CN103069614B - 具有内置的密封装置的集电体、和包括这种集电体的双极电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双极锂电池。为了改善邻近的电化学电池之间的电解质的密封，本发明涉及以容纳在由电绝缘材料制成的带（100）中的金属网格（101）或凸起的金属片的形式，生产新的混合的电极?支撑的集电体（10），它的外围（100p）具有形成密封区域的功能。

Description

具有内置的密封装置的集电体、和包括这种集电体的双极电池
技术领域
本发明涉及锂电化学发生器的领域，其根据至少一个电极中的锂的嵌入(插入)或脱嵌，或换句话说嵌入-脱嵌的原理而运行。
更具体地，它涉及包括至少一个具有双极功能的集电体(集电体，集电器)的锂电化学蓄电池，也称为双极电池：在这样的双极电池中，在一个具有相反符号的电极材料的每一个相反面上支撑双极集电体，例如，具有由一个面支撑的阴极(正极)和由另一个相反面支撑的阳极(负极)。
本发明的目的是改进电化学发生器对电解质的密封，并且尤其是，改进双极电池对液体形式的电解质的密封。
背景技术
传统的锂离子电池的构造是可称为单极的构造，因为它具有包括一个阳极(负极)、一个阴极(正极)和电解质的单一的电化学单电池(电化学电池，electrochemicalcell)。已知几种类型的单极构造几何形状：
-圆柱形几何体(cylindricalgeometry)，如在专利申请US2006/0121348中公开的那些，
-菱形几何体，如在专利US7348098、US7338733中公开的那些；
-基于堆叠(堆叠体)的几何形状，如在专利申请US2008/060189、US2008/0057392，和专利US7335448中公开的那些。
通过卷绕(卷绕体，winding)来完成单极构造。卷绕体由连续地在其上沉积正极((阴极))材料的集电体，由夹在负极(阳极)材料(其自身沉积在另一个集电体上)内的聚合物或陶瓷材料制成的隔膜组成。这种单极构造的主要优势是，它具有材料的大的有效面积，但是电位差限于使用的两种电极材料之间的电位差的整体值，这同样也是具有基于堆叠的几何形状的情况。
为了增加单极Li-离子蓄电池的平均电位，同时保持相当的能量密度，已知的是，生产具有多个串联的电化学单电池的电池。因而，电池的构造被称为双极，因为它包括一个单电池(cell)的阴极和邻近的单电池的阳极，通过以板的形式的相同的集电体阴极和阳极，其本身被称为双极电极。因而，双极电池的构造是一系列几个单极的蓄电池通过双极电极或集电体的连接，然而，与通过外部连接器串联连接的单极蓄电池相比，所述集电体具有较低的电阻的优势。关于这一点，可引用很多关于这样的双极电池的专利申请或专利，如US7279248、US7220516、US7320846、US7163765、WO03/047021、WO2006/061696和US7097937。
双极电池的随后的优势是，它们具有较小的块，并且它们不包括多余的体积。
双极电池的主要的设计困难是彼此对通常是液体形式的电解质完全地密封的隔室的生产。实际上，差的密封引起双极电池故障。
此外，这通过大多数涉及双极Li-离子电池领域的专利文献的事实确证，其涉及密封解决方案，从而防止电解质从一个隔室向另一个隔室的泄露(离子短路)。
在如上述提及的专利申请或专利之中，可提及专利US7220516，其描述了具有胶合到双极集电体的外周的柔性粘合膜5、6的技术方案。也可提及专利US7320846，其描述了涉及涂覆集电体4和树脂10中的电解质6的技术方案。也可提及专利US7163765，其描述了具有布置在双极集电体之间的，由聚酰胺/PP制造的混合支柱9的密封技术方案，其中在距离单电池的某一距离上，将聚酰胺直接地粘合到集电体的外围。关于它的部分，专利US7097937，提出了双重的密封技术方案，因为将由含氟聚合物制成的内部隔板(barrier)14、22安装在双极集电体11的外围，并且将由弹性体制造的外部框架18、23安装在双极集电体的上和周围的外部隔板14、22上，其中所述双极集电体可能具有由安装到集电体11上的弹性体制造的另外的环15。可以提及以申请人的名义的专利申请EP2073300，其提出了其中相对于邻近它们的一个增加板的尺寸的解决方案，并且插入到相互连接的板之间的密封设备横向地偏移，使得两个封条在单电池(电池，cell)的堆叠轴上不位于彼此的线上。
