CN108461566A - 具有正面和背面触点的电池 - Google Patents

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Abstract

电池结构在正面和背面上具有结构阳极和阴极触点。电池结构包括仅在其正面上具有电池阳极和阴极触点的电池。包括导电层和绝缘层的薄膜对电池进行护封。导电层在电池阳极和阴极触点上延伸并在其间中断。在电池结构的正面和背面上的绝缘层中提供开口，以形成电池结构的结构阳极和阴极触点。

Description

具有正面和背面触点的电池
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年1月31日提交的法国专利申请1750771的优先权，其法律允许的最大范围的整体通过引用并入于此。
技术领域
本申请涉及在正面和背面上具有触点的电池以及用于将在正面上具有阳极和阴极触点的电池修改为在正面和在背面上具有阳极和阴极触点的电池的方法。
背景技术
图1A和图1B图示了方形形状的平面电子部件1。电子部件1例如可以是微电池或锂电池。
图1A是平面视图。部件1包括两个触点金属化部3和5(例如分别为电池的阴极(+)和阳极(-)端子)。金属化部3和5位于部件1的边缘上，例如位于部件1的顶面7的两个连续的(即，相邻的)角部上。每个触点金属化部3、5例如是三角形状并且具有与部件1的角部对应的顶点。
图1B是电子部件1的侧视图。触点金属化部5位于部件1的顶面7的角部中，但不延伸至底面。在图1B中不可见的触点金属化部3也是如此。
图2图示了图1A和图1B所示类型的电子部件1的并联组件的一个示例。部件根据与部件平面和附图平面正交的轴线Z堆叠，并且沿与轴线Z正交的轴线X相对于彼此、并且相对于承载金属化部3和5的部件的侧面交错长度L。选择长度L，以显露每个连续部件1的触点金属化部3和5。为了制造并联组件，部件1的触点金属化部3和5分别通过连接部11和13(例如，焊料线)互连。
图2的组件呈现了当涉及堆叠大量部件时，体积庞大且不可靠的缺点。
发明内容
一个实施例被提供，以使得电池的阳极和阴极触点在所述电池的两个面上可接入。
因此，一个实施例提供了电池结构，电池结构在正面和背面上具有阳极和阴极触点，电池结构包括仅在正面上具有阳极和阴极触点的电池，该电池被护封在薄膜中，薄膜包括导电层和绝缘层，导电层位于电池的阳极和阴极触点上并且在这些阳极触点和阴极触点之间中断，并且绝缘层包括在电池的正面和背面上的开口，以形成电池结构的阳极和阴极触点。
根据一个实施例，薄膜通过粘合层固定到电池。
根据一个实施例，第一腔和第二腔穿过导电层和粘合层，第一腔位于阳极触点之上，并且第二腔位于阴极触点之上，所述腔被填充有导电材料。
另一实施例提供了用于对正面上具有阳极触点和阴极触点的电池进行修改的方法，包括：使用包括绝缘层和导电层的薄膜来覆盖电池的正面，该薄膜向下折叠在电池的背面之上；在导电层中产生沟槽，以在电池的正面阳极触点和阴极触点之间中断导电层；在绝缘层中产生开口，以显露最终电池的正面和背面上的触点。
根据一个实施例，在使用薄膜覆盖电池之前产生沟槽。
根据一个实施例，在使用薄膜覆盖电池之前产生开口。
根据一个实施例，薄膜通过粘合层被固定在电池上。
根据一个实施例，在粘合层中产生第一腔，并且然后导电层被填充有导电材料来连接导电层和阳极触点，并且在粘合层中产生第二腔，然后导电层被填充有导电材料来连接导电层和阴极触点。
根据一个实施例，绝缘层被胶合到导电层。
根据一个实施例，绝缘层具有在10μm至30μm之间的厚度。
根据一个实施例，绝缘层由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。
根据一个实施例，导电层具有在10μm至30μm之间的厚度。
根据一个实施例，导电层由金属制成。
根据一个实施例，导电层由铝制成。
附图说明
将在以下关于附图以非限制性方式给出的特定实施例的描述中详细解释这些特征和优点以及其他特征和优点，在附图中：
先前描述的图1A和图1B是电池的平面图和侧视图；
先前描述的图2是图1A和图1B的电池堆叠的平面图；
图3是电池的一个实施例的透视图；
图4A和图4B是图3的类型的电池的堆叠的透视图；
图5是在用于修改图1A和图1B的类型的电池的方法的中间步骤处电池的一个实施例的详细截面图；
图6是图5的电池中使用的薄膜的平面图；
图7是图5的电池在其制造方法的最后步骤处的详细截面图；以及
图8是图6的薄膜的一个变形实施例的平面图。
具体实施方式
