密封的固态电池制造技术

电化学电池可包括设置在电解质的各表面上的电极(阴极和电极)。电极和电解质的每一个可为固态膜，该固态膜可彼此层叠在顶部上以产生设置在基板上的堆叠结构。聚合物密封剂材料可施加在电池堆叠之上和周围，并且湿气屏障可形成在密封剂材料之上以因此防止湿气达到电池。分别电连接到阴极和阳极的导电端子可形成在基板的第二侧上。这样，电池可倒装安装到对应的安装焊盘，并且因此连接到从电池接收功率的其它电子器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】密封的固态电池相关申请的交叉引用本申请要求2014年8月13日提交的美国临时专利申请No.62/036,715的优先权，其通过全文引用和所有目的结合于此。
技术介绍
除非这里另有表示，这部分中描述的材料对于本申请中的权利要求而言不是现有技术，并且不因包括在该部分中而看作是现有技术。电池技术上的进步已经能制造微小、高能量密度的电化学电池，其能为高级装置长时间供电而占据很小的体积。电化学电池包括插设在两个电极(阳极和阴极)之间的电解质。阳极和电解质之间以及电解质和阴极之间的电化学反应可导致电极之间电动势的发展。连续的电化学反应可驱动电流从一个电极通过连接到电极的装置到相对电极，以允许装置被电流供电。锂离子电池包括由传输锂离子的电解质彼此分隔开的阴极和阳极。在充电期间，当电池给通过电极连接的电路提供电流时，两个电极发生氧化还原反应。阳极的氧化反应使锂电离，这将电子从阳极释放到所连接的电路，引起电流从阴极到阳极(即与电子行进方向相反)流过连接的电路。锂离子通过电解质从阳极传输到阴极以平衡电路中电子的流动。在阴极锂离子和电子减少。锂在阳极和阴极之间的势能差与电池中化学储存的能量对应。在某些情况下，锂电池可通过给电极施加反向电流引起锂离子穿过电解质且重新给阳极提供锂而再充电。
技术实现思路
电化学电池可包括设置在电解质的相对表面上的电极(阴极和电极)。电极和电解质的每一个可为固态膜，可层叠在彼此顶部上，以产生设置在基板上的堆叠结构。聚合物密封剂材料可施加在电池堆叠之上和周围，并且湿气屏障可形成在密封剂材料之上以因此防止湿气达到电池。分别电连接到阴极和阳极的导电端子于是可形成在基板的与第一侧相对的第二侧上。这样，电池可倒装安装到对应的安装焊盘，并且因此连接到可从电池接收电力的其它电子器件。本公开的某些实施例可包括密封电池。密封电池可包括基板、电池堆叠、聚合物密封剂层、第一导电焊盘和第二导电焊盘。基板可具有第一侧和第二侧。电池堆叠可设置在基板的第一侧上。电池堆叠可包括阴极层、阳极层和电解质层。阴极层和阳极层的第一个可设置在基板的第一侧上。电解质层可设置在阴极层和阳极层之间。聚合物密封剂层可形成在电池堆叠之上和周围。第一导电焊盘可位于基板的第二侧上，并且可电连接到阴极层。第二导电焊盘可位于基板的第二侧上，并且可电连接到阳极层。本公开的某些实施例可包括身体可安装装置。身体可安装装置可包括形成为具有身体可安装表面的聚合物材料和埋设在聚合物材料内的密封电池。密封电池可包括基板、电池堆叠、聚合物密封剂层、第一导电焊盘和第二导电焊盘。基板可具有第一侧和第二侧。电池堆叠可设置在基板的第一侧上。电池堆叠可包括阴极层、阳极层和电解质层。阴极层和阳极层的第一个可设置在基板的第一侧上。电解质层可位于阴极层和阳极层之间。聚合物密封剂层可形成在电池堆叠之上和周围。第一导电焊盘可位于基板的第二侧上，并且可电连接到阴极层。第二导电焊盘可位于基板的第二侧上，并且可电连接到阳极层。本公开的某些实施例可包括一种方法。该方法可包括在基板的第一侧上形成电池堆叠。形成电池堆叠可包括：(i)在基板的第一侧上形成阴极集流器层以使阴极集流器层至少占据基板的第一侧的第一区域；(ii)在阴极集流器层上形成阴极活性层；(iii)在阴极活性层上形成电解质层；(iv)在电解质层上形成阳极活性层；以及(v)在阳极活性层上形成阳极集流器层。阳极集流器层的一部分可延伸超过阳极活性层且设置在基板的第一侧上，以使阳极集流器层至少占据基板的第一侧的第二区域。