CN103797606A - 电池及封装该电池的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池，包括微型电池(10)和封装装置，微型电池(10)设有第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)，封装装置包括由基质(19)构成的电绝缘密封层(18)，基质(19)由聚合物材料制成且包括导电粒子(20)。由导电材料制造的第一连接接触体(17a)和第二连接接触体(17b)分别电连接到微型电池(10)的第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)。封装装置还包括附加微型电池(30)，其具有第一电流集电器(11a’)和第二电流集电器(11b’)，并设置为与微型电池(10)相对且通过密封层(18)与微型电池(10)分开。附加微型电池(30)的第一电流集电器(11a’)和/或第二电流集电器(11b’)经由导电粒子(20)的至少一部分分别电连接到第一连接接触体(17a)和/或第二连接接触体(17b)。

Description

电池及封装该电池的装置
技术领域
本发明涉及包括微型电池的电池，该微型电池设有第一和第二集电器以及封装装置，封装装置包括密封且电绝缘的层，其由包括导电粒子的聚合物材料基质形成。
本发明还涉及制造这样的电池的方法。
背景技术
文献中已经提出了几种封装微型电池的方案，尤其是锂微型电池。这些方案可分成两类：薄膜封装和具有附加元件的封装。
薄膜封装方案包括用至少一个薄膜覆盖微型电池。薄膜可基于不同的材料，其电气、热机械和化学特性与微型电池的组件和操作兼容。作为示例，国际专利申请WO-2005/038957公开了由直接沉积在微型电池组件上的陶瓷/金属双层封装微型电池。尽管陶瓷材料化学上稳定且通常形成有效的电绝缘体，但是其机械脆性对于采用该封装形式而言是主要障碍。
已经尝试其他材料的结合来实现多层封装，特别是，包括直接沉积在微型电池组件上的一层聚合物材料。聚合物材料在结构方面是有利的，因为它们能限制由于基板粗糙引起的缺陷且吸收微型电池在其使用期间的组件变形。此外，聚合物材料可有利地包括金属粒子，其形成微型电池的电流集电器的一部分。然而，聚合物材料对于一定的污染物是有渗透性的，该污染物可与微型电池的活性部分反应。因此，包括聚合物材料的多层封装还要求附加层的存在以对污染物形成有效屏蔽。
作为示例，专利申请WO-2005/067645公开了一种多层封装，其由覆盖有金属层的至少一个聚合物层的堆叠体形成。然而，制造这样的封装的方法要求很多技术步骤，导致很大的生产成本和时间。微型电池的侧向保护对于诸如空气和湿气的污染物保留很差的可靠性。
用附加元件封装的方案包括胶合盖子，该盖子例如由玻璃或者层叠聚合物材料制成。该类型的封装形成锂微型电池的有效保护。然而，保护盖子与微型电池的总厚度相比通常较厚。对于不变的表面大小而言，具有附加元件的封装系统的体积大于薄膜封装方案。
发明内容
在某些应用中，特别是在电子装置中，需要提供易于形成、紧凑且具有改善的机械性能的电池。
该需求倾向于通过提供一种电池来满足，该电池包括设有第一和第二电流集电器的微型电池以及封装装置，封装装置包括密封层，密封层是电绝缘的且由包括导电粒子的聚合物材料基质形成。该电池包括由导电材料制造的第一和第二连接垫，其分别电连接到微型电池的第一和第二电流集电器。封装装置还包括设有第一和第二电流集电器的附加微型电池，附加微型电池设置为与微型电池相对且通过密封层与微型电池分开。附加微型电池的第一和/或第二电流集电器经由导电粒子的至少一部分分别电连接到第一和/或第二连接垫。
还提供制造这样的电池的方法，包括通过将设有第一和第二电流集电器的附加微型电池布置为与事先设有第一和第二连接垫且覆盖有密封层的微型电池相对且按压该附加微型电池，来封装微型电池。执行按压直至第一和/或第二连接垫分别与附加微型电池的第一和/或第二电流集电器之间的电连接经由导电粒子的一部分获得。
附图说明
由本发明的特定实施例的下述描述，其它的优点和特征将变得更加明显易懂，该特定实施例仅用于非限制性示例的目的且表示在附图中，其中：
图1示意性地示出了根据本发明第一特定实施例的电池的截面图；
图2示意性地示出了根据本发明第二特定实施例的电池的截面图；
图3示意性地以透视图示出了根据本发明另一实施例的电池的局部视图；
图4至9示意性地示出了根据本发明特定实施例的制造电池的方法的顺序步骤的截面图。
