坚固的金属膜包覆制造技术

本发明专利技术涉及电化学装置的金属膜包覆。所述金属膜包覆可以为所述电化学装置提供接触凸出件。本发明专利技术还可以包括接触件和电池结构之间的选择性导电的结合层。本发明专利技术还包括为所述结合层提供热和压力弹性的方法，以及改进用于所述电池结构的保护的牢固程度的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域包括固态薄膜二级和初级电化学装置(包括电池组)，其组合物、沉 积方法、制造，更具体来说是其包覆的装置、组合物、沉积方法、制造。
技术介绍
常规的电化学装置包括多个电活性层，例如阳极、阴极、电解质、基材、集电器等。 一些层，例如包含锂的阳极层是由对环境非常敏感的材料组成的。这样的电池组需要进行 包覆，以便保护这些环境敏感性材料。人们采用一些工艺包覆电化学装置的敏感层，这些包 覆使用金箔，是很昂贵的。其它的工艺用例如金属和塑料制造的囊包覆所述装置，在装置的 周边密封。随着温度变化，所述金属和塑料囊之内残留的气氛会发生膨胀和/或收缩。所 述膨胀和/或收缩可能会吹破金属和塑料囊的密封，或者引发其它的问题，因此抵销了囊 包覆的优点。常规的电化学装置还包括从基板延伸出来的凸出件。这些凸出件为电池组提供了 导电性的接触点。这些凸出件可能很脆弱，当与外界夹持或固定的时候会被破坏，因此在设 计包覆从而在凸出件周围保持合适的密封的时候，会造成困难。包括电池组的固态薄膜二级和初级电化学装置具有非常小的厚度尺寸，使得它们 的紧密层叠的导电性接触点、端部的尺寸非常接近主要由密封材料厚度限定的尺寸。对这 些装置的任意物理冲击都会带来使得这两个端部互相接触的风险，有可能在装置上造成电 短路。因此，本领域需要提供更好更牢固的包覆方法，还需要提供更好的方法，以提供包 括包覆的导电连接，所述包覆的厚度显著小于已知的包覆方法，同时抗物理冲击的牢固性 更强。
技术实现思路
本专利技术的一个示例性的实施方式包括一种电池组，所述电池组包括第一电接触 件；结合层，所述结合层与所述第一电接触件偶连，而且包括嵌入的导体；至少一个电池 (cell)结构；以及第二电接触件，所述结合层和所述至少一个电池结构夹在第一和第二接 触层之间。所述结合层可以通过所述嵌入的导体选择性地导电。所述电池结构可以进一步 通过所述嵌入的导体与所述第一电接触件选择性地电接触。所述第一电接触件可以包括例如包覆金属。所述第二电接触件可以包括例如基 材。所述结合层可以是粘合材料，绝缘材料，塑料，玻璃和/或玻璃纤维。所述导体可以是 凸出件，金属线，多条金属线，金属丝网，穿孔的金属，施涂于粘合层的金属涂层，或者圆盘。 所述导体可以是机织于结合层内，所述结合层可以包括裂缝，嵌入的导体可以机织于该裂 缝内。所述结合层可以是包括一个或多个导电部分的粘合材料，所述导电部分可以是例如 施加在一个或多个选择区域的导电粉末、块体或颗粒。所述第一和第二接触件可以由导电 材料制造，所述导电材料是例如金、钼、不锈钢、钛、锆、钴、铝、铟、镍、铜、银、碳、青铜、黄铜、 铍，以及/或者它们的氧化物、氮化物和合金。还可以在所述第一和/或第二接触件之上包 括绝缘层。所述绝缘层可以是例如塑料。所述电池结构可以包括阳极，电解质，阴极和阻挡 层。所述阴极可以例如不进行退火，或者使用快速热退火法进行退火。本专利技术的另一种示例性的实施方式包括制造薄膜电池组的方法，该方法包括以下 步骤，但是并不按照特定的次序制造选择性导电的结合层；将所述结合层与第一接触层 偶连；将电池结构的第一侧与第二接触层偶连；将所述电池结构的第二侧与所述结合层偶 连。作为替代的步骤可以包括制造电池结构，所述电池结构包括阳极、阴极和电解质层； 在结合层内嵌入导体；透过结合层机织至少一根导电金属丝，所述导电金属丝的选定的部 分露出；对结合层进行加热，对结合层内的导体进行压制；用绝缘材料对电池组进行绝缘。 还可以在结合层内嵌入包含以下材料的强化层KEVLAR ，玻璃纤维，塑料，玻璃或其它 绝缘材料。所述强化层是选择性导电的。本专利技术的另一个示例性实施方式涉及一种装置，所述装置包括具有至少一个缺口 的电化学装置；以及金属箔。