CN114830385A - 储能装置 - Google Patents

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Abstract

一种方法，包括为储能装置提供多个电池单元。每个电池单元包括第一和第二电极层，以及其间的电解质层。所述多个电池单元被堆叠以形成电池单元组。所述多个电池单元中的每一个的第一和第二电极层以及电解质层的暴露边缘沿着电池单元组的一侧布置。将材料沉积在电池单元组的一侧上，以至少部分覆盖所述多个电池单元中每一个的第一和第二电极层以及电解质层的暴露边缘，从而使所述多个电池单元中每一个的第一和第二电极层绝缘。

Description

储能装置
技术领域
本发明涉及一种储能装置，更具体地说，但是不排他地，涉及用于制造储能装置的方法和设备。
背景技术
一种已知的制造储能装置如包括电极层、电解质层和集电器层的固态薄膜电池的方法是在基板上形成叠层。该叠层包括第一电极层、电解质层和第二电极层。穿过叠层加工出凹槽，并用电绝缘材料填充凹槽，以使第一电极层与第二电极层绝缘。然后，穿过电绝缘材料将叠层切割成单独的部分，以形成单个电池单元。一个堆叠在另一个之上的多个电池单元的电极层彼此电连接，以便将电池单元连接在一起。
制造储能装置的已知方法可能是复杂的。因此，希望提供一种比已知的制造方法更简单的制造储能装置的方法。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供了一种方法，包括：
为储能装置提供多个电池单元，每个电池单元包括：
第一电极层；
第二电极层；和
在第一电极层与第二电极层之间的电解质层；
堆叠多个电池单元以形成电池单元组，其中，所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘沿所述电池单元组的一侧布置；并且
在电池单元组的该一侧上沉积材料，以至少部分地覆盖所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘，以使所述多个电池单元中的每一个的第一电极层和第二电极层绝缘。
与在相邻电池单元之间的窄通道中提供电绝缘材料的现有方法相比，第一方面的方法简化了第一电极层和第二电极层的绝缘。例如，与在窄通道内的沉积相比，电池单元组的沉积材料的一侧通常为沉积材料提供更大的表面积。因此，可以放宽材料沉积的制造公差，允许更直接和有效地沉积材料。
将材料沉积在电池单元组的该一侧可以提高第一、第二电极层以及电解质层的暴露边缘的覆盖率。这可以降低短路的风险，否则如果第一电极层和第二电极层彼此不完全电绝缘，则可能发生短路。通过减少绝缘不充分的电池单元组的数量，可以进一步提高制造过程的效率，否则这些电池单元组可能会因未能满足质量控制要求而被丢弃。
在示例中，该方法包括分别去除多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘上方的材料的一部分。以这种方式，第一电极层的暴露边缘可以被揭开或以其他方式暴露，使得每个电池单元的第一电极层可以连接到另外的电气部件，例如将电池单元并联或串联。尽管与施加精确量的材料用于第一和第二电极层的绝缘相比，这提供了额外的工艺步骤，但是工艺复杂性的降低足以补偿去除部分材料的额外工艺步骤。特别地，使用本文的方法比现有方法更有效地形成暴露的第一电极层，然而该暴露的第一电极层与第二电极层充分绝缘以避免或降低短路的风险。这例如是由于与将材料沉积在电池单元组的一侧上、并结合去除第一电极层的暴露边缘上方的部分材料相关的额外效率，这本身可以以高效的方式实施。例如，可以通过利用材料和材料下面的层(例如第一和第二电极层以及电解质层)的不同材料特性来直接去除材料的该部分。
在这些示例中，去除材料的一部分可以使用激光。在这种情况下，材料会吸收激光发射的电磁辐射。激光去除材料，例如使用激光烧蚀，通常简单且易于控制。因此，这种方法通常允许以有效方式去除材料的一部分。
