[发明专利]金属膜包封

说明书

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119要求于2006年3月16日提交的美国专利申请序列 第60/782,792号的优先权；本申请是部分继续申请，根据35U.S.C.§120要求于 2006年11月17日提交的美国专利申请序列第11/561,277号的优先权，该申请根 据35U.S.C.§119要求于2005年11月17日提交的美国专利申请序列第 60/737,613号、于2006年1月17日提交的美国专利申请序列第60/759,479号 和于2006年3月16日提交的美国专利申请序列第60/782,792号的优先权，该 申请是部分继续申请，并根据35U.S.C.§120要求于2005年8月23日提交的 美国专利申请序列第11/209,536号的优先权；该11/209,536申请是一继续申 请，根据35U.S.C.§120要求于2005年6月15日提交的美国专利申请序列第 11/374,282号的优先权，该申请的美国临时申请序列第60/690,697；该11/374， 282申请是部分继续申请，并根据35U.S.C.§120要求于2002年8月9日提交 的美国专利申请序列第10/215,190号的优先权，该申请于2005年7月12日授 权为美国专利第6,916,679号；这些专利文献的内容都通过参考全文结合于此。

发明领域

本发明领域涉及设备、组合物、沉积和制造方法，更具体地，涉及固态薄 膜二次(secondary)和一次(primary)电化学装置(包括电池组)的包封。

背景技术

常规的电化学装置包括多个电活性层，如阳极、阴极、电解质、基板、集 电器等。一些层(如包含锂的阳极层)由对环境极度敏感的材料构成。这类电 池组需要包封以保护对环境敏感的材料。用来包封电化学装置的敏感层的一些 方案(如用金箔包封)的成本昂贵。其他方案用诸如金属和塑料构成的袋包封 装置，这种袋沿装置的周边进行密封。当温度变化时，金属和塑料袋内的空气 膨胀和/或收缩。这种膨胀和/或收缩可能吹破金属和塑料袋的密封，或造成其 他问题，因此削弱了袋包封的益处。

常规的电化学装置还具有从基板伸出的垂片(tab)。这些垂片为电池组提供 导电接触点。这些垂片可能是易碎的，在从外部抓紧或固定时可能碎裂，对进 行包封设计以保持在垂片周围的适当密封造成困难。

因此，本领域需要提供更好更经济的包封方法以及提供导电接触、包括明 显比已知的包封方法更薄的包封的更好的方法。

发明概述

本发明的一个示例实施方式包括：具有第一电接触的电池组；与第一电接 触连接并具有嵌埋的导体的结合层；至少一种电池结构；以及第二电接触，其 中，结合层和至少一种电池结构夹在第一和第二接触层之间。结合层通过嵌埋 的导体可选择性地导电。电池结构还可以通过嵌埋的导体达到与第一电接触的 选择性电接触。

例如，第一电接触可以包括包封金属。第二电接触例如可以包括基板。结 合层可以是粘合材料、绝缘材料、塑料、玻璃和/或玻璃纤维。导体可以是垂片、 金属丝、多根金属丝、金属丝网、穿孔金属、施涂在粘合层上的金属涂层，或 盘。导体可以织造在结合层中，该结合层可包括狭缝，在狭缝内织造有嵌埋的 导体。结合层可以是含一个或多个导电部分的粘合材料，所述导电部分例如可 以是施用于一个或多个选定区域的导电粉末、导电体或颗粒。第一和第二接触 可以由导电材料(例如，金，铂，不锈钢，钛，锆，钴，铝，铟，镍，铜，银，碳， 青铜，黄铜，铍，和/或它们的氧化物、氮化物和合金)构成。还可以包括在第 一和/或第二接触上的绝缘层。绝缘层例如可以是塑料。电池结构可以包括阳极、 电解质；阴极和阻挡层。阴极例如可以不进行退火或者采用快速热退火方法进 行退火。

本发明的另一个示例实施方式包括制造薄膜电池组的方法，该方法包括无 特定顺序的以下步骤：形成选择性导电的结合层；将该结合层与第一接触层相 连；将电池结构的第一侧与第二接触层相连；将电池结构的第二侧与结合层相 连。替代步骤可包括形成具有阳极、阴极和电解质层的电池结构；将导体嵌埋 在结合层内；将至少一种导电金属丝编织在整个结合层中，其中露出导电金属 丝的选定部分；加热结合层并挤压位于结合层内的导体；用绝缘材料对该电池 组进行绝缘。在结合层内还可以嵌埋增强层，该层包括KEVLAR、玻璃纤维、 塑料、玻璃或其他绝缘材料。这种增强层是选择性导电的。