CN103066237A - 降低外部连接所需的接头体积的方法 - Google Patents

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Abstract

一种降低外部连接所需的接头体积的方法。本文针对用于电池的电极组件，描述了各种实施例。所述电极组件包括：第一活性材料层；第一集流层，与所述第一活性材料层的外表面相邻且电接触；接头元件，具有端引线部分和第二引线部分，所述端引线部分与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个电接触，所述第二引线部分从所述端引线部分延伸，并与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个的表面实质上相邻，并适于提供对所述电极组件的电连接；以及绝缘层，覆盖所述第二引线部分的内接触区域，以将所述接头元件的该部分电绝缘。

Description

降低外部连接所需的接头体积的方法
技术领域
本文所述实施例大体上涉及能量存储元件，且更具体地涉及电池结构。
背景技术
在日常生活中广泛使用了移动设备。这些移动设备由电池来供电，在大多数情况下，电池是可再充电的，在其他情况下，电池是一次性的。在这两种情况下，重要的都是这些电池具有高容量，使得在不得不对其进行充电或替换(视情况而定)之前，它们可以持续很长的时间。然而，诸如手持设备之类的移动设备具有用于电池的有限空间。因此重要的是：按空间高效的方式来设计电池，以提供合适的电量。
发明内容
在一个方面中，在本文所述的至少一个示例实施例中，提供了一种用于堆叠单元电池的电极组件。所述电极组件包括：第一活性材料(active material)层；第一集流(current collector)层，与所述第一活性材料层的外表面相邻且电接触；接头(tab)元件，具有端引线部分和第二引线部分，所述端引线部分与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个电接触，所述第二引线部分从所述端引线部分延伸，并与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个的表面实质上相邻，并适于提供对所述电极组件的电连接；以及绝缘层，覆盖所述第二引线部分的内接触区域，以将所述接头元件的该部分电绝缘。
在至少一些情况下，所述第二引线部分是与所述电极组件的侧面实质上齐平的侧引线部分。
在至少一些情况下，所述第二引线部分是横向引线部分，所述横向引线部分从所述端引线部分延伸，并在所述第一活性材料层的外表面和所述第一集流层之间。
在至少一些情况下，所述第二引线部分是横向引线部分，所述横向引线部分从所述端引线部分延伸，并与所述第一集流层的外表面相邻。
在至少一些情况下，所述电极组件还包括：第二活性材料层和第二集流层，所述第二活性材料层和所述第二集流层都支撑在所述堆叠单元电池中，并且都与所述第一活性材料层和所述第一集流层电绝缘，其中，所述接头元件的第二引线部分是与所述第二活性材料层的侧面实质上相邻的侧引线部分。
在至少一些情况下，所述电极组件还包括：背衬衬底，设置在所述电极组件的侧面上，使得所述接头元件的侧引线部分紧凑地容纳于所述电极组件和所述背衬衬底之间。
在至少一些情况下，所述接头元件还包括：第一弯曲部分，将所述端引线部分和所述侧引线部分相接。
在至少一些情况下，所述第一弯曲部分实质上形成为直角，使得所述端引线部分延伸入所述电极组件，以提供与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个的电接触。
在至少一些情况下，所述绝缘层还覆盖所述接头元件的第一弯曲部分。
在至少一些情况下，所述接头元件还包括：横向引线部分，从与所述第二活性材料层相邻的侧引线部分延伸。
在至少一些情况下，所述接头元件包括：第二弯曲部分，将所述侧引线部分与所述横向引线部分在所述侧引线部分中与所述第一弯曲部分相对的一端处相接。
在至少一些情况下，所述绝缘层包括设置在所述接头元件的绝缘部分上的聚合物沉积。
在至少一些情况下，所述第二引线部分的外围实质上被所述聚合物沉积沿着所述内接触区域的长度所包围。
在另一方面中，根据本文所述的至少一个示例实施例，提供一种用于堆叠单元电池的电极堆叠组件。所述电极堆叠组件包括至少第一和第二电极组件，所述第一电极组件包括：第一活性材料层和第一集流层，均支撑在所述电极堆叠组件中；第二活性材料层和第二集流层，均支撑在所述电极堆叠组件中，并且均与所述第一活性材料层和所述第一集流层电绝缘；以及所述第二电极组件包括：第三活性材料层和第三集流层，均支撑在所述电极堆叠组件中；以及第四活性材料层和第四集流层，均支撑在所述电极堆叠组件中，并且均与所述第三活性材料层和所述第三集流层电绝缘；第一接头元件，具有：第一端引线部分，与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个电接触；第一延伸引线部分，提供对所述第一电极组件的第一电连接，所述第一延伸引线部分从所述第一端引线部分延伸，并且与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个的表面实质上相邻；第一绝缘层，覆盖所述第一延伸引线部分的第一内接触区域，以将所述第一接头元件与所述第二和第三活性材料层均电绝缘；第二接头元件，具有：第二端引线部分，与所述第三活性材料层和所述第三集流层中的至少一个电接触；以及第二延伸引线部分，提供对所述第二电极组件的电连接，所述第二延伸引线部分从所述第二端引线部分延伸，并且与所述第三活性材料层和所述第三集流层中的至少一个的表面实质上相邻；以及第二绝缘层，覆盖所述第二延伸引线部分的第二内接触区域，以将所述第二接头元件与所述第四活性材料层电绝缘。
在至少一些情况下，所述电极堆叠组件还包括：第三接头元件，具有：第三端引线部分，与所述第二活性材料层和所述第二集流层中的至少一个电接触；以及第三延伸引线部分，提供对所述第二电极组件的第二电连接，所述第三延伸引线部分从所述第三端引线部分延伸，并且与所述第二活性材料层和所述第二集流层中的至少一个的表面实质上相邻；以及第三绝缘层，覆盖所述第三延伸引线部分的第三内接触区域，以将所述第三接头元件与所述第一活性材料层电绝缘。
在至少一些情况下，所述第一和第二延伸引线部分中的至少一个是与所述电极组件的侧面实质上齐平的侧引线部分。
在至少一些情况下，所述第一和第二延伸引线部分中的至少一个是在活性材料层之一的外表面与相邻的集流层之间的横向引线部分。
在至少一些情况下，所述第一和第二延伸引线部分中至少一个是与集流层之一的外表面相邻的横向导向部分。
在至少一些情况下，所述第一和第二侧引线部分的至少一部分覆盖接头元件的一部分。
在至少一些情况下，所述第一接头元件包括：在所述第一和第二电极组件之间，延伸入所述电极堆叠组件的横向引线部分。
在至少一些情况下，所述第二接头元件包括：在所述第一和第二电极组件之间，在与所述第一横向引线部分类似的表面上，延伸入所述电极堆叠组件的横向引线部分。
在至少一些情况下，所述第二接头元件包括：在所述第一和第二电极组件之间，在与所述第一横向引线部分类似的层的相对表面上，延伸入所述电极堆叠组件的横向引线部分。
在至少一些情况下，所述电极堆叠组件还包括：在所述电极堆叠组件的侧面上设置的背衬衬底，使得接头元件的侧引线部分紧凑地容纳于所述电极堆叠组件和所述背衬衬底之间。
在至少一些情况下，具有所述侧引线部分的所述第一或第二接头元件还包括：第一弯曲部分，实质上形成为直角，以将所述端引线部分和所述侧引线部分相接，所述第一弯曲部分具有绝缘层。
在至少一些情况下，具有所述侧引线部分的所述第一或第二接头元件还包括：横向引线部分，从所述侧引线部分延伸；以及第二弯曲部分，将所述侧引线部分与所述横向引线部分在所述侧引线部分中与所述第一弯曲部分相对的一端处相接，所述第二弯曲部分具有绝缘层。
附图说明
为了更好的理解本文所述的各种实施例，以及更清楚地示出可以如何实现这些实施例，通过示例将对示出了至少一个示例实施例的附图进行参考，在附图中：
图1是用于制造电池的电极组件的方法的示例实施例；
图2A是堆叠单元电池的电极组件的示例实施例的侧视图；
图2B是堆叠单元电池的电极组件的另一示例实施例的侧视图；
图3A是堆叠单元电池的电极组件的另一示例实施例的一部分的侧视图；
图3B是堆叠单元电池的电极组件的另一示例实施例的一部分的侧视图；
图3C是堆叠单元电池的电极组件的另一示例实施例的一部分的侧视图；
图3D是堆叠单元电池的电极组件的另一示例实施例的一部分的侧视图；
图4A至4C是为了说明的目的而示出的没有接头元件的堆叠单元电池的电极组件的另一示例实施例的等距图、顶视图和侧视图；
图5A至5C是堆叠单元电池的电极组件的另一示例实施例的等距图、顶视图和侧视图；
图6A是与电极组件一起使用的接头元件的示例实施例的等距图；
图6B是与电极组件一起使用的接头元件的另一示例实施例的等距图；
图7是使用了本文所述的电极组件的堆叠单元电池的示例实施例的等距图；
图8是示出了在堆叠单元电池中使用的具有两个电极组件的电极堆叠组件的示例实施例的一部分和接头元件的各种示例配置的等距视图；以及
图9A至9E示出了能够具有本文所述的折叠接头元件的电池组配置的各种示例实施例。
具体实施方式
下面将描述各种装置或过程，以提供所要求保护的每个发明的示例实施例。下面描述的实施例并不限制所要求保护的任何发明，且任何所要求保护的发明可以涵盖与下面所述的过程或装置不同的过程或装置。所要求保护的发明不限于具有下面描述的任意一个装置或过程的全部特征的装置或过程，或者不限于具有对于下面描述的装置或过程中多个或全部装置或过程而言公共的特征。下面描述的装置或过程有可能不是所要求保护的任何发明的实施例。在下面描述的、本文档中并未要求保护的装置或过程中公开的任何发明可以是具有另一保护手段的主题，例如，后续专利申请(分案申请)，且申请人、发明人或专利权人并无意通过在本文档中的公开而将任何这种发明放弃、放弃保护或奉献给公众。
此外，将意识到：为了说明的简单和清楚，在认为恰当的情况下，可以在附图之间重复附图标记，以指示对应或相似的单元。此外，阐述了大量的具体细节以提供对本文所述实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些具体细节的情况下实现本文所述的实施例。在其它实例中，并未详细描述众所周知的方法、过程和组件，以突出本文所述的实施例。此外，不应将本描述视为限制了本文所述实施例的范围。
本文所述的实施例大体上涉及移动设备的能量存储元件，且更具体地涉及允许以下至少一项的堆叠单元电池中的电极组件的各种设计：较高能量密度、更紧凑的堆叠以及在将电池中各种单元连接在一起时或在将各种堆叠单元电池连接在一起时的更大灵活性。
在电池配置中，电极组件由活性材料层构成，该活性材料层由集流层支撑。接头元件连接到电极组件，以与活性材料层进行电连接。传统上将接头元件形成为与集流层“共线(in-line)”，使得接头元件和集流层的高度或厚度近似相等。还将接头元件和集流层固定到活性材料层的公共面。该电极组件形成了电池单元的阴极或阳极。
由于传统电池制造工艺的3个间题，集流层的最小厚度是受限的。由于较厚的集流层将降低活性材料层与电极组件的整体面积的百分比(给定电池的尺寸约束)，这将进而降低电池的能量密度，因此这些限制是重要的。然而，本发明人已经意识到了具有更薄集流层(其将导致电池中每单位体积的更多活性材料，以及因此导致每单位体积的更高电池容量)的各种设计。
对集流层厚度的第一约束是由于在制造期间需要机械稳定性。当前的堆叠单元电池拓扑中的阳极和阴极层所使用的活性材料通常是非常柔软且不稳定的。例如，对于典型的便携式电子电池，可以用石墨来制造阳极，且可以用二氧化锂钴(lithium cobalt dioxide)来制造阴极。如本领域技术人员所熟知的，还存在大量其他的商业可行的可能性。可以将本文描述的教导与这些各种不同的材料组合一起使用。因此，由于这些柔软且不稳定的材料，为了创建电极组件的各个层，传统制造工艺首先形成集流层，然后将活性材料(作为被称为浆的液体或水溶液)沉积在集流层上，然后固化活性材料层。在固化之后，活性材料层及其与集流层的粘合性依然是相当脆弱的。因此，在制造期间，集流层担当活性材料层的衬底，以向活性材料层提供稳定性和机械强度。如果在制造电极组件时，活性材料层和/或集流层损坏，则将需要关闭生产线过程。为了避免发生这种情况，传统上用最小厚度来形成集流层，以提供所需的机械强度和稳定性。该最小厚度还部分地由制造设备的吞吐量来设定，以避免在以特定速度生产电极组件时电极组件的损坏。因此，更高的吞吐量速度要求电极组件的更大机械强度，进而要求更厚的集流层。
对集流层厚度的第二约束是集流层对电池的等效串联电阻(ESR)的作用。由于集流层向/从电池单元的外部端子传导电流，集流层的有效电阻与电流的横截面积成反比，在该情况下，电流的横截面积是集流层的横截面积。一般而言，具有较大厚度的集流层将具有较大的横截面积，这意味着电池的较低的ESR。
