[發明專利]電池及封裝該電池的裝置

無效

• 申請號: 201280043677.2
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN103797606A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: G.德爾皮爾;M.貝德喬伊
• 申請（專利權）人: 原子能和代替能源委員會
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M2/08;H01M6/18;H01M6/40;H01M10/04;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

技術領域

本發明涉及包括微型電池的電池，該微型電池設有第一和第二集電器以及封裝裝置，封裝裝置包括密封且電絕緣的層，其由包括導電粒子的聚合物材料基質形成。

本發明還涉及制造這樣的電池的方法。

背景技術

文獻中已經提出了幾種封裝微型電池的方案，尤其是鋰微型電池。這些方案可分成兩類：薄膜封裝和具有附加元件的封裝。

薄膜封裝方案包括用至少一個薄膜覆蓋微型電池。薄膜可基于不同的材料，其電氣、熱機械和化學特性與微型電池的組件和操作兼容。作為示例，國際專利申請WO-2005/038957公開了由直接沉積在微型電池組件上的陶瓷/金屬雙層封裝微型電池。盡管陶瓷材料化學上穩定且通常形成有效的電絕緣體，但是其機械脆性對于采用該封裝形式而言是主要障礙。

已經嘗試其他材料的結合來實現多層封裝，特別是，包括直接沉積在微型電池組件上的一層聚合物材料。聚合物材料在結構方面是有利的，因為它們能限制由于基板粗糙引起的缺陷且吸收微型電池在其使用期間的組件變形。此外，聚合物材料可有利地包括金屬粒子，其形成微型電池的電流集電器的一部分。然而，聚合物材料對于一定的污染物是有滲透性的，該污染物可與微型電池的活性部分反應。因此，包括聚合物材料的多層封裝還要求附加層的存在以對污染物形成有效屏蔽。

作為示例，專利申請WO-2005/067645公開了一種多層封裝，其由覆蓋有金屬層的至少一個聚合物層的堆疊體形成。然而，制造這樣的封裝的方法要求很多技術步驟，導致很大的生產成本和時間。微型電池的側向保護對于諸如空氣和濕氣的污染物保留很差的可靠性。

用附加元件封裝的方案包括膠合蓋子，該蓋子例如由玻璃或者層疊聚合物材料制成。該類型的封裝形成鋰微型電池的有效保護。然而，保護蓋子與微型電池的總厚度相比通常較厚。對于不變的表面大小而言，具有附加元件的封裝系統的體積大于薄膜封裝方案。

發明內容

在某些應用中，特別是在電子裝置中，需要提供易于形成、緊湊且具有改善的機械性能的電池。

該需求傾向于通過提供一種電池來滿足，該電池包括設有第一和第二電流集電器的微型電池以及封裝裝置，封裝裝置包括密封層，密封層是電絕緣的且由包括導電粒子的聚合物材料基質形成。該電池包括由導電材料制造的第一和第二連接墊，其分別電連接到微型電池的第一和第二電流集電器。封裝裝置還包括設有第一和第二電流集電器的附加微型電池，附加微型電池設置為與微型電池相對且通過密封層與微型電池分開。附加微型電池的第一和/或第二電流集電器經由導電粒子的至少一部分分別電連接到第一和/或第二連接墊。

還提供制造這樣的電池的方法，包括通過將設有第一和第二電流集電器的附加微型電池布置為與事先設有第一和第二連接墊且覆蓋有密封層的微型電池相對且按壓該附加微型電池，來封裝微型電池。執行按壓直至第一和/或第二連接墊分別與附加微型電池的第一和/或第二電流集電器之間的電連接經由導電粒子的一部分獲得。

附圖說明

由本發明的特定實施例的下述描述，其它的優點和特征將變得更加明顯易懂，該特定實施例僅用于非限制性示例的目的且表示在附圖中，其中：

圖1示意性地示出了根據本發明第一特定實施例的電池的截面圖；

圖2示意性地示出了根據本發明第二特定實施例的電池的截面圖；

圖3示意性地以透視圖示出了根據本發明另一實施例的電池的局部視圖；

圖4至9示意性地示出了根據本發明特定實施例的制造電池的方法的順序步驟的截面圖。

具體實施方式

根據一特定實施例，如圖1所示，電池包括微型電池10，其設有設置在基板12上的第一電流集電器11a和第二電流集電器11b。第一電流集電器11a和第二電流集電器11b由導電材料(例如，鈦或鎢)制造。第一電流集電器11a和第二電流集電器11b呈現共面層的形式，分別具有約250nm的厚度?；?2按慣例可由硅、氮化硅或玻璃制造。

如圖1所示，微型電池10還包括薄固體層的堆疊體13，其形成微型電池10的電化學活性部分。堆疊體13由第一電極14和第二電極16形成，第一電極14和第二電極16由電解質15分開。