[發明專利]能源存儲裝置的堆疊

在審

• 申請號: 201980048217.0
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN112470304A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: J.霍華德
• 申請（專利權）人: 戴森技術有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M10/058;H01M4/139;H01M6/40;H01M10/0562;H01M10/0585;H01M10/0583
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張邦帥

一種方法，包括獲得用于能量存儲裝置的堆疊，該堆疊包括第一電極層和電解質層。該方法包括在第一電極層的暴露部分和電解質層的暴露部分上沉積第一材料。該方法包括在第一材料上沉積第二材料并形成堆疊的第二電極層，并提供與第二電極層的電連接，以通過第二材料連接至另一這樣的第二電極層。電解質層在第一電極層和第二電極層之間。由此第一材料使第一電極層和電解質層的暴露部分與第二材料絕緣。還公開了一種用于保持自上而下的噴墨材料沉積的設備。

技術領域

本發明涉及一種用于能量存儲裝置的堆疊，并且更具體地但非排他地涉及用于處理用于能量存儲裝置的堆疊的方法和設備。

背景技術

生產諸如包括電極層、電解質層和集流體層的固態薄膜電池之類的能量存儲裝置的已知方法是首先形成堆疊，該堆疊包括形成在基板上的第一集流層，電極層，電解質層，第二電極層和第二集流層。然后將堆疊切成單獨的部分以形成單個電池。然后，例如，為了防止各層的鈍化和可能的短路，可以在每個電池上涂覆保護層。

為了與電池形成電連接，例如為了電連接一個堆疊在另一個頂部的多個電池的集流體，可以例如通過蝕刻去除部分保護層。可替代地，可以在涂覆過程之前施加掩模以確保每個集流體的一部分被暴露。

然而，用于諸如固態薄膜電池的能量存儲裝置的堆疊的已知形成和處理可能是低效的，從而使得有效的商業化變得困難。因此，期望提供用于形成和處理用于能量存儲裝置的堆疊的有效方法。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種方法，包括：獲得用于能量存儲裝置的堆疊，所述堆疊包括第一電極層和電解質層；在第一電極層的暴露部分和電解質層的暴露部分上沉積第一材料；在第一材料上沉積第二材料并形成堆疊的第二電極層，并提供與第二電極層的電連接，以通過第二材料連接至另一這樣的第二電極層，其中，電解質層位于第一電極層和第二電極層之間；由此第一材料使第一電極層和電解質層的暴露部分與第二材料絕緣。

將第二材料沉積在第一材料上并形成和提供來自第二電極層的連接可以允許從堆疊形成的并聯電池的有效和/或可靠的連接，并且因此例如用于從其有效地生產能量存儲裝置。

在示例中，沉積第一材料包括第一材料的噴墨材料沉積。通過諸如噴墨打印的噴墨材料沉積來沉積第一材料可以允許靈活，有效和/或可靠的沉積。例如，噴墨打印可以例如與熱噴涂相比在相對低的(例如，環境)溫度和/或壓力下執行，并且因此可以允許經濟和/或有效的沉積以及因此的電池生產。

在示例中，所述堆疊包括鄰近所述第一電極層和所述第二電極層中的一個的基底，其中，所述第一電極層和所述第二電極層中的另一個是陽極層。使堆疊處于這種構造可以允許將陽極材料用作第二材料，這可以提供有效的能量存儲裝置生產。

在示例中，第二材料是用于形成陽極層的陽極材料。例如，陽極材料可以是相對便宜的。例如，與導電墨水和/或與陰極材料相比，陽極材料可以是廉價的。因此，使用陽極材料為陽極層提供與其他電池的其他這樣的陽極層的電連接可以允許降低電池生產的成本，并且因此可以允許更有效的電池生產。作為另一示例，例如，與噴墨打印相比，例如通過溢流沉積，陽極材料的沉積可以相對快速和/或便宜。

在示例中，所述第一電極層和所述電解質層從所述基底凹進，使得所述基底提供在其上至少部分支撐所述第一材料和/或所述第二材料的壁架部分。具有壁架部分可以允許在沉積期間和/或之后支撐第一材料和/或第二材料，和/或可以防止或減少第一材料和/或第二材料的不期望的遷移，這又可以促進第一材料和/或第二材料的精確沉積。

在示例中，另一這樣的第二電極層屬于另一這樣的堆疊。這可以提供由堆疊形成的分開的電池并聯連接。并聯連接電池可以提供具有相對大的放電速率的能量存儲裝置，這在某些應用中可能是有用的。