所述金属箔可以包覆所述电化学装置，所述金属箔的一部分在 缺口上延伸，在电化学装置的缺口部分的金属箔上提供电接触凸出件。所述接触区域还可 以包括一个孔。所述金属箔可以包括一个或多个开口。所述装置还可以包括第二电化学装 置，用金属箔包覆这两个电化学装置。另外，可以有大量的电化学装置，在其间设置有金属 箔。所述金属箔包覆电化学装置，或者覆盖在电化学装置上。所述金属箔可以进一步包括电化学装置的阴极元件。所述电化学装置可以包括基 板，所述金属箔还可以与基板导电连接。在任意的这些示例性的实施方式中，例如金属箔可以由不锈钢或者具有必需的特 征和性质(例如所需的电导率)的任意其它金属物质制成。所述装置还可以例如包括绝缘 层。另外，所述金属箔的厚度可以例如小于100微米，小于50微米，或者小于25微米。本专利技术的另一个示例性的实施方式包括一种制造电化学装置的方法，所述方法包 括提供电化学装置的步骤，其可以包括提供基板的步骤；以及在电化学装置中提供一个缺 口。该示例性的实施方式还可以例如包括用金属箔包覆基板的步骤。在此实施方式中，例如在提供缺口的步骤中，金属箔在缺口的区域上方延伸，并导电地结合于基板。该实施方式 还可以包括以下步骤通过快速热退火在基板上制造阴极。另外，该示例性的实施方式还可 以包括以下步骤在金属箔和/或第二电化学装置上提供阴极、阳极、电解质、集电器、阻挡 层、绝缘材料，其中所述第二电化学装置被金属箔包封。该示例性的实施方式还可以包括以 下步骤在金属箔中提供开口。这些开口可以在金属箔中预先形成。本专利技术的另一个示例性的实施方式包括一种电池组，所述电池组包括第一电接 触件；结合层，所述结合层与所述第一电接触件偶连，而且包括嵌入的导体；至少一个电池 (cell)结构；以及第二电接触件，所述结合层和所述至少一个电池结构夹在第一和第二接 触层之间。所述结合层可以通过所述嵌入的导体选择性地导电。所述电池结构可以进一步 通过所述嵌入的导体与所述第一电接触件选择性地电接触。所述导体可以包含以下的元素，例如Li，B，石墨碳，Al，Si Sc，Ti，V，Cr，Mn，Fe， Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, OsIr, Pt, Au, Pb，它们的任意合金，以及不锈钢。所述导体还可以用电绝缘的膜或者机械坚固的膜覆盖。所述绝缘的膜可 以包含例如锂磷氧氮，BeO, B2O3, BN，硼酸盐玻璃，Al2O3，AlN, SiO2, Si3N4，硅酸盐玻璃，ScOx, TiOx, VOx, CrOx, FeOx, YOx, ZrOx, NbOx, MoOx, HfOx, TaOx, W0X，聚酰胺，聚酰亚胺，聚对苯二甲酸 乙二酯，对芳酰胺，聚乙烯，高密度聚乙烯，超高分子量(UHMW)聚乙烯，聚丙烯，丙烯酸类树 脂，聚碳酸酯，聚氯乙烯，乙缩醛杜尔林(acetal delrin)，酚醛树脂，含氟塑料，聚氨酯，聚 苯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚醚醚酮(Keton PEEK)，吞奈特(Tenite)树脂， 以及它们的任意组合。所述机械坚固的膜可以包括例如锂磷氧氮(Lipon)，硼化物，碳化物， 氮化物，氧化物，聚酰胺，聚酰亚胺，聚对苯二甲酸乙二醇酯，对芳酰胺，聚乙烯，高密度聚乙 烯，超高分子量(UHMW)聚乙烯，聚丙烯，丙烯酸类树脂，聚碳酸酯，聚氯乙烯，乙缩醛杜尔林本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，其包括：　　第一电接触件；　　结合层，该结合层与所述第一电接触件偶连，并且包含嵌入的导体；　　至少一个电池结构；以及　　第二电接触件；　　其中所述结合层和所述至少一个电池结构夹在所述第一和第二接触层之间；并且　　所述结合层包括多个层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·W·斯奈德，
申请(专利权)人：无穷动力解决方案股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US