因而，可将改进Li-离子双极电池中的隔室对电解质的相互密封的先前设想的技术方案总结如下：
-以板的形式，双极集电体的系统生产，也称为双极电极，
-多种粘合剂或树脂在板的外围的使用，
-双极集电体板形式的增加，从而产生对抗电解质的另外的隔板。
本发明的目的是提出不同于先前设想的用于改进Li-离子双极电池中彼此之间的隔室对电解质的密封的技术方案。
本发明的另一个目的是提出关于在Li-离子双极电池中彼此之间的隔室对电解质的密封的另一个解决方案，其可以简单地生产。
发明内容
为了实现这点，本发明的目的是用于锂电化学发生器的装置，包括由电绝缘材料制成的带(条，strip)和容纳在所述带中的形成集电体的一个金属网格或一个凸起的金属片，其中所述电绝缘材料包含至少一种聚合物，并且在它的两个面上齐平(flush)，其中带的外周不具有网格或凸起的片，并且其中利用由锂嵌入材料制成的电极来覆盖网格或凸起的片的至少一个齐平部分(flushportions)。
在这种情形和本发明的上下文中，在两个面上的“齐平(flush)”应该理解为是指至少在带的表面上显现片或金属网格的一部分，并且是指借助于一直通过带形成片或网格的材料的材料连续性，存在电传导的连续性。
根据本发明，因而，密封装置是以某种方式制成部件，它的功能是作为集电体。换句话说，以某种方式定义电池的新的半成品，其同时包括：
-当它是双极时，集电体在一个单电池的阴极和邻近的电化学单电池的阳极之间提供电传导，即，立即在下面或上面堆叠的电池。
-当装配时，用排除电绝缘的材料制造的外围区域有助于生产对电池的电解质的密封件。在本发明的上下文中它是不言而喻的，本领域的技术人员将慎重定义一种或更多种在双极电池的工作温度范围内不会漏电(creep)的绝缘材料(聚合物)。
根据本发明的装置的厚度可以在10到100μm之间，并且优选地在25到50μm之间。
根据本发明的装置可具有任何几何形状，如多边形的截面，例如，如上述定义的，安装在外周上的具有不带网格或片的区域的长方形或正方形。
可设想长度在40到70cm之间，和一般地约为50cm，和宽度在10到25cm之间，并且一般地约为15cm的平面尺寸。根据本发明，不具有任何片或网格的外周区域可有利地形成测量宽度在1mm到10cm之间，并且更优选地在3mm到12mm之间，且一般地约为5mm宽度的框架。根据本发明，不具有片或网格的外周区域可表现小于装置的总面积的25％的面积，优选地小于20％，和甚至更优选地小于15％。
根据本发明，提出的混合的集电体/外周密封区域半成品是迄今已经提出的科技突破，由于以板的形式和将密封装置附着到其上的形式总是生产集电体。因此，根据本发明的装置能够使它自身的防漏简单化，并且有助于获得真实的质量(由于集电体的板的清除)，因此，实现效率的实质的改进。实际上，在相等的质量基础上，根据本发明的电池的能量密度更大，因此，为所述电池获得改进的性能。另外，因为改进了电池的密封，所以电池更有效。
根据一个变形，构成带的多数聚合物是聚烯烃。
带可包含至少一种其他聚合物，其中将所述其他聚合物插入到聚烯烃和集电体之间，从而改进它们之间的附着(连接)。
根据另一个变形，可从聚酯或聚亚安酯中选择其他聚合物。
带也可包含至少一种粘着促进剂，其中，将所述粘着促进剂插入到聚烯烃和集电体之间，从而改进它们之间的附着(连接)。
组成带的多数聚合物也可能是双组分树脂，优选地丙烯酸类树脂。实际上，丙烯酸类树脂在与碳酸盐电解质的接触中具有极好的机械性能。