具体实施方式
根据一特定实施例，如图1所示，电池包括微型电池10，其设有设置在基板12上的第一电流集电器11a和第二电流集电器11b。第一电流集电器11a和第二电流集电器11b由导电材料(例如，钛或钨)制造。第一电流集电器11a和第二电流集电器11b呈现共面层的形式，分别具有约250nm的厚度。基板12按惯例可由硅、氮化硅或玻璃制造。
如图1所示，微型电池10还包括薄固体层的堆叠体13，其形成微型电池10的电化学活性部分。堆叠体13由第一电极14和第二电极16形成，第一电极14和第二电极16由电解质15分开。
第一电极14可设置为局部且唯一地覆盖微型电池10的第一电流集电器11a或第二电流集电器11b之一，例如，第一集电器11a。第一电极14可为阴极，并且第一电流集电器11a可为阴极电流集电器。第一电极14优选具有厚度1.5μm。第一电极14例如由从氧硫化钛(TiOS)、五氧化二钒(V2O5)和二硫化钛(TiS2)当中选择的材料制成。
如图1所示，电解质15设置为覆盖电流集电器11a的一部分、第二电流集电器11b的一部分、全部第一电极14以及基板12设置在第一电流集电器11a和第二电流集电器11b之间的暴露部分。固体电解质15可为具有高离子导电率的电绝缘材料，例如由锂磷氧氮(LiPON)制成。
第二电极16可设置为覆盖固体电解质15的主要部分且与第二集电器11b接触。第二电极16可为阳极，并且第二电流集电器11b可为阳极电流集电器。特别是，第二电极包含锂化合物。有利地，第二电极16的厚度为3μm的量级。
由导电材料制成的第一连接垫17a和第二连接垫17b分别电连接到微型电池10的第一电流集电器11a和第二电流集电器11b。
根据图1所示的特定实施例，第一连接垫17a和第二连接垫17b分别设置在微型电池10的第一电流集电器11a和第二电流集电器11b上。第一连接垫17a和第二连接垫17b可具有不同的几何形状，例如，球形形状。第一连接垫17a和第二连接垫17b优选由金制成，并且具有水平延伸的旋转圆柱(其两个底部与平面(yoz)一致)形状。优选地，第一连接垫17a和第二连接垫17b是同样的且具有水平延伸的圆柱形状。圆柱直径对应于第一连接垫17a和第二连接垫17b的厚度且优选在6至150μm的范围中(图3)。
电池还包括封装装置，其包括电绝缘密封层18。密封层18由聚合物材料基质19形成，优选电绝缘，包括导电粒子20。
封装装置还包括附加微型电池30，其设有与针对微型电池10所描述的那些元件类似的元件。特别是，附加微型电池30包括第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’，其设置在基板12’的设有第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’的表面上。以与微型电池10类似的方式，薄固体层堆叠体13’设置在基板12’的表面上。堆叠体13’包括插设在第一电极14’和第二电极16’之间的电解质15’，第一电极14’和第二电极16’分别与第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’接触。形成堆叠体13和13’的元件可相同或不同。
如图1所示，附加微型电池30设置为与微型电池10相对且通过密封层18与微型电池10分开。第一连接垫17a和第二连接垫17b覆盖有密封层18以全部嵌入该层中。优选地，基质19是例如由环氧/丙烯酸脂类型的柔性聚合物(flexible polymer)制成的粘合剂基质。例如，导电粒子20具有直径为d的球形形状。粒子20可由覆盖有银的玻璃球形成。有利地，导电粒子20在基质19中的密度ρ小于1/d3且大于0。优选地，密封层18是一层各向异性导电膜(ACF)，例如，3M出售的3M7371ACF层。
附加微型电池30的第一电流集电器11a’和/或第二电流集电器11b’经由导电粒子20的至少一部分21分别电连接到第一连接垫17a和/或第二连接垫17b。换言之，第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’的至少一个电连接到第一连接垫17a和第二连接垫17b之一。实际上，基质19包括导电粒子20的一部分21，其设置为提供附加微型电池30的第一电流集电器11a’和/或第二电流集电器11b’分别与第一连接垫17a和/或第二连接垫17b之间的电连接。其它的导电粒子20分散在基质19中，优选避免与微型电池10和附加微型电池30的元件接触。
