CN103650207B - 具有可配置电输出的储电和/或发电元件堆叠的架构及制作这种架构的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新的储电和/或发电器件（M），该储电和/或发电器件具有诸如微电池（M1，M2，M3）的堆叠的储电和/或发电元件的架构。根据本发明，不同的堆叠元件（M1，M2，M3）之间的电连接不在制作期间完成，而是后续在电子控制单元的协助下完成，电子控制单元将所有或部分的元件串联和/或并联，进而配置所述器件的电输出，例如电压或存储容量。
Description
技术领域
本发明涉及电池（被称为全固态电池）领域，尤其涉及由通过真空沉积技术所获得的堆叠的薄膜或层组成的微电池。
背景技术
依照该领域惯用意义，将根据本发明的微电池定义为可再充电的全固态电化学发电机，该全固态电化学发电机为数十微米厚（通常为10到25μm），面积在几平方毫米到几平方厘米的范围内，且均由多薄层堆叠而成，其中，一层为正极层，一层为负极层，一层为介于正极层和负极层之间的电解质层，其他层作为汇流条、保护性电绝缘体和封装层。
除智能卡和被称为射频识别（RFID）的智能标签之外，微电池的目标应用还包括在电子元件和微系统（特别地，当所述微系统具有机械性时，被称作微机电系统（MEMS））内部时钟的电源。
这些应用要求使用与在微电子领域中所用的工业方法兼容的技术来制作微电池操作所需的所有薄层。
微电池的许多应用要求其电气特性得到改善，尤其在增大容量和输出电压方面。
在这点上，本发明具体涉及储能器件和/或用于使用储能元件来发电的器件和/或具有可配置的电输出的发电器件。
更为具体地，根据本发明的储电和/或发电元件为微电池，每个微电池在电绝缘支撑体上制成。
尽管针对微电池进行了详细描述，但本发明还适用于由电池组成的储电和发电元件和由尽量堆叠（尤其出于紧凑性的原因）的电池组成的发电元件，其中每个电池具有正极和负极。
现有技术：
目前已知的是堆叠的薄膜形式的“全固态”微电池。其工作原理是基于碱性金属离子或质子在正极的插入和脱插（或嵌入/脱嵌）。主要的微电池系统使用锂Li+离子作为其离子种类，该锂Li+离子来自由金属锂制成的电极。微电池的所有部件，即汇流条、正负极、电解质和封装，采用通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）而获得的薄层的形式。堆的总厚度为数十微米，通常大约为15微米。
不同材料可用于以下部件：
-汇流条为金属的，例如可以由Pt、Cr、Au、Ti、W或Mo制成，
-正极具体地可由LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、CuS、CuS2、WOySz、TiOySz或orV2O5组成。根据所选择的材料，可需要热退火以提高薄膜的结晶及其插入特性。锂氧化物（lithiatedoxide）尤其如此。但某些非晶态材料，尤其是氧硫化钛，本质上允许锂离子在无需这种热退火处理的情况下进行高浓度插入，
-电解质必须为良好的离子导体和电子绝缘体，通常为由氧化硼、氧化锂或锂盐制成的玻璃质（vitrous）材料。最为有效的电解质由磷酸盐制成，如LiPON或LiSiPON，
-负极可为通过热蒸发沉积得到的金属锂、含锂的金属合金又或者是插入化合物（SiTON、SnNx、InNx、SnO2等）。也存在不含金属锂的微电池，其被称为“无锂”微电池。在这种情况下，沉积一阻挡锂的金属层。然后将锂电镀在该层上。
-封装的作用在于保护有源堆隔离于外部环境，特别是湿气。使用不同技术来进行封装：使用薄层的封装、使用共层压（colaminates）（即同时对两层进行层压）方式封装或由外壳来封装。
此外，已知的是，微电池的电气特性与构成材料的特性直接相关：
