无封装电池单元装置以及用于形成该无封装电池单元装置的方法制造方法及图纸

描述了一种装置，其包括：阴极集电器，该阴极集电器被配置成与第一客户机端子直接接触；阳极集电器，该阳极集电器被配置成与第二客户机端子直接接触；以及至少两个活性材料层，其中一个层与所述阴极集电器相邻，而另一层与所述阳极集电器相邻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无封装电池单元装置以及用于形成该无封装电池单元装置的方法优先权要求本申请要求2016年3月15日提交的题为“PACKAGE-LESSBATTERYCELLAPPARATUS,ANDMETHODFORFORMINGTHESAME(无封装电池单元装置以及用于形成该无封装电池单元装置的方法)”美国申请序列号15/071,118的优先权，该申请通过引用整体被结合。
技术介绍
大多数电池单元具有在电池单元的最终组装之前被构造成分开组件的壳。壳增加了单元内容的体积，并且通过增加单元的体积而减少了每单位体积的可用能量的量。结果，小型薄单元产生低能量密度以及电子设备中的短运行时间。附图说明从以下给出的详细描述并从本公开的各实施例的附图，将更全面地理解本公开的实施例，然而它们不应当被理解为将本公开限于特定实施例，而是仅用于解释和理解。图1例示出具有壳覆盖物的常见形式的锂离子(Li-ion)电池。图2A-B例示出根据本公开一些实施例的具有到阴极和阳极集电器的直接接触面的基础电池单元。图3A-B例示出根据本公开一些实施例的具有保护覆盖物以及对阴极和阳极集电器的直接接入的基础电池单元。图4例示出根据本公开一些实施例的侧壁上具有密封化合物的无封装电池单元。图5A例示出根据本公开一些实施例的具有夹层阴极和阳极集电器以及对外部阴极和阳极集电器的直接接入的基础电池单元。图5B例示出根据本公开一些实施例的基础双级电池单元。图6A-B例示出根据本公开一些实施例的具有用于避免端子短路的预定接入方向的基础电池单元。图7例示出根据本公开一些实施例的形成基础电池单元的过程的流程图。图8例示出根据一些实施例的可由基础电池单元提供功率的智能设备或计算机系统或SoC(片上系统)。具体实施方式在许多设备(诸如，蜂窝电话)中使用的常见电池是锂离子(Li-ion)电池。Li-ion电池的常见形式是图1中所示的金属壳单元类型电池100。与圆柱形单元(例如，AA、AAA单元)一样，金属外壳(或罐/袋)充当电池端子，也被称为集电器或阳极端子。此类电池壳与电池活性层(例如，阴极、隔板、阳极、阳极片等)分开制造，这些电池活性层被构造且随后被插入固定形状的传导金属外壳中。固定形状的金属外壳可包括顶板和压力排放口。固定形状的金属罐或袋随后在添加电解质之后被焊接或压接。罐或袋增加了电池100内容的体积并且通过增加电池100的体积减少了每单位体积可用能量的量。罐或袋一般是气密密封的罐或袋，与罐或袋内的材料相比，罐或袋相对大。一些实施例描述无封装“裸”基础或基本电池单元。在一些实施例中，没有以分开过程制造的用于电池单元的壳或封装。在一些实施例中，电池单元的端子板直接暴露。标准形状和尺寸的传统电池单元插入标准电池壳(例如，AA、AAA、C、D等电池壳)中。一些实施例与传统电池单元(例如，被插入金属罐中的硬币形或圆柱形电池单元)不同，其中各实施例的电池内容不被插入预成型电池壳中。在一些实施例中，活性单元堆外的电极层提供之前由壳提供的密封和封装功能的大多数。在一些实施例中，封装的排除允许电池的活性元件扩展至之前被壳占据的体积中，从而增加活性材料的体积并且由此增加电池单元的能量容量和/或功率容量。在一些实施例中，围绕边缘的密封单元的简单性可使电池单元能够形成或被切割成可围绕其边缘被密封的随机形状。在下面的描述中，讨论了很多细节，以便提供对本公开的实施例的更全面的说明。然而，对本领域的技术人员显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实施本公开的实施例。在其他情况下，以框图形式，而不是详细地示出已知的结构和设备，以避免使本公开的实施例变得模糊。请注意，在实施例对应的图中，信号通过线来表示。一些线可以粗一些，以指出更多成份信号路径，和/或在一个或多个端处具有箭头，以指示主要信息流动方向。此类指示不旨在是限制性的。相反，线可以与一个或多个示例性实施例一起使用，以促进对电路或逻辑单元的更加容易的理解。如由设计需要或偏好所规定，任何所表示的信号都可实际包括可在任何一个方向进行传播的一个或多个信号，并可利用任何合适类型的信号方案来实现。在说明书及权利要求书全文中，术语“连接的”表示连接的对象之间的直接的电、物理或无线连接而无需中介设备。术语“耦合的”表示连接的对象之间的直接的电、物理或无线连接或者通过一个或多个无源或有源中介设备的间接电、物理或无线连接。术语“信号”意指至少一个电流信号、电压信号、或数据/时钟信号。“一”、“一个”和“该”的含义包括复数引用。“中”(in)的含义包括“中”(in)和“上”(on)。术语“基本上”、“接近”、“大致”、“附近”以及“大约”一般指位于目标值的+/-20％内。除非另作说明，使用序数词“第一”、“第二”及“第三”等等来描述常见的对象，只表示相同对象的不同的实例正在被引用，而不打算暗示如此所描述的对象必须按给定顺序，无论是在时间上、在空间上，在排序方面或以任何其他方式。对于本公开的目的，短语“A和/或B”和“A或B”的意思是(A)、(B)或(A和B)。对于本公开的目的，短语“A、B和/或C”意思是(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。图2A-B分别例示出根据本公开一些实施例的具有到阴极和阳极集电器的直接接触面的基础电池单元的两个视图200和220。