CN111819711A - 电池组件及其制造方法 - Google Patents

电池组件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111819711A
CN111819711A CN201980016563.0A CN201980016563A CN111819711A CN 111819711 A CN111819711 A CN 111819711A CN 201980016563 A CN201980016563 A CN 201980016563A CN 111819711 A CN111819711 A CN 111819711A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
battery assembly
electrode
electrolyte
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980016563.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111819711B (zh
Inventor
K·P·L·潘
V·万卡他德莱
D·F·鲍罗格尼亚
C·W·张
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Analog Devices Inc
Original Assignee
Analog Devices Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Analog Devices Inc filed Critical Analog Devices Inc
Publication of CN111819711A publication Critical patent/CN111819711A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111819711B publication Critical patent/CN111819711B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0407—Methods of deposition of the material by coating on an electrolyte layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0414—Methods of deposition of the material by screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/05—Flexible printed circuits [FPCs]
    • H05K2201/055—Folded back on itself
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10037—Printed or non-printed battery
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

公开电池组件。电池组件可包括设置在第一基板部分中的第一电极和设置在第二基板部分中的第二电极。电池组件还可包括将所述第一基板部分粘合到所述第二基板部分的粘合剂。该粘合剂部分地限定在所述第一电极和所述第二电极之间的腔室。电池组件还可包括在所述第一和第二电极之间的腔室中布置的电解液。

Description

电池组件及其制造方法
技术领域
本领域涉及电池组件，尤其涉及薄型电池组件及其制造方法。
背景技术
电池通常用于不由有线电源线或其他电气连接供电的电子设备。许多常规电池相对较大，并且可能会增加电子设备或系统的整体尺寸。将如此大的电池集成到电子设备中可能是困难的。因此，随着电子设备的小型化，强烈需要能够改善电子设备中的空间利用的薄型电池。
发明内容
在一方面，公开电池组件。电池组件包括设置在第一基板部分中的第一电极和设置在第二基板部分中的第二电极。电池组件还包括将所述第一基板部分粘合到所述第二基板部分的粘合剂。粘合剂部分地限定在所述第一电极和所述第二电极之间的腔室。电池组件还包括在所述第一和第二电极之间的腔室中布置的电解液。
在一些实施方案中，电池组件还包括配置为从所述第一电极收集电流的第一集电器和配置为从所述第二电极收集电流的第二集电器。
在一些实施方案中，所述第一集电器包括第一端子，并且所述第二集电器包括第二端子。所述第一端子和第二端子被配置为连接到电子设备。
在一些实施方案中，所述第一基板部分形成在柔性基板上。
在一些实施方案中，所述第一和第二基板部分包括单个基板的各个部分.所述单个基板折叠在所述第一和第二基板部分之间。
在一些实施方案中，所述第一基板部分形成所述第一基板的一部分，并且所述第二基板部分形成单独的第二基板的一部分。在一些实施方案中，电池组件还包括延伸穿过所述第一和第二基板以及所述粘合剂的通孔。所述通孔将电流从所述第二电极引导到所述电池组件的其他部分。
在一些实施方案中，电池组件还包括具有一个或多个导电迹线的封装基板组件。所述电池组件集成在所述封装基板组件内并电连接到所述一个或多个导电迹线的第一导电迹线。在一些实施方案中，电池组件还包括安装并电连接到所述封装基板组件的集成器件管芯。
在一些实施方案中，所述电解液被丝网印刷在所述腔室中。
在一些实施方案中，所述粘合剂和所述电解液被垫片隔开。
在一些实施方案中，所述电池组件从顶表面到底表面的厚度在50微米至500微米的范围内。
在一方面，公开封装基板组件。封装基板组件可包括第一层，包括第一电极和配置为从所述第一电极收集电流的第一集电器。封装基板组件还可包括第二层，包括第二电极和配置为从所述第二电极收集电流的第二集电器。封装基板组件还可包括电解液层，包含电解液和粘合剂。所述电解液层设置在所述第一和第二层之间。所述粘合剂、所述第一层和所述第二层至少部分地限定容纳该电解液的腔室。
在一方面，公开一种电池组件的制造方法。该方法包括在相应的第一和第二基板部分中形成第一和第二空洞和在所述相应的第一和第二空洞中设置第一和第二电极。该方法还可包括使用粘合剂粘合所述第一和第二基板部分。该方法还可包括在所述粘合剂限定的腔室内提供电解液。
在一些实施方案中，所述第一和第二基板部分包括单个基板的一部分。在一些实施方案中，粘合第一和第二基板部分包括相对于彼此折叠所述第一和第二基板部分。
在一些实施方案中，该方法还可包括设置至少部分覆盖所述电池组件的保护层。
在一些实施方案中，在腔室中提供电解液包括在所述腔室中丝网印刷所述电解液。
在一些实施方案中，粘附第一和第二基板部分包括在所述第一基板部分的至少一部分上设置所述粘合剂。
本说明书中描述的主题的一种或多种实现的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征、方面和优点将变得显而易见。请注意，以下附图的相对尺寸可能未按比例绘制。
附图说明
现在将参考以下附图描述本发明的具体实施方式，这些附图是作为示例而非限制提供的。
图1是根据一个实施方案的电池组件的示意性剖视图。
图2是图1的电池组件的示意性俯视图。
图3是根据另一实施方案的电池组件的示意性剖视图。
图4是图3的电池组件的示意性俯视平面图。
图5是根据一个实施方案的包括图1的电池组件和电气部件的集成器件封装的示意性截面侧视图。
图6是根据另一实施方案的包括图3的电池组件和电气部件的集成器件封装的示意性截面侧视图。
图7是根据另一实施方案的包括图1的电池组件和电气部件的集成器件封装的示意性截面侧视图。
图8是集成了电池组件的腕带装置的示意性俯视图。
具体实施方式
电池是当今日常生活中使用的许多电气或电子设备的重要电源。例如，尤其是、手表、移动计算设备(包括，例如，移动智能手机、平板电脑计算设备等)、远程控制设备和可穿戴健康产品(例如助听器，生物特征传感器，例如生命体征监测设备等)使用电池来向设备内的电气和/或电子组件供电。然而，许多常规电池相对较大，使得难以在不大幅增加设备尺寸的情况下将常规电池集成到电子设备中。因此，随着电子设备的小型化，强烈需要能够装入这种电子设备中的空间的电池。而且，仍然存在对能够使用有效的组装技术制造薄电池的持续需求。
图1是根据一个实施方案的电池组件1的示意性剖视图。图2是具有第一电极材料10，第二电极材料20，离子导电材料30，第一集电器36，第二集电器38和保护层48的图1的电池组件1的示意性俯视平面图，用隐藏线示(未示出非导电材料18)。图1-2所示的实施方案有益地将电池组件1集成到相应的第一和第二基板12、22的第一和第二基板部分14、24中。将电池组件1集成到相对薄的基板12、22中可以有利地形成薄电池，与包装的整体厚度相比。如图1所示，电池组件1可以包括：第一电极材料10，其设置在形成于第一基板12的第一基板部14中的第一腔室13中；以及第二电极材料20，其设置在第二基板22的第二基板部分24。第一基板12和第二基板22可包括具有嵌入的导电迹线和/或触点的非导电材料18。在各种实施方案中，基板12、22可包括可弯曲以符合期望的几何形状的柔性基板。例如，在各种实施方案中，非导电材料18可包括具有用于路由电信号的嵌入导体的聚合物(例如，聚酰亚胺)。在所示的实施方案中，用于限定电池组件1的基板部分14、24的部分可各自包括单个导体以用作集电器，如本文中所解释的。
第一电极材料10和第二电极材料20可以由离子导电材料30分开以至少部分地限定电池。离子导电材料30可以设置在至少部分地由粘合剂34限定的腔室32中，该粘合剂34用于将第一基板部分14和第二基板部分24彼此附接。图1的电池组件1还可以包括：第一集电器36，其被配置为从第一电极材料10收集电流；第二集电器38，其被配置为收集来自第二电极材料20的电流；以及通孔40，其电连接到第二集电器38。第一集电器36可以在电池组件1的顶表面46上具有第一端子42，并且通孔40可以在电池组件1的顶表面46上具有第二端子44。因此，在一些实施方案中，可以在顶表面46上访问来自第一和第二电极材料10、20的电流，从而允许更容易地与外部设备连接。然而，应当理解，在一些实施方案中，第二端子44可以形成在没有通孔40的底表面47上。电池组件1还可包括部分围绕电池组件1的保护层48。
第一电极材料10可以包括阳极材料(例如，石墨、硅、硅石墨(Si-C)、锂钛氧化物(LTO)等)，第二电极材料20可以包括阴极材料(例如，锂镍钴铝氧化物(NCA)、锰酸锂锂(LMO)、磷酸锂铁(LFP)、钴酸锂(LCO)、镍钴锰酸锂(NMC)等)。电极材料10、20还可包括添加剂，例如炭黑、碳纳米管和/或石墨烯以增加电导率。应该理解，在替代实施方案中，第一电极材料10可以是阴极材料，第二电极材料12可以是阳极材料。在一些实施方案中，可以通过丝网印刷将第一电极材料10和第二电极材料20设置在第一基板部分14和第二基板部分24的第一空洞13和第二空洞23中。当第一电极材料10和第二电极材料20被放置在第一部分14和第二部分24中时，其最初可以是液体、凝胶和/或粉末形式。在放置电极材料10、20之后，电极材料10、20可以保持与它们被放置和/或改变为不同形式(例如，从液体形式固化为固体形式)相同的形式。在一些实施方案中，电极材料10、20的中子-质子(N/P)比可以是设计电池组件1的一个因素。例如，适当的N/P比可以提供更好的第一循环效率和/或比不适当的N/P比更好的循环性能。例如，与不适当的N/P比相比，适当的N/P比可以提供更快的电池组件1的激活过程(或形成过程)。第一和第二电极材料10、20的量可以改变电池组件的充电容量。
在一些实施方案中，可以通过蚀刻图1的第一基板12和第二基板22的部分来形成第一空洞13和第二空洞23。在这样的实施方案中，非导电材料18和第一集电器36(用于第一部分14)或第二集电器38(用于第二部分24)可以部分地限定第一基板部分14和第二基板部分24。在一些实施方案中，空洞13、23可以通过其他工艺形成，例如，通过激光钻孔。在一些实施方案中，基板12、22的非导电材料18可包括例如聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚酯等。
离子导电材料30可以用作第一电极10和第二电极20之间的电解液。离子导电材料30可以包括任何合适类型的离子导电材料，例如带有羧甲基纤维素(CMC)的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚环氧乙烷(PEO)等。在一些实施方案中，离子导电性分隔物32可包含锂盐，例如高氯酸锂(LiClO4)，三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)，六氟磷酸锂(LiPE6)，四氟硼酸锂(LiBF4)，双(三氟甲基磺酰基三酰亚胺)锂(Li(CF3SO2)2N)。在某些实施方案中，离子导电隔板32可以具有多孔结构，该多孔结构具有允许离子通过的孔。与第一电极材料10和第二电极材料20邻接的离子导电材料的区域可以影响电池组件的输出电压。在一些实施方案中，与较宽的分隔相反，离子导电材料30在第一电极材料10与第二电极材料20之间的较窄分隔可以提供更短的离子扩散距离，这可以在第一电极材料10和第二电极材料20之间提供了更好的离子传输性。
可以通过粘合剂34将第一基板12(包括第一基板部分14)与第二基板22(包括第二基板部分24)粘合。在一些实施方案中，粘合剂34可以设置在第一基板12和第二基板22之间的各个部分处，以将基板12、22彼此附着。粘合剂34可包括任何合适类型的粘合剂，包括任何种类的用纤维增强的改性环氧树脂或热固性粘合剂膜。例如，粘合剂34可包括味之素堆积膜(ABF)、Dupont FR0100粘合膜、环氧树脂、氰化物、流延聚丙烯和/或丙烯酸粘合剂。ABF可包含约9wt％的双酚A环氧树脂，低于5wt％的石油石脑油，约1.1wt％的环己酮，约0.5wt％的N,N-二甲基甲酰胺，低于5wt％的甲苯，低于5wt％的乙醇，低于5wt％的甲基乙基酮和30至40wt％的二氧化硅粉末。杜邦FR0100粘结膜可包含10至20wt％的亚乙基双和1至10wt％的三氧化二锑。粘合剂34不仅用于粘合第一和第二基板12、22，而且还可以用于部分地限定用于离子导电材料30的腔室32。在一些实施方案中，粘合剂34和离子导电材料30可以限定分隔层35。在一些实施方案中，只要粘合剂34牢固地粘附第一基板12和第二基板22，则分隔层35可以在离子导电材料30和粘合剂34之间包括垫片。
在一些实施方案中，集电器36、38可包括嵌入在第一基板12和第二基板22中的迹线。图1所示的集电器36、38分别沿着第一电极材料10的顶侧和第二电极材料20的底侧形成。然而，集电器36、38可设置在任何地方，只要第一集电器36与第一电极材料10接触并且第二集电器38与第二电极材料20接触即可。在一些实施方案中，集电器可以很灵活。在一些实施方案中，第一和/或第二集电器36、38可具有多个弯曲和/或弯曲以变得柔性。在某些实施方案中，为了增加表面积并最大化与电极材料10、20的接触，集电器36、38可以包括诸如螺旋形的细长元件。第一集电器36和第二集电器38可包括铜、金、铝、具有防腐蚀镀层的铜、附有铝箔的铜和/或用于在电极材料10、20中收集电流的任何其他合适的导电材料。例如，在第一电极材料10是阳极材料并且第二电极材料20是阴极材料的实施方案中，第一集电器36可以包括铜并且第二集电器38可以包括铝。集电器36、38从电极材料10、20收集电流并将电流引导至端子42、44。
如图1所示，通孔40将第二集电器38在底表面47附近收集的电流引导到顶表面46上的第二端子44。可以例如通过对第一基板12和第二基板22的一部分和粘合剂34进行蚀刻和/或钻孔(例如，激光钻孔)来形成通孔40，从而形成空腔，并将与第二集电器38电接触的导电金属设置到空腔中。
在一些实施方案中，第一和第二端子42、44可以形成在第一和第二集电器26、38上。在一些实施方案中，第一和第二端子42、44暴露在顶表面46上，例如如图1所示。这样的实施方案可能是有益的，因为电气装置可以在顶表面46上与电池组件2集成在一起。第一端子42和第二端子44的暴露在顶表面46上的区域可以通过保护层48来调节。
保护层48可以至少部分地围绕电池组件1设置。在一些实施方案中，保护层48可以保护电池组件1免受氧化。在一些实施方案中，保护层可以防止可设置在端子42、44处以将电池组件1与电气装置连接的焊盘形成焊料桥。在一些实施方案中，保护层48可以是例如阻焊剂。例如，阻焊剂可包括NPR-90、NPR-3300、AUS21等。
电池组件1具有如图1所示的厚度T。厚度T可以例如在50微米至500微米的范围内，在50微米至200微米的范围内，在200微米至500微米的范围内，或在100微米至200微米的范围内。
图3是根据另一实施方案的电池组件1的示意性截面图。图4是具有第一电极材料10，第二电极材料20，离子导电材料30，第一集电器36，第二集电器38和用隐藏线示出的保护层48的图3的电池组件1的示意性俯视平面图(未示出非导电材料18)。除非另有说明，否则图3和图4的组件可以与图1和图2相同编号的组件相同或大致相似。与图1所示的电池组件1中的第一基板部分14和第二基板部分24布置在两个单独的基板12、22上不同，在图3所示的电池组件1中，第一基板部分14和第二基板部分24被布置在单个基板50上。在第一基板部分14和第二基板部分24之间可以折叠单个基板。而且，如图3所示的电池组件1不包括单独的通孔，例如图1所示的通孔40，因为图3的第二集电器38延伸以充当图1的通孔40以在顶表面46上提供第二端子44。在一些实施方案中，电池组件1可以是柔性的和/或可弯曲的。在一些其他实施方案中，电池组件1可以是刚性的。在一些实施方案中，电池组件1在制造期间可以是柔性的和/或可弯曲的，但是在组装之后可以是刚性的。
在一些实施方案中，可在将基板50折叠在第一基板部分14与第二基板部分24之间之前在基板50上形成空洞13、23。第一部分14可至少部分地由第一集电器36、非导电材料18和第一电极材料10限定。第二部分24可以至少部分地由第二集电器38、非导电材料18和第二电极材料20限定。
在一些实施方案中，可以通过蚀刻图1的单个基板的部分来形成第一空洞13和第二空洞23。在这样的实施方案中，非导电材料18和第一集流体36(用于第一部分14)或第二集流体38(用于第二部分24)可以部分地限定第一基板部分14和第二基板部分24。在一些实施方案中，可以通过其他工艺例如通过激光钻孔来形成空洞13、23。在一些实施方案中，基板50的非导电材料18可以包括任何种类的电介质材料，例如，聚酰亚胺、含氟聚合物、聚醚醚酮(PEEK)、聚酯、液晶聚合物(LCP)等。
在一些实施方案中，集电器36、38可包括嵌入在单个基板50中的迹线。类似于图1的集电器36、38，图3所示的集电器36、38分别沿着第一电极材料10的顶侧和第二电极材料20的底侧形成。然而，集电器36、38可以设置在任何地方，只要第一集电器36与第一电极材料10接触并且第二集电器38与第二电极材料20接触即可。
图5是在一个实施方案中包括电池组件1的集成器件封装2的示意性截面侧视图。除非另有说明，否则图5的组件可以与图1-4的相同标号的组件相同或大致相似。图5的封装基板组件包括与第一电子组件52和第二电子组件54电连接的电池组件1。
在一些实施方案中，如图5所示，第一和第二电气组件52、54可以安装在第二基板22的第三基板部分64上。在一些实施方案中，第一电气组件52可以通过第一多个导电材料56(例如，铜迹线)、相应的第一电互连60(例如，焊球)以及从第一和第二集电器36、38延伸的通孔(未示出)与电池组件1电连接。第二电部件54可以至少部分地通过第二多种导电材料58(例如，铜迹线)、对应的第二电互连62(例如，焊球)、从第一集电器36延伸的通孔(未示出)和从第二集电器38延伸的第二通孔41。
在图5所示的集成器件封装2中，有两个电气组件，第一组件52和第二组件54与电池组件1集成在一起。但是，可以有任意数量的电气组件与电池组件1集成在一起。第一和第二电子组件52、54可以包含任何合适的组件，例如传感器芯片、发光二极管(LED)、专用集成电路(ASIC)、微机电系统(MEMS)等。在一些实施方案中，例如，第一电气组件52可包括无源组件、第二电气组件54可以包括集成电路(IC)。
图6是另一实施方案中的集成器件封装2的示意性截面侧视图。除非另有说明，否则图6的组件可能与图1-5的相同标号的组件相同或大致相似。图5和6之间的区别在于，图5的集成器件包装2包含图1所示的电池组件1，图6的集成器件封装2包括图3的电池组件1。在一些实施方案中，第一和第二电气部件52、54可以安装在基板50的第三基板部分64上，如图6所示。
图7是另一实施方案中的集成器件封装2的示意性截面侧视图。除非另有说明，否则图7的组件可以与图1至6的相同标号的组件相同或大致相似。图5所示的第二互连62可以包括焊球，以在第二电气组件54和电池组件1之间定义倒装芯片连接。然而，图7中的第二电气互连62可以包括导线，以限定第二电气部件54和电池组件1之间的导线键合和/或带状键合连接。应该理解的是，第二电气部件54和电池组件1之间的第二互连62可以包括任何其他合适的材料。
图8是腕带装置68的示意性俯视图，该腕带装置集成了图1-4中的任一个的电池组件1。腕带装置68可包括带部分70和主体部分72。在一些实施方案中，电池组件1可设置在装置68的带部分70中。在一些实施方案中，电池组件1可通过嵌入在带部分70中的迹线电连接到主体部分72中的部件，以向主体部分72中的部件供应电流。将电池组件1布置在带部分70中而不是布置在装置68的主体部分72中，可以有利地减小主体部分72的尺寸。
在一些实施方案中，例如，腕带装置68可以用作手表、心率监测系统、计步器等。在一些实施方案中，例如，腕带设备68中的组件可以包括传感器、加速计、陀螺仪、MEMS设备等。
在一些实施方案中，电池组件1可以与其他物品集成在一起。例如，电池组件1可以设置在包括射频识别(RFID)系统的卡中。电池组件1还可以与柔性膜显示器、移动电话、可穿戴设备(例如，智能服装、腕带设备和透皮药物递送贴片)、一次性设备、医疗植入物等集成在一起。
尽管已经在某些实施方案和示例的上下文中公开了本发明，但是本领域技术人员将理解，本发明从具体公开的实施方案扩展到本发明的其他替代实施方案和/或用途及其明显的修改和等同物。另外，虽然已经详细示出和描述了本发明的几种变型，但是基于本公开，对于本领域技术人员而言，在本发明范围内的其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。还可以想到，可以对实施方案的特定特征和方面进行各种组合或子组合，并且仍然落入本发明的范围内。应当理解，所公开的实施方案的各种特征和方面可以彼此组合或替代，以形成所公开的发明的各种模式。因此，意图是本文所公开的本发明的范围不应受到上述特定公开的实施方案的限制，而应仅由对所附权利要求的合理理解来确定。

Claims (20)

1.电池组件，包括：
设置在第一基板部分中的第一电极；
设置在第二基板部分中的第二电极；
将所述第一基板部分粘合到所述第二基板部分的粘合剂，该粘合剂部分地限定在所述第一电极和所述第二电极之间的腔室；和
在所述第一和第二电极之间的腔室中布置的电解液。
2.权利要求1所述的电池组件，还包括配置为从所述第一电极收集电流的第一集电器和配置为从所述第二电极收集电流的第二集电器。
3.权利要求2所述的电池组件，其中所述第一集电器包括第一端子，并且所述第二集电器包括第二端子，所述第一端子和第二端子被配置为连接到电子设备。
4.权利要求1所述的电池组件，其中所述第一基板部分形成在柔性基板上。
5.权利要求1所述的电池组件，其中所述第一和第二基板部分包括单个基板的各个部分，其中所述单个基板折叠在所述第一和第二基板部分之间。
6.权利要求1所述的电池组件，其中所述第一基板部分形成所述第一基板的一部分，并且所述第二基板部分形成单独的第二基板的一部分。
7.权利要求6所述的电池组件，还包括延伸穿过所述第一和第二基板以及所述粘合剂的通孔，其中所述通孔将电流从所述第二电极引导到所述电池组件的其他部分。
8.权利要求1所述的电池组件，还包括具有一个或多个导电迹线的封装基板组件，所述电池组件集成在所述封装基板组件内并电连接到所述一个或多个导电迹线的第一导电迹线。
9.一种包括权利要求8所述的电池组件的集成器件封装，还包括安装并电连接到所述封装基板组件的集成器件管芯。
10.权利要求1所述的电池组件，其中所述电解液被丝网印刷在所述腔室中。
11.权利要求1所述的电池组件，其中所述粘合剂和所述电解液被垫片隔开。
12.权利要求1所述的电池组件，其中所述电池组件从顶表面到底表面的厚度在50微米至500微米的范围内。
13.权利要求1所述的电池组件，其中所述电池组件至少部分地覆盖保护层。
14.封装基板组件，包括：
第一层，包括第一电极和配置为从所述第一电极收集电流的第一集电器；
第二层，包括第二电极和配置为从所述第二电极收集电流的第二集电器；和
电解液层，包含电解液和粘合剂，所述电解液层设置在所述第一和第二层之间，
其中所述粘合剂、所述第一层和所述第二层至少部分地限定容纳该电解液的腔室。
15.一种电池组件的制造方法，该方法包括：
在相应的第一和第二基板部分中形成第一和第二空洞；
在所述相应的第一和第二空洞中设置第一和第二电极；
使用粘合剂粘合所述第一和第二基板部分；和
在所述粘合剂限定的腔室内提供电解液。
16.权利要求15所述的方法，其中所述第一和第二基板部分包括单个基板的一部分。
17.权利要求16所述的方法，粘合第一和第二基板部分包括相对于彼此折叠所述第一和第二基板部分。
18.权利要求15所述的方法，还包括设置至少部分覆盖所述电池组件的保护层。
19.权利要求15所述的方法，其中在腔室中提供电解液包括在所述腔室中丝网印刷所述电解液。
20.权利要求15所述的方法，其中粘附第一和第二基板部分包括在所述第一基板部分的至少一部分上设置所述粘合剂。
CN201980016563.0A 2018-03-01 2019-02-27 电池组件及其制造方法 Active CN111819711B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/909,849 US11764392B2 (en) 2018-03-01 2018-03-01 Battery assembly and method of manufacturing the same
US15/909,849 2018-03-01
PCT/US2019/019755 WO2019168924A1 (en) 2018-03-01 2019-02-27 Battery assembly and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111819711A true CN111819711A (zh) 2020-10-23
CN111819711B CN111819711B (zh) 2023-09-26

Family

ID=67767484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980016563.0A Active CN111819711B (zh) 2018-03-01 2019-02-27 电池组件及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11764392B2 (zh)
CN (1) CN111819711B (zh)
DE (1) DE112019001088T5 (zh)
WO (1) WO2019168924A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10917973B1 (en) * 2020-02-26 2021-02-09 Compass Technology Company Limited Method of direct embedding a lithium ion battery on a flexible printed circuit board

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1462082A (zh) * 2002-05-02 2003-12-17 瓦尔达微电池有限责任公司 具有薄电极的电化学元件
US20070264564A1 (en) * 2006-03-16 2007-11-15 Infinite Power Solutions, Inc. Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof
CN101411021A (zh) * 2006-01-30 2009-04-15 塞瑞斯知识产权有限公司 燃料电池
WO2012025505A1 (fr) * 2010-08-24 2012-03-01 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Accumulateur electrochimique bipolaire a emballage ameliore
US20120276434A1 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Palo Alto Research Center Incorporated Highly flexible printed alkaline batteries based on mesh embedded electrodes
CN102800727A (zh) * 2011-05-26 2012-11-28 Lg电子株式会社 太阳能电池模块
JP2012252842A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Sekisui Chem Co Ltd 電気モジュールの製造方法及び電気モジュール
CN103827771A (zh) * 2011-09-30 2014-05-28 苹果公司 柔性电子设备
CN104752438A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 英特尔公司 用于柔性电子通信设备的方法和装置
CN105765008A (zh) * 2013-11-13 2016-07-13 R.R.当纳利父子公司 电池
CN107017414A (zh) * 2015-12-21 2017-08-04 斯沃奇集团研究和开发有限公司 电池
CN107210136A (zh) * 2015-01-09 2017-09-26 美国亚德诺半导体公司 具有共享电极储能装置的集成电路

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3023259A (en) 1959-11-18 1962-02-27 Myron A Coler Flexible battery
US5244754A (en) 1991-06-04 1993-09-14 Display Matrix Corporation Battery charge indicator
US5415949A (en) 1992-10-02 1995-05-16 Voltek, Inc. Metal-air cell and power system using metal-air cells
US5439758A (en) 1992-10-02 1995-08-08 Voltek, Inc. Electrochemical power generating system
US5665490A (en) * 1993-06-03 1997-09-09 Showa Denko K.K. Solid polymer electrolyte, battery and solid-state electric double layer capacitor using the same as well as processes for the manufacture thereof
US5650241A (en) 1994-09-09 1997-07-22 Mcgee; Richard L. Metal-air cell battery
JP4154633B2 (ja) * 1999-03-12 2008-09-24 ソニー株式会社 非水電解質電池
WO2003069700A2 (en) 2002-02-12 2003-08-21 Eveready Battery Company, Inc. Flexible thin printed battery with gelled electrolyte and method of manufacturing same
KR100512960B1 (ko) 2002-09-26 2005-09-07 삼성전자주식회사 플렉서블 ｍｅｍｓ 트랜스듀서와 그 제조방법 및 이를채용한 플렉서블 ｍｅｍｓ 무선 마이크로폰
US7624499B2 (en) 2004-02-26 2009-12-01 Hei, Inc. Flexible circuit having an integrally formed battery
US8778529B2 (en) * 2004-11-29 2014-07-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Lithium secondary battery
US8361644B2 (en) 2009-02-26 2013-01-29 Magna Electronics Inc. Battery module composed of flexible battery cells and cell interconnect structure therefor
KR100956397B1 (ko) * 2009-11-20 2010-05-06 주식회사 이아이지 실링부가 열가소성 수지 또는 열경화성 수지에 난연 물질 및 내열 물질이 배합된 난연성 및 내열성 수지 조성물로 코팅되어 안전성이 향상된 파우치형 전지 및 그 제조 방법
CN201966261U (zh) 2011-01-25 2011-09-07 郑小龙 一种手机电池
JP5555380B2 (ja) * 2011-08-29 2014-07-23 パナソニック株式会社 薄型電池
CN103066218B (zh) * 2011-10-24 2016-01-20 索尼电子(无锡)有限公司 电池、电池芯容器形成方法以及电子设备
KR101905077B1 (ko) * 2012-01-19 2018-10-05 삼성에스디아이 주식회사 배터리 셀용 보강물 및 배터리 셀
US10046096B2 (en) 2012-03-12 2018-08-14 Smith & Nephew Plc Reduced pressure apparatus and methods
US20130309536A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Donald P.H. Wu Housing structure for holding a plurality of square secondary batteries
US20160111705A1 (en) 2012-08-01 2016-04-21 Sharp Laboratories of America (SLA), Inc. Metal-Air Battery with Expandable Anode
FR3006116B1 (fr) * 2013-05-21 2015-06-26 Commissariat Energie Atomique Batterie li-on bipolaire a etancheite amelioree et procede de realisation associe.
US9472814B1 (en) * 2013-07-29 2016-10-18 Itn Energy Systems, Inc. Bendable scoring lines in thin-film solid state batteries
KR101592355B1 (ko) 2013-08-05 2016-02-11 주식회사 아모그린텍 플렉시블 집전체를 이용한 이차전지 및 플렉시블 집전체의 제조방법
CN105814803B (zh) 2013-12-27 2019-02-01 阿莫绿色技术有限公司 具有柔性电池的可佩戴设备
CN105874640B (zh) 2014-01-13 2018-06-29 株式会社Lg化学 具有使用惰性粒子来提高安全性的电池单元
US9806299B2 (en) * 2014-04-08 2017-10-31 International Business Machines Corporation Cathode for thin film microbattery
US9601278B2 (en) 2014-08-26 2017-03-21 Analog Devices, Inc. Super-capacitor with separator and method of producing the same
US10102981B2 (en) 2014-08-26 2018-10-16 Analog Devices, Inc. Method of producing a super-capacitor
US20160058133A1 (en) 2014-08-28 2016-03-03 Joseph Fournier Analog watch with digital wearable system
KR101768752B1 (ko) 2014-09-17 2017-08-16 주식회사 엘지화학 이차 전지, 이를 포함하는 전지 모듈 및 상기 이차 전지의 제조방법
US10468201B2 (en) 2014-10-08 2019-11-05 Analog Devices, Inc. Integrated super-capacitor
KR102497815B1 (ko) 2014-10-24 2023-02-09 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리가 내장된 시계줄
KR101756939B1 (ko) 2014-10-31 2017-07-11 주식회사 엘지화학 다층형 케이블형 이차전지
JP6165998B2 (ja) 2015-06-15 2017-07-19 日本碍子株式会社 ニッケル亜鉛電池セルパック及びそれを用いた組電池
WO2017136320A1 (en) 2016-02-01 2017-08-10 The Regents Of The University Of Michigan Segmented cell architecture for solid state batteries
US10264678B1 (en) * 2017-10-03 2019-04-16 Rfmicron, Inc. Integrated and flexible battery securing apparatus

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1462082A (zh) * 2002-05-02 2003-12-17 瓦尔达微电池有限责任公司 具有薄电极的电化学元件
CN101411021A (zh) * 2006-01-30 2009-04-15 塞瑞斯知识产权有限公司 燃料电池
US20070264564A1 (en) * 2006-03-16 2007-11-15 Infinite Power Solutions, Inc. Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof
WO2012025505A1 (fr) * 2010-08-24 2012-03-01 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Accumulateur electrochimique bipolaire a emballage ameliore
US20120276434A1 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Palo Alto Research Center Incorporated Highly flexible printed alkaline batteries based on mesh embedded electrodes
CN102800727A (zh) * 2011-05-26 2012-11-28 Lg电子株式会社 太阳能电池模块
JP2012252842A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Sekisui Chem Co Ltd 電気モジュールの製造方法及び電気モジュール
CN103827771A (zh) * 2011-09-30 2014-05-28 苹果公司 柔性电子设备
CN105765008A (zh) * 2013-11-13 2016-07-13 R.R.当纳利父子公司 电池
CN104752438A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 英特尔公司 用于柔性电子通信设备的方法和装置
CN107210136A (zh) * 2015-01-09 2017-09-26 美国亚德诺半导体公司 具有共享电极储能装置的集成电路
CN107017414A (zh) * 2015-12-21 2017-08-04 斯沃奇集团研究和开发有限公司 电池

Also Published As

Publication number Publication date
US20190273280A1 (en) 2019-09-05
CN111819711B (zh) 2023-09-26
DE112019001088T5 (de) 2020-11-12
US11764392B2 (en) 2023-09-19
WO2019168924A1 (en) 2019-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7344330B2 (ja) 電子機器
US10573607B2 (en) Body-mountable device with a common substrate for electronics and battery
TWI707493B (zh) 二次電池及電子裝置
US20150140397A1 (en) Multilayer film, exterior material for secondary battery, secondary battery, and electronic device
US11600883B2 (en) Battery module, method for manufacturing battery module, and electronic device
CN103907229B (zh) 用于具有集成的储能器的电路的载体
CN103262330A (zh) 固体电池
US10917973B1 (en) Method of direct embedding a lithium ion battery on a flexible printed circuit board
CN111819711B (zh) 电池组件及其制造方法
WO2023061442A1 (en) Method of embedding a multi-layer lithium ion battery on a flexible printed circuit board

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant