解质层204，第一另一电解质层206a，另一阴极层204a和第二另一电解质层206b的暴露部分274、276、276a，274a，276b与第二材料214电绝缘。
84.第二(阳极)材料214可以以与以上参照图4和图5描述的相同的方式来沉积，例如使用例如溢流沉积来沉积。
85.第二(阳极)材料214提供从多电池堆叠200”'的第一和第二电池的阳极层208到多电池堆叠的第三电池的另一阳极层208a的电连接，从而并联连接第一到第三电池。因此，第二材料214可以形成包括这种电池的能量存储装置的正极端子。第一材料210使阴极层204，电解质层206，第一另一电解质层206a，另一阴极层204a和第二另一电解质层206b的暴露部分274、276、276a，274a，276b与第二材料214绝缘(例如电绝缘)，从而防止阳极层208、208a与阴极层204、204a之间的短路。因此，电池的阳极层208，208a的电连接可以经由第二材料214，以允许电池的并联电连接，但是第二材料214不引起阳极层208，208a和阴极层204，204a之间的短路。
86.在诸如图6和7中的多电池堆叠200'中提供电池之间的电连接可以提供有效的电池生产。例如，多电池堆叠200’可以减少每个电池的基底层202的量，因此可以减少与提供基底层202相关的成本。作为另一示例，连接多个电池的第二材料214可以以单个沉积来沉积，例如，与逐个电连接电池相比，这可以减少时间并因此减少成本。
87.将理解的是，尽管多电池堆叠200’中仅提供了三个电池，但是在其他示例中，可以存在更多或更少的电池。例如，多电池堆叠200’可以包括多个电池，其中堆叠200’至少包括第一电极层204，电解质层206，第二电极层208，另一电解质层206a，206b和另一第二电极层208a。
88.应当理解，尽管在以上示例中，阳极，电解质和阴极层204、204、208、204a，206a，208a，206b仅朝向堆叠200a的第一侧200a形成在基底层202上，并且仅在堆叠的第一侧200a上执行第一材料210和第二材料210的沉积，这不必一定是这种情况，并且在一些示例中，阳极，电解质和阴极层(未示出)可以另外朝向堆叠的第二侧200b形成在基底层202上。基底202的第二侧200b上的附加层(未示出)可以是例如层204、204、208、204a，206a，208a，206b的镜像，包括在所描述的第一和/或第二示例中在基底层202的第一侧200a上、在层中的切口212、212'。
89.在这些示例中，第一材料210和第二材料214可以以与以上参考图3至图7描述的相
同或相似的方式沉积。
90.在通过喷墨材料沉积(例如喷墨打印)沉积第一材料210的情况下，即使在阳极、电解质和阴极层也形成在基底层202的第二侧200b上的情况下，例如如参照图4所描述的那样，维持用于喷墨材料沉积的自上而下布置也可能是有益的。
91.图8示意性地示出了沉积设备230的示例性布置，该布置便于第一材料210到堆叠200，200’上的自上而下的喷墨材料沉积(诸如喷墨打印)，该堆叠具有在基底的两侧200a，200b上形成的层。
92.参照图8，沉积设备230包括辊252a，252b，252c，被布置成引导堆叠200，200’的运动，使得堆叠200，200’的第一侧200a被呈现用于第一材料210从第一喷墨材料沉积部件(例如喷墨打印喷嘴220’)的自上而下的喷墨材料沉积，例如喷墨打印，并且使得堆叠200，200’的第二侧200b被呈现用于第一材料210从第二喷墨材料沉积部件(例如喷墨打印喷嘴220”)的自上而下的喷墨材料沉积，例如喷墨打印。
93.更具体地，如图8所示，例如作为参考图2描述的卷对卷类型的过程的一部分，堆叠200，200’在第一行进方向238上在辊252a，252b，252c上行进。经过第一辊252a和第二辊252b并在其之间张紧的堆叠200，200’使堆叠200，200’的第一侧200a面朝上地朝向第一喷嘴220'。当堆叠200，200’经过第二辊252b时，堆叠200-，200，200’被倒置。经过第二辊252b和第三辊252c并在其之间张紧的堆叠200，200’使堆叠200，200’的第二侧200b面朝上地朝向第二喷嘴220”。以此方式，可以以卷对卷类型的过程提供第一材料210的自上而下的打印，该过程可以例如是基本上连续的。这可以提供有效的电池生产。自上而下执行喷墨打印可以允许准确而有效地沉积第一材料210。
94.将理解的是，尽管在上述每个示例中，第一材料210被描述为通过诸如喷墨打印的喷墨材料沉积来沉积，但是不必一定是这种情况，并且在一些示例中，第一材料210可以通过不同于喷墨材料沉积的方法来沉积。
95.将理解的是，参考图3至图8描述的每个示例的产品可以是能量存储装置生产过程的中间产品，并且在一些示例中，可以对堆叠200，200’执行进一步的处理以生产能量存储装置。
96.在上述各种示例中，该中间产品采取用于能量存储装置的堆叠200，200’的形式，堆叠200，200’包括第一电极层204，第二电极层208，和第一电极层204和第二电极层208之间的电解质层206。堆叠200，200’包括在第一电极层204的一部分274(即，将被暴露但对于第一材料210覆盖的部分274)和电解质层206的一部分276(即，将被暴露但对于第一材料210覆盖的部分276)上的第一材料210。堆叠包括第二材料214，其在第一材料210上并且形成第二电极层208，并且提供来自第二电极层208的电连接，以用于通过第二材料214连接至另一第二电极层208a。第一材料210使第一电极层204和电解质层206的暴露部分274、276与第二材料214绝缘。
97.上述示例应被理解为本发明的说明性示例。应当理解，关于任何一个示例描述的任何特征可以单独使用或与所描述的其它特征组合使用，并且还可以与任何其他示例或其他示例的任何组合的一个或多个特征组合使用。此外，在不脱离在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，也可以采用上面未描述的等同物和修改。