根据一个变形，可从聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚醚-酰亚胺(PEI)、聚醚-砜(PES)和聚醚-醚-酮(PEEK)热塑性塑料中选择聚合物。
取决于选择的锂嵌入电极材料的类型，可以由铝制造或在另一个金属表面上电镀由网格或金属凸起片形成的集电体；例如，它可能由在铜上添加的铝制造。
金属网格可具有规则的网孔(mesh)。
优选地，将集电体形成为框架，其集中于由绝缘材料制造的带中。
当装置的集电体倾向于是双极时，利用由锂嵌入材料制造的电极覆盖网格或凸起的片的两个齐平部分。
这里和在本发明的上下文中，“由锂嵌入材料制成的电极”应该理解为意味着，包括至少一种锂嵌入材料和至少一种聚合物粘合剂的电极。另外，电极可能另外包括，电子导体，例如碳纤维或炭黑。
这里和在本发明的上下文中，具体地用于正极的“锂嵌入材料”应该被理解为是从包含锰的具有尖晶石结构的锂化氧化物、具有层状结构的锂化氧化物、和这些后面的结构的混合物的含锂氧化物，和具有化学式LiMy(XOz)n的聚阴离子结构的锂化氧化物之中选择的材料，其中M代表从Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mg、Zn、V、Ca、Sr、Ba、Ti、Al、Si、B和Mo之中选择的元素，并且X代表从P、Si、Ge、S和As之中选择的元素，并且其中y、z和n是正整数。
具体地用于负极的锂嵌入材料也应该被理解为从氧化钛，无论是否锂化，例如Li4Ti5O12或TiO2之中选择的材料。
更具体地，负极材料可以选自含碳的材料、非-锂化的钛氧化物、和它们的衍生物，和锂化的钛氧化物，如Li4Ti5O12，和它们的衍生物，和这些后面的混合物。
这里和在本发明的上下文中，“锂化的衍生物”应该被理解为是指，式Li(4-x1)Mx1Ti5O12和Li4Ti(5-y1)Ny1O12的化合物，其中x1和y1分别在0到0.2之间，并且M和N分别是选自Na、K、Mg、Nb、Al、Ni、Co、Zr、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Si和Mo的化学元素。
这里和在本发明的上下文中，“非-锂化的衍生物”应该被理解为是指Ti(5-y1)Ny1O12，其中y1在0到0.2之间，并且N是选自Na、K、Mg、Nb、Al、Ni、Co、Zr、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Si和Mo的化学元素。
当装置的集电体倾向于是单极时，利用由锂嵌入材料制造的电极覆盖网格或凸起的片的单一的齐平部分。
本发明也涉及包括至少两个彼此堆叠的电化学单电池(电化学电池)和至少一个上面描述的具有两个齐平部分(每一个用电极覆盖)的装置的双极电池，其中利用两个单电池中的一个的由锂嵌入材料制造的阳极覆盖集电体的两个齐平部分中的一个，并且利用两个单电池中的另一个的由锂嵌入材料制造的阴极覆盖集电体的两个齐平部分中的另一个，并且其中由至少一种聚合物制造的带的外周构成对两个单电池(电池)的电解质密封的壁的外周区域，其中这两个单电池(电池)包围这些电解质。
这样的电池也有利地包括至少一个上面描述的具有利用电极覆盖的单一的齐平部分的装置，其中不是由电极覆盖的两个齐平部分的另一个与末端集电体接触。
选择集电体的尺寸，使得它们略微等于所有电极的尺寸。
优选地，由Li4Ti5O12制造阳极并且由LiFePO4制造阴极。
最后，本发明涉及用于生产双极电池的方法，其中所述双极电池包括至少两个彼此堆叠的电化学电池，所述方法包括下列步骤：
a/如上面描述的装置的生产，其中所述装置具有两个利用由锂嵌入材料制造的电极覆盖的齐平部分，和利用由锂嵌入材料制造的电极覆盖两个装置的单一的齐平部分，使得：
-利用由锂嵌入材料制造的阳极覆盖上面描述的两个装置中的一个的集电体的一个齐平部分，
-利用由锂嵌入材料制造的阴极覆盖上面描述的两个装置中的另一个的集电体的齐平部分之一，和，
