CN114128008A - 锂离子电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电池(1000)，其包括基本单元(100)，基本单元(100)依次包括平面阳极集流体基板(10)、阳极层(20)、电解质材料层(30)或浸渍有电解质的隔膜层(31)、阴极层(50)、以及平面阴极集流体基板(40)，电池(1000)还包括纵向边缘(1011、1012)、第一横向边缘(1001)和第二横向边缘(1005)，第一横向边缘(1001)包括阳极连接区域(1002)，第二横向边缘(1005)包括阴极连接区域(1006)。每个基本单元(100)包括主本体(111)、次级本体(112)和三级本体(113)，次级本体和三级本体分别布置在主本体的两侧，并理解，主本体(111)、次级本体(112)和三级本体(113)中的每一个依次包括平面阳极集流体基板(10)、阳极层(20)、电解质材料层(30)或浸渍有电解质的隔膜层(31)、阴极层(50)和平面阴极集流体基板(40)。次级本体(112)通过凹口(120)与主本体(111)分离，凹口(120)没有任何阳极材料、电解质材料、阴极材料和阳极集流体基板材料。凹口在垂直于电池的主平面的方向上从电池的纵向边缘(1011)延伸到相对的纵向边缘(1012)。三级本体(113)通过凹槽(130)与主本体(111)分离，凹槽(130)没有任何阳极材料、电解质材料、阴极材料和阴极集流体基板材料。凹槽(130)在垂直于电池的主平面的方向上从电池的纵向边缘(1011)延伸到相对的纵向边缘(1012)。

Description

锂离子电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及锂离子电池。本发明涉及具有新架构的锂离子电池，该新架构延长了锂离子电池的使用寿命。本发明还涉及用于制造这种电池的新方法。
背景技术
全固态锂离子可充电电池是已知的。WO2016/001584(I-TEN)描述了由阳极箔和阴极箔制造的锂离子电池，阳极箔包括被阳极层和电解质层依次覆盖的导体基板，阴极箔包括被阴极层和电解质层依次覆盖的导体基板；在沉积之前或之后，根据U形图案切割这些箔。然后，这些箔交替地堆叠，以便构成若干基本单元/电池单元的堆叠。阳极箔和阴极箔的切割图案以“头到尾”方式放置，使得阴极和阳极的堆叠横向偏移。在堆叠步骤之后，具有厚度约十微米的层的封装系统沉积在堆叠上和堆叠内存在的可用腔中。这使得一方面可以确保结构在切割平面处的刚性，并且另一方面可以确保相对于大气对电池的单元进行保护。一旦实现和封装了堆叠，就根据切割平面切割该堆叠以获得整体电池，其暴露电池的阴极连接区域和阳极连接区域的切割平面中的每一个。在这些切割过程中，封装系统可能脱落，这导致电池密封性不连续。还已知在这些阴极连接区域和阳极连接区域明显的位置处添加终端(terminations)(即，电触点)。
然而，这种已知的解决方案似乎具有某些缺点。实际上，根据电极的定位(尤其是多层电池的电极边缘附近)及切割的清洁度，在端部处可能出现漏电流，典型地以严重短路(rampant short-circuit)的形式出现的漏电流。尽管在电池周围和在接近阴极连接区域和阳极连接区域处使用了封装系统，这种严重短路也降低了电池的性能。此外，有时观察到在电池上，特别是在由电池边缘上的电极的横向偏移产生的空间处的电池边缘上，沉积封装系统不令人满意。
此外，假设终端(分别为阳极和阴极)分别从相邻的箔(分别为阴极箔和阳极箔)缩回，必然造成大尺寸的切口。然后必须使用绝缘材料填充这种切口。给定基本尺寸的情况下，严格来讲，这种切口导致用于形成电池的材料的大量损失。此外，它迫使在堆叠中存在的可用腔中沉积高厚度的绝缘体。厚绝缘体有削弱电池的整个封装系统的风险。在切割期间，沉积为厚层的封装系统往往会分层。因此，根据现有技术的架构具有某些技术上的以及经济上的缺点。
本发明的目的在于至少部分地克服上文提到的现有技术的某些缺点，特别是获得具有高能量密度和高功率密度的可充电锂离子电池。
本发明的目的尤其在于提高具有高能量密度和高功率密度的可充电锂离子电池的产品良率，并且以最小成本进行更高效率的封装。
本发明的目的尤其在于提出一种方法，该方法降低了严重短路或意外短路的风险，并且使得可以制造具有低自放电的电池。
本发明的目的尤其在于提出一种方法，该方法使得可以简单、可靠和快速地制造具有非常高的使用寿命的电池。
本发明的目的还在于提出这样一种方法，该方法使用质量更好的切割步骤，特别是比现有技术中更干净的切割步骤。
本发明的目的还在于提出一种用于制造产生较少材料损失的电池的方法。
发明内容
本公开的一个目的是一种电池1000，其包括至少一个基本单元100，所述基本单元100依次包括至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或至少一个浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50、以及至少一个平面阴极集流体基板40，所述电池1000包括纵向边缘1011、1012、第一横向边缘1001和第二横向边缘1005，所述第一横向边缘1001包括至少一个阳极连接区域1002，所述第二横向边缘1005包括至少一个阴极连接区域1006，所述阳极连接区域1002和所述阴极连接区域1006优选地横向相对设置，其特征在于，每个基本单元100包括主本体111、次级本体112和三级本体113，所述次级本体和所述三级本体分别布置在所述主本体的两侧，并理解，所述主本体111、所述次级本体112和所述三级本体113中的每一个依次包括至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或至少一个浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50和至少一个平面阴极集流体基板40，所述次级本体112通过凹口120与所述主本体111分离，所述凹口120没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阳极集流体基板材料，并理解，所述凹口在垂直于所述电池的主平面的方向上从所述电池的纵向边缘1011延伸到相对的纵向边缘1012，以及所述三级本体113通过凹槽130与所述主本体111分离，所述凹槽130没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阴极集流体基板材料，并理解，所述凹槽130在垂直于所述电池的主平面的方向上从所述电池的纵向边缘1011延伸到相对的纵向边缘1012。
有利地，根据本发明的电池包括多个基本单元，并且其特征在于，每一个基本单元的所有凹口在垂直于所述电池的所述主平面的方向上叠置，使得每个平面阴极集流体基板通过所述阴极连接区域收集该基本单元的阴极电流，并且每一个基本单元的所有凹槽在垂直于所述电池的所述主平面的方向上叠置，使得每个平面阳极集流体基板通过所述阳极连接区域收集该基本单元的阳极电流。
