[發明專利]密封的固態電池

在審

• 申請號: 201580043406.0
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN106663842A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: R.C.巴德瓦杰;J.埃茨科恩;W.J.比德曼;B.奧蒂斯
• 申請（專利權）人: 威里利生命科學有限責任公司
• 主分類號: H01M10/38
• 分類號: H01M10/38;H01M10/0585;H01M10/04;H01M2/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 王冉

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年8月13日提交的美國臨時專利申請No.62/036,715的優先權，其通過全文引用和所有目的結合于此。

背景技術

除非這里另有表示，這部分中描述的材料對于本申請中的權利要求而言不是現有技術，并且不因包括在該部分中而看作是現有技術。

電池技術上的進步已經能制造微小、高能量密度的電化學電池，其能為高級裝置長時間供電而占據很小的體積。電化學電池包括插設在兩個電極(陽極和陰極)之間的電解質。陽極和電解質之間以及電解質和陰極之間的電化學反應可導致電極之間電動勢的發展。連續的電化學反應可驅動電流從一個電極通過連接到電極的裝置到相對電極，以允許裝置被電流供電。

鋰離子電池包括由傳輸鋰離子的電解質彼此分隔開的陰極和陽極。在充電期間，當電池給通過電極連接的電路提供電流時，兩個電極發生氧化還原反應。陽極的氧化反應使鋰電離，這將電子從陽極釋放到所連接的電路，引起電流從陰極到陽極(即與電子行進方向相反)流過連接的電路。鋰離子通過電解質從陽極傳輸到陰極以平衡電路中電子的流動。在陰極鋰離子和電子減少。鋰在陽極和陰極之間的勢能差與電池中化學儲存的能量對應。在某些情況下，鋰電池可通過給電極施加反向電流引起鋰離子穿過電解質且重新給陽極提供鋰而再充電。

發明內容

電化學電池可包括設置在電解質的相對表面上的電極(陰極和電極)。電極和電解質的每一個可為固態膜，可層疊在彼此頂部上，以產生設置在基板上的堆疊結構。聚合物密封劑材料可施加在電池堆疊之上和周圍，并且濕氣屏障可形成在密封劑材料之上以因此防止濕氣達到電池。分別電連接到陰極和陽極的導電端子于是可形成在基板的與第一側相對的第二側上。這樣，電池可倒裝安裝到對應的安裝焊盤，并且因此連接到可從電池接收電力的其它電子器件。

本公開的某些實施例可包括密封電池。密封電池可包括基板、電池堆疊、聚合物密封劑層、第一導電焊盤和第二導電焊盤。基板可具有第一側和第二側。電池堆疊可設置在基板的第一側上。電池堆疊可包括陰極層、陽極層和電解質層。陰極層和陽極層的第一個可設置在基板的第一側上。電解質層可設置在陰極層和陽極層之間。聚合物密封劑層可形成在電池堆疊之上和周圍。第一導電焊盤可位于基板的第二側上，并且可電連接到陰極層。第二導電焊盤可位于基板的第二側上，并且可電連接到陽極層。

本公開的某些實施例可包括身體可安裝裝置。身體可安裝裝置可包括形成為具有身體可安裝表面的聚合物材料和埋設在聚合物材料內的密封電池。密封電池可包括基板、電池堆疊、聚合物密封劑層、第一導電焊盤和第二導電焊盤。基板可具有第一側和第二側。電池堆疊可設置在基板的第一側上。電池堆疊可包括陰極層、陽極層和電解質層。陰極層和陽極層的第一個可設置在基板的第一側上。電解質層可位于陰極層和陽極層之間。聚合物密封劑層可形成在電池堆疊之上和周圍。第一導電焊盤可位于基板的第二側上，并且可電連接到陰極層。第二導電焊盤可位于基板的第二側上，并且可電連接到陽極層。

本公開的某些實施例可包括一種方法。該方法可包括在基板的第一側上形成電池堆疊。形成電池堆疊可包括：(i)在基板的第一側上形成陰極集流器層以使陰極集流器層至少占據基板的第一側的第一區域；(ii)在陰極集流器層上形成陰極活性層；(iii)在陰極活性層上形成電解質層；(iv)在電解質層上形成陽極活性層；以及(v)在陽極活性層上形成陽極集流器層。陽極集流器層的一部分可延伸超過陽極活性層且設置在基板的第一側上，以使陽極集流器層至少占據基板的第一側的第二區域。該方法還可包括在電池堆疊之上和周圍施加聚合物密封劑層以因此包封聚合物密封劑層和基板之間的電池堆疊。該方法還可包括在聚合物密封劑層之上施加濕氣屏障以因此抑制濕氣達到聚合物密封劑層和電池堆疊。該方法還可包括在基板中形成第一孔和第二孔。第一孔可從基板的第二側暴露陰極集流器的至少一部分。第二孔可從基板的第二側暴露陽極集流器的至少一部分。該方法還可包括用導電材料填充第一和第二孔的每一個的至少一部分以因此產生通過基板的相應電氣通道。該方法還可包括在基板的第二側上形成電連接到第一孔內的導電材料的第一導電焊盤，以使第一導電焊盤電連接到陰極集流器層。該方法還可包括在基板的第二側上形成電連接到第二孔內的導電材料的第二導電焊盤，以使第二導電焊盤電連接到陽極集流器層。