-由微电池传送的电压取决于正负极的材料以及在所述材料的晶体结构中插入锂离子所用的技术。通常，由V2O5/Li制成的正/负极对提供1.5V到3.8V的电压；由TiOS/Li制成的正/负极对提供1V到3V的电压；由LiCoO2/Li制成的正/负极对提供3V到4.2V的电压，
-微电池中存储的容量取决于插入电极材料的性质和数量。通常，对于由LiCoO2制成的电极，体积容量为69μAh/cm2.μm-1；对于由TiOS制成的电极，体积容量为80μAh/cm2.μm-1。此外，材料的数量（即，本质上为给定恒定区域的厚度）与存储容量之间的比例关系通常是非线性的。
因此，需特定电气特性的某些应用通常需要数个微电池以串联结构或并联结构相互连接。因此，通常将微电池串联或并联连接，可满足无法由被用在单个微电池中的材料的固有特性（即使这些性质高效，如高压、高容量等）独自实现的电力条件。
现有技术中已提出将数个微电池相互连接以满足由单个微电池无法实现的这些电力条件的几个方案。
还已知制作具有相互连接的微电池的堆的架构，以使得微电池更为紧凑。
具有相互连接的微电池的堆的架构可分为两个不同的类别。
第一类别可作为由异质集成得到的架构，因为每个微电池在其自身的支撑体上制成，且最终的架构通过集成而制成，其中，所有的微电池均相互连接。也就是说，在该第一类别中，进行以下步骤：
-将每一单个微电池的薄层沉积在同一衬底上，
-对支撑制成的所有微电池的该公共衬底进行切割，
-切割之后，将这些微电池相互电连接。
关于该第一类别，可引用专利申请US2009/0136839，该专利申请公开了一种具有微电池堆的架构及其制作方法，其中，在该架构中，微电池仅串联连接或仅并联连接，如该申请的图5所示。根据该申请US2009/0136839提出的架构具有某些技术限制，具体为：
-微电池的电连接的配置是固定的。实际上，微电池通过源自沉积和蚀刻步骤的材料物理地连接，其中沉积和蚀刻步骤构成制作方法中不可或缺的部分。因此，在制作之后无法改变该连接的配置以获得不同的输出电压或容量。也无法将有缺陷的微电池从形成的微电能源断开，因此，剩余的能够工作的微电池，即仍处在可运行状态下的微电池，也将无法使用；
-所形成的微电能源的体积能量密度低（假定在两个邻接的堆叠的微电池之间存在由环氧树脂制成的中间层）。
关于该第一类别，还可引用专利申请US2009/0029251，其公开了一种包括通过支撑体相互连接的微电池的堆的架构，其中支撑体均为电导体。在该申请提出的架构的情况下，体积能量密度可被视为优于上述的体积能量密度（假定这种情况下支撑体也构成汇流条）。然而，提出的架构也具有同样的技术限制，即微电池的连接的配置是固定的，因此无法在制作之后配置连接。
最后，关于该第一类别，可引用其他已知架构的示例，如在专利申请US2008/0261107和US2006/0216589中公布的架构，其也具有同样的技术限制，即电连接在制作方法期间被完全固定，因此，无法依照需要配置所形成的微电能源的电输出特性，即其输出电压及其放电容量。
第二类别可作为由单片集成得到的架构，因为在该类别中，微电池是通过在给定衬底上进行沉积而单独制作的，其中，微电池的相互间堆叠是在邻接的微电池的某些薄层上完成的。因此，在该第二类别中，无需完成切割步骤或后续的连接步骤。即，第二类别的架构与第一类别的架构的区别在于，最终构成的微能源包括单一衬底，构成所有微电池的所有薄层均直接或间接地沉积在该单一衬底上。
可引用专利申请WO2008/059409，其公开了一种具有第二类别的微电池堆的架构。该申请WO2008/059409的图1中示出的实施例涉及一种具有四个微电池的微能源，该四个微电池分为两个单独的微电池堆，其一位于另一之上，且其中两个单独的堆位于同一衬底上。两个相互堆叠的微电池通过由导电材料制成的中间层分隔开来，该两个微电池既用作电连接（具体在该示例中用作串联连接），又用作防止Li+离子扩散的屏障。可使用允许切换至微电源不同输出衬垫的电子控制单元对输出电压进行配置。