对集流层厚度的第三约束是接头元件的可焊性(solderability)。在传统电池拓扑中，一般将接头元件超声波焊接或以其他方式附着(使用本领域技术人员熟知的技术)到集流层上。由于接头元件提供了对电池的外部端子的唯一电连接，如果接头元件损坏，则毁坏了电池。因此，传统上将接头元件设计为足够厚，以持续电池寿命的时间。在一些情况下，接头元件可以与集流层一样厚，以提供更好的“匹配”。此外，在一些情况下，焊接(soldering)、焊接(welding)或附着过程还可能穿透集流层，这也将潜在地通过使电极短路来毁坏电池。这些考虑因素都导致了集流层的最小厚度。
在传统电池制造过程中，上述约束中最严重的约束规定了集流层的最小可能厚度。即，这3个相应最小值中的最大值提供了对集流层的厚度的最终约束。
然而，本发明人已发现：如果可以将活性材料层独立于集流层而加以稳定，可以克服由于传统电池制造技术而导致的对集流层厚度的挑战。参见图1，其中示出了用于制造电池的电极组件的方法100的示例实施例。方法100开始于步骤102，其中，在临时背衬衬底上沉积用于电池电极组件的活性材料，以形成活性材料层。活性材料层包括电解质聚合物。在至少一些情况下，电解质聚合物在室温下是机械自稳定的。在步骤104中，对活性材料层加以机械稳定。一次性或可重复使用的临时背衬衬底可以是：聚脂薄膜(Mylar)、与活性材料层相同的材料(Al或Cu)、或满足机械和温度要求(这些要求是本领域技术人员所熟知的)的任何其他材料。可以将真实的和可重复使用的集流层在其界面处“粘”在一起，使得在步骤108期间需要时，将它们彼此容易地分开。应当注意到，该机械稳定独立于使用集流层作为背衬衬底。
在步骤106，一旦活性材料层机械稳定，在活性材料层的外表面上形成凹部；然而，这也可以在步骤104期间进行。例如，可以对临时背衬衬底进行开槽或成形以提供阴模，使用该阴模在活性材料层中形成凹部，以容纳接头元件。例如，可以对活性材料层应用轧制过程(rolling process)，以增加其密度，并可以通过特定地将该区域比活性材料层的其余部分压缩得更多一点来形成凹部。可以对作为活性材料层的石墨材料进行该操作，因为其是机械鲁棒的，能够承受一些压缩量，且可以在较高压缩量下发生形变。当从临时背衬衬底去除活性材料层时，已经在活性材料层中预先形成了用于容纳接头元件的凹部。该凹部可以从活性材料层的任何合适的面向活性材料层的内部延伸，并且沿着给定面在各个位置延伸。例如，可以形成如图2A至6所描述的各种凹部。在备选实施例中，可以使用光刻技术、化学蚀刻技术或研磨蚀刻将该凹部蚀刻到活性材料层中。此外，在备选实施例中，还可以在沉积或涂覆过程之前或之后形成该凹部。如本领域技术人员所熟知的，其他变化也是可能的。
在步骤108，以不破坏活性材料层的方式，从背衬衬底去除活性材料层。在存在2个衬底的情况下，可以使用更温和、更轻柔的过程(如在不使活性材料层受到弯曲或者应力的情况下剥离)来分离它们。在完全分离活性材料层的情况下，其将更坚韧。还可以使用并激活接合件，以将活性材料层从背衬衬底释放。分离过程可以非常轻柔，或者活性材料层由提供了机械鲁棒成分的材料制成。通常选择用于接合件的材料，以实现针对接头元件的良好粘合性和良好欧姆接触。然而，如本领域技术人员所熟知的，还可以基于电池的用途来选择用于接合件的材料。
在步骤110，隔离活性材料层，且将集流层设置在活性材料层的外表面上，使得集流层不填充凹部。应当注意到：该步骤与在传统电池制造过程中通常进行的步骤是相反的。可以在活性材料层上印刷集流层，或可以通过金属沉积来形成集流层，或将集流层物理放入凹部中。在金属沉积的情况下，在至少一些情况下，集流层可以被形成为在活性材料层上实质上连续。在特定情况下，如本领域技术人员所熟知的，还可以使用屏障层，以限制沉积量。在一些实施例中，集流层还可以提供用于接头元件的材料。
然后在步骤112，将接头元件至少部分固定在活性材料层的凹部区域内，且附着到集流层。如本领域技术人员所熟知的，可以将粘合或屏障层用于接头元件。可以将接头元件机械焊接或以其他方式接合到集流层。应当注意到：如本领域技术人员所熟知的，通常可以使用任何合适的化学、电学或机械手段(例如，压缩)将接头元件粘合到其相邻层上。应当注意到：在一些实施例中，步骤110和112的顺序可以颠倒或相结合。
在使用制造过程100的情况下，对于堆叠单元电池拓扑，显著地减轻了对集流层的厚度的3个传统约束，因为集流层并未受压以机械稳定活性材料层，因此将不像在传统制造过程期间出现的情况一样。此外，在堆叠单元电池配置中，包括阳极电极组件、电解质和阴极电极组件在内的每个电池单元提供了单独的电子传导路径，然后该电子传导路径与其他电池单元并联。因此，这些各个路径中的每个路径的电阻可以高于(由于更薄的集流层)在传统电池拓扑中的电阻，因为这些传导路径中每个路径是并联连接的。换言之，取代具有14微米厚度的单一集流层(如传统上将使用的)，并联连接的各自具有7微米厚的2个集流层将具有相同的整体ESR(即使与14微米集流层相比，每个并联的传导路径具有2倍的电阻)。
在使用制造过程100的情况下，降低了集流层的厚度，使得集流层厚到足以成为连续层，未出现孤立区域，且依然允许高效电流收集。然而，集流层厚到足以连接到接头元件。就此而言，在集流层和接头元件之间的接合层可以是欧姆连接或热连接，而不是肖特基二极管型界面，以避免任何电压降和非线性。作为示例，在传统电池制造过程生产用于堆叠单元拓扑的电极组件，其中阳极层具有60微米厚度，集流层具有14微米厚度的情况下，可以使用过程100来生产用于堆叠单元拓扑的电极组件，其中阳极层具有65微米，集流层具有例如9微米或更少的厚度。因此，可以使得接头元件在活性材料层中“内部”，或凹入活性材料层，使得接头元件不需要额外的厚度。此外，可以使用各种方法来增强接头元件和集流层之间的接合，如在具有或不具有吸收层的情况下的低能、低穿透微波焊接。还可以使用层加热/冷却来限制焊接的穿透能力。如前所述，如本领域技术人员所熟知的，可以使用各种电学、化学或机械技术。例如，在一些情况下，可以使用导电胶或膏。