在使用激光去除材料的一部分的示例中，该材料可以比所述多个电池单元中的电池单元的第一电极层的暴露边缘的至少一部分更能吸收电磁辐射。例如，电池单元的第一电极层的至少一部分可以具有以下特性中的至少一个：对于电磁辐射是反射性的或透射性的。以这种方式，这些元件的不同光学特性可用于简化材料的一部分的去除。例如，与第一电极层的至少一部分相比，在暴露于由激光器发射的电磁辐射时，材料的该部分可以被烧蚀到更大的程度，因为该材料的一部分可以比第一电极层的一部分吸收更大比例的电磁辐射。因此，可以选择性地去除材料的一部分，例如不移除或移除较少量的底层元件，例如第一电极层。这进一步简化了材料的一部分的去除，并因此简化了第一电极层的暴露边缘的揭露以用于连接到另外的电气部件。
在这些示例中，材料可以包括黑色材料，并且由激光器发射的电磁辐射的波长可以至少部分地与电磁光谱的可见波长范围重叠。例如，可以选择材料的特性(例如，材料吸收的波长)，从而可以使用容易获得且经济的激光来实现材料的一部分的去除。合适的材料例如是黑色材料。
在这些示例中，使用激光器去除材料的一部分可以包括：使用激光器产生激光束；引导激光束使得激光束入射到材料的表面上；并且，当激光束入射在材料的表面上时，根据光栅模式相对于材料的表面移动激光束。这进一步简化了材料的一部分的去除。例如，不是根据复杂模式控制激光束的运动以精确去除材料的特定部分而不去除另一部分，而是激光束可以直接逐行扫描材料的表面。尽管如此，可以去除材料的一部分而不去除其他部分，使得第一电极层和第二电极层保持彼此电绝缘。例如，材料的该部分可以具有比该材料的其他部分更小的厚度，使得材料的该部分被移除而不移除材料的其他部分的全部。在去除材料的该部分之后，该材料的其他部分的剩余部分可以继续使第一电极层和第二电极层彼此绝缘。
在示例中，该方法包括，在去除材料的一部分之后，在电池单元组的一侧上沉积电连接器材料以接触多个电池单元中的每一个的第一电极层。这允许电池单元以有效的方式并联连接。例如，类似于第一材料的沉积，电连接器材料可以直接沉积在电池单元组的一侧上。在这些示例中，沉积电连接器材料可以使用热喷涂沉积。例如，这是一种比用于根据复杂模式沉积材料的其他方法更有效的沉积方法。
在示例中，沉积在电池单元组的一侧上的材料是第二材料，电池单元组的该一侧是电池单元组的第二侧，电池单元组内的多个电池单元中的每个电池单元包括沿着电池单元的第一侧的第一材料以至少使第一电极层绝缘，并且使得沿着电池单元的第一侧的至少一部分存在第二电极层的暴露部分，并且每个电池单元的第一侧布置在电池单元组的第一侧，与电池单元组的第二侧相对。在这种情况下，第一材料保护电池单元的第一侧不暴露于周围环境。这可以减少每个电池单元的层与环境之间的不期望的反应，否则不期望的反应可能会发生(例如，如果第一和/或第二电极层包含诸如锂的高反应性材料)。
在这些示例中，对于多个电池单元中的每个相应电池单元，第二电极层的暴露部分可以沿着相应电池单元的第一侧延伸，使得第一材料位于相应电池单元的第二电极层的暴露部分和相应电池单元的第一电极层之间。这可以提供更大的接触面积，用于将第二电极层连接到另外的电气部件。这通常会降低第二电极层和另外的电气部件之间的接触电阻，这可以提高所制造的储能装置的性能。例如，降低接触电阻可以降低储能装置故障的风险和/或减少储能装置的不期望的发热。这又可以提高储能装置的安全性。在这些示例中，电连接器材料可以沉积在电池单元组的第二侧上以接触多个电池单元中的每一个的第二电极层。这允许电池单元以有效的方式并联连接。
在示例中，在将材料沉积在电池单元组的一侧上之前，对于多个电池单元中的每个相应的电池单元，电池单元组的一侧包括突起，该突起包括每个相应电池单元的第一电极层的端部部分。这例如有利于直接去除第一电极层的端部部分上方的一部分材料，以露出第一电极层的端部部分，以便随后连接到另外的电气部件。如上所述，第一电极层的端部部分上的材料的厚度可以小于电池单元的其他部分上的材料的厚度，从而可以去除第一电极层的端部部分上的一部分材料，例如通过激光烧蚀，无需完全去除材料的其他部分。如果通过去除材料而露出第一电极层的端部部分，则第一电极层的端部部分的表面积可以大于第一电极层的边缘表面的表面积。因此，与另外的电气部件经由第一电极层的边缘表面连接到第一电极层的情况相比，这些示例的方法可以允许在第一电极层和另外的电气部件之间形成更大的接触面积。这可以降低接触电阻并提高所制造的储能装置的性能。在这些示例中，对于多个电池单元中的每个相应电池单元，突起可以包括基板的端部部分，每个相应电池单元的第一电极层的端部部分布置在基板的端部部分上。基板可以提高第一电极层的稳定性，降低第一电极层的端部部分损坏的风险。此外，基板例如为在后续处理之前的第一电极层的初始沉积提供合适的表面。