在优选实施例中，所述电池是锂离子电池。有利地，根据本发明的电池包括完全覆盖所述电池的六个面中的四个面的封装系统，所述六个面中的其余两个面包括阳极连接区域和阴极连接区域。
有利地，所述封装系统包括：
沉积在所述电池上的至少一个第一覆盖层，所述第一覆盖层优选地选自聚对二甲苯、聚对二甲苯F、聚酰亚胺、环氧树脂、有机硅、聚酰胺、溶胶-凝胶二氧化硅、有机二氧化硅和/或其混合物，
至少一个第二覆盖层，其由电绝缘材料构成，通过原子层沉积而沉积在所述至少一个第一覆盖层上，并理解，至少一个第一覆盖层和至少一个第二覆盖层的顺序可以重复z次，z≥1。
有利地，所述阳极连接区域和所述阴极连接区域由终端覆盖。
有利地，所述终端包括：设置在至少所述阴极连接区域和/或至少所述阳极连接区域上的第一层，所述第一层的材料载有石墨，所述第一层的材料优选具有载有石墨的环氧树脂基体，
设置在终端系统的所述第一层上的第二致密层，其材料为金属铜，
可选地，设置在所述第二层上的第三层，其材料为锡-锡锌合金基体，
可选地，设置在所述终端系统的所述第三层上的第四层，其材料为锡基体或银、钯和铜合金的基体。
有利地，所述凹口的宽度在0.01mm和0.5mm之间。
有利地，所述凹槽的宽度在0.01mm和0.5mm之间。
有利地，所述次级本体的宽度在0.5mm和20mm之间。
本发明的第二个目的是一种用于制造电池1000的方法，所述电池包括至少一个基本单元100，所述基本单元100依次包括至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或至少一个浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50以及至少一个平面阴极集流体基板40，所述制造方法包括：
(a)提供覆盖有阳极层20并可选地覆盖有电解质材料层30或覆盖有浸渍电解质的隔膜层31的平面阳极集流体基板10的至少一个箔，以下称为阳极箔2，所述阳极箔包括至少一个阳极狭槽80，所述阳极狭槽80包括两个主垂直阳极和平行腔82，所述两个主垂直阳极和平行腔的上部通过基本上垂直于所述两个主阳极垂腔82的水平阳极通道84连接，这些主垂直阳极腔用于限定所述电池的纵向边缘，
(b)提供覆盖有阴极层50并可选地覆盖有电解质材料层30或覆盖有浸渍电解质的隔膜层31的平面阴极集流体基板40的至少一个箔，以下称为阴极箔5，所述阴极箔包括至少一个阴极狭槽70，所述阴极狭槽包括两个主垂直阴极和平行腔72，所述两个主垂直阴极和平行腔的上部通过基本上垂直于所述两个主垂直阴极腔72的水平阴极通道74连接，这些主垂直阴极腔用于限定所述电池的纵向边缘，
(c)至少分别在步骤a)和步骤b)中提供的所述箔的每个阳极狭槽80和阴极狭槽70的附近形成第一凹口和第二凹口，使得在垂直于所述电池的所述主平面的方向上并且在平行于所述阳极狭槽80的所述水平阳极通道84的方向上形成阳极沟槽86、88、以及在垂直于所述电池的所述主平面的方向上并且在平行于所述阴极狭槽70的水平阴极通道74的方向上形成阴极沟槽76、78，并理解
所述第一凹口和所述第二凹口分别形成在所述阳极箔2和所述阴极箔5的任一侧上，
所述第二凹口在所述第一凹口的延伸部中形成，以及
通过所述第一凹口和所述第二凹口获得的所述阳极沟槽86，88没有任何电解质材料或浸渍有电解质的隔膜并且没有任何阳极材料，通过所述第一凹口和所述第二凹口获得的所述阴极沟槽76，78没有任何电解质材料或浸渍有电解质的隔膜并且没有任何阴极材料，以及
所述阳极沟槽86、88和所述阴极沟槽76、78分别在所述电池的相对的纵向边缘1011、1012之间在垂直于所述电池的主平面的方向上延伸，使得分别连接每个阳极狭槽80的所述两个主垂直阳极和平行腔和连接每个阴极狭槽70的所述两个主垂直阳极和平行腔，在形成这些凹口之后获得的所述箔在下文中分别被称为有凹口的阳极箔2e和有凹口的阴极箔5e，
(d)形成至少一个有凹口的阳极箔2e和至少一个有凹口的阴极箔5e的交替堆叠I，使得依次获得至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50以及至少一个平面阴极集流体基板40；使得对于至少一个有凹口的阳极箔2e的每个阳极狭槽80和对于至少一个有凹口的阴极箔5e的每个阴极狭槽70，至少所述有凹口的阳极箔的阳极沟槽86、88和至少所述有凹口的阴极箔5e的阴极沟槽76、78在垂直于所述电池的主平面的方向上分别设置在相邻的有凹口的阴极箔5e的阴极狭槽70的水平阴极通道74的延伸部中、和在相邻的有凹口的阳极箔2e的阳极狭槽80的水平阳极通道84的延伸部中，
(e)对步骤d)中获得的交替箔的堆叠进行热处理和/或机械压缩，使得形成固结堆叠，
(f)根据平行于水平阳极通道84和水平阴极通道74的平面，形成至少部分地在所述阳极狭槽80和阴极狭槽70内延伸的两个切口Dn、D'n，第一切口在所述阳极狭槽80的水平阳极通道84和面向所述纵向边缘的端部之间延伸，而第二切口在所述阴极狭槽70的水平阴极通道74和面向所述纵向边缘的端部之间延伸，使得形成至少暴露阳极连接区域和阴极连接区域的切割后的堆叠。
有利地，在步骤(e)之后并且优选地在步骤(f)之前，通过沉积以下层来执行封装所述固结堆叠的步骤(g)：
在所述电池上的至少一个第一覆盖层，所述至少一个第一覆盖层优选地选自聚对二甲苯、聚对二甲苯F、聚酰亚胺、环氧树脂、有机硅、聚酰胺、溶胶-凝胶二氧化硅、有机二氧化硅和/或其混合物，以及
通过原子层沉积而沉积在所述至少一个第一覆盖层上的至少一个第二覆盖层，所述至少一个第二覆盖层由电绝缘材料构成，并理解，所述至少一个第一覆盖层和所述至少一个第二覆盖层的顺序可以重复z次，z≥1。
有利地，当在根据本发明的电池中使用隔膜时，隔膜由电解液浸渍，优选地，由锂离子载流子相(例如液体电解质或含有锂盐的离子液体)浸渍。
有利地，在步骤(f)之后，通过至少在所述阳极连接区域和所述阴极连接区域上依次沉积以下层来形成所述电池的终端：
第一层，所述第一层的材料载有石墨，所述第一层的材料优选具有载有石墨的环氧树脂基体，
设置在终端系统的所述第一层上的第二致密层，其材料为金属铜，以及
可选地，设置在终端系统的所述第二层上的第三层，其材料为锡-锌合金基体，
可选地，设置在所述终端系统的所述第三层上的第四层，其材料为锡基体或银、钯和铜合金的基体。
有利地，通过激光烧蚀形成在步骤(d)中的用于形成沟槽76、78、86、88的两个凹口。
有利地，通过激光进行每次切割。
有利地，每个基本单元在第一面上限定平面阳极集流体基板的连续区域和露出的凹口120，并且在相对面上限定平面阴极集流体基板的连续区域和露出的凹槽130。
有利地，所述平面阳极集流体基板的所述连续区域被定位成在垂直于所述电池的平面的方向上面向所述凹口120，并且所述平面阴极集流体基板的所述连续区域被定位成在垂直于所述电池的平面的方向上面向所述凹槽130。
有利地，根据本发明的电池的特征在于：
所述平面阳极集流体基板是两个相邻基本单元的阳极集流体基板，并且
所述平面阴极集流体基板是两个相邻基本单元的阴极集流体基板。
附图说明
作为非限制性示例给出的附图代表本发明的不同方面和实施例。
图1是根据本发明的电池的制造方法的用于形成堆叠的有凹口的阳极箔和有凹口的阴极箔的透视图。
图2是示出了图1的箔中的一个箔的正视图。
图3是放大的正视图，其示出了在阳极箔中布置的阶梯形槽。
图4是放大的透视图，其示出了在相邻箔中布置的这些阶梯形槽。
图5是俯视图，其示出了在前述附图的堆叠中布置的不同槽上进行的切割步骤。
图6是放大的俯视图，其示出了在阶梯形槽上布置的切口。
图7是沿图6中所示的线VII-VII的剖视图。
图8是沿图6中所示的线VII-VII的剖视图。
图9是沿图6中所示的线VII-VII的爆炸剖视图，其示出了由三个基本单元构成的堆叠。
图10是示出根据本发明的电池的俯视图，该电池尤其能够根据前述附图的方法获得。
图11是示出根据本发明的电池的正视图，该电池尤其能够根据前述附图的方法获得。
图12是示出根据本发明的电池的透视图，该电池尤其能够根据前述附图的方法获得。
图13是示出根据现有技术的电池的透视图。
在这些图和以下描述中使用以下标识：
表1：本申请中使用的字母数字标识
Figure BDA0003468410730000081
Figure BDA0003468410730000091
Figure BDA0003468410730000101
具体实施方式
根据本发明的方法首先包括一个步骤，在该步骤中实现交替的箔的堆叠I，这些箔在下文中根据情况被称为“阳极箔”2或“阴极箔”5。如将更详细地看到的，每个阳极箔2用于形成若干电池的阳极，并且每个阴极箔5用于形成若干电池的阴极。在图1所示的示例中，示出了两个有凹口的阴极箔5e以及两个有凹口的阳极箔2e。实际上，该堆叠由更多数量的箔形成，通常包括数量在几十和几千之间的箔。用于构成相反极性的交替的箔的堆叠I的有凹口的阴极箔5e的数量与有凹口的阳极箔2e的数量相同。
在一个有利的实施例中，这些箔中的每一个在其四个端部处具有穿孔7，使得当这些穿孔7叠置时，这些箔的所有阴极和所有阳极被专门布置，如将在下文进行更详细地解释(参见图1和图2)。在箔的四个端部处的这些穿孔7可以通过任何合适的方式来实现，特别是在制造之后的阳极箔2和阴极箔5上，或者在覆盖有阴极层50或阳极层20并且可选地覆盖有电解质材料层30或隔膜层31的基板箔10、基板箔40上，使得该电解质材料层30或该隔膜层31插入在相反极性的两个箔之间，即在阳极箔2和阴极箔5之间。
每个阳极箔2包括覆盖有阳极材料活性层20(下文中称为阳极层20)的平面阳极集流体基板10。每个阴极箔5包括覆盖有阴极材料活性层50(下文中称为阴极层50)的平面阴极集流体基板40。这些活性层中的每一个可以是固态的，并且更特别地具有致密或多孔的性质。此外，为了防止相反极性的两个活性层之间的任何电接触，将电解质层30或浸渍有电解质的隔膜层31设置在这些预先覆盖有活性层的平面阴极集流体基板中的至少一个的活性层上，与面对的活性层接触。电解质层30或隔膜层31可设置在阳极层20和/或阴极层50上；电解质层或隔膜层是包括电解质层或隔膜层的阳极箔2和/或阴极箔5的组成部分。
有利地，平面阳极集流体基板10和平面阴极集流体基板40的两个面分别被阳极层20和阴极层50覆盖，并且可选地分别被设置在阳极层20和阴极层50上的电解质层30或隔膜层31覆盖。在这种情况下，平面阳极集流体基板10和平面阴极集流体基板40将被用作两个相邻基本单元的集流体。在电池中使用这些基板使得可以提高具有高能量密度和高功率密度的可充电电池的产品良率。
下文对阳极箔2中的一个阳极箔的机械结构进行说明，并理解其他阳极箔2具有相同的结构。另外，如以下可见，阴极箔5的结构与阳极箔2的结构类似。
如图2中可见，有凹口的阳极箔2e具有四边形形状，基本上为正方形。它限定了所谓的穿孔中心区域4，在穿孔中心区域4形成阶梯/梯子形槽，这将在下文中描述。关于这些阶梯形槽的定位，限定所谓的箔的垂直方向YY以及所谓的箔的水平方向XX，垂直方向YY对应于这些阶梯形槽的垂直方向，水平方向XX垂直于方向YY。中心区域4由实心(即没有槽)的外围边框6限定。该边框的功能尤其用于确保容易处理每个箔。
阶梯形槽逐行L1至Ly以及逐列R1至Rx分布。作为非限制性实例，在制造表面安装组件(下文称为CMS)型微电池的边框中，所用的阳极箔和阴极箔可为100mm×100mm的板。通常，这些箔的行数在10和500之间，而列数在10和500之间。根据电池的期望容量，其尺寸可以变化，并且因此可以调整每个阳极箔和阴极箔的行和列的数量。所用的阳极箔和阴极箔的尺寸可以根据需要进行调整。如图2所示，相邻的两行由材料桥8分隔开，H8表示材料桥的高度，其在0.05mm和5mm之间。相邻的两列由材料带9分开，L9表示材料带的宽度，其在0.05mm和5mm之间。阳极箔和阴极箔的这些材料桥8和材料带9为这些箔提供了机械刚性，足以使它们能够被容易地处理。
阶梯形槽60、61包括凹口76、78、86、88和H形狭槽70、80。这些H形狭槽是通槽，即它们分别通向箔的相对的上表面和下表面。
H形狭槽70、80可以以本身已知的方式直接在平面集流体基板上实现，然后，通过化学蚀刻、通过电铸、通过激光切割、通过微穿孔或通过冲压，沉积阳极材料或阴极材料。这些H形狭槽70、80也可形成在覆盖有一层阳极材料或阴极材料的平面阴极集流体基板上、形成在预先覆盖有一层阳极材料或阴极材料并覆盖有电解质层或隔膜层的平面阴极集流体基板上，即以本身已知的方式，例如通过激光切割(或激光烧蚀)、通过飞秒激光切割、通过微穿孔或通过冲压，形成在阳极箔或阴极箔上。在所有阴极箔中实现的H形狭槽70是叠置的。在所有阳极箔中实现的H形狭槽80是叠置的。
现在将描述如图3所示的阶梯形槽60中的一个阶梯形槽，并理解，阳极箔的所有切口都是相同的。每个阶梯形槽60包括由两个主垂直且平行的腔82形成的H形通槽80，这两个腔在阶梯形槽60的上部通过水平通道84连接，水平通道84优选地垂直于两个主垂直且平行的腔82。每个槽在H形狭槽的下部还包括第一水平阳极沟槽86和第二水平阳极沟槽88。如图3中具体所示，在阳极箔2的任一侧分别形成第一水平阳极沟槽86和第二水平阳极沟槽88，使得在第一水平阳极沟槽86的延伸部中形成第二水平阳极沟槽88。
第一阳极沟槽86和第二阳极沟槽88没有任何电解质材料或隔膜并且没有任何阳极材料。形成这些第一阳极沟槽86和第二阳极沟槽88，使得去除任何电解质材料或隔膜以及任何阳极材料，并保留平面阳极集流体基板的至少一部分，该至少一部分限定平面阳极集流体基板的连续区域。第一阳极沟槽86和第二阳极沟槽88可以通过激光烧蚀来形成。
第一阳极沟槽86和第二阳极沟槽88在电池的相对纵向边缘1011、1012之间沿垂直于电池主平面的方向延伸，使得连接每个狭槽80(在下文中被称为阳极狭槽)的两个主垂直且平行的腔82。
从顶部看，一侧的水平通道84与另一侧的第一水平阳极沟槽86和第二水平阳极沟槽88相对于Hs的中轴线(其表示为XH)相互对称。
在下文中将在实现狭槽80和形成第一水平阳极沟槽86和第二水平阳极沟槽88的凹口之后获得的阳极箔2称为有凹口的阳极箔2e。
注意
H80表示整个狭槽的高度，其通常在0.25mm和10mm之间；
L80表示整个狭槽宽度，其通常在0.25mm和10mm之间；
L82表示每个主垂直腔的宽度，其通常在0.02mm和5mm之间；
H84表示每个通道的高度，其通常在0.01mm和0.5mm之间；
D84表示主垂直和平行腔82的顶部与水平通道84的顶部之间的高度差，其通常在0.05mm和2mm之间；
H86表示每个第一水平阳极沟槽86的高度，其通常在0.01mm和0.5mm之间；
D86表示主垂直和平行腔82的底部与每个第一水平阳极沟槽86的底部之间的高度差，其通常在0.05mm和2mm之间。
每个阴极箔5还设有不同行和列的阶梯形槽61，其数量与阶梯形槽60相同。具体如图4所示，每个阶梯形槽61的结构与每个阶梯形槽60的结构基本相似，即该阶梯形槽61包括两个主垂直阴极腔72，两个主垂直阴极腔72通过水平通道74连接。主垂直阴极腔72的尺寸与主垂直阳极腔82的尺寸相同，同样，通道74的尺寸与通道84的尺寸相似。
从上面看，主垂直阴极腔72与主垂直阳极腔82叠置。阶梯形槽60和阶梯形槽61之间的唯一区别在于通道74设置在下部以及第一阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78设置在上部。第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78分别形成在阴极箔5的两侧，使得在第一水平阴极沟槽76延伸部中形成第二水平阴极沟槽78。
第一阴极沟槽76和第二阴极沟槽78不含任何电解质材料或隔膜并且不含任何阴极材料。形成这些第一阴极沟槽76和第二阴极沟槽78，使得去除任何电解质材料或隔膜材料以及任何阴极材料，并保留阴极集流体基板的至少一部分，该阴极集流体基板的至少一部分限定平面阴极集流体基板的连续区域。第一阴极沟槽76和第二阴极沟槽78可以以本身已知的方式经由激光烧蚀来实现。第一阴极沟槽76和第二阴极沟槽78在电池的相对纵向边缘1011、1012之间沿垂直于电池主平面的方向延伸，以便连接每个狭槽70(在下文中称为阴极狭槽70)的两个主垂直和平行腔72。
如图4中具体所示，从顶部看，一侧的水平通道74与另一侧的第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78相对于Hs的中轴线(其表示为XH)相互对称。
以下将实现狭槽70和形成第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78的凹口之后获得的阴极箔5称为有凹口的阴极箔5e。
然后，实现至少一个有凹口的阳极箔2e和至少一个有凹口的阴极箔5e的交替的堆叠I，以便依次获得至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50、以及至少一个平面阴极集流体基板40。
实现交替的堆叠I，使得：
-对于至少一个有凹口的阳极箔2e的每个阳极狭槽80，至少有凹口的阳极箔2e的阳极沟槽86、88设置在相邻的有凹口的阴极箔5e的阴极狭槽70的水平阴极通道74的沿垂直于电池的主平面的方向上的延伸部中，使得，
-对于至少一个有凹口的阴极箔5e的每个阴极狭槽70，至少有凹口的阴极箔5e的阴极沟槽76、78设置在相邻的有凹口的阳极箔2e的阳极狭槽80的水平阳极通道84的沿垂直于电池的主平面的方向上的延伸部中。
假设对上述堆叠执行旨在确保其整体机械稳定性的步骤。这些步骤本身是已知的，特别包括对不同层进行热压。如下文将看到的，该堆叠允许形成单个电池，其数量等于行数Y和列数X的乘积。
为此，参照图5，示出了三行Ln-1至Ln+1以及三列Rn-1至Rn+1。根据本发明，通过一行狭槽实现两个切口Dn和D'n。以贯穿方式实现的每个切口，即其在堆叠的整个高度上延伸，以本身已知的方式实现。作为非限制性示例，将提及通过锯切的切割，特别是划切、剪切割或激光切割。
如图6所示，其是图5的一个槽的放大视图，每个切口形成在各自的通道和朝向H形狭槽的端部之间。在这些条件下，参考图6，作为非限制性实例，注意：
切口Dn和面向水平通道84的面之间的距离D85在0.05mm和2mm之间，并理解该距离D85小于等于D84；
切口D'n和面向第一水平阳极沟槽86的面之间的距离D87在0.05mm和2mm之间，并理解该距离D87小于等于D86。
再次参考图5，每个最终电池在顶部和底部由两个切口Dn和D'n限定，并且在右侧和左侧由主垂直和平行腔的内表面限定。
该图5以阴影方式示出了沿切割线Dn和D'n一次切割的电池1000。另外，堆叠的箔的区域90以虚线填充示出，其不构成电池，而剩余的狭槽以白色示出。
图7和图8是沿延伸穿过电池的切割线VII-VII截取的剖视图。在图7中，仅示出了有凹口的阳极箔2e和有凹口的阴极箔5e相对于彼此的布置。在图8中，示出了两个有凹口的阳极箔2e和两个有凹口的阴极箔5e的交替布置。在同一图中，参考区域90，其也在图5中示出，其对应于材料废料，特别是阳极、阴极和电解质材料或隔膜的废料。
有凹口的阳极箔2e包括覆盖有阳极层20的平面阳极集流体基板10，阳极层20本身可选地覆盖有电解质层30或浸渍有电解质的隔膜层31。每个有凹口的阴极箔5e包括覆盖有阴极材料活性层50的平面阴极集流体基板40，所述活性层50本身可选地覆盖有电解质层30或浸渍有电解质的隔膜层31。为了防止相反极性的两个活性层之间，即阳极层20和阴极层50之间的任何电接触，在阳极层20和阴极层50之间至少设置电解质层30或浸渍或稍后浸渍有电解质的隔膜层31。在图7中，示出了基本单元100，其依次包括至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50和至少一个平面阴极集流体基板40。
每个基本单元100包括主本体111、次级本体112和三级本体113。次级本体112和三级本体113分别设置在主本体111的两侧。主本体111、次级本体112和三级本体113中的每一个依次包括至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50、以及至少一个平面阴极集流体基板40。对于主本体111、次级本体112和三级本体113，各层的顺序是相同的；主本体的阳极层面对次级本体的阳极层和三级本体的阳极层，主本体的阴极层面对次级本体的阴极层和三级本体的阴极层，并且主本体的电解质层或隔膜层面对次级本体的电解质层或隔膜层和三级本体的电解质层或隔膜层。次级本体112通过凹口120与主本体111分离，该凹口没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阳极集流体基板材料，使得所述凹口在垂直于电池主平面的方向上从电池的纵向边缘1011延伸到相对的纵向边缘1012。
三级本体113通过凹槽130与主本体111分离，该凹槽130没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阴极集流体基板材料，使得凹槽130在垂直于电池主平面的方向上从电池的纵向边缘1011延伸到相对的纵向边缘1012。
此外，每个有凹口的阳极箔和有凹口的阴极箔分别具有阶梯形槽。如图7所示的那些，槽60包括水平通道84、第一水平沟槽86和第二水平沟槽88，槽61包括水平通道74、第一水平沟槽76和第二水平沟槽78。第一水平沟槽86和第二水平沟槽88形成在阳极箔的两侧，第一水平沟槽76和第二水平沟槽78形成在阴极箔的两侧，使得第二水平沟槽88和第二水平沟槽78分别在第一水平沟槽86和第一水平沟槽76的延伸部中形成。此外，布置每个有凹口的阳极箔2e和有凹口的阴极箔5e，使得：
-第一水平阳极沟槽86和第二水平阳极沟槽88设置在相邻的有凹口的阴极箔5e上的阶梯形槽61的水平阴极通道74的延伸部中，以及使得
-第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78设置在相邻的有凹口的阳极箔2e上的阶梯形槽60的水平阳极通道84的延伸部中。
这是本发明的一个特别有利的特征，因为这使得可以防止在电池的横向边缘处出现短路，防止出现漏电流，并且便于在阳极连接区域1002和阴极连接区域1006处形成电接触。
作为剖视图，主垂直阴极腔72与主垂直阳极腔82叠置。阶梯形槽60和阶梯形槽61之间的唯一区别在于通道74设置在下部中，而第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78设置在上部中。第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78分别形成在阴极箔5的两侧，使得第二水平阴极沟槽78在第一水平阴极沟槽76的延伸部中形成。
第一阴极沟槽76和第二阴极沟槽78不含任何电解质材料或隔膜材料并且不含任何阴极材料。第一阴极沟槽76和第二阴极沟槽78在电池的相对的纵向边缘1011和1012之间沿垂直于电池主平面的方向延伸，以便连接每个狭槽70(在下文中称为阴极狭槽70)的两个主垂直且平行腔72。
如图4中具体所示，从顶部看，一侧的水平通道74与另一侧的第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78关于表示为XH的Hs的中轴线相互对称。
以下将在实现了狭槽70和形成第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78的凹口之后获得的阴极箔5称为有凹口的阴极箔5e。
在图7和图8中注意到，切口D'n实现为贯穿有凹口的阳极箔和有凹口的阴极箔两者，即在距有凹口的阴极箔5e上存在的阶梯形槽61的通道的距离D75处，该距离D75也对应于距有凹口的阳极箔2e上存在的阶梯形槽60的第一水平阳极沟槽86和第二水平阳极沟槽88的距离D87。切口Dn实现为贯穿有凹口的阳极箔和有凹口的阴极箔两者，即在距有凹口的阳极箔2e上存在的阶梯形槽60的通道的距离D85处，该距离D85也对应于距有凹口的阴极箔5e上存在的阶梯形槽61的第一水平阴极沟槽76和第二水平阴极沟槽78的距离D77。实现贯穿有凹口的阳极箔和有凹口的阴极箔的切口Dn和D'n是本发明的一个特别有利的特征，因为如在下文中更详细地进行解释，这使得相对于现有技术可以提高切割质量。
申请WO2016/001584描述了若干基本单元的堆叠，包括交替堆叠并横向偏移且被封装在封装系统2095中的阳极箔2'和阴极箔5'(参见图13)，以确保相对于大气对电池2000的单元进行保护。根据穿过电极和封装系统的交替顺序的切割平面来执行对这些被封装的堆叠的切割，使得可以获得具有暴露的阳极连接区域2002和阴极连接区域2006的整体电池。由于在现有技术的电池的电极和封装系统之间存在密度差，沿着该切割平面进行的切割引起封装系统在接近切割平面处脱落的风险，并且因此引起短路发生。在申请WO2016/001584中，在封装期间，封装层填充带有U形切口的箔堆叠的间隙。在这些间隙处引入的封装层较厚，并且不能很好地粘附到堆叠，从而导致在随后的切割期间从封装系统2095脱落的风险。
根据本发明，这种风险通过使用带有阶梯形槽的箔而被抑制，因为由于阴极箔和阳极箔的交替叠置，阶梯形的热压机械结构在接近切口处是极其刚性的。使用这种刚性结构，通过使用带有阶梯形切口的箔，使得可以减少在切割期间的缺陷数量，增加切割速度，并因此提高电池的产品良率。
根据本发明，切口D'n和Dn实现为贯穿具有相等密度的有凹口的阳极箔2e和有凹口的阴极箔5e，从而产生质量更好的干净的切口。此外，凹口120不存在任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阳极集流体基板材料，以及凹槽130不存在任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阴极集流体基板，防止了任何短路和漏电流的风险。
参考图9，根据本发明以分解方式示出了电池中的一个电池1000，作为非限制性示例，其包括三个基本单元100、100'、100"。每个基本单元100包括主本体111、次级本体112和三级本体113。次级本体112和三级本体113分别设置在主本体111的两侧。主本体111、次级本体112和三级本体113中的每一个都依次包括：至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50、以及至少一个平面阴极集流体基板40。次级本体112通过凹口120与主本体111分离，凹口120没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阳极集流体基板材料。凹口120包括通道84的一部分(以下称为84″)和第一阴极沟槽76，或者包括通道84的一部分(以下称为84')和第二阴极沟槽78，如图9所示。水平通道84的部分84'和84″关于阳极集流体基板的中轴线AA对称。每个基本单元的凹口120的封闭端限定阴极集流体的连续区域，以便允许在阴极连接区域1006处形成电接触。
类似地，三级本体113通过凹槽130与主本体111分离，凹槽130没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阴极集流体基板材料。凹槽130包括通道74的一部分(以下称为74″)和第一阳极沟槽86，或者通道74的一部分(以下称为74')和第二阳极沟槽88，如图9所示。水平沟槽74的部分74'和74″关于阴极集流体基板的中轴线CC对称。每个基本单元的凹槽130的封闭端限定了阳极集流体的连续区域，以便允许在阳极连接区域1002处形成电接触。
如图9所示，每个基本单元分别包括上表面和下表面，上表面和下表面中的每个表面平行于电池的主平面。注意，每个基本单元包括凹槽130和凹口120。凹槽130开设在第一面(这里是基本单元100的下表面)上，并且具有保留平面阳极集流体基板10的连续区域的封闭端。凹口120开设在第二面(这里是基本单元100的上表面)上，并且具有保留平面阴极集流体基板40的连续区域的封闭端。阳极连接区域1002和阴极连接区域1006优选地横向相对设置。
如图9所示，基本单元100的凹槽130在垂直于电池的主平面的方向上在位于基本单元100下方的相邻基本单元100'中形成的凹槽130的延伸部中延伸。类似地，基本单元100'的凹口120在垂直于电池的主平面的方向上在位于基本单元100'下方的相邻基本单元100"中形成的凹口120的延伸部中延伸。
如图9所示，基本单元100'的平面阳极集流体基板10可以放置成靠近相邻基本单元100"的平面阳极集流体基板10。类似地，基本单元100的平面阴极集流体基板40可被放置为靠近相邻基本单元100'的平面阴极集流体基板40。
在有利的实施例中，平面阳极集流体基板10和平面阴极集流体基板40可分别用作两个相邻基本单元的集流体，如图7中具体所示。如上所述，平面阳极集流体基板10和平面阴极集流体基板40的两个面分别被阳极层20和阴极层50覆盖，并且可选地被分别设置在阳极层20上和阴极层50上的电解质层30或隔膜层31覆盖。这使得可以提高电池的产品良率。现在参考图10至图12，根据本发明示出了电池中的一个电池1000。注意，1001和1005为该电池的横向边缘，1011和1012是该电池的纵向边缘。
每个电池包括至少一个基本单元100。基本单元100包括主本体111、次级本体112和三级本体113。次级本体112和三级本体113分别设置在主本体111的两侧。主本体111、次级本体112和三级本体113中的每一个都依次包括：至少一个平面阳极集流体基板10、至少一个阳极层20、至少一个电解质材料层30或浸渍有电解质的隔膜层31、至少一个阴极层50、以及至少一个平面阴极集流体基板40。次级本体112通过凹口120与主本体111分离，凹口120没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阳极集流体基板材料。凹口120的宽度L120与上述狭槽80(或阶梯形槽60)的通道84的宽度相对应，凹口120沿垂直于电池主平面的方向从电池的纵向边缘1011延伸到相对的纵向边缘1012。凹口120包括通道84的一部分84"和第一阴极沟槽76，或者包括通道84的一部分84'和第二阴极沟槽78，如图7所示。
三级本体113通过凹槽130与主本体111分隔开，凹槽130没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阴极集流体基板材料。凹槽130的宽度L130与上述狭槽70的通道74(或阶梯形槽61)的宽度相对应，凹槽130沿垂直于电池主平面的方向从电池的纵向边缘1011延伸到相对的纵向边缘1012。如图7所示，凹槽130包括沟槽74的一部分74"和第一阳极沟槽86，或者沟槽74的一部分74'和第二阳极沟槽88。
如参照图6、图7或图8，次级本体112的宽度对应于距离D85/D77。如参照图6、图7或图8，三级本体113的宽度对应于距离D87/D75。在有利的实施例中，距离D85/D77与D87/D75相等。
根据本发明的电池的单一结构使得可以防止在电池的横向边缘处存在短路、防止存在漏电流并且有助于在阳极连接区域1002和阴极连接区域1006处形成电接触。实际上，根据本发明的电池中的凹口120和凹槽130的存在防止了锂离子的横向泄露，并且有利于电池的平衡；彼此接触并由凹口120和凹槽130限定的电极的有效表面基本相同。
根据本发明的每个基本单元的电极的有效表面彼此面对，使得凹口120和凹槽130限定每个基本单元的主本体111的横向边缘。每个基本单元的凹槽130的封闭端限定阳极集流体的连续区域，使得允许在阳极连接区域1002处形成电接触。每个基本单元的凹口120的封闭端限定阴极集流体的连续区域，使得允许在阴极连接区域1006处形成电接触。在基本单元内存在凹口120和凹槽130使得可以防止在电池的横向边缘处出现短路，防止出现漏电流，并且便于形成仅在阳极连接区域1002和阴极连接区域1006处的电接触。
有利地，在实现有凹口的阳极箔2e和有凹口的阴极箔5e的堆叠之后，允许后续电池组装的热处理在50℃和500℃之间的温度下进行，优选地在小于350℃的温度下进行，和/或待组装的有凹口的阳极箔和有凹口的阴极箔的堆叠的机械压缩在10MPa和100MPa之间的压力下进行，优选地在20MPa和50MPa之间的压力下进行。在一个特定的实施方案中，在实现堆叠和对电池进行热处理的步骤之后，通过沉积封装系统来封装堆叠，以确保相对于大气对电池的单元进行保护。封装系统必须化学稳定、耐高温且不透气，以便执行其用作阻挡层的作用。有利地，根据本发明的有凹口的阳极箔和有凹口的阴极箔的堆叠可以用封装系统的顺序/顺序/连续层覆盖，优选地用z个连续层覆盖，该封装系统包括：
-第一致密绝缘覆盖层，其沉积在有凹口的阳极箔2e和有凹口的阴极箔5e的堆叠上，优选地选自聚对二甲苯、聚对二甲苯F、聚酰亚胺、环氧树脂、有机硅、聚酰胺和/或其混合物；以及
-由电绝缘材料构成的第二覆盖层，其通过原子层沉积而沉积在第一覆盖层上。
该次序可以重复z次，z≥1。该多层次序具有阻挡效应。封装系统的次序重复越多，这种阻挡效应将越显著。
通常，第一覆盖层选自由以下形成的组：(例如通过六甲基二硅氧烷(HMDSO)的浸渍或等离子体增强化学气相沉积而沉积的)有机硅、环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚对二甲苯(也称为聚(对苯二甲)，更被称为聚对二甲苯基)和/或其混合物。第一覆盖层使得可以保护电池的敏感元件不受其环境的影响。第一覆盖层的厚度优选地在0.5μm与3μm之间。
可以使用聚对二甲苯的不同变体。有利地，第一覆盖层可由聚对二甲苯C、聚对二甲苯D、聚对二甲苯N(CAS 1633-22-3)、聚对二甲苯F或聚对二甲苯C、D、N和/或F的混合物制成。聚对二甲苯是一种非导电的、透明的、半结晶材料，具有较高的热力学稳定性和优异的耐溶剂性以及极低的渗透性。聚对二甲苯还具有阻挡性能，可以保护电池免受外部环境影响。当该第一覆盖层由聚对二甲苯F制成时，增强了对电池的保护。从通过化学气相沉积(CVD)在表面上沉积的气体单体的凝聚方便地获得该第一覆盖层，这使得可以共形、薄而均匀地覆盖堆叠的所有可触及表面。有利地，第一覆盖层是刚性的；不能将其视为柔性表面。
第二覆盖层由电绝缘材料构成，优选地由无机材料构成。第二覆盖层通过原子层沉积(ALD)而被沉积，使得获得对预先用第一覆盖层覆盖的堆叠的所有可触及表面的共形覆盖。通过ALD沉积的层在机械上非常易碎，并且需要刚性的支承表面以确保它们的保护作用。在柔性表面上沉积易碎层将导致形成裂纹，从而引起该保护层的完整性损失。此外，通过ALD沉积的层的生长受基板的性质影响。通过ALD在具有不同化学性质的区域的基板上沉积的层将不均匀的生长，这会引起该保护层的完整性损失。
ALD沉积技术特别适合于以完全密封和共形方式覆盖具有高粗糙度的表面。使得可以实现无缺陷(例如孔)的共形层(被称为“无针孔”的层，即无孔的层)，并且表现出非常好的阻挡。ALD沉积技术的WVTR系数非常低。WVTR系数(水蒸气透过率)使得可以评价封装系统对水蒸气的渗透性。WVTR系数越低，封装系统越紧密。
第二覆盖层可以由陶瓷材料、玻璃材料或玻璃陶瓷材料，例如，以氧化物、Al2O3类型、氮化物、磷酸盐、氮氧化物或硅氧烷的形式制成。该第二覆盖层的厚度优选为在10nm至50nm之间。
通过ALD在第一覆盖层上沉积的第二覆盖层一方面可以保证结构的密封性，即防止水在物体内部的迁移，另一方面可以保护优选由聚对二甲苯F制成的第一覆盖层免受大气(尤其是空气和湿气)、热暴露的影响，以防止其降解。因此，第二覆盖层提高了封装电池的使用寿命。
然后，可以用最后的覆盖层覆盖以封装系统的这样的顺序(优选为z次)封装的有凹口的阳极箔2e和有凹口的阴极箔5e的堆叠，使得机械地保护这样封装的堆叠，并可能为其提供美感。最后的覆盖层保护并提高电池的使用寿命。有利地，该最后的覆盖层也被选择为耐高温，并且具有足以在电池的后续使用期间保护电池的机械耐受性。有利地，该最后的覆盖层的厚度在1μm和50μm之间。理想地，该最后的覆盖层的厚度为约10μm至15μm；这种厚度范围使得可以保护电池免受机械损伤。
该最后的覆盖层优选地具有以下材料的基体：环氧树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚氨酯、有机硅、溶胶-凝胶二氧化硅或有机二氧化硅。有利地，该最后的覆盖层通过浸渍沉积。
然后，通过任何合适的方法沿着切割线D'n和Dn切割如此涂覆的有凹口的阳极箔2e和有凹口的阴极箔5e的堆叠，以这样方式暴露阳极连接区域和阴极连接区域并获得整体电池。
分别在阴极连接区域和阳极连接区域明显的地方增加终端(电触点)。这些接触区域优选地设置在电池的堆叠的相对侧上，以便收集电流(横向集流体)。终端设置在至少阴极连接区域和至少阳极连接区域上，优选地设置在包括至少阴极连接区域的涂覆并被切割的堆叠的表面上和设置在包括至少阳极连接区域的涂覆并被切割的堆叠的表面上。
使用本领域技术人员已知的技术，优选地通过浸入导电环氧树脂和/或熔融锡浴中，将连接区域金属化。优选地，终端在接近阴极连接区域和阳极连接区域处由层的第一堆叠构成，该层的第一堆叠依次包括载有石墨的材料的第一层以及沉积在第一层上的包括金属铜的第二层，第一层优选地由载有石墨的环氧树脂制成，该金属铜从载有铜纳米颗粒的墨水获得。然后用红外闪光灯烧结该终端的第一堆叠，从而用金属铜层覆盖阴极连接和阳极连接。
根据电池的最终用途，终端可以另外包括设置在终端的第一堆叠上的层的第二堆叠，层的第二堆叠依次包括第一层和沉积在第二堆叠的第一层上的第二层，第一层是优选地通过浸入熔融锡-锌浴中而沉积的锡-锌合金层，以便至少以最小成本确保电池的紧密性，第二层具有通过电沉积而沉积的纯锡基体，或者，第二层包括具有银、钯和铜基体的合金。
终端使得可以在每个端部上重新开始交替的正和负电连接。这些终端使得可以在不同的电池元件之间并联地执行电连接。为此，仅在一端存在阴极连接，而阳极连接存在于另一端。
根据本发明的方法特别适合于制造全固态电池，即，其电极和电解质是固态并且不包括液相，甚至不包括浸渍在固相中。
根据本发明的方法特别适合于制造被认为是准固态的电池，该电池包括至少一个浸渍有电解质的隔膜31。隔膜优选地为多孔无机层，其具有：
-孔隙率，优选地为介孔孔隙率，大于30％，优选地在35％和50％之间，并且更优选地在40％和50％之间，
-平均直径D50小于50nm的孔隙。
有利地，隔膜的厚度小于10μm，优选地在2.5μm和4.5μm之间，使得减小电池的最终厚度而不降低其性能。隔膜的孔隙中浸渍有电解质，优选地，浸渍有锂离子载流子相，例如液体电解质或含有锂盐的离子液体。孔隙中特别是介孔中的“纳米限制”或“纳米捕获”的液体不再能排出。它与在此被称为“介孔结构中的吸收”(其似乎没有在锂离子电池的文献中描述)的现象联系在一起，并且即使当单元置于真空中时它也不再能够排出。因此电池被视为准固态。

Claims (18)

1.一种电池(1000)，包括至少一个基本单元(100)，所述至少一个基本单元(100)依次包括至少一个平面阳极集流体基板(10)、至少一个阳极层(20)、至少一个电解质材料层(30)或至少一个浸渍有电解质的隔膜层(31)、至少一个阴极层(50)、以及至少一个平面阴极集流体基板(40)，
所述电池(1000)包括纵向边缘(1011、1012)、第一横向边缘(1001)和第二横向边缘(1005)，其中所述第一横向边缘(1001)包括至少一个阳极连接区域(1002)，所述第二横向边缘(1005)包括至少一个阴极连接区域(1006)，所述阳极连接区域(1002)和所述阴极连接区域(1006)优选地横向相对设置，
其特征在于，
每个基本单元(100)包括主本体(111)、次级本体(112)和三级本体(113)，所述次级本体和所述三级本体分别布置在所述主本体的两侧，并理解，所述主本体(111)、所述次级本体(112)和所述三级本体(113)中的每一个依次包括至少一个平面阳极集流体基板(10)、至少一个阳极层(20)、至少一个电解质材料层(30)或至少一个浸渍有电解质的隔膜层(31)、至少一个阴极层(50)和至少一个平面阴极集流体基板(40)，
所述次级本体(112)通过凹口(120)与所述主本体(111)分离，所述凹口(120)没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阳极集流体基板材料，并理解，所述凹口在垂直于所述电池的主平面的方向上从所述电池的纵向边缘(1011)延伸到相对的纵向边缘(1012)，以及
所述三级本体(113)通过凹槽(130)与所述主本体(111)分离，所述凹槽(130)没有任何阳极材料、电解质材料、浸渍有电解质的隔膜材料、阴极材料和阴极集流体基板材料，并理解，所述凹槽(130)在垂直于所述电池的主平面的方向上、从所述电池的纵向边缘(1011)延伸到相对的纵向边缘(1012)。
2.根据权利要求1所述的电池(1000)，包括多个基本单元，其特征在于，
每一个基本单元的所有凹口在垂直于所述电池的所述主平面的方向上叠置，使得每个平面阴极集流体基板通过所述阴极连接区域收集该基本单元的阴极电流，并且
每一个基本单元的所有凹槽在垂直于所述电池的所述主平面的方向上叠置，使得每个平面阳极集流体基板通过所述阳极连接区域收集该基本单元的阳极电流。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述电池包括完全覆盖所述电池的六个面中的四个面的封装系统，所述六个面中的其余两个面包括阳极连接区域和阴极连接区域。
4.根据前述权利要求所述的电池，其特征在于，所述封装系统包括：
沉积在所述电池上的至少一个第一覆盖层，所述第一覆盖层优选地选自聚对二甲苯、聚对二甲苯F、聚酰亚胺、环氧树脂、有机硅、聚酰胺、溶胶-凝胶二氧化硅、有机二氧化硅和/或其混合物，
至少一个第二覆盖层，所述至少一个第二覆盖层由电绝缘材料构成，通过原子层沉积而沉积在所述至少一个第一覆盖层上，并理解，至少一个第一覆盖层和至少一个第二覆盖层的顺序可以重复z次，其中，z≥1。
5.根据任一前述权利要求所述的电池，其特征在于，所述阳极连接区域和所述阴极连接区域由终端覆盖。
6.根据前述权利要求所述的电池，其特征在于，所述终端包括：
设置在至少所述阴极连接区域和/或至少所述阳极连接区域上的第一层，所述第一层的材料载有石墨，所述第一层的材料优选具有载有石墨的环氧树脂基体，
设置在终端系统的所述第一层上的第二致密层，其材料为金属铜，
可选地，设置在所述第二层上的第三层，其材料为锡-锡锌合金基体，
可选地，设置在所述终端系统的所述第三层上的第四层，其材料为锡基体或银、钯和铜合金的基体。
7.根据任一前述权利要求所述的电池，其特征在于，所述凹口的宽度在0.01mm和0.5mm之间。
8.根据任一前述权利要求所述的电池，其特征在于，所述凹槽的宽度在0.01mm和0.5mm之间。
9.根据任一前述权利要求所述的电池，其特征在于，所述次级本体的宽度在0.5mm和20mm之间。
10.根据任一前述权利要求所述的电池，其特征在于，所述电池是锂离子电池。
11.一种用于制造电池(1000)的方法，所述电池包括至少一个基本单元(100)，所述基本单元(100)依次包括至少一个平面阳极集流体基板(10)、至少一个阳极层(20)、至少一个电解质材料层(30)或至少一个浸渍有电解质的隔膜层(31)、至少一个阴极层(50)以及至少一个平面阴极集流体基板(40)，所述方法包括：
(a)提供覆盖有阳极层(20)、并可选地覆盖有电解质材料层(30)或者覆盖有浸渍电解质的隔膜层(31)的平面阳极集流体基板(10)的至少一个箔，以下称为阳极箔(2)，所述阳极箔包括至少一个阳极狭槽(80)，所述阳极狭槽(80)包括两个主垂直阳极和平行腔(82)，所述两个主垂直阳极和平行腔(82)的上部通过基本上垂直于所述两个主阳极垂直腔(82)的水平阳极通道(84)连接，这些主垂直阳极腔用于限定所述电池的纵向边缘，
(b)提供覆盖有阴极层(50)、并可选地覆盖有电解质材料层(30)或者覆盖有浸渍电解质的隔膜层(31)的平面阴极集流体基板(40)的至少一个箔，以下称为阴极箔(5)，所述阴极箔包括至少一个阴极狭槽(70)，所述阴极狭槽包括两个主垂直阴极和平行腔(72)，所述两个主垂直阴极和平行腔(72)的上部通过基本上垂直于所述两个主垂直阴极腔(72)的水平阴极通道(74)连接，这些主垂直阴极腔用于限定所述电池的纵向边缘，
(c)至少分别在步骤a)和步骤b)中提供的所述箔的每个阳极狭槽(80)和阴极狭槽(70)的附近形成第一凹口和第二凹口，使得在垂直于所述电池的所述主平面的方向上并且在平行于所述阳极狭槽(80)的所述水平阳极通道(84)的方向上形成阳极沟槽(86、88)、以及在垂直于所述电池的所述主平面的方向上并且在平行于所述阴极狭槽(70)的水平阴极通道(74)的方向上形成阴极沟槽(76、78)，并理解
所述第一凹口和所述第二凹口分别形成在所述阳极(2)和所述阴极(5)狭槽的任一侧上，
所述第二凹口在所述第一凹口的延伸部中形成，以及
通过所述第一凹口和所述第二凹口获得的所述阳极沟槽(86，88)没有任何电解质材料或浸渍有电解质的隔膜并且没有任何阳极材料，通过所述第一凹口和所述第二凹口获得的所述阴极沟槽(76，78)没有任何电解质材料或浸渍有电解质的隔膜并且没有任何阴极材料，以及
所述阳极沟槽(86、88)和所述阴极沟槽(76、78)分别在所述电池的相对的纵向边缘(1011、1012)之间、在垂直于所述电池的主平面的方向上延伸，使得分别连接每个阳极狭槽(80)的所述两个主垂直阳极和平行腔并且连接每个阴极狭槽(70)的所述两个主垂直阴极和平行腔，在形成这些凹口之后获得的所述箔在下文中分别被称为有凹口的阳极箔(2e)和有凹口的阴极箔(5e)，
(d)形成至少一个有凹口的阳极箔(2e)和至少一个有凹口的阴极箔(5e)的交替堆叠(1)，使得依次获得至少一个平面阳极集流体基板(10)、至少一个阳极层(20)、至少一个电解质材料层(30)或者至少一个浸渍有电解质的隔膜层(31)、至少一个阴极层(50)以及至少一个平面阴极集流体基板(40)；使得对于至少一个有凹口的阳极箔(2e)的每个阳极狭槽(80)和对于至少一个有凹口的阴极箔(5e)的每个阴极狭槽(70)，至少所述有凹口的阳极箔的阳极沟槽(86、88)和至少所述有凹口的阴极箔(5e)的阴极沟槽(76、78)在垂直于所述电池的主平面的方向上分别设置在有凹口的相邻阴极箔(e)的阴极狭槽(70)的水平阴极通道(74)的延伸部中、和在有凹口的相邻阳极箔(2e)的阳极狭槽(80)的水平阳极通道(84)的延伸部中，
(e)对步骤d)中获得的交替箔的堆叠进行热处理和/或机械压缩，使得形成固结堆叠，
(f)根据平行于水平阳极通道(84)和水平阴极通道(74)的平面，形成至少部分地在所述阳极狭槽(80)和阴极狭槽(70)内延伸的两个切口(Dn、D'n)，第一切口在所述阳极狭槽(80)的水平阳极通道(84)和面向所述纵向边缘的端部之间延伸，而第二切口在所述阴极狭槽(70)的水平阴极通道(74)和面向所述纵向边缘的端部之间延伸，使得形成至少暴露阳极连接区域和阴极连接区域的切割后的堆叠。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(e)之后，通过沉积以下层来执行封装所述固结堆叠的步骤(g)：
在所述电池上的至少一个第一覆盖层，所述至少一个第一覆盖层优选地选自聚对二甲苯、聚对二甲苯F、聚酰亚胺、环氧树脂、有机硅、聚酰胺、溶胶-凝胶二氧化硅、有机二氧化硅和/或其混合物，以及
通过原子层沉积而沉积在所述至少一个第一覆盖层上的至少一个第二覆盖层，所述至少一个第二覆盖层由电绝缘材料构成，
并理解，所述至少一个第一覆盖层和所述至少一个第二覆盖层的顺序可以重复z次，其中，z≥1。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(f)之后，通过至少在所述阳极连接区域和所述阴极连接区域上依次沉积以下层来形成所述电池的终端：
第一层，所述第一层的材料载有石墨，所述第一层的材料优选具有载有石墨的环氧树脂基体，
设置在终端系统的所述第一层上的第二致密层，其材料为金属铜，以及
可选地，设置在终端系统的所述第二层上的第三层，其材料为锡-锡锌合金基体，
可选地，设置在所述终端系统的所述第三层上的第四层，其材料为锡基体或银、钯和铜合金的基体。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，通过激光烧蚀形成在步骤(d)中的用于形成沟槽(76、78、86、88)的两个凹口。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，通过激光进行每次切割。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，每个基本单元在第一面上限定平面阳极集流体基板的连续区域和露出的凹口(120)，并且在相对面上限定平面阴极集流体基板的连续区域和露出的凹槽(130)。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述平面阳极集流体基板的所述连续区域被定位成在垂直于所述电池的平面的方向上面向所述凹口(120)，并且所述平面阴极集流体基板的所述连续区域被定位成在垂直于所述电池的平面的方向上面向所述凹槽(130)。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其特征在于，
所述平面阳极集流体基板是两个相邻基本单元的阳极集流体基板，并且
所述平面阴极集流体基板是两个相邻基本单元的阴极集流体基板。
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