该申请WO2008/059409提出的架构具有某些技术限制，具体为：
-至少对于堆叠的微电池而言，连接的配置是固定的，假定堆叠的微电池通过由导电材料制成的中间层串联连接，
-物理化学特性的限制。首先，可用于该架构的材料数受限。例如，堆不能由具有正极材料（如LiCoO2）的两个微电池构成。实际上，LiCoO2需要高温（700℃）激活退火，这与该退火期间在堆内存在诸如LiPON电解质的层不相兼容。此外，在每个沉积给定层的步骤中，使用的沉积气体必须与先前沉积在衬底上的层相兼容。最后，整个堆具有高机械应力水平。
发明内容
本发明的目的在于使用一种具有储电和/或发电元件堆（尤其是微电池）的架构来提出一种储电和/或发电器件，以弥补现有技术的方案中所有或一些技术限制，更为具体地，以允许可配置的电输出。
为实现该目的，本发明的一个目的在于储电和/或发电器件，其包括多个储电和/或发电元件，其中具有N个这样的元件，每个元件在支撑体上制成，且一个元件堆叠在另一个元件上。
根据本发明：
每个支撑体在构成被支撑元件的薄层的周边处，具有由导电材料制成的多个衬垫，其中，该衬垫的数量为X*N，且该衬垫穿过所述支撑体，其中，有X1个衬垫连接到所述被支撑元件的正汇流条，有X2个衬垫连接到所述被支撑元件的负汇流条，且其中，X1+X2之和等于X，
对于任一所述支撑体，所有的X*N个所述衬垫被定位成具有大致上相同的相对相互定位，
在一个支撑体上的连接到所述正汇流条的衬垫所在的位置不同于在另一支撑体上的连接到所述正汇流条的衬垫所在的位置，在一个支撑体上的连接到所述负汇流条的衬垫所在的位置不同于在另一支撑体上的连接到所述负汇流条的衬垫所在的位置，
所有的N个所述支撑体被堆叠，在堆叠方向上具有相互对齐的N个衬垫，其中，所述对齐的N个衬垫也相互连接。
根据有利特征，与所述被支撑元件的所述正汇流条相连接的衬垫的数量X1和与所述被支撑元件的所述负汇流条相连接的衬垫的数量X2分别等于X的一半，即X/2。
更为具体地，本发明的储电和/或发电元件为微电池，每个微电池在电绝缘支撑体或导电支撑体上制成，该导电支撑体至少局部地被能够防止衬垫之间以及微电池和衬垫之间的任何短路的电绝缘薄膜覆盖。
有利地，所有的支撑体由相同的衬底制成。
优选地，所堆叠的元件的所有支撑体相互粘合。
在该结构中，每个储电和/或发电元件（如，微电池）凸出于所述支撑体，有利地，每个直通衬垫被附加衬垫覆盖，该附加衬垫的高度至少等于该储电和/或发电元件凸出于所述支撑体的高度。
在该结构中，每个储电和/或发电元件（如，微电池）凹进所述支撑体，不需附加的衬垫。类似地，在一结构中，需在上部邻接支撑体的底面制作腔体，在该腔体中，由下部支撑体支撑的该元件（如，微电池）可在堆叠过程中被封装，进而不再需要附加的衬垫。
优选地，所堆叠的元件的支撑体通过绝缘粘合剂相互粘合。
根据一变型，所堆叠的元件中具有相同功能的所有所述薄层是以相同的材料和相同的厚度沉积而成的。
根据一变型，所堆叠的元件中具有相同功能的所有所述薄层是以不同的材料和/或不同的厚度沉积而成的。
优选地，位于所述堆的顶部或底部的所有衬垫分别连接到集成电路单元类型的单元B的底座的引脚上。
根据一变型，位于所述堆的顶部或底部的每个衬垫和所述引脚之间的单个连接可为有线连接。
根据一变型，位于所述堆的顶部或底部的每个衬垫和所述引脚之间的单个连接可为倒装芯片粘合的方式。
因此，根据前序部分中涉及到的第一类别，本发明本质上在于制成具有堆叠架构的微电能源，此外还具有可配置为所有或部分微电池相互间串联和/或并联连接的电输出。