-利用由锂嵌入材料制造的阴极覆盖上面描述的装置的集电体的一个齐平部分，而利用由锂嵌入材料制造的阳极覆盖上面描述的装置的集电体的另一个齐平部分，
b/三个装置的堆叠，其中在两个邻近的装置之间夹入隔膜，其中实现具有夹入(夹层)的堆叠，使得：
-上面描述的两个装置中的一个的阳极面向上面描述的装置的阴极，并且通过第一隔膜分开所述装置，
-上面描述的两个装置的另一个的阴极面向上面描述的装置的阳极，并且由第二隔膜分开所述装置，
c/将装置的三个带的外周一个压靠在另一上，每一个隔膜都浸渍有电解质，
d/保持三个带一个压靠到另一上，以便构成对包围后者的两个单电池(电池)的电解质密封的壁。
这里和在本发明的上下文中，“隔膜”应该被理解为是指由至少一种聚合物材料如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醋酸乙烯酯(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氧乙烯(POE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、或选自聚烯烃如聚丙烯、聚乙烯或纤维素的聚合物形成的电绝缘体、和离子导体。
根据本发明的电解质可以是由碳酸盐和至少一种锂盐的混合物形成的液体。优选地，“锂盐”应该被理解为是指选自LiPF6、LiClO4、LiBF4和LiAsF6的盐。
可替换地，电解质可包含一种或更多种具有与无机的或有机的阴离子络合的锂离子的离子液体，即由锂阳离子组成的盐，它的一个性质是，它在环境温度下处于液体状态。取决于阴离子的种类，离子液体可以是亲水的或疏水的。
作为离子液体的实例，可提及的是具有疏水阴离子的离子液体，如三氟甲烷磺酸盐(CF3SO3)、二(三氟甲烷磺酸酯)酰亚胺[(CF3SO2)2N]和三(三氟甲烷磺酸酯)甲基化物[(CF3SO2)3C]。
关于用电解质浸渍隔膜的步骤，可设想，在堆叠之前，即，当安装它时用电解质浸渍隔膜(夹入，夹层)，或在根据已经完成的步骤b/的堆叠之后，进行这个步骤。
根据本发明的一个实施方式，可以使用在每一个面上包括电极的几个装置，以便在根据本发明的双极电池中形成n个电化学单电池，其中n是正整数。例如，正整数n可以等于13，于是其暗示等于12个数目的根据本发明的装置的生产，其中每一个在每一个面上具有电极。换句话说，可在堆叠的末端，通过在堆叠的端部实现上述提及的具有(n-1)个装置和两个装置的步骤a/至d/，可以生产包括分别彼此堆叠的电化学单电池的双极电池，其中(n-1)个装置中的每个装置在每个面上具有电极，并且所述两个装置中的每一个在一个面上具有单个电极。
根据两个可替换的步骤可有利地和简单地实现步骤c/和d/：
-通过双极电池的刚性包装的安装，
-或在由电绝缘材料制造的带的外周部分的周围通过利用U-形的夹爪进行热密封。
可通过通常的印刷技术来完成至少一个装置的一个齐平部分上的至少一个电极的沉积，如丝网印刷、日光胶板术、苯胺印刷术、喷雾等。
可通过利用狭窄的网格或凸起的网孔，或网格或凸起的片的表面电镀来改进以网格或凸起的片的形式的根据本发明的集电体的电子导电。
附图说明
在参考以下附图，在阅读为了说明性的目的给出的具体描述时，将更清楚地看到其他优势和特点，其中：
-图1是根据现有技术的锂双极电池的示意性的、纵截面图，
-图2A和2B分别是根据现有技术的在锂双极电池中使用的双极集电体的正视图和截面图，
-图3A和3B分别是根据现有技术的在锂双极电池中使用的另一个双极集电体的正视图和截面图，
-图4A和4B分别是根据本发明的不具有电极的装置的一部分的正视图和截面图，
-图5是示出了用于生产根据本发明的不具有电极的装置的一部分的第一方法的示意图，在图5A和5B中以正视图和截面图示出，
-图6是示出了用于生产根据本发明的不具有电极的装置的一部分的第二方法的示意图，在图6A和6B中以正视图和截面图示出，
-图7是示出了用于生产根据本发明的不具有电极的装置的一部分的第三方法的示意图，在图7A和7B中以正视图和截面图示出，
-图8A至8D’是各自示出了从根据本发明的三个装置生产极性电池的方法的步骤的示意图，其中步骤8D’是步骤8D的可替换的步骤。
具体实施方式
在图1中呈现了根据现有技术的Li-离子双极电池，如在专利申请WO03/047021中阐明它。
这种电池在它的上面部分中包括传导性铝基板(衬底，基材)13(正极端子集电体)和由正的锂嵌入材料如Li1.04Mn1.96O4制造的活性层14，并且在它的下面部分中包括传导性铝基板21(负极端子集电体)和由负的锂嵌入材料如Li4Ti5O12制造的活性层20。
在这个电池内，双极电极1，也称为双极集电体，包括正活性层18和负活性层16，其位于以板的形式的传导铝基板17的任一侧面。
通过两个隔膜15、19将下电极20和上电极14与双极电极1分开，其中电解质以液体或凝胶体形式存在。由封条22提供对在邻近的电化学单电池14、15，16和18，19、20组成的两个之间的电池的电解质的密封，其中通过所有的电极和板17的外周上的树脂或粘合剂的沉积来生产所述封条。
取决于用于生产电极的锂离子嵌入材料，根据现有技术的双极集电体10或17由下列组成：
-两个叠合的板，其中的一个(其一般由10AL铝制造)被阴极11覆盖，并且其中的另一个(一般由10C铜制造)被阳极12(图2A和2B)覆盖，
-或单一的板，其一般由10AL铝制造，在一个面上通过阴极11覆盖并且在它的另一个面上通过阳极12覆盖(图3A和3B)。
根据现有技术在设计双极电池中经历的主要的困难是彼此完全地密封对抗通常以液体形式的电解质的隔室的生产，如在图1中以14、15、16和18，19、20标记的隔室之间。
根据现有技术完成这点的双极电极的生产的封条22或增加的板10不一定是令人满意的。
因此，本发明的发明人为集电体的设计提出了完全不同的解决方案。
在图5A至7B中，已经阐明了用于生产根据本发明的装置的部分10的三个不同的方法。
根据这三种方法中的每一个，如可在图4B、5B、6B、和7B中看到的，通过在双极电池中形成集电体来获得金属网格或凸起的片101，其中在由绝缘体材料制造的带100中容纳所述双极电池，所述绝缘体材料包含至少一种聚合物，其中在带100的两个面上，使网格或凸起的片101与水平面(level)101A齐平。在这些图中，和也在相应的与其相对的图4A、5A、6A、7A中，可以看到，将网格或凸起的片101形成为框架，其集中于聚合物带100内。另外，网格或凸起的片101具有规则的网孔，其中每个网孔都被形成为菱形。
根据图5的方法，将以液体形式100L的聚合物，双组分树脂或聚烯烃加热到它的熔点，然后测定量，其对于以这样的方式融化的聚合物的应用是最佳的，因此，以粘性溶液的形式，将其倾倒在网格101上，以便使后者在表面上齐平，以这种方式构成由聚合物制造的部分100L的任一侧面。然后在适于使聚合物变硬的环境温度下留下装配(金属网格101和聚合物带100)，因而附着至由倾倒到其上的金属网格101组成的传导部分。因而，根据本发明的装置的部分10具有金属网格101，其在由硬化的聚合物制造的带100的两个面上齐平(flush)。为了改进聚合物与集电体的附着，可使用粘着促进剂(由胺制成)。
根据图6的方法，完成金属网格101与聚合物片100的层压，使得它穿透所有的通道，并且使得它在聚合物片的表面上齐平(flush)。在这种情形中，优选地，使网格101形成为框架，其集中于聚合物片100内。
根据图7的方法，将凸起的铝片101层压到聚合物带100上，使得它穿透所有的聚合物，并且使得它在聚合物带100的两个面上齐平(flush)。
通过这种方式，获得根据本发明的装置的支撑部分10(图8A)，即，最初获得混合的密封功能区域100/集电体101半成品。
为了最后获得根据本发明的装置，完成由锂嵌入材料制造的至少一个电极的沉积。
如图8中示出的，为了生产完整的双极电池，生产根据本发明的三个单独的装置：
-用于获得“双极”装置1，将负的锂嵌入材料的层12(阳极)，如由Li4Ti5O12制造的层，沉积在网格的一个齐平部分101A上，并且将正的锂嵌入材料(阴极)的层11，如由LiFePO4制造的层，沉积在网格的另一个齐平部分101A上，
-用于获得正的“单极”装置1’，仅将正的锂嵌入材料的层11’(阴极)，如由LiFePO4制造的层，沉积在网格101的一个齐平部分101A上，
-用于获得负的“单极”装置1”，仅将负的锂嵌入材料的层12”(阳极)，如由Li4Ti5O12制造的层，沉积在网格101的一个齐平部分101A上。
在这三个装置1、1’、1”的情况中，在集电体部分101上，有利地通过印刷技术(日光胶版术、苯胺印刷术或丝网印刷术)来生产电极的层，有系统地留下聚合物带100的外围100p，而没有任何电极。所有的电极层11、12、11’、12’和网格101具有大约相同的尺寸，同样地是聚合物带的所有的外围区域100P。
为了在每一个电极内提供改进的电子渗透，可能地包括压光步骤。
然后，在两个单极装置1’、1”之间，利用双极装置1，使它们对齐，并且通过电绝缘的和构成隔膜的离子传导膜3将它们分离，而堆叠装置1、1’、1”：如图8C中阐明的，然后，利用彼此堆叠的两个电化学单电池C1、C2，并且利用从顶部到底部的连续的外围区域100P来获得双极电池。
当已经产生堆叠时，每一个隔膜浸渍有电解质。可替换地，当将其安装在堆叠中时，电解质可完全地浸渍每一个隔膜。
为了实现确定的密封，在这样的双极电池的隔室之间，装置1、1’、1”的三个带100的外围100P彼此压靠在一起，并且保持三个带彼此压靠。通过这种方法，构成对两个单电池C1、C2的电解质3密封的壁，其从堆叠的顶部到底部包围这些单电池。可设想两个备选方案，从而实现这种确定的密封步骤：
-有利地利用电池的刚性包装4，将压力施加在单电池的聚合物带100的外围100P上(图8D)，
-或有利地利用U形的夹爪，均一地从顶部到底部，完成聚合物外围100P的热密封(图8D’)。

Claims (20)

1.一种用于锂电化学发生器的装置(1、1’、1”)，所述装置包括由包括至少一种聚合物的电绝缘材料制成的带(100)和一个金属网格或一个凸起的金属片，所述一个金属网格或一个凸起的金属片形成集电体并容纳在所述带中且在其两个面上齐平，其中所述带的外围(100P)不具有金属网格或凸起的金属片，并且其中用由锂嵌入材料制成的电极覆盖所述金属网格或所述凸起的金属片的两个齐平部分(101A)中的至少一个，其中，在其两个面上齐平是指至少在所述带的表面上显现所述凸起的金属片或金属网格的一部分，并且是指借助于一直通过所述带形成所述凸起的金属片或金属网格的材料的材料连续性，存在电传导的连续性。
2.根据权利要求1所述的装置(1、1’、1”)，其中，构成所述带的主要聚合物是聚烯烃。
3.根据权利要求2所述的装置(1、1’、1”)，其中，所述带包含至少一种其他聚合物，其中将所述其他聚合物设置在所述聚烯烃和所述集电体之间，从而改善它们之间的附着。
4.根据权利要求3所述的装置(1、1’、1”)，其中，所述其他聚合物选自聚酯或聚氨酯。
5.根据权利要求2所述的装置(1、1’、1”)，其中，所述带包含至少一种粘合促进剂，其中将所述粘合促进剂设置在所述聚烯烃和所述集电体之间，从而改善它们之间的附着。
6.根据权利要求1所述的装置(1、1’、1”)，其中，构成所述带的主要聚合物是双组分树脂。
7.根据权利要求1所述的装置(1、1’、1”)，其中，所述集电体由铝制成。
8.根据权利要求1所述的装置(1、1’、1”)，其中，所述集电体是在另一种金属的表面上的网格或电镀的凸起的片。
9.根据权利要求1所述的装置(1、1’、1”)，其中，所述网格具有规则的网孔。
10.根据权利要求1所述的装置(1、1’、1”)，其中，所述集电体集中在由绝缘材料制成的带中。
11.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，用由锂嵌入材料制成的电极(11、12)覆盖所述集电体的两个齐平部分(101A)。
12.根据权利要求1所述的装置(1’、1”)，其中，用由锂嵌入材料(11’、12”)制成的电极覆盖所述集电体的所述两个齐平部分中的单一的一个。
13.一种双极电池，包括彼此堆叠的至少两个电化学单电池(C1、C2)，和至少一个根据权利要求1所述的装置(1)，其中用由锂嵌入材料制成的电极来覆盖所述集电体的两个齐平部分，并且其中用两个单电池中的一个的由锂嵌入材料制成的阳极(12)来覆盖所述集电体的所述两个齐平部分中的一个，并且用两个单电池中的另一个的由锂嵌入材料制成的阴极(11)来覆盖所述集电体的两个齐平部分中的另一个，并且其中由至少一种聚合物制成的带的外围(100P)构成对两个单电池的电解质密封的、包围这些电解质的壁的外围区域。
14.一种双极电池，包括彼此堆叠的至少两个电化学单电池(C1、C2)，和至少一个根据权利要求1所述的装置(1)，其中用由锂嵌入材料制成的电极来覆盖所述集电体的两个齐平部分，并且其中用两个单电池中的一个的由锂嵌入材料制成的阳极(12)来覆盖所述集电体的所述两个齐平部分中的一个，并且用两个单电池中的另一个的由锂嵌入材料制成的阴极(11)来覆盖所述集电体的两个齐平部分中的另一个，并且其中由至少一种聚合物制成的带的外围(100P)构成对两个单电池的电解质密封的、包围这些电解质的壁的外围区域，所述双极电池还包括至少一个根据权利要求1所述的装置(1’、1”)，其中，用由锂嵌入材料制成的电极来覆盖所述集电体的两个齐平部分中的单一的一个，并且不被电极覆盖的两个齐平部分中的另一个与末端集电体接触。
15.根据权利要求13所述的双极电池，其中，所述阳极(12、12”)由Li4Ti5O12制成并且所述阴极(11、11’)由LiFePO4制成。
16.一种用于生产双极电池的方法，所述双极电池包括彼此堆叠的至少两个电化学单电池(C1、C2)，所述方法包括下列步骤：
a/生产根据权利要求11所述的装置(1)和两个根据权利要求12所述的装置(1’、1”)，使得：
-用由锂嵌入材料制成的阳极(12”)来覆盖两个根据权利要求12所述的装置中的一个(1”)的集电体的齐平部分中的一个，
-用由锂嵌入材料制成的阴极(11’)来覆盖两个根据权利要求12所述的装置中的另一个(1’)的集电体的齐平部分中的一个，和，
-用由锂嵌入材料制成的阴极(11)来覆盖根据权利要求11所述的装置(1)的集电体的齐平部分中的一个，而用由锂嵌入材料制成的阳极(12)来覆盖根据权利要求11所述的装置的集电体的齐平部分中的另一个，
b/三个装置(1、1’、1”)通过在两个邻近的装置之间夹入隔膜(3)来堆叠，其中实现利用夹层的堆叠，使得：
-两个根据权利要求12所述的装置中的一个(1”)的阳极(12”)面向根据权利要求11所述的装置(1)的阴极(11)，其中通过第一隔膜(3)来分开这些装置，
-两个根据权利要求12所述的装置中的另一个的阴极(11”)面向根据权利要求11所述的装置(1)的阳极(12)，其中通过第二隔膜(3)来分开这些装置，
c/将所述装置的三个带的外围(100P)彼此压靠在一起，每一个隔膜(3)浸渍有电解质，
d/使三个带保持彼此压靠，以便构成对两个单电池的电解质密封的、包围电解质的壁。
17.根据权利要求16所述的方法，双极电池包括n个分别彼此堆叠的电化学单电池，在堆叠的端部上，据此利用(n-1)个根据权利要求11所述的装置和两个根据权利要求12所述的装置来实现步骤a/至d/，其中n是整数。
18.根据权利要求16所述的方法，据此通过所述双极电池的刚性包装(4)的安装来完成步骤c/和d/。
19.根据权利要求16所述的方法，据此通过在由电绝缘材料制成的带的外围部分周围利用U-形的夹爪(5)进行热密封，来完成步骤c/和d/。
20.根据权利要求16所述的方法，据此通过印刷技术来完成至少一个电极在所述装置中的至少一个的齐平部分中的一个上的沉积。
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