因此，根据本发明形成的电池有利地能形成通过附加微型电池30有效封装的微型电池10。两个微型电池设置为彼此相对，每个微型电池形成对另一个微型电池的保护，特别是由于基板12和12’，其形成电池顶部和底部上的厚保护壁。此外，微型电池10和附加微型电池30有利地电互连。因此，这样自然的设置能简化电池的形成以改善微型电池的封装且减少制造时间和成本。
如图1所示，有利地，微型电池10的第一电流集电器11a和第二电流集电器11b关于微型电池10和附加微型电池30之间设置的对称平面AA’与附加微型电池30的第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’对称。优选地，附加微型电池30关于平面AA’与微型电池10对称，平面AA’平行于基板12和12’分别包括堆叠体13和13’的表面。这样的对称有利于使微型电池10和附加微型电池30的对准和电连接变得容易，并且因此优化了装置的制造时间。
微型电池10可以以并联的构造电连接到微型电池30。换言之，微型电池10和附加微型电池30的各第一电流集电器11a和11a’具有相同的偏压。类似地，微型电池10和附加微型电池30的各第二电流集电器11b和11b’具有相同的偏压。根据该构造，附加微型电池30的第一电流集电器11a’和/或第二电流集电器11b’经由导电粒子20的至少一部分21分别电连接到第一连接垫17a和/或第二连接垫17b。
“电流集电器的偏压”是指与其接触的微型电池电极的偏压或类型。如果电极是正极，则电流集电器称为阴极电流集电器(或正偏压集电器)，如果电极是负极，则连接到该电极的集电器称为阳极电流集电器(或负偏压集电器)。
微型电池10和附加微型电池30并联电连接的情况有利于形成紧凑的电池，其具有提高的表面电容。实际上，电池的表面电容在该构造中等于微型电池10和附加微型电池30的表面电容之和。
根据变型，微型电池10可以以串联的构造电连接到微型电池30。换言之，微型电池10和附加微型电池30的各第一电流集电器11a和11a’具有不同的偏压。类似地，微型电池10和附加微型电池30的各第二电流集电器11b和11b’具有不同的偏压。然而，应确认不连接第一连接垫17a和第二连接垫17b之一以避免使两个微型电池10和30短路。为了获得该构造，例如，在导电粒子20的部分21与附加微型电池30的第一电流集电器11a’或第二电流集电器11b’中相应的一个之间可插设一层电绝缘材料。根据该构造，仅附加微型电池30的第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’之一经由导电粒子20的至少一部分21电连接到第一连接垫17a和第二连接垫17b之一。
因此，包括串联电连接的微型电池10和附加微型电池30的电池能有利于调整电池的输出电压。
如图1所示，有利地，第一连接垫17a和第二连接垫17b具有的厚度ea和eb大于堆叠体13的厚度e13。厚度e13是堆叠体13相对于第一电流集电器11a突出部分的厚度。“连接垫的厚度”是指连接垫沿着轴(oz)的最大尺寸。优选地，厚度ea和eb是堆叠体13的厚度e13的至少两倍。还根据两个微型电池10和30的不同元件的尺寸选择厚度ea和eb，以避免堆叠体13和13’之间的任何可能的接触。
根据图2所示的特定实施例，电池有利地包括插设在第一连接垫17a或第二连接垫17b分别与微型电池10的第一电流集电器11a或第二电流集电器11b之间的至少一个连接层25。有利地，电池还包括至少一个连接层25’，其插设在导电粒子20的一部分21与附加微型电池30的第一电流集电器11a’或第二电流集电器11b’中相应的一个之间。优选地，连接层25和25’独立地由铝、铜或金制成。连接层25和25’的每一个的厚度范围为从250nm至1000nm。连接层25和25’能改善第一连接垫17a或第二连接垫17b的连接。第一连接垫17a和第二连接垫17b各自的厚度ea和eb被选择为获得使第一连接垫17a和第二连接垫17b的凸起程度大于堆叠体13凸起程度。因此，厚度ea和eb调整为避免堆叠体13和13’之间任何可能的接触且获得形成面对堆叠体13的侧壁且延伸超过第二电极16的屏障(barrier)的凸起程度。