在示例中，在电池单元组的一侧上沉积材料包括在多个电池单元的电池单元的第一部分上沉积具有第一厚度的材料，电池单元的第一部分包括电池单元的第一电极层，以及在电池单元的第二部分上沉积具有第二厚度的材料，第二部分包括电池单元的电解质层和电池单元的第二电极层，第二厚度大于第一厚度。如上所述，这例如有利于直接去除材料的具有第一厚度的第一部分，例如使用激光烧蚀技术。
在示例中，沉积材料包括使用非喷墨印刷方法沉积材料。这允许使用比喷墨打印更直接的方法沉积第二材料，包括例如溢流沉积和/或气相沉积工艺，例如物理气相沉积(PVD)。在PVD中，冷凝相中的材料被蒸发以产生蒸汽，然后该蒸汽被冷凝到电池单元组的一侧上，而在溢流沉积中，电池单元组的一侧被液体材料淹没，随后硬化，例如通过固化，以在电池单元组的一侧上形成材料。这样的方法可以在不需要根据特定模式或在特定位置控制材料的沉积的情况下执行。这使得材料可以直接有效地沉积。
根据本公开的第二方面，提供了一种方法，包括：
为储能装置提供多个电池单元，每个电池单元包括：
第一电极层；
第二电极层；
在第一电极层与第二电极层之间的电解质层；和
沿着电池的第一侧的第一材料，以至少使第一电极层绝缘，并且使得沿着电池的第一侧的至少一部分存在第二电极层的暴露部分；
堆叠多个电池单元以形成电池单元组，每个电池单元的第一侧布置在电池单元组的第一侧；并且
在与电池单元组的第一侧相对的电池单元组的第二侧上沉积第二材料，以使多个电池单元中的每一个的第一电极层与第二电极层绝缘。
类似于第一方面的方法，第二方面的方法通过将第二材料沉积在由电池单元组的第二侧提供的相对大的表面积上来简化第一电极层和第二电极层的绝缘。这使得第二材料可以直接有效地沉积。可以提高第一电极层和第二电极层的绝缘，从而降低短路的风险。
在示例中，沉积第二材料包括沉积第二材料以至少部分地覆盖多个电池单元中的每个电池单元的第一电极层、电解质层和第二电极层，并且该方法还包括分别去除多个电池单元中的每一个的第一电极层上方的第二材料的一部分，以便为多个电池单元中的每一个提供第一电极层的暴露部分。如参考本公开的第一方面所讨论的，这可以提高提供第一电极层的暴露部分的效率，该暴露部分仍然与第二电极层电绝缘。
根据本公开的第三方面，提供了一种根据本公开的第一或第二方面形成的储能装置。这种储能装置可以直接地制造并且可以具有较低的短路风险，例如由于改进了电池单元组的各个电池单元的第一和第二电极层的绝缘。
根据本公开的第四方面，提供了一种用于储能装置的电池单元组，所述电池单元组包括堆叠的电池单元，每个电池单元包括：
第一电极层；
第二电极层；和
在第一电极层与第二电极层之间的电解质层；
其中，所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘沿所述电池单元组的一侧布置；并且
布置在电池单元组的一侧上的材料，其中，所述材料至少部分地覆盖所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘，以使所述多个电池单元中的每一个的第一电极层和第二电极层绝缘。
这种电池单元组有助于直接制造储能装置。由这种电池单元组形成的储能装置可以具有较低的短路风险，例如由于改进了电池单元组的各个电池单元的第一和第二电极层的绝缘。