也就是说，本发明本质上在于直至制作过程结束，堆中的微电池并非彼此电连接。每个微电池具有至少两个单独的正输出汇流条和负输出汇流条，最终所有微电池的输出位于堆叠顶部或底部的单一平面上。当完成制作时，即，当制成堆且在堆中形成衬垫之间的电连接时，输出也被连接到适当的电子控制单元以配置不同的可能输出组合。
本发明的另一目的为一种系统，该系统包括上述储电和/或发电器件和电子控制单元，该电子控制单元连接到位于所述储电和/或发电元件的堆的顶部或底部的所有衬垫，其中，所述电子控制单元能够将所述元件的所有或部分汇流条切换为彼此电串联和/或并联。
附图说明
参照图1至图2D，在对以说明而非限制的方式给出的本发明实施例的详细描述进行阅读的基础上，本发明的其他优点和特性将更清晰地显现出来，其中：
图1和1A分别示出本发明单个微电池M1的顶视图和沿轴A-A’的剖视图；
图2A到2D示出根据图1和1A制作的三个单个电池M1、M2、M3的储电和发电器件的不同制作步骤。
具体实施方式
微电池M1包括从其由电绝缘材料制成的支撑体S1上顺次堆叠的薄层：
-薄层10，其构成第一输出汇流条，直接沉积在支撑体S1上，
-薄层11，其构成插入正极，沉积在汇流条10上，
-薄层12，其构成固体电解质，该沉积在正极11上并环绕该正极11，
-薄层13，其构成插入负极，沉积在电解质12上，
-薄层14，其构成第二输出汇流条14，沉积在负极12上并环绕该负极12。
例如：
-薄层11为由LiTiOS制成的1μm至3μm厚的层，
-薄层12为由LiPON制成的1μm至2μm厚的层，
-薄层13为由Si制成的50nm至1μm厚的层，
-薄层10和14中的每个层为由Ti制成的大约250nm厚的层。
可以对单个微电池或对构成根据本发明的储电和发电器件M的微电池堆进行封装。
支撑体S1还包括通孔1、2、3、4，每个通孔填充有导电材料，且每个通孔形成一衬垫。这些衬垫在微电子领域中通常被称为过孔。因此，这些过孔允许导电。
如图1和图2所示，支撑体包括八个过孔，分为两个均等的组1+、2+、3+、4+；1-、2-、3-、4-，在构成微电池M1的堆叠的薄层10、11、12、13、14周边任一侧上。更准确地，四个过孔1+、2+、3+、4+安装在堆叠的薄层的（沿所沉积的层的长度L1方向的）一个边缘上，其他四个过孔1-、2-、3-、4-安装在相对的边缘上。
在本发明的背景下，过孔的数量可改变，且取决于后续构造根据本发明的微电能源所要堆叠的微电池的数量N。通常，如果对于待堆叠的每个微电池选择两条输出汇流条1+、1-；2+、2-；3+、3-，则过孔的数量至少等于待堆叠的微电池数量N的两倍。更一般地，根据本发明，对于每个微电池，制作如下数量的过孔：该数量至少等于待堆叠的微电池总数N乘以每个单独的微电池所需的输出汇流条数量X，即，该数量至少等于X*N。换句话说，如果每个单独的微电池具有数量为X1的正衬垫和数量为X2的负衬垫，则在本发明的背景下，针对每个支撑体，需具有数量为（X1+X2）*N的衬垫。
有利的是，对于一给定的汇流条，还可以具有数个衬垫。例如，储电和/或发电元件（如微电池）可被连接到另一未连接到该元件的负载的电器件，以使得该元件可被自动监管并对其进行监控测量等。
在图1A所示的剖面图中，还可看出由导电材料制成的附加薄层1S已选择性地沉积在每个过孔1+、2+、3+、4+；1-、2-、3-、4-上。如下更为充分地阐述，由导电材料制成的这些附加选择性衬垫1S在对堆叠的微电池M1、M2、M3进行相互粘合的步骤期间起作用。
由图1中可见，制成的过孔1+、2+、3+、4+；1-、2-、3-、4-对于给定微电池M1具有相同尺寸，且由相同的组分材料制成。它们以到电解质边缘大致相等的距离排成四组。可设想其他尺寸、不同组分材料和在给定支撑体上的其他定位。但如下可更好地看出，在本发明的背景下，对于任一支撑体S1、S2、S3，所有过孔（共具有X*N个这种过孔）以相互间相同的相对定位大致定位。
在图1和1A中所示微电池M1的情况下，正输出汇流条10和负输出汇流条14分别连接到在队列末端制成的单个过孔1+、1-上。这使得电连接能够相对于微电池M1的支撑体平面S1垂直地移动。还可进行反向连接，即，用正汇流条10连接到位于图1右侧的过孔1+，而负汇流条14连接到位于图1左侧的过孔1+。
由图2B的顶视图中可容易看出，对于给定支撑体S1、S2、S3的所有过孔1+、2+、3+、4+；1-、2-、3-、4-选择相同的相对定位。当微电池在其相关支撑体上相互堆叠时，所有过孔在N个微电池的堆叠方向上相对于彼此垂直地定位。但对于每个待堆叠的微电池，定义一不同的过孔-输出汇流条电触点位置。这样，在正汇流条10和负汇流条14之间，分别通过如下过孔形成电连接：
-对于微电池M1，过孔1+、1-，
-对于微电池M2，过孔2+、2-，
-对于微电池M3，过孔3+、3-。
换句话说，对于待堆叠的所有微电池，过孔4+、4-未连接到任何正汇流条10或负汇流条14。
通过这种方式，根据本发明的微电池堆可使所有的正输出汇流条和负输出汇流条能够从每个微电池的支撑体平面垂直地移动到位于堆的顶部和/或底部的平面，且通过这种方式，使得构成的微能源能够连接到电子控制单元。这样，电子控制单元进而允许不同的可能组合之间进行切换，即，切换至微电池的输出汇流条之间的不同的可能电连接上，从而根据需要配置输出电压水平或存储容量。
图2A到2D示出根据本发明的完全获得具有三个微电池M1、M2、M3的堆的架构的不同制作步骤。
需注意，在图1和1A中，微电池M1凸出于其支撑体S1，且期望存在附加衬垫1S，与根据图1和1A的结构的不同之处在于，根据图2A到2D的微电池M1、M2、M3是凹进到其相应的支撑体中的。
第一步在于，在由电绝缘材料制成的同一衬底S上制作所有过孔1+、2+、3+、4+；1-、2-、3-、4-，并将构成所有微电池M1、M2、M3，Mi的所有薄层沉积在所述衬底上（图2A）。在这种情况下，清楚起见，在所有微电池中，视为具有相同作用（正汇流条、正极、固体电解质、负极、负汇流条）的每个沉积的薄层10、11、12、13、14被制作成具有相同的厚度，且由相同的组分材料制成。衬底可为Si、玻璃等。也可设想为导电衬底：随后，该导电衬底至少局部地被电绝缘膜覆盖，该电绝缘膜能够防止微电池和衬垫之间以及衬垫之间的任何短路。
如上所述，由于对于不同的微电池，过孔-汇流条（通过相应支撑体的）触点位置不同，因此对于不同的微电池，只有汇流条的布局不同。可对该布局进行修改，优选地，可在光刻步骤中对该布局进行修改。
第二步在于，对从同一衬底S制出的微电池M1、M2、M3...Mi分别进行切割，通过根据过孔-输出汇流条触点的布局，按照为电池将要在堆中占据的位置来对微电池进行分类。这样，如图2B所示，以顺次堆叠顺序来放置下列微电池：
-以末端过孔1+、1-连接到相应两条汇流条（分别为正汇流条10和负汇流条11）的方式，对微电池M1进行切割并制作，
-邻接的微电池M2位于微电池M1下方，其中，以相应的过孔2+、2-紧挨着过孔1+、1-且连接到相应两条汇流条（分别为正汇流条10和负汇流条11）的方式，对微电池M2进行切割并制作，
-邻接的微电池M3位于微电池M2下方，其中，以相应的过孔3+、3-紧挨着过孔2+、2-且连接到相应两条汇流条（分别为正汇流条10和负汇流条11）的方式，对微电池M3进行切割并制作。
需注意，在切割公共衬底S之前，可进行打薄该衬底的步骤。
第三步在于，对微电池M1、M2、M3进行相互粘合以完成根据本发明的堆叠架构。在执行粘合步骤时（图2C），必须进行位于其支撑体S1、S2、S3上相同位置的过孔之间的电连接。换句话说，在粘合步骤的最后，给定的支撑体S1、S2、S3上标记为1+、1-；2+、2-；3+、3-；4+、4-的所有过孔均电连接到另一支撑体上同一标记的过孔上。或者，再换句话说，所有支撑体上同一给定位置的所有过孔在堆叠的方向上相互电连接，但仅有一个过孔连接到正汇流条上，且仅有一个过孔连接到负汇流条上。该粘合步骤可使用多种技术来完成。优选地，通过固相扩散来完成粘合步骤，即金属-金属粘合，其中在适当温度下施加机械压力之后，形成金属间化合物。例如，该粘合步骤可在沉积在给定支撑体S2上的由导电材料制成的附加衬垫1S和堆叠在支撑体S2上的支撑体S1的过孔1+、1-之间完成。支撑体S1、S2、S3之间的连接/粘合步骤还可通过倒装芯片的方式来完成，或通过沉积在整个支撑体上或局部地沉积在过孔上的被称为各向异性导电膜（AnisotropicConductiveFilm，ACF）的膜来完成。
在进行微电池M1、M2、M3间的物理堆叠和堆叠方向上相同位置的相应过孔间的电连接后，得到根据本发明的微电能源M。
第四步在于，完成微电源M的连接。这种情况下的目的在于分别将位于堆顶部的微电池M1的标记为1+、1-；2+、2-；3+、3-；4+、4-的所有过孔分别连接到集成电路单元类型的单元B的底座6的引脚60上。如图2D所示，可使用引线结合技术5来进行过孔和引脚60之间的连接。也可设想其他技术（例如，倒装粘合技术）来形成该连接。
如果以这种方式制成具有外部连接60的微电能源M，则与未示出的电子控制单元的后续连接使得所有或部分的微电池汇流条能够以电串联或并联的方式相互连接。换句话说，可切换至不同的微电池M1到M3之间的可能组合并对诸如输出电压水平或存储容量等进行配置。
例如，为将三个微电池M1、M2、M3进行电并联，输出1-、2-、3-连接到相同的第一外部端子，且输出1+、2+、3+连接到相同的第二外部端子。
再如，为将微电池M1与微电池M3进行电串联，输出1-连接到第一外部端子，输出1+和3-连接在一起，最后输出3+连接到第二外部端子。
以这种方式进行描述的本发明具有如下优点：
-电输出可根据所涉及的应用进行配置，
-输出的可能性可通过堆叠具有不同插入材料的电极的微电池来增多。例如，为了提供0.4V的输出电压，可使用以串联方式安装的两个微电池，其中每个微电池由Si/Li制成的正/负极对构成；为了提供11.4V的输出电压，可使用以串联方式安装的其他三个微电池与前述两个电池进行堆叠，所述其他三个微电池种的每个微电池由LiCoO2/Li制成的正/负极对构成，
-同时可存在两个或多个具有不同电气特性的输出，这些输出不使用堆中被这些输出共用的微电池。
可设想与本发明相关的其他变型和改进。这样，例如，即使标记为4+、4-的衬垫未连接到微电池的任何汇流条，但可设想到这种情况，即，可规定在每个支撑体上制成的所有过孔充当与给定微电池的汇流条的触点。
如上所述，特别是在力求具有两个不同输出电压水平时，可设想以不同薄层堆叠而成的数个微电池的堆。因此，一个或多个Li/LiPON/TiS型微电池可堆叠在一个或多个Li/LiPON/LiCoO2型微电池上。
Claims (13)
1.一种储电和/或发电器件(M)，具有多个储电和/或发电元件(M1，M2，M3)，其中，所述储电和/或发电元件的数量为N，每个储电和/或发电元件在支撑体(S1，S2，S3)上制成，且一个储电和/或发电元件堆叠在另一储电和/或发电元件上，其中，
每个支撑体在构成被支撑的储电和/或发电元件的薄层(10，11，12，13，14)的周边处，具有由导电材料制成的多个衬垫(1，2，3，4)，其中，所述衬垫的数量为X*N，所述衬垫穿过所述支撑体，其中，有X1个衬垫连接到所述被支撑的储电和/或发电元件的正汇流条，有X2个衬垫连接到所述被支撑的储电和/或发电元件的负汇流条(14)，且其中，X1+X2之和等于X，
对于任一所述支撑体(S1，S2，S3)，所有的X*N个所述衬垫(1，2，3，4)被定位成具有大致上相同的相对相互定位，
