[发明专利]电化学能量存储器件及其制造方法

说明书

提供了一种超薄电化学能量存储器件，其利用了具有多层集流体的电极材料，并且电极之间有一有机电解质。多个电池可能被排列成多层堆叠方式，并且所有的电池可能是串联、并联或串并联组合。此能量存储器件可以被构造为厚度低于0.5mm，并且具有极低的ESR和较高的工作温度范围。

本申请是2015年6月30日提交的、题为“电化学能量存储器件及其制造方法”的中国发明专利申请201510502151.1的分案申请。

优先权声明

本申请要求此前提交的标题为“ORGANIC ELECTROLYTE CAPACITORS(有机电解质电容器)”、申请号为USSN 62/018,739且申请日为2014年6月30日的美国临时专利申请的优先权，并且为了所有目的，该美国临时专利申请以引用的方式结合于此。

技术领域

本公开的技术通常涉及存储与释放电能的电化学系统及相关方法。特别是，本公开的技术涉及具有极低等效串联电阻(ESR，equivalent series resistance)(和相应的低电阻率)、具有高温操作能力并具有超薄构造的有机电解质电容器器件的构造，以提供专门的超级电容器能量存储器件性能。

背景技术

本公开的主题通常涉及电化学能量存储器件及制造方法。本公开的主题特别涉及电子电路中使用的电化学系统，例如，电容器和/或电池。本公开的主题更特别涉及具有有机溶液电解质材料的电化学系统。

进一步说，本公开的主题部分涉及对电化学系统中多个单电池形成电池组件的改进设计。特别是，单个电池可以分别互相连接而形成一个电池组(在一个电池壳或者多个电池壳中)，电池组连接起来形成了电池组件。并且，本公开的主题在实现电池间或电池组间串联、并联或串并联组合，以及实现电池或连接电容器的电池或在单个综合产品中的电容器的混合包装上更具功能性。

各种电子器件都变得越来越便捷，提供越来越多的功能，从而需要这些器件在提供这些功能的特征与组件上的相关进步。通常，一种电子器件在大小和功能两方面的限制因素是它的组件的体积和重量，尤其是相关能量存储组件的体积和重量。电子产品微型化的突出进步也带来了将不同组件融入一个器件来节省空间和重量的结果。

用于便携式电子产品典型的主要能量来源包括电化学电池和/或电化学电容器。正如其它器件或组件那样，能量存储组件的一个限制方面就是电化学系统的包装和随之产生的系统的大小。

从性能的角度来说，其它影响或限制特定结构在特定器件中的使用的因素是组件可实现功能的温度范围，以及组件所涉及相关电路的等效串联电阻(ESR)。

因此，理想的情况是提供一种包含使用有机电解质的电化学电容器的超薄能量存储组件。

同样理想的情况是提供这样的一种电化学能量存储组件用于单个电子器件中，且其中的电池是凭借组件的结构串联、并联或串并联组合。

另外，提供这样的一种具有改进的极低ESR(和相应的极低电阻率)和扩大有效工作温度范围的器件也是理想的。

在电容器器件的各种实现方式和相关组件和结构方法不断发展的同时，并没有如以下所提出的主题技术一样能普遍包括所有预想特征的设计曾经出现。

发明内容

本公开的主题认识到并提出了前述和其它关于电化学能量存储组件的设计和制作方法的限制和障碍。因此，广义上说，本公开技术的某个实施方案的目的就是提供特定的电容器组件和配备有有机电解质电容器的组件的设计改进。其它目的，广义上讲，涉及提供一种改进的超薄电化学能量存储组件，这些组件通过串联、并联或串并联组合连接，以及改进制作这种组件的方法。

因此，本公开主题的一个原则性目的是提供一种改进的电化学电容器。