根据图3所示的特定实施例，第一连接垫17a和第二连接垫17b在侧向上为微型电池10的堆叠体13定界。特别是，每个连接垫17a和17b可由导电材料制造的至少两个圆柱元件形成，以提供与堆叠体13的侧壁同样多的圆柱元件。第一连接垫17a和第二连接垫17b的该设置能有利于侧向保护堆叠体13。根据该特定实施例与前述实施例的结合，第一和第二连接垫17a和17b与连接层(多个连接层)25一起形成堆叠体13的侧向保护。换言之，根据该特定实施例，连接层25以及第一连接垫17a和第二连接垫17b在侧向上为堆叠体13定界。
这也能提供附加微型电池30设置在堆叠体13前面的堆叠体13’(图3中没有示出)的侧向保护。此外，第一连接垫17a和第二连接垫17b的该设置能使电场线均匀且因此改善电池的性能。
根据替代实施例，第一连接垫17a和第二连接垫17b的至少一个包括平面连接区域，其与导电粒子20的部分21接触。“连接区域”是指连接垫的与粒子20的部分21接触的区域。因此，该区域提供所述垫与附加微型电池30的电流集电器之一之间的电连接。优选地，两个连接垫17a和17b的每一个还包括平面连接区域。该结构特征能有利于提供第一连接垫17a或第二连接垫17b与导电粒子20的部分21之间的长期高性能电接触。
根据特定实施例，制造诸如上述电池的方法包括根据任何已知的方法形成微型电池10。微型电池10包括基板12、第一电流集电器11a和第二电流集电器11b、堆叠体13，以及有利地包括连接层25。
如图4所示，第一电流集电器11a和第二电流集电器11b根据任何已知的方法形成在基板12的表面上，例如通过薄膜沉积，如物理气相沉积(表示为PVD)，或化学气相沉积(表示为CVD)。第一电流集电器11a和第二电流集电器11b根据任何已知的方法(优选通过光刻)构造为彼此共面且分开。优选地，第一电流集电器11a和第二电流集电器11b由钛制成且具有约为250nm的厚度。
形成微型电池10的电化学活性部分的薄固体层的堆叠体13形成在基板12的包括第一电流集电器11a和第二电流集电器11b的表面上。堆叠体13包括第一电极14、电解质15和第二电极16。
第一电极14形成为部分地且仅仅覆盖微型电池10的第一电流集电器11a或第二电流集电器11b之一，例如第一集电器11a。第一电极14水平地设置在第一集电器11a的未覆盖部分和第二集电器11b之间。第一电极14根据任何已知的方法形成，例如通过真空沉积或通过阴极溅射。它可为阴极，并且第一电流集电器11a可为阴极电流集电器。优选地，第一电极14的厚度约为1.5μm。
电解质15形成为覆盖电流集电器11a的一部分、第二电流集电器11b的一部分、全部第一电极14以及基板12的设置在第一电流集电器11a和第二电流集电器11b之间的暴露部分。固体电解质15例如通过PVD沉积且具有约为1.5μm的厚度。
第二电极16形成为覆盖固体电解质15的主要部分以形成堆叠体13且与第二电流集电器11b接触。第二电极16可由锂制成且通过加热金属锂由高真空沉积形成。第二电极16优选具有约3μm的厚度。
如图5所示，连接层25有利地形成在第一电流集电器11a或第二电流集电器11b上。优选地，连接层25形成在微型电池10的第一电流集电器11a和第二电流集电器11b的每一个上。每个连接层25通过任何已知的方法形成，例如通过PVD或通过真空沉积。连接层25的厚度范围优选为250nm和1000nm之间。连接层25设置为使堆叠体13水平地设置在两个连接层25之间。
类似地，附加微型电池30根据任何已知的方法形成。附加微型电池30包括与针对微型电池10所述的元件类似的元件且以类似的方法形成。因此，附加微型电池30包括第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’、堆叠体13’，以及有利地包括连接层25’，所有这些都在基板12’的表面上。形成电化学活性部分的堆叠体13’包括第一电极14’、电解质15’和第二电极16’(图8)。
如图5所示，第一连接垫17a和第二连接垫17b形成在两个微型电池10和30中的一个上，例如在微型电池10上。第一连接垫17a和第二连接垫17b形成为分别与微型电池10的第一电流集电器11a和第二电流集电器11b电连接。它们可直接形成在微型电池10的第一电流集电器11a和第二电流集电器11b上或形成在连接层25上。连接垫有利地由铝或金制成。
第一连接垫17a和第二连接垫17b可通过引线接合技术形成。有利地，第一连接垫17a和第二连接垫17b可通过超声波楔焊技术(ultrasonic wedgebonding technique)形成。该技术能通过结合压力和超声波振动产生诸如17a或17b的连接垫与诸如连接层25之一的要连接区域之间的连接。超声波楔焊技术可被看作冷焊接(cold soldering)。实际上，超声波能量导致连接垫的软化，类似于温度升高获得的效果。引线接合技术可以在环境温度下实现。超声波楔焊技术与形成锂微型电池的方法兼容，其具有接近180℃的熔化温度。
该技术优于其它的引线接合(如球连接(ball bonding))技术，其要求保持要连接的区域在较高的温度，在从160℃至200℃的范围中。此外，超声波楔焊技术是冷焊接，其能避免形成金属间化合物。因此，可获得能互连微型电池的电连接，其电阻范围为0.1至1Ohm。
有利地，每个连接垫17a或17b具有圆柱形状，设置在与基板12的设有第一电流集电器11a和第二电流集电器11b的主表面平行的平面上。第一圆柱连接垫17a和第二圆柱连接垫17b设置为围绕堆叠体13。因此，第一连接垫17a和第二连接垫17b形成微型电池10的电化学活性部分的侧向保护屏障。此外，由于圆柱形状以及圆柱连接垫和连接层25之间较大的接触面积，它们在微型电池10中提供电场线的较好均匀性。
如图6所示，该制造方法然后包括通过按压第一连接垫17a或第二连接垫17b找水平(1eveling)的步骤。该通过按压找水平的步骤优选在压力F下进行，压力F的范围为100Mpa至400Mpa。按压步骤能形成平面连接区域在第一连接垫17a和第二连接垫17b的每一个上，且特别改善电界面(interface)的质量。
如图7所示，在连接垫的形成和选择性地按压找水平后，设有第一和第二连接垫17a和17b的微型电池10覆盖有密封层18，例如，一层ACF各向异性导电材料。密封层18由电绝缘基质19形成，该电绝缘基质19由包括导电粒子20的聚合物材料制成。密封层18设置在微型电池10上以嵌入第一连接垫17a和第二连接垫17b。优选地，基质19是粘合剂基质，由柔性聚合物制成，通常由环氧/丙烯酸脂类型的聚合物制成。基质19是电绝缘的，优选地具有范围为108至1013Ohms.cm的电阻系数(resistivity)。例如，3M7371ACF可用作密封层18。为了使密封层18能更好地覆盖且嵌入微型电池10的元件以及连接垫17a和17b，密封层18可在90℃温度下1秒和/或在范围为1至15kg/cm2的压力F’下经受热处理。
如图8所示，设有第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’的附加微型电池30设置在第一微型电池10的前面。后者先前设有第一和第二连接垫17a和17b且覆盖有密封层18。当两个微型电池10和30设置为彼此相对时，附加微型电池30的第一和第二电流集电器11a’和11b’设置为分别在第一连接垫17a和第二连接垫17b的前面。如果附加微型电池30包括连接层25’，则每个连接层25’设置为与第一连接垫17a或第二连接垫17b相对。
有利地，微型电池10的第一电流集电器11a和第二电流集电器11b形成为关于平行于基板12的平面AA’与附加微型电池30的第一和第二电流集电器11a’和11b’对称。优选地，两个微型电池10和30关于该平面对称。这样的对称有利地提供微型电池10和附加微型电池30之间容易的且高性能对准，并且使封装步骤更容易。
如图9所示，设有第一和第二电流集电器11a’和11b’的附加微型电池30然后压靠微型电池10。安装和按压可同时或连续执行。这些步骤的执行还提供两个微型电池10和30的电连接。“两个微型电池10和30之间的电连接”是指连接垫和附加微型电池30的电流集电器之间的电连接。压力施加到微型电池10或附加微型电池30以使它们朝向彼此。在该封装步骤中，执行按压直至在第一连接垫17a和/或第二连接垫17b分别与第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’之间获得电连接。该电连接由密封层18的导电粒子20的部分21确保，且也可由附加微型电池30的连接层25’确保。作为示例，对于由3M7371ACF形成的电绝缘密封层18，压力范围可为从10至20kg/cm2，优选约15kg/cm2。该压力被选择为确保电连接而避免压碎密封层18的粒子20。在微型电池10的封装步骤中，有利地执行使基质19处于低于180℃的温度下的热处理，该温度接近于锂的熔化温度。优选地，这样的热处理在约140℃的温度执行20秒。
优选地，密封层18的导电粒子20开始是直径为d的球形。作为示例，它们由覆盖有银的玻璃球形成。基质19中存在的粒子20的浓度被选择为在上面描述的封装步骤中避免任何的渗透(percolation)。粒子20的该渗透现象可能产生堆叠体13和13’之间的短路，其负面影响包括微型电池10和附加微型电池30的电池。