在一个支撑体上的连接到所述正汇流条的衬垫所在的位置不同于在另一支撑体上的连接到所述正汇流条的衬垫所在的位置，在一个支撑体上的连接到所述负汇流条的衬垫所在的位置不同于在另一支撑体上的连接到所述负汇流条的衬垫所在的位置，
所有的N个所述支撑体被堆叠，在堆叠方向上具有相互对齐的N个衬垫，其中，所述对齐的N个衬垫也相互连接。
2.根据权利要求1所述的储电和/或发电器件(M)，其中，与所述被支撑的储电和/或发电元件的所述正汇流条(10)相连接的衬垫的数量X1和与所述被支撑的储电和/或发电元件的所述负汇流条(14)相连接的衬垫的数量X2均等于X的一半，即X/2。
3.根据权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)，其中，所述储电和/或发电元件为微电池，每个微电池在电绝缘支撑体或导电支撑体上制成，该导电支撑体至少局部地被能够防止衬垫之间以及微电池和衬垫之间的任何短路的电绝缘薄膜覆盖。
4.根据权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)，其中，所有的所述支撑体(S1，S2，S3)由相同的衬底(S)制成。
5.根据权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)，其中，所堆叠的储电和/或发电元件的所有所述支撑体相互粘合。
6.根据权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)，其中，穿过所述支撑体的所述衬垫(1+，1-；2+，2-；3+，3-；4+，4-)中的每一个被附加衬垫(1S)覆盖，该附加衬垫的高度至少等于所述储电和/或发电元件凸出于所述支撑体的高度。
7.根据权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)，其中，所堆叠的储电和/或发电元件的所述支撑体(S1，S2，S3)通过绝缘粘合剂相互粘合。
8.根据权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)，其中，所堆叠的储电和/或发电元件(M1，M2，M3)中具有相同功能的所有所述薄层(10或11或12或13或14)是以相同的材料和相同的厚度沉积而成的。
9.根据权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)，其中，所堆叠的储电和/或发电元件(M1，M2，M3)中具有相同功能的所有所述薄层(10或11或12或13或14)是以不同的材料和/或不同的厚度沉积而成的。
10.根据权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)，其中，位于储电和/或发电元件的堆的顶部或底部的所有所述衬垫分别连接到集成电路单元类型的单元B的底座(6)的引脚(60)上。
11.根据权利要求10所述的储电和/或发电器件(M)，其中，位于所述储电和/或发电元件的堆的顶部或底部的每个衬垫和所述引脚之间的单个连接为有线连接(5)。
12.根据权利要求10所述的储电和/或发电器件(M)，其中，位于所述储电和/或发电元件的堆的顶部或底部的每个衬垫和所述引脚之间的单个连接为倒装芯片粘合。
13.一种系统，包括权利要求1或2所述的储电和/或发电器件(M)和电子控制单元，所述电子控制单元连接到位于所述储电和/或发电元件的堆的顶部或底部的所有衬垫，其中，所述电子控制单元能够将所述元件的所有或部分汇流条切换为彼此电串联和/或并联。
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