在示例中，布置在电池单元组的一侧上的材料是第二材料，电池单元组的该一侧是电池单元组的第二侧，电池单元组内的多个电池单元中的每个电池单元包括沿着电池单元的第一侧的第一材料以至少使第一电极层绝缘，并且使得沿着电池单元的第一侧的至少一部分存在第二电极层的暴露部分，并且每个电池单元的第一侧布置在电池单元组的第一侧，与电池单元组的第二侧相对。通过这种布置，每个电池单元的第二电极层的暴露部分可以直接连接到另外的电气部件，例如将电池单元并联连接。
进一步的特征将从以下仅通过示例给出的参考附图的描述中变得明显。
附图说明
图1是示出根据示例的用于储能装置的电池单元的示意图；
图2是示出根据另一示例的用于储能装置的两个电池单元的示意图；
图3a至3d是示出根据示例的制造储能装置的方法的特征的示意图；
图4是示出根据另一示例的用于储能装置的电池单元的示意图；以及
图5是示出根据又一示例的用于储能装置的电池单元的示意图。
具体实施方式
根据示例的方法、结构和装置的细节将参照附图从以下描述中变得显而易见。在本说明书中，出于解释的目的，阐述了某些示例的许多具体细节。在说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着结合示例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个示例中，但不一定包括在其他示例中。还应注意，某些示例是示意性地描述的，其中省略和/或必须简化某些特征以便于解释和理解这些示例背后的概念。
图1示出了根据示例的用于储能装置的电池单元100。例如，图1的电池单元100可以用作具有固体电解质的薄膜储能装置的一部分。
电池单元100包括基板102、阴极集电器(CC)层104、阴极层106、电解质层108、阳极层110和阳极CC层112。在图1中，阳极层110比阴极层106离基板102更远，并且电解质层108位于阴极层106和阳极层110之间。基板102接触阴极CC层104并支撑电池单元100。虽然在该示例中基板102直接接触阴极CC层104，但在其他示例中，在基板102和阴极CC层104之间可以有附加层(未示出)，或者可以省略阴极CC层并且阴极层106可以与基板102接触。除非另有说明，否则本文提及的一个元件“在另一个元件上”应理解为包括直接或间接接触。换言之，另一个元件上的元件可以接触另一个元件，或者不接触另一个元件，而是通常由一个(或多个)中间元件支撑，但仍然位于另一个元件上方或重叠。
图1的基板102是聚合物，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在其他示例中，基板102可以是或包括不同的材料，例如硅或玻璃。图1中的基板102是平面且柔性的(在这种情况下，足够柔性以使基板102可以作为卷对卷(roll-to-roll)制造工艺的一部分围绕辊缠绕，有时称为卷到卷(reel-to-reel)工艺)。然而，在其他示例中，基板可以是非平面的和/或刚性的。
阴极CC层104用作正极集流层并且在这种情况下包括镍箔，但是应当理解，可以替代地使用任何合适的金属，例如铝、铜或钢，或者包括金属化塑料的金属化材料，金属化塑料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上的铝。
图1的阴极层106形成正电极层(即，其对应于包括堆叠100的储能装置的电池单元放电期间的阴极)。图1的示例中的阴极层106包括适合通过稳定的化学反应储存锂离子的材料，例如钴酸锂、磷酸铁锂或碱金属多硫化物盐。在图1的示例中，阴极CC层104和阴极层106一起形成第一电极层114。然而，在其他示例中，第一电极层可以仅包括阴极CC层或阴极层中的一个。实际上，阴极CC层可以被省略或者可以是阴极层的一部分，而不是单独的层。
电解质层108可以包括任何合适的离子导电材料，但它也是电绝缘体，例如磷氧锂(LiPON)。图1的电解质层108是固体层，并且可以称为快离子导体。固体电解质层可以具有介于液体电解质和结晶固体之间的结构，液体电解质例如缺乏规则结构并且包括可以自由移动的离子。例如，晶体材料具有规则结构，具有有序排列的原子，其可以排列为二维或三维晶格。晶体材料的离子通常是不动的，因此可能无法在整个材料中自由移动。
