电池及封装该电池的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电池，包括微型电池(10)和封装装置，微型电池(10)设有第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)，封装装置包括由基质(19)构成的电绝缘密封层(18)，基质(19)由聚合物材料制成且包括导电粒子(20)。由导电材料制造的第一连接接触体(17a)和第二连接接触体(17b)分别电连接到微型电池(10)的第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)。封装装置还包括附加微型电池(30)，其具有第一电流集电器(11a’)和第二电流集电器(11b’)，并设置为与微型电池(10)相对且通过密封层(18)与微型电池(10)分开。附加微型电池(30)的第一电流集电器(11a’)和/或第二电流集电器(11b’)经由导电粒子(20)的至少一部分分别电连接到第一连接接触体(17a)和/或第二连接接触体(17b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种电池，包括微型电池(10)和封装装置，微型电池(10)设有第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)，封装装置包括由基质(19)构成的电绝缘密封层(18)，基质(19)由聚合物材料制成且包括导电粒子(20)。由导电材料制造的第一连接接触体(17a)和第二连接接触体(17b)分别电连接到微型电池(10)的第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)。封装装置还包括附加微型电池(30)，其具有第一电流集电器(11a’)和第二电流集电器(11b’)，并设置为与微型电池(10)相对且通过密封层(18)与微型电池(10)分开。附加微型电池(30)的第一电流集电器(11a’)和/或第二电流集电器(11b’)经由导电粒子(20)的至少一部分分别电连接到第一连接接触体(17a)和/或第二连接接触体(17b)。【专利说明】电池及封装该电池的装置
本专利技术涉及包括微型电池的电池，该微型电池设有第一和第二集电器以及封装装置，封装装置包括密封且电绝缘的层，其由包括导电粒子的聚合物材料基质形成。本专利技术还涉及制造这样的电池的方法。
技术介绍
文献中已经提出了几种封装微型电池的方案，尤其是锂微型电池。这些方案可分成两类:薄膜封装和具有附加元件的封装。薄膜封装方案包括用至少一个薄膜覆盖微型电池。薄膜可基于不同的材料，其电气、热机械和化学特性与微型电池的组件和操作兼容。作为示例，国际专利申请W0-2005/038957公开了由直接沉积在微型电池组件上的陶瓷/金属双层封装微型电池。尽管陶瓷材料化学上稳定且通常形成有效的电绝缘体，但是其机械脆性对于采用该封装形式而言是主要障碍。已经尝试其他材料的结合来实现多层封装，特别是，包括直接沉积在微型电池组件上的一层聚合物材料。聚合物材料在结构方面是有利的，因为它们能限制由于基板粗糙引起的缺陷且吸收微型电池在其使用期间的组件变形。此外，聚合物材料可有利地包括金属粒子，其形成微型电池的电流集电器的一部分。然而，聚合物材料对于一定的污染物是有渗透性的，该污染物可与微型电池的活性部分反应。因此，包括聚合物材料的多层封装还要求附加层的存在以对污染物形成有效屏蔽。作为示例，专利申请W0-2005/067645公开了一种多层封装，其由覆盖有金属层的至少一个聚合物层的堆叠体形成。然而，制造这样的封装的方法要求很多技术步骤，导致很大的生产成本和时间。微型电池的侧向保护对于诸如空气和湿气的污染物保留很差的可靠性。用附加元件封装的方案包括胶合盖子，该盖子例如由玻璃或者层叠聚合物材料制成。该类型的封装形成锂微型电池的有效保护。然而，保护盖子与微型电池的总厚度相比通常较厚。对于不变的表面大小而言，具有附加元件的封装系统的体积大于薄膜封装方案。
技术实现思路
在某些应用中，特别是在电子装置中，需要提供易于形成、紧凑且具有改善的机械性能的电池。该需求倾向于通过提供一种电池来满足，该电池包括设有第一和第二电流集电器的微型电池以及封装装置，封装装置包括密封层，密封层是电绝缘的且由包括导电粒子的聚合物材料基质形成。该电池包括由导电材料制造的第一和第二连接垫，其分别电连接到微型电池的第一和第二电流集电器。封装装置还包括设有第一和第二电流集电器的附加微型电池，附加微型电池设置为与微型电池相对且通过密封层与微型电池分开。附加微型电池的第一和/或第二电流集电器经由导电粒子的至少一部分分别电连接到第一和/或第二连接垫。还提供制造这样的电池的方法，包括通过将设有第一和第二电流集电器的附加微型电池布置为与事先设有第一和第二连接垫且覆盖有密封层的微型电池相对且按压该附加微型电池，来封装微型电池。执行按压直至第一和/或第二连接垫分别与附加微型电池的第一和/或第二电流集电器之间的电连接经由导电粒子的一部分获得。