该方法还可包括在电池堆叠之上和周围施加聚合物密封剂层以因此包封聚合物密封剂层和基板之间的电池堆叠。该方法还可包括在聚合物密封剂层之上施加湿气屏障以因此抑制湿气达到聚合物密封剂层和电池堆叠。该方法还可包括在基板中形成第一孔和第二孔。第一孔可从基板的第二侧暴露阴极集流器的至少一部分。第二孔可从基板的第二侧暴露阳极集流器的至少一部分。该方法还可包括用导电材料填充第一和第二孔的每一个的至少一部分以因此产生通过基板的相应电气通道。该方法还可包括在基板的第二侧上形成电连接到第一孔内的导电材料的第一导电焊盘，以使第一导电焊盘电连接到阴极集流器层。该方法还可包括在基板的第二侧上形成电连接到第二孔内的导电材料的第二导电焊盘，以使第二导电焊盘电连接到阳极集流器层。本公开的某些实施例包括用于在基板的第一侧上形成电池堆叠的手段。本公开的某些实施例包括用于在电池堆叠之上和周围施加聚合物密封剂层以因此在聚合物密封剂层和基板包封电池堆叠的手段。本公开的某些实施例包括用于在聚合物密封剂层之上施加湿气屏障的手段以因此抑制湿气达到聚合物密封剂层和电池堆叠。本公开的某些实施例包括用于在基板中形成第一孔和第二孔的手段。本公开的某些实施例包括用导电材料填充第一和第二孔的每一个的至少一部分的手段以因此产生通过基板的各电气通道。本公开的某些实施例包括用于在基板的第二侧上形成电连接第一孔内的导电材料的手段，以使第一导电焊盘电连接到阴极集流器层。本公开的某些实施例包括用于在基板的第二侧上形成电连接到第二孔内的导电材料的第二导电焊盘的手段，以使第二导电焊盘电连接到阳极集流器层。通过适当参考附图阅读具体实施方式本领域的普通技术人员对这些以及其它的方面、优点和选择性方案将变得明显易懂。附图说明图1是示例性系统的方块图，其包括在与外部读取器无线通信的身体可安装装置。图2A是示例性眼睛可安装装置的俯视图。图2B是图2A所示的示例性眼睛可安装装置的侧视图。图2C是图2A和2B所示的示例性眼睛可安装装置在安装到眼睛的角膜表面时的侧视截面图。图2D是图2A和2B所示的示例性眼睛可安装装置在安装到眼睛的角膜表面时的近侧截面图。图3A和3B是示例性固态电池的侧视截面图。图4A是具有湿气屏障的示例性固态电池的俯视图，湿气屏障沿着基板的顶表面终止。图4B是图4A所示示例性固态电池的仰视图。图4C是图4A所示示例性固态电池的侧视截面图。图5A是具有湿气屏障的示例性固态电池的俯视图，湿气屏障沿着基板的侧表面终止。图5B是图5A所示示例性固态电池的仰视图。图5C是图5A所示的示例性固态电池的侧视截面图。图6A、6B、6C、6D、6E、6F和6G示出了根据示例性实施例制造密封固态电池和倒装安装电池的各阶段。图7A、7B、7C、7D、7E、7F和7G示出了根据示例性实施例的密封固态电池和倒装安装电池的各阶段。图8是用于制造密封固态电池的示例性工艺的流程图。具体实施方式在下面的具体描述中，参考形成其一部分的附图。在附图中，类似的附图标记典型地表示类似的部件，除非上下文另有表述。具体描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例不意味着限制。在不脱离这里体现的主题事项的范围的情况下，其它的实施例也可使用，并且其它的变化也是可能的。容易理解，如这里一般性描述和附图所示，本公开的各方面可在各种不同的配置中设置、取代、结合、分开和设计，其全部在此明确地预期。I.概述电化学电池可包括设置在电解质各表面上的电极(阴极和电极)。电极和电解质的每一个可为固态膜，其可层叠在彼此顶部上以产生设置在基板上的堆叠结构。聚合物密封剂材料可施加在电池堆叠之上和周围，并且湿气屏障可形成在密封材料之上以因此防止湿气达到电池。分别电连接到阴极和阳极的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封电池，包括：基板，具有第一侧和第二侧；电池堆叠，该电池堆叠设置在该基板的该第一侧上，其中该电池堆叠包括阴极层、阳极层和电解质层，其中该阴极层和该阳极层的第一个设置在该基板的该第一侧上，并且其中该电解质层设置在该阴极层和该阳极层之间；聚合物密封剂层，该聚合物密封剂层形成在该电池堆叠之上和周围；第一导电焊盘，该第一导电焊盘位于该基板的该第二侧上，其中该第一导电焊盘电连接到该阴极层；以及第二导电焊盘，该第二导电焊盘位于该基板的该第二侧上，其中该第二导电焊盘电连接到该阳极层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.13 US 62/036,715;2014.10.01 US 14/503,6341.一种密封电池，包括：基板，具有第一侧和第二侧；电池堆叠，该电池堆叠设置在该基板的该第一侧上，其中该电池堆叠包括阴极层、阳极层和电解质层，其中该阴极层和该阳极层的第一个设置在该基板的该第一侧上，并且其中该电解质层设置在该阴极层和该阳极层之间；聚合物密封剂层，该聚合物密封剂层形成在该电池堆叠之上和周围；第一导电焊盘，该第一导电焊盘位于该基板的该第二侧上，其中该第一导电焊盘电连接到该阴极层；以及第二导电焊盘，该第二导电焊盘位于该基板的该第二侧上，其中该第二导电焊盘电连接到该阳极层。2.如权利要求1所述的密封电池，其中该聚合物密封剂层是基本上连续的层，其沿着该基板的该第一侧终止，从而完全包封该聚合物密封剂层和该基板之间的该电池堆叠。3.如权利要求1所述的密封电池，其中该聚合物密封剂层是生物相容性材料。4.如权利要求1所述的密封电池，还包括：湿气屏障，该湿气屏障设置在该聚合物密封剂层上，以因此抑制湿气达到该聚合物密封剂层和该电池堆叠。5.如权利要求4所述的密封电池，其中该湿气屏障包括由金属或陶瓷材料形成的箔。6.如权利要求4所述的密封电池，其中该湿气屏障形成为沿着该密封电池的侧面延伸，并且因此基本上包封该湿气屏障和该基板之间的该电池堆叠。7.如权利要求4所述的密封电池，其中该湿气屏障与该电池堆叠由该聚合物密封剂材料分开。8.如权利要求1所述的密封电池，其中连接该阴极层和该第一导电焊盘的电气路径包括第一过孔，其中该第一过孔包括导电材料，该导电材料至少部分地占据通过该基板的第一孔，并且其中连接该阳极层和该第二导电焊盘的电气路径包括第二过孔，其中该第二过孔包括导电材料，该导电材料至少部分地占据通过该基板的第二孔。9.如权利要求1所述的密封电池，其中该阴极层包括阴极活性层和电连接到该第一导电焊盘的阴极集流器层，其中该阴极集流器层包括设置在该基板的该第一侧上的导电材料，并且其中该阴极活性层设置在该阴极集流器层上，并且其中该阳极层包括阳极活性层和电连接到该第二导电焊盘的阳极集流器层，其中该阳极活性层包括设置在该电解质层上的锂金属，并且其中该阳极集流器层包括设置在该阳极活性层上的导电材料。10.如权利要求1所述的密封电池，其中该电解质层包括锂磷氧氮化物。11.如权利要求1所述的密封电池，其中该密封电池具有由该基板、该阴极层、该电解质层、该阳极层和该聚合物密封剂层的各厚度限定的总厚度，其中该总厚度小于约80微米。12.一种身体可安装装置，包括：聚合物材料，该聚合物材料形成为具有身体可安装表面；以及密封电池，该密封电池埋设在该聚合物材料内，其中该密封电池包括：基板，该基板具有第一侧和第二侧；电池堆叠，该电池堆叠设置在该基板的该第一侧上，其中该电池堆叠包括阴极层、阳极层和电解质层，其中该阴极层和该阳极层的第一个设置在该基板的该第一侧上，并且其中该电解质层设置在该阴极层和该阳极层之间；聚合物密封剂层，该聚合物密封剂层形成在该电池堆叠之上和周围；第一导电焊盘，该第一导电焊盘位于该基板的该第二侧上，其中该第一导电焊盘电连接到该阴极层；以及第二导电焊盘，该第二导电焊盘位于该基板的该第二侧上，其中该第二导电焊盘电连接到该阳极层。13.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：RC巴德瓦杰，J埃茨科恩，WJ比德曼，B奥蒂斯，
申请(专利权)人：威里利生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US