[发明专利]电池阵列，构造以及方法

说明书

相关申请的引用

本申请要求于2010年1月26日提交的，在U.S.C.119(e)(1)下的临时专利申请，序列号61/298,448，的优先权，通过引用将其整体结合在此。

技术领域

本发明涉及薄膜固态能量存储设备领域，并且更具体地涉及薄膜固态电池的应用构型。

背景技术

电子器件已经结合到许多便携式设备中，例如计算机、移动电话、跟踪系统、扫描仪、助听器、遥感器等。这类便携式设备的一个缺点是需要包括与设备一起的电源。便携式设备典型地使用电池作为电源。电池必须具有充足的容量来为设备供电持续至少使用该设备的时间长度。充足的电池容量可能导致与设备相比较电源不成比例地沉重和/或巨大。因此，更小和更轻的能量存储设备（即，电源）是令人希望的。

一种这种类型的能量存储设备是固态薄膜电池。在美国专利号5,314,765、5,338,625、5,445,906、5,512,147、5,561,004、5,567,210、5,569,520、5,597,660、5,612,152、5,654,084以及5,705,293中公开了这些薄膜电池的实例，它们中每一个都通过引用结合在此。美国专利号5,338,625公开了一种薄膜电池，尤其地一种薄膜微电池，以及用于制造具有用作电子设备的备用或第一集成电源应用的薄膜微电池的方法。美国专利号5,445,906公开了用于制造通过使用多个沉积站的方法形成的薄膜电池结构的方法和系统，当一种网状基底（衬底）自动移动通过这些站时，在沉积站处薄电池元件膜顺序地构建在该网状基底上。

美国专利申请公开号2005/0147877公开了一种薄膜电池，例如包括连接到电子电路上的锂或锂化合物的薄膜电池。将环境阻挡层（environmental barrier）沉积成多个交替层（alternating layer），这些层中至少一个提供光滑、平坦化和/或调平的物理构型功能，并且至少一个另外层提供扩散阻挡层功能。

然而，至少部分由于相对小的尺寸，这类存储设备不可能为相关电子设备提供足够的电力。当然，取决于设备的电压和电流需要，可以将多个电池串联或并联，从而增加了功率输出（超过仅一个单电池）。虽然这类构型需要多个电池，但是在小型便携式设备中的空间再次变成问题。因此，对于有助于在小型设备中提供电源的设备和方法始终存在需要。

发明内容

为了着手解决这些需要，公开了一种电池安排（排布），当为电子设备供电时所述安排（排布）可以有利于节省空间。具体地，以交错构型提供电连接薄膜电池的堆叠阵列。

堆叠阵列的一个侧面上的侧边缘的最外点总体上优选地与电子设备或其元件的内表面相适应，从而有利地节省在设备内的空间。这样的内表面可以是，例如，平面或曲面。在一个实施方式中，堆叠阵列包括具有与多个电池相接触的一个单一表面的至少一个电池。

在另一实施方式中，提供了电连接在一起的多个薄膜电池的成形阵列，由此将多个电池以单层形式彼此邻近地安排（排布）在通常处于基底（衬底）表面形状的非矩形基底上。

在一个实施方式中，本发明有利地提供了电池的堆叠阵列，使得电池阵列具有特定形状，但是使用可以易于大量生产的单个电池来制造。在另一个实施方式中，以一种方式来安排（排布）电池阵列从而提供优异的空间使用效率，而且同时使用可以易于大量生产的单个电池。因此，本发明产品一方面可以通过易于制造的单个电池元件来提供规模经济的优点，而且同时提供适合于较小规模定制应用的独特形状的电池阵列。因此本发明提供了使用常规单电池定制形状制造技术不能得到的效率。

还提供了一种薄膜电池，其中提供了通过基底（衬底）的至少一个通孔，以及通过绝缘层的至少一个另外通孔从而提供电连接到电池上。这种电池构型在提供可以连接到具有独特构型要求的设备上的电池，以及可选地提供避免使用单独包装来包容电池的机会中提供了特别的优点。此外，电池接触的独特连接点能够以串联或并联方式连接多个电池的交替连接构型。

附图说明

结合在本申请中并且构成其一部分的附图图示说明了本发明的几个方面，并且与实施方式的说明一起用于说明本发明的原理。附图的简要说明如下：

图1是适合用于根据本发明的堆叠阵列和方法中的现有技术薄膜电池的图示说明。

图2是根据本发明的薄膜电池堆叠阵列的一个实施方式图示说明的透视图。

图3是包括设备外壳截面视图的图2的堆叠电池阵列的图示说明的侧视图。