为了避免渗透现象，在电连接前，密封层18的粒子20有利地具有直径d和根据下面公式的密度ρ：0<ρ<1/d3。密封层18的该特性提供在两个微型电池10和30的组合件上沿着平行于基板12的方向(oy)以及在第一和第二连接垫17a和17b之间设置的区域中沿着方向(oz)的电绝缘。因此，两个堆叠体13和13’在按压步骤后保持电绝缘。优选地，在电连接前，基质19中导电粒子20的密度ρ遵循下面的公式：1/27＊d3<ρ<1/8＊d3。该密度ρ的范围能有利地改善湿气屏蔽能力(moisture barrier capacity)。作为示例，形成基质19的3M7371ACF聚合物具有10-1g/m2/天量级上的湿气屏蔽值。直径为10-μm且密度范围为1/27＊d3至1/8＊d3的粒子引入该聚合物中能改善湿气屏蔽值高达两倍的量级。
此外，微型电池10和30的按压导致粒子20在沿着(oz)的最大凸起区域附近的集中，也就是在第一连接垫17a和第二连接垫17b与连接层25’之间的区域(图9)。采用这样的封装步骤的制造方法特别适合于微型电池的布局(topology)，尤其是具有连接垫形成很大凸起区域的微型电池。
实际上，与传统上电连接垫厚度小于1μm的传统微型电池不同，第一连接垫17a和第二连接垫17b的厚度ea和eb大于堆叠体13的突出部分的厚度e13。厚度ea和eb的范围可为6至150μm，优选等于约25μm。连接层25以及第一和第二连接垫17a和17b形成为沿着轴(oz)产生很大的凸起区域。因此，在考虑微型电池10的封装的按压步骤中，一部分粒子20可集中在第一连接垫17a和第二连接垫17b与连接层25’之间。厚度ea和eb还被选择为在按压步骤中避免堆叠体13和13’之间的任何接触。
如图9所示，粒子20的聚集在连接垫和连接层25’之间的部分21提供第一连接垫17a和第二连接垫17b分别与附加微型电池30的第一电流集电器11a’和第二电流集电器11b’之间的电连接。为了使粒子20的部分21易于聚集，开始为球形的导电粒子20的直径d小于第一连接垫17a和第二连接垫17b的最小尺寸。因此，微型电池10和附加微型电池30经由第一连接垫17a和第二连接垫17b以及粒子20的部分21电连接。
根据本发明制造电池的方法能实现微型电池10和附加微型电池30的高性能封装。实际上，每个微型电池由于形成厚屏障的基板12和12’而保护另一个，因此其在堆叠体13和13’之上和之下是有效的。此外，第一连接垫17a和第二连接垫17b以及密封层18形成有效的侧向屏蔽以在侧面上保护电池。因此，能够获得湿气屏蔽值小于10-3g/m2/天，与微型电池技术的要求兼容。
上面描述的制造方法在容易形成方面也是显著的，并且能实现两个微型电池每次的有效封装。根据本发明的制造方法能有利地经由连接垫将两个微型电池电连接在一起，其还提供两个微型电池的侧向保护。此外，连接垫可包括平面区域，因此允许两个微型电池的容易、高性能以及永久的组装和封装。

Claims (16)

1.一种电池，包括：
微型电池(10)，设有第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)；以及
封装装置，包括密封层(18)，该密封层是电绝缘的且由包括导电粒子(20)的聚合物材料基质(19)形成；
其特征在于：
由导电材料制成的第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)分别电连接到该微型电池(10)的该第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)；
该封装装置包括附加微型电池(30)，该附加微型电池(30)设有第一电流集电器(11a’)和第二电流集电器(11b’)，设置为与该微型电池(10)相对且通过该密封层(18)与该微型电池(10)分开；
该附加微型电池(30)的该第一电流集电器(11a’)和/或第二电流集电器(11b’)经由该导电粒子(20)的至少一部分(21)分别电连接到该第一连接垫(17a)和/或第二连接垫(17b)。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，该电池包括连接层(25)，其插设在该第一连接垫(17a)或第二连接垫(17b)分别与该微型电池(10)的该第一电流集电器(11a)或第二电流集电器(11b)之间。
3.根据权利要求1和2中任何一项所述的电池，其特征在于，该微型电池(10)包括由电解质(15)分开的第一电极(14)和第二电极(16)形成的堆叠体(13)，并且该第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)在侧向上为该堆叠体(13)定界。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的电池，其特征在于，该微型电池(10)的该第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)关于微型电池(10)和附加微型电池(30)之间设置的对称平面AA’与该附加微型电池(30)的该第一电流集电器(11a’)和第二电流集电器(11b’)对称。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的电池，其特征在于，该第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)中的至少一个包含与该导电粒子(20)的部分(21)接触的平面连接区域。
6.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，该第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)的厚度(ea、eb)至少大于该堆叠体(13)的厚度(e13)的两倍。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的电池，其特征在于，该微型电池(10)和该附加微型电池(30)的该第一电流集电器(11a、11a’)分别具有相同的偏压。
8.根据权利要求1至6中任何一项所述的电池，其特征在于，该微型电池(10)和该附加微型电池(30)的该第一电流集电器(11a和11a’)分别具有不同的偏压。
9.一种制造电池的方法，其特征在于，该方法包括：封装设有第一电流集电器(11a)和第二电流集电器(11b)的微型电池(10)的步骤，所述步骤将设有第一电流集电器(11a’)和第二电流集电器(11b’)的附加微型电池(30)设置为与事先设有第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)且以电绝缘密封层(18)覆盖的微型电池(10)相对，且按压该附加微型电池(30)，该电绝缘密封层(18)由基质(19)形成，该基质(19)由包括导电粒子(20)的聚合物材料制成，以经由该导电粒子(20)的部分(21)获得该第一连接垫(17a)和/或该第二连接垫(17b)分别与该附加微型电池(30)的该第一电流集电器(11a’)和/或该第二电流集电器(11b’)之间的电连接。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)通过超声波楔焊技术形成。
11.根据权利要求9和10中任何一项所述的方法，其特征在于，该方法包括：在通过该电绝缘密封层(18)覆盖设有该第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)的该微型电池(10)前，通过按压该第一连接垫(17a)或第二连接垫(17b)而找水平的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该按压找水平步骤在范围为100MPa至400MPa的压力下进行。
13.根据权利要求9至12中任何一项所述的方法，其特征在于，在该封装步骤期间，该基质(19)经受低于180℃的温度。
14.根据权利要求9至13中任何一项所述的方法，其特征在于，在该电连接前，该电绝缘密封层(18)的该粒子(20)具有直径d和根据下面公式的密度ρ：0<ρ<1/d3。
15.根据权利要求9至14中任何一项所述的方法，其特征在于，在该电连接前，该基质(19)中该导电粒子(20)的密度ρ遵循下面的公式：1/(27*d3)<ρ<1/(8*d3)。
16.根据权利要求9至15中任何一项所述的方法，其特征在于，该电绝缘密封层(18)的该粒子(20)的直径d小于该第一连接垫(17a)和第二连接垫(17b)的最小尺寸。
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