【专利附图】【附图说明】由本专利技术的特定实施例的下述描述，其它的优点和特征将变得更加明显易懂，该特定实施例仅用于非限制性示例的目的且表示在附图中，其中:图1示意性地示出了根据本专利技术第一特定实施例的电池的截面图；图2示意性地示出了根据本专利技术第二特定实施例的电池的截面图；图3示意性地以透视图示出了根据本专利技术另一实施例的电池的局部视图；图4至9示意性地示出了根据本专利技术特定实施例的制造电池的方法的顺序步骤的截面图。【具体实施方式】根据一特定实施例，如图1所示，电池包括微型电池10，其设有设置在基板12上的第一电流集电器Ila和第二电流集电器lib。第一电流集电器Ila和第二电流集电器Ilb由导电材料(例如，钛或钨)制造。第一电流集电器Ila和第二电流集电器Ilb呈现共面层的形式，分别具有约250nm的厚度。基板12按惯例可由硅、氮化硅或玻璃制造。如图1所示，微型电池10还包括薄固体层的堆叠体13，其形成微型电池10的电化学活性部分。堆叠体13由第一电极14和第二电极16形成,第一电极14和第二电极16由电解质15分开。第一电极14可设置为局部且唯一地覆盖微型电池10的第一电流集电器I Ia或第二电流集电器Ilb之一，例如，第一集电器11a。第一电极14可为阴极,并且第一电流集电器Ila可为阴极电流集电器。第一电极14优选具有厚度1.5 μ m。第一电极14例如由从氧硫化钛(TiOS)、五氧化二I凡(V2O5)和二硫化钛(TiS2)当中选择的材料制成。如图1所示，电解质15设置为覆盖电流集电器Ila的一部分、第二电流集电器Ilb的一部分、全部第一电极14以及基板12设置在第一电流集电器Ila和第二电流集电器Ilb之间的暴露部分。固体电解质15可为具有高离子导电率的电绝缘材料，例如由锂磷氧氮(LiPON)制成。第二电极16可设置为覆盖固体电解质15的主要部分且与第二集电器Ilb接触。第二电极16可为阳极，并且第二电流集电器Ilb可为阳极电流集电器。特别是，第二电极包含锂化合物。有利地，第二电极16的厚度为3 μ m的量级。由导电材料制成的第一连接垫17a和第二连接垫17b分别电连接到微型电池10的第一电流集电器Ila和第二电流集电器lib。根据图1所示的特定实施例，第一连接垫17a和第二连接垫17b分别设置在微型电池10的第一电流集电器Ila和第二电流集电器Ilb上。第一连接垫17a和第二连接垫17b可具有不同的几何形状，例如，球形形状。第一连接垫17a和第二连接垫17b优选由金制成，并且具有水平延伸的旋转圆柱(其两个底部与平面(yoz) —致)形状。优选地，第一连接垫17a和第二连接垫17b是同样的且具有水平延伸的圆柱形状。圆柱直径对应于第一连接垫17a和第二连接垫17b的厚度且优选在6至150 μ m的范围中(图3)。电池还包括封装装置，其包括电绝缘密封层18。密封层18由聚合物材料基质19形成，优选电绝缘，包括导电粒子20。封装装置还包括附加微型电池30，其设有与针对微型电池10所描述的那些元件类似的元件。特别是，附加微型电池30包括第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’，其设置在基板12’的设有第一电流集电器11a’和第二电流集电器lib’的表面上。以与微型电池10类似的方式，薄固体层堆叠体13’设置在基板12’的表面上。堆叠体13’包括插设在第一电极14’和第二电极16’之间的电解质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池，包括：微型电池(10)，设有第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)；以及封装装置，包括密封层(18)，该密封层是电绝缘的且由包括导电粒子(20)的聚合物材料基质(19)形成；其特征在于：由导电材料制成的第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)分别电连接到该微型电池(10)的该第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)；该封装装置包括附加微型电池(30)，该附加微型电池(30)设有第一电流集电器(11a’)和第二电流集电器(11b’)，设置为与该微型电池(10)相对且通过该密封层(18)与该微型电池(10)分开；该附加微型电池(30)的该第一电流集电器(11a’)和/或第二电流集电器(11b’)经由该导电粒子(20)的至少一部分(21)分别电连接到该第一连接垫(17a)和/或第二连接垫(17b)。

【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：G德尔皮尔，M贝德乔伊，
申请(专利权)人：原子能和代替能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR