接触元件处封装系统增强的电池的制作方法

文档序号:31731421发布日期:2022-10-05 02:04阅读:来源:国知局

技术特征:
1.电池,包括:-至少一个单元电池,所述单元电池依次包括阳极集电基板、阳极层、电解质材料层或浸渍电解质的隔离层、阴极层和阴极集电基板;-封装系统,覆盖所述单元电池的至少部分外周,所述封装系统包括:沉积在电池上的至少一个第一覆盖层(2),优选选自聚对二甲苯、聚对二甲苯f、聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸酯、含氟聚合物、硅树脂、聚酰胺、溶胶-凝胶二氧化硅、有机二氧化硅和/或它们的混合物,至少一个由电绝缘材料制造的第二覆盖层(3),通过原子层沉积法沉积在所述第一覆盖层的外围,应该理解的是,所述至少一个第一覆盖层和至少一个第二覆盖层的序列可以重复z次,其中z≥1,并且所沉积的封装系统的最后一层是通过原子层沉积法沉积的由电绝缘材料制造的所谓第二覆盖层(3);-至少一个阳极接触元件,其能够在所述单元电池和外部导电元件之间形成电接触,所述电池包括定义至少一个阳极连接区的接触表面;以及-至少一个阴极接触元件,其能够与外部导电元件进行电接触,所述电池包括定义至少一个阴极连接区的接触表面;所述电池的特征在于:每个阳极接触元件和每个阴极接触元件包括:-第一电连接层,设置在至少阳极连接区和至少阴极连接区上,该第一电连接层包括填充导电颗粒的材料,优选填充导电颗粒的聚合物树脂和/或通过溶胶-凝胶法获得的材料,更优选填充石墨的聚合物树脂;-第二电连接层,其包括设置在填充导电颗粒的第一材料层上的金属箔。2.根据前述权利要求所述的电池,其中所述金属箔是自支撑型的,所述金属箔优选施加到所述第一电连接层上。3.根据前述权利要求中任一项所述的电池,其中所述金属箔通过轧制或电镀制备。4.根据前述权利要求中任一项所述的电池,其特征在于,所述金属箔的厚度在5至200微米之间,所述金属箔特别是由以下材料之一制造:镍、不锈钢、铜、钼、钨、钒、钽、钛、铝、铬和包含它们的合金。5.根据前述权利要求中任一项所述的电池,其特征在于,所述阳极接触元件和阴极接触元件中的每个都包括第三电连接层,所述第三电连接层包括设置在所述第二电连接层上的导电油墨。6.根据前述权利要求中任一项所述的电池,进一步包括:-至少部分由导电材料制造的电连接支撑件,所述支撑件设置在单元电池的端面附近;-电绝缘装置,使所述连接支撑件的两个较远区域能够彼此绝缘,这些较远区域形成各自的电连接路径;-所述阳极接触元件使每个单元电池的第一侧面能够与第一电连接路径电连接,而所述阴极接触元件使每个单元电池的第二侧面能够与第二电连接路径电连接。7.根据权利要求6所述的电池,其中所述电连接支撑件是单层类型的,特别是金属网格或硅中间层。
8.根据权利要求6所述的电池,其中所述电连接支撑件是多层类型的,包括多个层,其中一层布置在另一层下方,所述支撑件特别是印刷电路板类型。9.一种制造电池的方法,所述电池包括:-至少一个单元电池,所述单元电池依次包括阳极集电基板、阳极层、电解质材料层或浸渍电解质的隔离层、阴极层和阴极集电基板;-封装系统,覆盖所述单元电池的至少部分外周;-至少一个阳极接触元件,其能够在所述至少一个单元电池和外部导电元件之间形成电接触,所述电池包括定义至少一个阳极连接区的接触表面;以及-至少一个阴极接触元件,其能够与外部导电元件进行电接触,所述电池包括定义至少一个阴极连接区的接触表面;所述制造方法包括:a)提供至少一个阳极集电基板箔,下文称为阳极箔,所述阳极集电基板箔涂覆阳极层,并任选涂覆一层电解质材料层或浸渍电解质的隔离层,b)提供至少一个阴极集电基板箔,下文称为阴极箔,所述阴极集电基板箔涂覆阴极层,并任选涂覆一层电解质材料层或浸渍电解质的隔离层,应该理解的是,所述阳极箔和阴极箔中的至少一个涂覆一层电解质材料层或浸渍电解质的隔离层,c)制备至少一个阳极箔和至少一个阴极箔交替的堆叠(i),以依次获得至少一个阳极集电基板、至少一个阳极层、至少一个电解质材料层或浸渍电解质的隔离层、至少一个阴极层和至少一个阴极集电基板,d)热处理和/或机械压缩步骤c)中获得的交替箔堆叠,从而形成稳固的堆叠,e)通过沉积以下层,执行封装所述稳固堆叠的步骤:-在电池上的至少一个第一覆盖层,优选选自聚对二甲苯、聚对二甲苯f、聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸酯、含氟聚合物、硅树脂、聚酰胺、溶胶-凝胶二氧化硅、有机二氧化硅和/或它们的混合物;然后-至少一个由电绝缘材料制造的第二覆盖层,其通过原子层沉积法沉积在所述至少一个第一覆盖层的外围,应该理解的是,所述至少一个第一覆盖层和至少一个第二覆盖层的序列可以重复z次,其中z≥1,并且所沉积封装系统的最后一层是通过原子层沉积法沉积的由电绝缘材料制造的所谓第二覆盖层;f)制造两个切口(dn,d'n),从而形成至少暴露阳极连接区和阴极连接区的切割堆叠;g)制备阳极接触元件和阴极接触元件,包括:
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在至少阳极连接区和至少阴极连接区上,优选至少在接触表面上,沉积由填充导电颗粒的材料制造的第一电连接层,所述第一电连接层优选由填充导电颗粒的聚合物树脂和/或溶胶-凝胶法获得的材料制造,
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任选当所述第一电连接层由填充导电颗粒的聚合物树脂和/或溶胶-凝胶法获得的材料制造时,在干燥步骤之后执行聚合所述聚合物树脂和/或溶胶-凝胶法获得的所述材料的步骤,
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在第一电连接层上沉积第二电连接层,所述第二电连接层包括设置在第一电连接层上的金属箔,优选通过将所述金属箔施加到所述第一电连接层上。
10.根据前述权利要求所述的方法,其中所述金属箔通过轧制形成,然后将如此形成的金属箔施加到第一电连接层上。11.根据权利要求9所述的方法,其中所述金属箔通过相对于第一金属连接层异位或原位电镀直接形成。12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其中在步骤g)之后,所述方法包括在电池的涂覆有第一和第二电连接层的至少阳极连接区和阴极连接区上沉积导电油墨的步骤h)。13.根据权利要求9至12中任一项所述的制造电池的方法,其特征在于,所述电绝缘材料选自al2o3、sio2、sio
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n
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和环氧树脂。14.根据权利要求9至13中任一项所述的制造电池的方法,其特征在于,所述第二覆盖层包含聚对二甲苯n。15.根据权利要求9至14中任一项所述的制造电池的方法,其特征在于,所述第一覆盖层的厚度在1μm至50μm之间,优选等于大约10μm,所述第二覆盖层的厚度小于200nm,优选在5nm至200nm之间,更优选等于大约50nm。16.根据权利要求9至15中任一项所述的制造权利要求6至8中任一项所述电池的方法,其中,在将电连接支撑件放置在单元堆叠的第一端面附近之后,涂覆不渗透密封。17.根据权利要求9至15中任一项所述的制造权利要求6至8中任一项所述电池的方法,其中,在将电连接支撑件放置在单元堆叠的第一端面附近之前,涂覆至少部分不渗透密封。18.根据前述权利要求所述的方法,其中在将电连接支撑件放置在单元堆叠的第一端面附近之前涂覆至少一个第一层不渗透密封,然后在所述电连接支撑件放置在单元堆叠的所述第一端面附近之后涂覆至少一个第二层不渗透密封。19.根据权利要求9至18中任一项所述的方法,进一步包括:-提供用于形成多个支撑件(5)的框架(105),-将所述框架放置在多个单元堆叠的第一端面附近,这些堆叠布置成多行和/或多列,-在这些堆叠的纵向和/或横向上形成至少一个切口,特别是多个切口,从而形成多个电化学装置。20.根据权利要求1至8中任一项所述的电池,或根据权利要求9至18中任一项所述的方法,其特征在于,所述电池是锂离子电池。21.电能消耗装置(1000),包括主体(1002)和权利要求1至8中任一项所述的电池,所述电池能够向所述电能消耗装置提供电能,并且所述电池的所述电连接支撑件(5)被固定在所述主体上。

技术总结
本发明涉及电池,特别是包括新型封装系统的薄膜电池。的薄膜电池。


技术研发人员:F
受保护的技术使用者:I-TEN公司
技术研发日:2020.12.23
技术公布日:2022/10/4
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