因此，电池制造过程100提供了用于电池的堆叠单元拓扑，该堆叠单元拓扑使用了凹入的接头元件和具有降低厚度的集流层，以增加每单位体积的电池中的活性材料量(即，阳极和阴极)，或换言之，活性/非活性材料比。尽管降低了集流层的厚度，接头元件的厚度与传统堆叠单元电池拓扑近似相同，这导致接头元件凹入阳极中，以保持其厚度。通过减少集流层的厚度并将接头元件凹入活性材料层，可以显著地增加电池容量。例如，使用本文所述的电极组件设计，对于任何给定的电池化学物质，可以增加能量密度约10～15％。事实上，该制造技术可以将堆叠单元电池的能量密度改进到与卷式电池(jelly-rolledbattery)相当或更好，特别是对于更薄的电池外形尺寸。此外，对于给定能量等级，可以使用该制造技术来创建更薄的电池。还可以使用该电极组件拓扑来实现不规则形状的电池，如下面进一步详细描述的。应当注意到：在一些实施例中，如前所述，可以由集流层来形成接头元件。
现在将讨论并入了更薄集流层的堆叠单元电池配置的电极组件的示例实施例。应当注意到：可以使用制造过程100、其变形或备选制造过程来生产以下电极组件。
现在参见图2A，其中示出了电池的电极组件200的示例实施例的侧视图。电极组件200包括：活性材料层202、集流层204和接头元件206。电极组件200可以用于提供电池单元的阴极或阳极。接头元件206的至少一部分位于活性材料层202内，使得集流层204可以具有降低的厚度。
活性材料层202具有在其外表面形成的凹部。该凹部沿总体上与活性材料层202的端面相平行的方向，从活性材料层202的侧面向活性材料层202的内部延伸。该凹部还形成在活性材料层202中，使得其与活性材料层202的端面间隔开。在该示例中，凹部具有矩形剖面，然而在其他实施例中，可以使用其他剖面。
在本文所述的本示例和其他示例实施例中，凹部的位置可以沿侧面变化。此外，在本文所述的本示例和其他示例中，可以存在凹部延伸到电极组件的正面或端面的其他实施例。此外，在本文所述的本示例和其他示例中，可以存在其他实施例，其中，存在多个凹部且每个凹部以线性或非线性图案延伸到电极组件的相似面或不同面。
活性材料层202包括恰当的材料，使得电极组件200视情况而定担当阳极或阴极。例如，可以使用石墨来提供阳极，且可以使用二氧化锂钴来提供阴极。如本领域技术人员所熟知的，还存在大量其他商业可行的可能性。在至少一些情况中，活性材料层202由在室温下机械自稳定的材料制成，例如(但不限于)：在当前的锂聚合物电池中使用的聚合物或凝胶电解质。
集流层204支撑在活性材料层202的外表面上，且与活性材料层202的外表面电接触。集流层204具有用于容纳接头元件206的一部分的开槽或凹部。可以使用金属沉积在活性材料层202上形成集流层204。在至少一些情况下，可以进行金属沉积，使得集流层204在活性材料层202上实质连续，这可以提供在集流层204和接头元件206之间的更可靠的接触。在本示例中，接头元件206的外表面可以与集流层204齐平，或可以进一步凹入活性材料层202中，使得在其上形成集流层204。在备选实施例中，可以存在用于集流层204和接头元件206的接触表面的不同的垂直剖面，可以提供特定的优点。例如，在存在用于高功率电池的较高电流的一些情况下，可以将集流层204和接头元件206的相接触的表面倾斜或弯曲，以降低特定区域中的电流密度，否则该区域将由于高电流而发生“烧毁”的危险。
接头元件206部分支持在活性材料层202的凹部中，使得接头元件206与集流层204电接触。因此，接头元件206与集流层204和活性材料层202中形成凹部的部分具有互补的表面剖面。在至少一些情况下，将接头元件接合到集流层，以在其间提供欧姆接触。在本示例实施例中，可以将接头元件206成形为从活性材料层202的侧面突出，以提供与电池的外部端子或与另一电连接(如可能与另一电池单元的中间电连接)的电连接。在本示例实施例中还可以看到：集流层204的厚度小于接头元件206的厚度。
应当注意到：在备选实施例中，接头元件206可以位于不同位置。可以将接头元件206延伸至电极组件200的侧面、端面或正面，且可以位于这些面上的任何位置处，然而角部可能导致最高的电流密度，且因此在一些情况下，最好将接头元件206近似置于电极组件200的一面的中心。此外，在一个或多个电极组件中，可以使用多个正和负接头元件。可以将接头元件连接在一起，作为覆盖层，但这不是绝对要求。
还应当注意到：使用2个电极组件来形成电池单元，在该情况下，存在2个电极组件200，它们之间有电解质材料(未示出)，允许电子在2个电极组件之间流动。活性材料层由不同材料制成，使得一个电极组件担当阳极，另一个电极组件担当阴极。
现在参见图2B，其中示出了电池的电极组件250的另一示例实施例的侧视图。电极组件250包括：活性材料层252、集流层204和接头元件256。在该情况下，形成凹部，使得在活性材料层252内形成凹部的侧壁252a和252b倾斜。在该情况下，接头元件256具有适于活性材料层252的凹部区域的互补倾斜部分。
现在参见图3A，其中示出了电极组件300的另一示例实施例的一部分的侧视图，电极组件300包括：活性材料层302、集流层304和接头元件306。活性材料层302具有凹部302r，凹部302r的形状类似于具有上脊(upper ridge)的对半分的八边形。由活性材料层302的包括平坦底部302a、有角度的下侧壁302b和302c、直侧壁302d和302e以及上脊部分302f和302g在内的区域来限定凹部302r。壁302a～302f不一定具有相同的长度，但是可以存在它们具有相同长度的备选实施例。脊部302f和302g总体上分别在凹部302r与电极组件300的端面和正面之间。脊部302f和302g在顶面终止，该顶面总体上与活性材料层302的外表面齐平。脊部302f和302g的顶部的高度总体上高于凹部302r的底部302a。
接头元件306具有由壁306a～306h限定的变平的八边形形状。壁306a～306e具有与活性材料层中由壁302a～302e限定的区域互补的形状。在该情况下，接头元件306具有向内有角度的上壁306f和306g，但是在备选实施例中，这些壁可以向外有角度，以匹配活性材料层302的壁302f和302g(这也将改变集流层304在凹部的该区域中的形状)。
在本示例中，集流层304具有向下延伸的三角部304a和304b。三角部304a部分填充了在壁302f和306f之间的空隙，三角部304b部分填充了在壁302g和306g之间的空隙。在堆叠过程中，可以将这些非平坦区域用作榫和槽(tongue-and-groove)导向，以及用于多层单元的整体机械稳定性。然而，可以存在备选实施例，其中，接头元件306和集流层304具有如图3B所示的不同形状。
现在参见图3C，其中示出了电极组件350的另一示例实施例的侧视图，电极组件350包括：活性材料层352、集流层304和接头元件306。活性材料层352具有形状类似于对半分的六边形的凹部。由活性材料层352的包括平坦底部352a以及有角度的侧壁352b和352c在内的区域来限定该凹部。壁352a～352c不一定具有相同的长度，但是可以存在它们具有相同长度的备选实施例。接头元件306的壁306a～306c具有与活性材料层中由壁302a～302c限定的区域互补的形状，尽管壁306b和306c的长度与壁352b和352c的长度不同(然而，在备选实施例中，它们可以具有相同的长度，在该情况下，将不存在侧壁306d～306g)。三角部304a部分填充在壁352b、306d和306f之间的空隙，且三角部304b部分填充在壁352c、306e和306g之间的空隙。在备选实施例中，部分304a和304b可以具有不同的形状，使得在这些部分和侧壁352b和352c之间不存在空隙，如图3D所示。图3C～3D所示的配置可以发生在以下过程中：其中，首先将接头元件附着到活性材料层，然后通过将填充空隙并覆盖所有活性材料的沉积过程来形成集流层。
在图3A～3D中，在凹部内，集流层304的至少一部分支撑在活性材料层302/352和接头元件306之间。此外，可以看到：在凹部内，接头元件306总体上支撑在活性材料层302/352和集流层304之间。此外，接头元件306的顶面实质上与活性材料层302/352的外表面是齐平的；然而，在其他实施例中，不一定是这种情况。
还应当注意到：在图3A～3B中，接头元件306被示出为附着到集流层304，而在图3C～3D中，接头元件306被示出为附着到活性材料层352。这是因为可以将形成这些层的过程颠倒。此外，在备选实施例中，应当注意到：可以将电极组件300、300’、350和350’中在凹部附近的元件的侧壁变弯。
现在参见图4A～4C，其中为了说明的目的而示出了没有接头元件的堆叠单元电池的电极组件400的另一示例实施例的等距图、顶视图和侧视图。电极组件400包括：第一集流器402、第一活性材料层404、电绝缘层(即分离层)406、第二活性材料层408、第二集流器410以及用于容纳接头元件(未示出)的第一和第二凹部412和414。电极组件400具有侧面416和端面418，它们都是竖直的且彼此正交。活性材料层404和408以及集流层402和410用于提供2个不同电池单元的相同类型的活性部分。例如，集流层402和活性材料层404可以提供一个电池单元的阳极，而集流层410和活性材料层408可以提供另一个电池单元的阳极。备选地，集流层402和活性材料层404可以提供一个电池单元的阴极，而集流层410和活性材料层408可以提供另一个电池单元的阴极。
凹部412包括底部412a和端壁412b，端壁412b总体上与侧面416相对，且将底部412a与活性材料层404的外表面相接。凹部412还包括在凹部的端壁418和侧面416之间延伸并将底部412a与活性材料层404的外表面相接的间隔开的侧壁412c和412d。间隔开的侧壁412c和412d朝向底部412a向内倾斜。端壁412b也朝向底部412a向内倾斜。
凹部412还包括侧壁412e和412f，侧壁412e和412f在集流层402内竖直延伸，使得接头元件将部分支撑在活性材料层404和集流层402内。凹部在集流层402内的部分的端壁可以是竖直的(如图4A所示)，或在备选实施例中，其可以是倾斜的(如图4B所示)。
用于堆叠单元电池配置的传统电极组件通常包括由电绝缘体间隔开的成对的阳极或阴极，类似于图4A所示，只是没有活性材料层中的凹部以及具有更厚的集流层。然后这些传统电极组件沿着电解质层彼此堆叠，以形成堆叠单元电池。然后在堆叠单元电池的相同面上形成用于阳极和阴极的接头元件。然后将接头元件从堆叠的电极组件中横向抽出相对较大的距离，并相接在一起，以连接到印刷电路板(PCB)或保护电路模块(PCM)。在堆叠电极组件和PCB或PCM边缘之间的区域通常被称为“大耳朵(great ear)”，其浪费了电池内的大量体积，因为在大耳朵区域中不能将接头元件紧密地形成在一起。这部分是为了避免由于将接头元件从电极组件的面引出且将其彼此连接所造成的机械应力而导致的损坏。这还部分是由于以下事实：传统实践不对接头元件绝缘，因为接头元件具有与物理间隔开且远离的相反极性接头元件相同的极性。因此，在使接头元件发生形变以避免将电池单元的阳极和阴极短接(该短接将有可能导致堆叠单元电池的灾难后果)之前，接头元件将不得不从电池堆叠的面离开特定长度。此外，假定为了降低EMI，将电池单元堆叠，使得将具有相反极性接头元件的电池单元彼此堆叠，则难以在“大耳朵”区域上设置密封以使接头元件绝缘。因此，用传统技术对“大耳朵”进行绝缘是过度昂贵。可能更重要的是，由于在“大耳朵”配置下，靠近相反极性的导体不是对减少空间的主要限制，因此其可能是没有帮助的。尽管大耳朵区域可以具有几毫米的数量级，但是该问题是重要的，因为该区域可以占据典型堆叠单元电池的体积的2％至10％。给定在电池尺寸方面的约束，特别是对于在移动和手持设备中使用的电池，该浪费的空间将降低电池的活性部分的体积，这将要求更频繁地更换一次性电池或更频繁地对可再充电电池充电。此外，使用该传统配置的接头元件，难以连接到第二堆叠单元电池。
本发明人已发现了一种克服大耳朵区域的问题的方式是：形成接头元件，使得它们与电极组件中的一个或多个层和/或电极组件的面相邻。换言之，可以将接头元件按以下至少一种方式放置：与电极组件的外表面齐平，沿着活性材料层中形成了阳极或阴极的一部分的外表面，或沿着集流层中形成了阳极或阴极的一部分的表面。还可以将接头元件嵌入在2个电极组件之间的电解质材料中。由于接头元件可以在对于最终产品设计更方便的任何侧上延伸，而不是受到与在传统技术中一样的电池设计的限制，因此该方案提供了更多连接选项，从而该方案比传统技术更灵活。此外，该方案还允许将PCB或PCM置于具有与堆叠单元电池的改进邻接性的位置，从而减少了之前由大耳朵占据的空间。事实上，使用该技术，可以将堆叠单元电池连接到PCB或PCM的区域的体积减少到小于堆叠单元电池的体积的2％。该重新获得的空间允许更小的电池组(具有相同的电池容量)或在相同电池组体积内增加的电池容量(例如增加10％～15％的容量)。此外，该方案允许将PCB或PCM连接到堆叠单元电池，使得将其竖直定向，而不是在占据了附加空间的“天井(patio)”配置下的水平定向。
现在参见图5A～5C，其中示出了堆叠单元电池的电极组件500的另一示例实施例的等距图、顶视图和侧视图。电极组件500包括：第一集流层502、第一活性材料层504、绝缘体506、第二活性材料层508、第二集流层510以及第一和第二接头元件512和514。集流层502与第一活性材料层504的外表面相邻且电接触。电极组件500的分层元件总体上具有侧面516和端面518。
第一和第二接头元件512和514分别具有绝缘部分(由阴影表示)和未绝缘部分512u和514u。接头元件512具有与第一活性材料层504和第一集流层502中至少一个电接触的端引线部分(未示出)。接头元件514具有与第二活性材料层508和第二集流层510中至少一个电接触的端引线部分(未示出)。接头元件512和514还具有从端引线部分延伸出且与第一和第二活性材料层504和508的侧面516实质上相邻的第二引线部分(在该情况下，侧引线部分)。接头元件512和514的绝缘区域的部分提供了覆盖接头元件512和514的第二引线部分的内接触区域的绝缘层，以将它们与电极组件500的其他区域相绝缘。接头元件512和514的未绝缘部分512u和514u提供了对电极组件500的电连接，使得电极组件500可以电连接到堆叠单元电池的外部端子或多堆叠电池中另一电极组件堆叠。
可以用不同类型的材料来制造接头元件512和514，例如(但不限于)：镍和铝。在一些情况下，如本领域技术人员所熟知的，可以用在短接的情况下发生溶解的聚合物材料来制造接头元件，从而确保安全性。例如，可以使用溴。
可以在绝缘聚合物材料中对接头元件512和514进行预涂覆，然后使用焊接或其他热/欧姆连接将接头元件512和514与集流层502和510分别接合。聚合物材料将接头元件512和514与其他电池单元层绝缘，具体地，将接头元件512和514与接头元件512和514所源自的相对电极组件绝缘。从而，如果给定接头元件连接到阳极的集流层，聚合物材料将给定接头元件与阴极(使得电池单元完整)绝缘，以避免电短路。
为了对给定接头元件绝缘，一个选项可以是对整个接头元件涂覆以聚合物材料，然后在每个端部切去，以提供用于电连接到接头元件的未绝缘区域。第二选项是仅切去给定接头元件中与PCB或PCM接合的端部的聚合物材料。然后在接合过程本身期间，可以通过消耗在给定接头元件另一端处的聚合物材料，有效地形成与集流层的合适接合。例如，如果接合是热接合，可以熔化聚合物材料，或者如果使用某种催化剂材料来进行接合，则事实上可以用电化学方式消耗聚合物材料。
由于接头元件512和514是电绝缘的，现在有可能使接头元件512和514发生形变，以实现比具有“大耳朵”区域的传统堆叠单元电池所能实现的更密的形成方式。例如，如图5A～5C所示，现在有可能让接头元件512和514发生形变，正好到堆叠单元电池的面，并从而占据非常小的体积。通过压缩之前由“大耳朵”占据的空间，现在有可能在电池单元周围形成更紧密的密封。结果是更强的密封，其使得堆叠单元电池能够承受故障。此外，施加在接头元件512和514上的聚合物涂覆还增加了特定量的机械稳定性，由于现在使接头元件比传统形变发生更大程度的形变，因此这是有用的。无论在何处将给定接头元件或集流层弯曲或形成轮廓(contour)，聚合物涂覆还允许增加曲率半径。额外的机械稳定性是由于以下事实：接头元件512和514现在与较大的表面相邻，且事实上相对于堆叠单元电池的面或内层不能移动，这使得堆叠单元电池更鲁棒，能承受冲击或震动或其他机械应力。
现在参见图6A，其中示出了与电极组件一起使用的接头元件600的示例实施例的等距图。接头元件600包括：端引线部分602、侧引线部分604、弯曲部分606和第二端引线部分608。弯曲部分606将端引线部分602和侧引线部分604相接。将弯曲部分606实质上形成为直角，使得端引线部分602可以延伸入电极组件，以提供与活性材料层和第一集流层中至少一个的电接触(图8更详细地示出)。接头元件600的一部分具有如阴影区域所示的绝缘层。该绝缘层还覆盖接头元件600的第一弯曲部分606。绝缘层包括聚合物沉积。侧引线部分604的外围实质上被聚合物沉积沿着内接触区域604i的长度所包围，该内接触区域604i将实质上与电极组件的外侧面齐平。可以在活性材料层的表面上容纳端引线部分602且端引线部分602与相邻集流层并置的实施例中使用接头元件600。备选地，可以在活性材料层具有用于容纳端引线602的至少一部分的凹部的实施例中使用接头元件600。
现在参见图6B，其中示出了与电极组件一起使用的接头元件650的另一示例实施例的等距图。接头元件650包括：端引线部分652、侧引线部分654、弯曲部分656和第二端引线部分658。接头元件650也覆盖有绝缘层，且除了向端引线部分652提供六边形横截面的附加部分652a之外类似于接头元件600。可以在活性材料层的表面上容纳端引线部分652的实施例中使用接头元件650。备选地，可以在活性材料层具有用于容纳端引线652的至少一部分的凹部的实施例中，使用接头元件650。
现在参见图7，其中示出了使用了本文所述的电极组件的堆叠单元电池700的示例实施例的等距图。堆叠单元电池700包括多个电极组件702、704、706和708。堆叠单元电池还包括：在电极组件702、704、706和708的侧面上设置的背衬衬底710，使得接头元件的任何侧引线部分紧凑地置于在电极组件702、704、706和708与背衬衬底710之间。
现在参见图8，其中示出了在堆叠单元电池中使用的具有两个电极组件800a和800b的电极堆叠组件800的示例实施例的一部分和接头元件的各种示例配置的等距视图。电极组件800a包括：第一集流板802、第一活性材料层804、绝缘层806、第二活性材料层808和第二集流层810，它们都支撑在电极组件800a中。第二活性材料层808和第二集流层810都与第一活性材料层804和第一集流层802电绝缘。第二电极组件800b包括：第三集流板812、第三活性材料层814、绝缘层816、第四活性材料层818和第四集流层820，它们都支撑在电极组件800b中。第四活性材料层818和第四集流层820都与第三活性材料层814和第三集流层812电绝缘。在本示例中，第一电极组件800a和第二电极组件800b相邻地支撑在电极堆叠组件800中。
电极堆叠组件800还包括第一接头元件822，第一接头元件822具有与第一活性材料层804和第一集流层802电接触的第一端引线部分824。在备选实施例中，第一接头元件822可以与第一活性材料层804和第一集流层802中至少一个具有第一电接触，以及与另一电极组件的一部分或另一元件具有第二电连接(这适用于下面针对其他接头元件描述的类似连接)。第一接头元件822还具有延伸引线部分826，延伸引线部分826是与电极组件800a和800b的侧面实质上齐平的侧引线部分。第一接头元件822具有弯曲部分824b，弯曲部分824b实质上形成为直角，以将第一端引线部分824和侧引线部分826相接。
第一接头元件826还包括与第一活性材料层804和第一集流层802电接触的另一端引线部分828。第一接头元件822还具有从侧引线部分826延伸入电极组件800a的横向引线部分830，且横向引线部分830在与侧引线部分826所在的一侧相对的一侧上提供了对电极组件800a的电连接832。第一接头元件822还具有从侧引线部分826延伸入电极组件800a的横向引线部分834，且横向引线部分834提供了对电极组件800a的另一电连接836。后一引线部分834与集流层802的外表面相邻。横向引线部分830在活性材料层808的外表面和集流层810之间。第一接头元件822还具有第二弯曲部分828b，第二弯曲部分828b将侧引线部分826与横向引线部分834和端引线部分828在侧引线部分826的与第一弯曲部分824b相对的一端处相接。
第一绝缘层覆盖了侧引线部分826的内部接触区域，以将接头元件826与第二和第三活性材料层808和814均绝缘。除了在端引线部分824和828与相应活性材料层和/或集流层电接触的位置之外，第一和第二弯曲部分824b和828b也具有绝缘层。
电极堆叠组件800还包括第二接头元件838，第二接头元件838具有与第二活性材料层808和第二集流层810电接触的端引线部分840。第二接头元件838还具有延伸引线部分842，延伸引线部分842是与电极组件800a的侧面实质上齐平的侧引线部分。第二接头元件838具有弯曲部分840b，弯曲部分840b实质上形成为直角，以将端引线部分840和侧引线部分842相接。第二接头元件838还具有从侧引线部分842延伸出的横向引线部分844，且横向引线部分844在与侧引线部分842所在的一侧相对的一侧上提供了对电极组件800a的电连接846。第二接头元件838还具有从侧引线部分842延伸出的第二横向引线部分850，且第二横向引线部分850提供了对电极组件800a的电连接852。横向引线部分850在第一和第二电极组件800a和800b之间，在与横向引线部分830相类似的表面上，延伸入电极堆叠组件800。在备选实施例中，横向引线部分850可以在第一和第二电极组件800a和800b之间，在与横向引线部分830所在相同层的相对表面上，延伸入电极堆叠组件800。
电极堆叠组件800还包括第三接头元件854，第三接头元件854具有与第三活性材料层814和第三集流层812电接触的端引线部分856。第三接头元件854还具有延伸引线部分858，延伸引线部分858是与电极组件800b的侧面实质上齐平的侧引线部分。第三接头元件854具有弯曲部分856b，弯曲部分856b实质上形成为直角，以将端引线部分856和侧引线部分858相接。尽管此处未示出，第三接头元件854的侧引线部分858的另一端可以提供对第二电极组件800b的电连接，或第三接头元件854可以具有作为引线部分850或844的横向引线部分，以提供对第二电极组件800b的电连接。
第二绝缘层覆盖侧引线部分842的内接触区域，以将接头元件838的该部分与第一活性材料层804电绝缘。同样地，绝缘层覆盖侧引线部分858的内接触区域，以将接头元件854的该部分与第四活性材料层818电绝缘。弯曲部分840b和856b也具有绝缘层。
侧引线部分842和858可以分别延伸至电极组件800a和800b之上和之下的其他电极组件。此外，由于将接头元件绝缘，侧引线部分842和858的至少一部分可以覆盖其他接头元件的侧引线部分。
应当注意到，接头元件822、838和854类似于接头元件512和514，从而所描述的用于对接头元件512和514加以绝缘并连接到活性材料层和集流层中的至少一个的技术也适用于接头元件822、838和854。
与被约束为从公共电池堆叠面引出并形成“大耳朵”区域的传统电池堆叠相反，本文所述的接头元件可以遵循电池组内的任何3维轮廓。还可以使用折叠的接头元件以进行“本地”连接，即在单一电池组内的不同堆叠单元电池之间的连接。沿着任意轨迹将接头元件从堆叠单元电池引出的能力使得有可能从单个堆叠单元电池来逐件地合成具有任意形状的电池组。因此，现在有可能通过将多个不同的堆叠单元电池组合来形成任意3维形状，而不浪费过多的空间，而由于过去的约束，传统堆叠单元电池受限于矩形几何形状。
现在参见图9A～9E，其中示出了能够具有本文所述的折叠接头元件的电池组配置的各种示例实施例。这些示例实施例示出了具有4个不同电池单元的电池组(每个单元可以是单一单独的堆叠单元电池)。然而，应当注意到，本概念不限于4个电池单元，且本概念可以适用于更多或更少的电池单元，以及配置在其他几何形状配置中。
图9A示出了具有按线性配置布置的堆叠单元电池902、904、906和908的电池组900。图9B示出了具有按L形配置布置的堆叠单元电池912、914、916和918的电池组910。图9C示出了具有按三角形配置布置的堆叠单元电池922、924、926和928的电池组920。图9D示出了具有按反L形配置布置的堆叠单元电池932、934、936和938的电池组930。图9E示出了具有按正方形配置布置的堆叠单元电池942、944、946和948的电池组940。
通过让绝缘接头元件沿着不同电池单元的面在3维中行进到公共出口，和/或通过让接头元件在每个堆叠单元电池内的表面之间行进以方便彼此连接，图9A～9E示出的电池组配置是有可能的。为了实现在移动设备配置(该移动设备配置对电池组加以外形因素约束)中的额外电池容量，能够制造不规则形状的电池可以是非常有用的。例如，蜂窝电话硬件可以在电话外壳内造成不完全规则的空腔。然而，在使用本文所述的接头元件和电池组配置的情况下，可以将电池组设计为适于该空腔，而不是将蜂窝电话硬件设计为适合规则外形的电池组。
应当注意到，可以单独地或与具有结合图1～4C所描述的凹入接头元件的各种实施例相结合地，实现包括通过图5A～9来描述的折叠接头元件在内的各种实施例和备选。
此外，不仅可以将利用折叠接头元件的堆叠单元电池的本文所述的各种实施例用作更高能量密度电池的使能器(enabler)，还可以用于具有磁静(magnetically quiet)设计的电池。这是由于将绝缘接头元件彼此覆盖的能力。如果将在不同方向上承载电流的接头元件加以覆盖，则在每个接头元件中相反方向行进的电流所产生的磁场可以至少部分彼此抵消，并降低产生的整体磁场。因此，如果在堆叠单元电池中的所有接头元件可以与承载相似幅度的电流但是在相反方向上承载的接头元件“配对”，则理论上接头元件应当极大降低对堆叠单元电池所产生的磁场的贡献。由于接头元件通常是该磁场的主要来源，因此这是重要的。
还应当注意到：取决于对用于将接头元件加以绝缘的绝缘聚合物的选择，可以将利用折叠接头元件的堆叠单元电池的本文所述的各种实施例用于创建更安全的电池。例如，可以针对紧急状况下的“关闭”特性来选择绝缘聚合物。聚合物可以用于激活破坏性属性，该破坏性属性溶解接头元件和集流层中的至少一部分，以去除已短路的任何元件，从而停止问题。如本领域技术人员所熟知的，存在实现该特征的各种方式。例如，可以使用加入了溴酸的材料，当材料的温度升到超过特定临界温度(由于例如短路而可能发生)时，激活该材料。
还应当注意到：如果具有相反极性的一对电极短路(不管由于什么原因)，非常大的电流将开始在堆叠单元电池中流动，包括在接头元件和集流层内。然而，如果集流层相对于短路电流的幅度而言足够薄，集流层实际上可以由于热量和机械应力而损坏。集流层可以有效地兼作保险丝或电路断路器。例如，如果在阳极之一及其对应阴极之间存在短路，则对应的集流层之一将燃烧，且该单元将被短路，但是其将也与堆叠单元电池的其他部分隔离，这提供了更安全的操作。可以使用如通过图1至4C所述的活性材料层中的凹部来支持该特征。为了进一步支持该特征，聚合物涂覆向接头元件和集流层提供了附加的机械稳定性，这允许厚度降低，以使得集流层甚至更适合作为保险丝工作。
此外，应当注意到：在接头元件上设置绝缘聚合物涂覆使得现在有可能覆盖从具有相反极性的电极引出的接头元件。例如，来自阴极的接头元件可以沿着堆叠单元电池的面在第一层上引导，来自阳极的接头元件可以沿着堆叠单元电池的相同面在第二层上引导，第二层至少部分地在第一层之上。通过使接头元件与堆叠单元电池的面紧凑并不能移动，可以实现更大的机械稳定性，即，因为现在存在更少的部件从堆叠单元电池的面引出或在堆叠单元电池的面之外、将由于震动而经受机械形变。
此外，由于使用本文所述的设计技术，从相反极性电极引出的接头元件可以彼此电绝缘，因此由于无意的接触而产生的短路风险更低，这使得有可能增加堆叠单元电池中接头元件的数目/密度。增加接头元件的数目将降低电池组的有效电阻。当针对给定电极组件使用多于一个接头元件时，额外的接头元件还提供了某种程度的冗余。这也降低了集流器中的最大电流密度，从而降低了其厚度要求以及电极组件的ESR。因此，在操作期间一个或多个接头元件损坏的情况下，有效串联电阻的增量改变将小于存在更少并联接头元件的情况。
应当理解，在不脱离实施例的情况下，可以对本文所述和所示的实施例进行各种修改，实施例的总体范围由所附权利要求来定义。

Claims (14)

1.一种用于堆叠单元电池的电极组件，其中，所述电极组件包括：
第一活性材料层；
第一集流层，与所述第一活性材料层的外表面相邻且电接触；
接头元件，具有端引线部分和第二引线部分，所述端引线部分与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个电接触，所述第二引线部分从所述端引线部分延伸，并与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个的表面实质上相邻，并适于提供对所述电极组件的电连接；以及
绝缘层，覆盖所述第二引线部分的内接触区域，以将所述接头元件的该部分电绝缘。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第二引线部分是与所述电极组件的侧面实质上齐平的侧引线部分。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第二引线部分是横向引线部分，所述横向引线部分从所述端引线部分延伸，并位于所述第一活性材料层的外表面和所述第一集流层之间。
4.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第二引线部分是横向引线部分，所述横向引线部分从所述端引线部分延伸，并与所述第一集流层的外表面相邻。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电极组件，其中，所述电极组件还包括：第二活性材料层和第二集流层，所述第二活性材料层和所述第二集流层都支撑在所述堆叠单元电池中，并且都与所述第一活性材料层和所述第一集流层电绝缘，其中，所述接头元件的第二引线部分是与所述第二活性材料层的侧面实质上相邻的侧引线部分。
6.根据权利要求2所述的电极组件，其中，所述电极组件还包括：背衬衬底，设置在所述电极组件的侧面上，使得所述接头元件的侧引线部分紧凑地容纳于所述电极组件和所述背衬衬底之间。
7.根据权利要求2或6所述的电极组件，其中，所述接头元件还包括：第一弯曲部分，将所述端引线部分和所述侧引线部分相接。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其中，所述第一弯曲部分实质上形成为直角，使得所述端引线部分延伸入所述电极组件，以提供与所述第一活性材料层和所述第一集流层中的至少一个的电接触。
9.根据权利要求7所述的电极组件，其中，所述绝缘层还覆盖所述接头元件的第一弯曲部分。
10.根据权利要求5所述的电极组件，其中，所述接头元件还包括：横向引线部分，从与所述第二活性材料层相邻的侧引线部分延伸。
11.根据权利要求10所述的电极组件，其中，所述接头元件包括：第二弯曲部分，将所述侧引线部分与所述横向引线部分在所述侧引线部分上与所述第一弯曲部分相对的一端处相接。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电极组件，其中，所述绝缘层包括设置在所述接头元件的绝缘部分上的聚合物沉积。
13.根据权利要求12所述的电极组件，其中，所述第二引线部分的外围实质上被所述聚合物沉积沿着所述内接触区域的长度所包围。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电极组件，其中，存在至少两个侧引线部分，所述侧引线部分中的至少一部分覆盖接头元件的一部分。
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