视图200例示出无封装电池单元，而视图220例示出电池单元的个体层。在一些实施例中，无封装电池单元包括阴极集电器层201、阳极集电器层202、隔板层203、阴极活性材料层204、以及阳极活性材料层205。在一些实施例中，隔板层203在物理上将阴极活性材料层204与阳极活性材料层205彼此分开。在一些实施例中，隔板层203邻近(或被耦合至)阴极活性材料层204和阳极活性材料层205。在一些实施例中，隔板层203由将阴极活性材料层204与阳极活性材料层205分开的固态聚合物或陶瓷制品形成。如此，隔板层203阻止阴极活性材料层204与阳极活性材料层205的电短路，并在电池单元(例如，视图200中所示的电池单元)中的电流传递期间允许离子电荷载流子的运送。在一些实施例中，阴极活性材料层204被直接耦合至(或直接邻近)阴极集电器层201。在一些实施例中，阳极活性材料层205被直接耦合至(或直接邻近)阳极集电器层202。在一些实施例中，阴极集电器层201和阳极集电器层202被暴露(例如，没有封装或罐包含电池单元)，并且与客户机系统(例如，电话)的阴极和阳极端子直接接触。如此，各实施例的电池单元提供空间节省、较低组装成本、以及尺寸减小(例如，在x-y平面上)和/或高度减小(例如，在z-平面上，其中z-平面与x-y平面垂直)。在一些实施例中，阴极集电器层201和阳极集电器层202由导电金属(例如，铜、银、铝等)形成。在一些实施例中，阴极活性材料层204和阳极活性材料层205通过结合固态电介质(诸如，固态聚合物或陶瓷制品)来形成。在一些实施例中，阴极活性材料层204可包括例如锂金属氧化物(例如，锂钴氧化物)或镍钴铝。在一些实施例中，阳极活性材料层205可包括例如石墨、硅、或者石墨和硅的混合。不像具有液态电介质的电池，固态电介质可经受住回流焊接工艺的高温度和持续时间。在一些实施例中，阴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：阴极集电器，所述阴极集电器被配置成与第一客户机端子直接接触；阳极集电器，所述阳极集电器被配置成与第二客户机端子直接接触；以及至少两个活性材料层，其中一个层与所述阴极集电器相邻，而另一层与所述阳极集电器相邻。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 US 15/071,1181.一种装置，包括：阴极集电器，所述阴极集电器被配置成与第一客户机端子直接接触；阳极集电器，所述阳极集电器被配置成与第二客户机端子直接接触；以及至少两个活性材料层，其中一个层与所述阴极集电器相邻，而另一层与所述阳极集电器相邻。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括非传导材料层，所述非传导材料层被涂覆在所述阴极集电器上，使得所述阴极集电器的一部分被暴露。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述非传导材料层被涂覆在所述阳极集电器上，使得所述阳极集电器的一部分被暴露。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，暴露的阴极集电器和阳极集电器的位置被定位成使得所述阴极集电器和所述阳极集电器将按预定配置与所述第一客户机端子和所述第二客户机端子相邻。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个活性材料层是阴极活性材料和阳极活性材料。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述阴极活性材料与所述阴极集电器相邻，并且其中所述阳极活性材料与所述阳极集电器相邻。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，包括隔板层，所述隔板层与所述至少两个层相邻，使得所述阳极活性材料与所述阴极活性材料分隔开。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个活性材料层是干材料。9.一种方法，包括：形成隔板层；在所述隔板层的一侧上沉积活性阴极材料层；以及在所述活性阴极材料层上形成阴极集电器，其中所述阴极集电器将与第一客户机端子直接接触。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括在所述隔板层的另一侧上沉积活性阳极材料层，使得活性阳极材料与所述活性阴极材料分隔开。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，包括在所述活性阳极材料层上形成阳极集电器，其中所述阳极集电器将与第二客户机端子直接接触。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，包括：在所述阴极集电器上涂覆非传导材料层，使得所述阴极集电器的一部分被暴露；以及从所述涂覆层暴露所述阴极集电器的一部分。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，包括：在所述阳极集电器上涂覆所述非传导材料层，使得所述阳极集电器的一部分被暴露；以及从所述涂覆层暴露所述阳极集电器的一部分。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，暴露的阴极集电器和阳极集电器的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·W·基茨，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US