在不同的附图中，相同的元素通过相同的附图标记来表示，另外，各个附图不按比例绘制。为了清楚起见，仅表示并详细解释对理解所描述的实施例有用的元素。
在以下描述中，当参考诸如术语“前”、“后”、“左”、“右”等的绝对位置限定符或诸如术语“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等的相对位置限定符时，参考在正常使用位置的图的定向。除非另有说明，否则表述“…的量级”是指在10％以内、优选在5％以内。
图3是电池20的一个实施例的透视图。电池20在其正面22上包括阳极触点(-)24和阴极触点(+)26。电池20还在其背面28上包括阳极触点(-)30和阴极触点(+)32。作为示例，阳极触点24被放置为面向阳极触点30，并且阴极触点26被放置为面向阴极触点32。框34表示电池的其余部分，即，电池的有源层(例如，阳极、阴极和电解质层)以及可能在其上形成电池的衬底。电池20例如是锂电池，并且可以是通过在薄衬底上沉积薄层而形成的锂微电池。如将关于图4A和图4B所示的，在正面和背面上具有阳极触点和阴极触点的电池的优点在于，可以将其在垂直方向上堆叠。
作为示例，如图3所示，电池具有正方形形状或矩形形状，但作为变型，电池20可以具有任何其他形式(例如，圆形)。作为一个示例，如图3所示，阳极和阴极触点是正方形形状并且设置在电池20的角部处，但是作为变型，这些触点将能够是三角形的、多边形的或圆形的，并且可以以各种方式设置在电池20上(例如，在突出区域上)。
作为变型，电池20的阳极触点和阴极触点将能够与电池的表面22和28齐平，甚至相对于这些表面22和28稍微回缩。
图4A和图4B是电池20的各种可能组件的透视图。
图4A表示图3的三个电池20A、20B和20C的并联组件。电池20A、20B和20C被堆叠以：
-将每个上部电池的背面阳极触点定位在紧邻下部电池的正面阳极触点上；以及
-将每个上部电池的背面阴极触点定位在紧邻下部电池的正面阴极触点上。
通过组件获得的电池的阴极触点由电池20A、20B和20C的阴极触点形成。通过组件获得的电池的阳极触点由电池20A、20B和20C的阳极触点形成。实际上，触点连接部将能够在组件的上部电池20A的阳极触点和阴极触点上形成，或在组件的下部电池20C的阳极触点和阴极触点上形成。
图4B表示图3的三个电池20D、20E和20F的串联组件。在这种情况下，电池20D、20E和20F垂直堆叠，并且每个电池相对于前一电池旋转90度，以将上部电池的正面阳极触点面向紧邻的下部电池的正面阴极触点。
通过组件获得的电池的阴极触点由组件的顶部电池20D的阴极触点26D形成。通过组件获得的电池的阳极触点由组件的底部电池20F的阳极触点30F形成。
例如利用设置在待连接的触点的水平面上的导电胶将电池彼此固定。在包括稍微回缩的阳极触点和阴极触点的电池的情况下，导电胶的量将被调整，以确保待连接的两个相对触点之间的良好的电连接。组件可以嵌入在封装材料中。
此外，为了获得机械坚固的组件，在包括突出的阳极触点和阴极触点的电池的情况下，可以使用设置在电池之间的间隔物(未在图4A和图4B中示出)。在触点齐平或稍微回缩的情况下，电池可以简单地通过粘合材料两两固定。
图5是用于将初始电池修改为最终电池的方法的实施例的中间步骤的截面图，初始电池具有关于图1A和图1B所描述的类型的正面上的触点，最终电池具有关于图3所描述的类型的正面上和背面上的触点。
初始电池包括块体50、阳极触点52和阴极触点54。块体50表示初始电池的所有有源层以及例如在其上制造电池的衬底。在图5的右侧，阳极触点52设置在块体50的顶面上。在图5的左侧，阴极触点54设置在块体50的顶面上。
薄膜60设置在初始电池的正面上，然后在其侧面和背面上折叠以形成最终电池。例如，使用粘合层62将薄膜60固定在电池上。粘合层62例如是聚合物(丙烯酸、溶剂或热熔胶合剂)。粘合层62可以具有在10μm至30μm之间的厚度(例如，约25μm的量级)。薄膜60包括与粘合层62接触的导电层64。导电层64例如由金属(例如，铝)制成。导电层64可以具有10μm至30μm之间的厚度(例如，约25μm的量级)。导电层64经由胶合层68被胶合到绝缘层66。绝缘层66例如由通常称为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的聚合物制成。绝缘层66可以具有10μm至30μm之间的厚度(例如，约23μm的量级)。例如，胶合层68由聚合物(丙烯酸或溶剂或热熔胶合剂)制成。胶合层68的厚度可以在1μm至10μm之间(例如，约2μm)。
在薄膜60的导电层64中产生沟槽70，以在阳极触点和阴极触点之间中断该导电层，使得阳极触点52和阴极触点54不通过导电层64电连接。例如通过激光蚀刻(例如，使用镱激光)来制造沟槽70。沟槽70具有在20μm至2mm之间的宽度(例如，约1mm的量级)。
在面向初始电池的阳极触点和阴极触点的薄膜60的层62和64中产生开口72A和72B。开口72A未覆盖阴极触点54的一部分54A。开口72B未覆盖阳极触点52的一部分52B。例如通过激光蚀刻(例如，使用镱激光)来产生开口72A和72B。开口72A和72B具有在50μm至5mm之间的宽度(例如，约1mm的量级)。
例如面向初始电池的阳极触点和阴极触点52和54，在绝缘层66和薄膜60的胶合层68中产生开口74A和74B。开口72A和72B例如在开口74A和74B的相应连续部分中产生，并且具有小于开口74A和74B的宽度的宽度。开口74A未覆盖导电层64的一部分64A。开口74B因此未覆盖导电层64的一部分64B。例如通过激光蚀刻(例如，使用二氧化碳激光)来产生开口74A和74B。开口74A和74B具有例如在100μm至20mm之间的宽度(例如，约5mm的量级)。
在最终电池的背面一侧上的薄膜60的层66和68中产生开口76A和76B。例如面向开口74A和74B来产生开口76A和76B。开口76A未覆盖导电层64的一部分64C。开口76B未覆盖导电层64的一部分64D。例如通过激光蚀刻(例如，使用CO2激光)来产生开口76A和76B。开口76A和76B例如具有在100μm至20mm之间的宽度(例如，约5mm的宽度)。
作为一个示例，在将其安装在电池之上之前，利用前端处的导电面64对薄膜进行定位。沟槽70在导电层64中被蚀刻。然后利用前端处的绝缘面对薄膜进行定位。开口74A、74B、76A和76B在绝缘层和胶合层中被蚀刻。然后，粘合层62被固定到薄膜60的导电层64的自由面上。开口72A和72B在导电层64和粘合层62中被蚀刻。然后例如将薄膜沉积(例如，通过层压)在初始电池上。
图6是在将薄膜放置在初始电池上之前，关于图5描述的薄膜60的示例性实施例的平面图。薄膜60例如是矩形形状，并具有与待被覆盖的电池的尺寸相匹配的尺寸。根据由虚线表示的折痕78，将薄膜60向下折叠在电池之上。
开口72A和72B例如是圆形形状，并且穿过薄膜60的厚度。开口74A和74B例如是三角形形状。开口76A和76B例如是三角形形状。由虚线表示沟槽70的路径的一个示例。
图7是关于图5所描述的后续步骤的截面图。在该步骤中，形成最终电池的阳极触点和阴极触点。为此，开口72A和72B填充有导电材料80(例如，金属(银)环氧树脂胶、或者可流动焊料微球(BUMP)或者甚至填充有导电(喷墨))。因此，初始电池的阳极触点和阴极触点52和54电链接到导电层64。沟槽70防止初始电池的阳极和阴极的短路。接下来，在开口74A和76A中形成导电BUMP触点82A。导电BUMP触点82A构成最终电池的阴极触点。导电BUMP触点82B形成在开口74B和76B中。导电BUMP触点82B构成最终电池的阳极触点。
作为变型，可以省略形成BUMP触点82A和82B。导电层64的部分64A、64B、64C和64D然后在电池的两个面上形成阳极触点和阴极触点。
作为变型，将能够向导电层64的某些部分64A、64B、64C和64D提供导电BUMP触点，而不能向其他部分提供。例如，将能够向电池的同一个面的阳极触点和阴极触点提供导电BUMP触点，而不能向相对面的阳极触点和阴极触点提供。因此，在没有第二电池的相对面的导电BUMP触点的情况下，电池的一个面的导电BUMP触点将能够被适配来连接到触点。
图8是薄膜60的变型实施例的平面图。使用诸如薄膜60的薄膜的优点是可以制造各种尺寸和各种形状的阳极触点和阴极触点。因此，薄膜60包括显露导电层64(具有比图6所示的薄膜60的表面积大的表面积)的部分64A、64B、64C和64D的矩形形状的开口74A、74B、76A和76B。相似地，也可以减小部分64A、64B、64C和64D的表面积。
已描述了特定实施例。对于本领域技术人员而言，其他变型和修改将变得显而易见。特别地，一旦将薄膜60沉积在电池上，就可以产生沟槽70以及开口72A、72B、74A、74B、76A和76B。
对于本领域技术人员显而易见的是，可以将触点安装在电池的侧面上而不仅仅是在其背面上。
薄膜可以是十字形状的，并且因此可以以直块体的形式覆盖电池的四个侧面。类似地，薄膜可以被适配用于不同形式的电池。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不将这些触点直接与初始电池的触点对齐地定位的情况下，可以在电池的正面上产生触点。
此处描述的修改方法将能够被应用于不同于电池的电子部件(例如，电子芯片、集成电路等)。更具体地，该修改方法将能够被应用于具有安装在部件的其他面上的多于两个端子的部件。
以上已描述了具有各种变型的其他实施例。应注意，本领域技术人员将能够在不示出发明步骤的情况下，将这些各种实施例和变型的各种元件进行组合。

Claims (21)

1.一种在正面和背面上具有结构阳极触点和结构阴极触点的电池结构，包括：
仅在所述电池的正面上具有电池阳极触点和阴极触点的电池，以及
包括导电层和绝缘层的护封薄膜，所述导电层在所述电池阳极触点和所述电池阴极触点之上延伸，并且在所述电池阳极触点和所述电池阴极触点之间中断，使得所述电池阳极触点和所述电池阴极触点不通过所述导电层被彼此电连接，并且所述绝缘层包括在所述电池结构的所述正面和所述背面上的开口，以形成结构阳极触点和结构阴极触点。
2.根据权利要求1所述的电池结构，其中所述护封薄膜通过粘合层被固定到所述电池。
3.根据权利要求2所述的电池结构，其中所述电池结构的所述正面上的所述开口各自包括穿过所述导电层和所述粘合层的第一腔和第二腔，所述第一腔位于所述电池阳极触点之上，并且所述第二腔位于所述电池阴极触点之上，所述第一腔和所述第二空腔被填充有导电材料。
4.根据权利要求1所述的电池结构，其中所述绝缘层被胶合到所述导电层。
5.根据权利要求1所述的电池结构，其中所述绝缘层具有10μm至30μm之间的厚度。
6.根据权利要求1所述的电池结构，其中所述绝缘层由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。
7.根据权利要求1所述的电池结构，其中所述导电层具有10μm至30μm之间的厚度。
8.根据权利要求1所述的电池结构，其中所述导电层由金属制成。
9.根据权利要求8所述的电池结构，其中用于所述导电层的金属为铝。
10.一种用于对电池进行修改的方法，所述电池仅在所述电池的正面上具有电池阳极触点和电池阴极触点，包括：
使用包括绝缘层和导电层的薄膜来覆盖所述电池的所述正面，
将所述薄膜向下折叠在所述电池的背面之上，
在所述导电层中产生沟槽，以中断所述电池的所述正面上的所述电池阳极触点和所述电池阴极触点之间的所述导电层，使得所述电池阳极触点和所述电池阴极触点不被所述导电层电连接，
在所述绝缘层中产生开口，以在所述电池阳极触点和所述电池阴极触点之上的、电池结构的正面上形成封装阳极触点和封装阴极触点，并且在所述电池结构的背面上形成封装阳极触点和封装阴极触点。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在覆盖所述正面并折叠所述薄膜之前，执行所述沟槽的制造。
12.根据权利要求10所述的方法，其中在覆盖所述正面并折叠所述薄膜之前，执行开口的制造。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括使用粘合层将所述薄膜粘附到所述电池上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述绝缘层中产生开口，以在所述电池结构的所述正面上形成封装阳极触点和封装阴极触点包括：在所述粘合层中产生第一腔，并且在所述粘合层中产生第二腔。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：使用导电材料来填充所述第一腔和所述第二腔，以将所述导电层连接到所述电池阳极触点和所述电池阴极触点中的每一个。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述绝缘层被胶合到所述导电层。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述绝缘层具有10μm至30μm之间的厚度。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述绝缘层由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。
19.根据权利要求10所述的方法，其中所述导电层具有10μm至30μm之间的厚度。
20.根据权利要求10所述的方法，其中所述导电层由金属制成。
21.根据权利要求20所述的方法，其中用于所述导电层的金属是铝。
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