图1的阳极层110形成负电极层(即，其对应于包括堆叠100的储能装置的电池单元放电期间的阳极)。在这种情况下，阳极层110包含锂。然而，在其他示例中，阳极层可以包括锂、石墨、硅和/或铟锡氧化物。
阳极CC层112用作负集流层并且在这种情况下包括铜。然而，应当理解，可以使用任何合适的金属，例如铝、镍箔或钢，或者包括金属化塑料的金属化材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上的铝。在图1的示例中，阳极层110和阳极CC层112一起形成第二电极层116。然而，在其他示例中，第二电极层可以仅包括阳极层或阳极CC层中的一个。实际上，阳极CC层可以被省略或者可以是阳极层的一部分，而不是单独的层。
电池单元100还包括沿着电池单元100的第一侧120a的第一材料118，以至少绝缘第一电极层114。第一材料118是电绝缘的。电绝缘材料可以被认为是不导电的，因此当受到电场时可以传导相对少量的电流。通常，电绝缘材料(有时称为绝缘体)比半导体材料或导电材料传导更少的电流。然而，在电场的影响下，少量的电流仍然可以流过电绝缘材料，因为甚至绝缘体也可以包括少量的用于承载电流的电荷载流子。在本文的示例中，当材料足够电绝缘以执行绝缘体的功能时，该材料可以被认为是电绝缘的。例如，在材料将一个元件与另一个元件充分绝缘以避免短路的情况下，可以执行该功能。
通过第一材料118对第一电极层114的绝缘例如是指将第一材料118布置成覆盖或以其他方式重叠第一电极层114的其他暴露部分。例如，在第一电极层114被第一材料118绝缘的情况下，第一材料118可以在第一电极层114和电池单元100的至少一个其他导电部件之间。这是图1中的情况，其中第一材料118沿着电池单元100的第一侧120a延伸，使得第一材料118沿着电池单元100的第一侧120a覆盖第一电极层114的边缘，并防止第一电极层114接触阳极CC层112。在这种情况下，第一材料118封装第一电极层114的边缘。这也防止了第一电极层114与第二电极层116的阳极层110接触。以这种方式，降低或消除了第一电极层114和第二电极层116之间短路的风险。在图1中，第一材料118也沿着电池单元100的第一侧120a覆盖电解质层108和阳极CC层110的边缘，尽管在其它实施例中不必如此。
在图1中，沿着电池单元100的第一侧120a的至少一部分存在第二电极层112的暴露部分112a(在这种情况下，沿着第一材料118的整个一侧，尽管这仅仅是一个示例)。图1中电池单元100的第一侧120a是电池单元100的短侧，其垂直于电池单元100的顶侧和底侧(可称为电池单元100的顶面和底面)。在图1中，第一侧120a垂直于其上布置有第一电极层114的基板102的表面122，尽管在其他示例中，第一侧不需要完全垂直于该表面。例如，第一侧可以在制造公差或测量不确定性内垂直于该表面，或者与该表面成足够的角度，以允许第一材料118沿着第一侧120a沉积，例如与该表面形成70度至110度的角度。第二电极层112的暴露部分112a可以随后连接到另外的电气部件，例如并联连接多个电池单元，如参考图3d进一步讨论的。
在图1中，平行于基板102的表面122的第二电极层112的一部分112b也被暴露。然而，在电池单元100已经与其他电池单元堆叠以形成电池单元组之后，第二电极层112的该部分112b可以不保持暴露。通常，第二电极层112的该部分112b将被电池单元组内的其他电池重叠(除非该电池单元是电池单元组的最上面的电池单元)，因此不容易连接到另外的电气部件。然而，在电池单元100与其他电池单元堆叠之后，第二电极层112的暴露部分112a通常保持暴露，以允许电池单元100与其他部件的直接连接。
电池单元100还具有与第一侧120a相对的第二侧120b。第一电极层114、电解质层108和第二电极层116的暴露边缘布置在电池单元100的第二侧120b上。根据本文的示例，绝缘层随后沿着第二侧120b布置，以防止或降低第一和第二电极层114、116之间短路的风险。然而，阴极CC层104被暴露以允许电池单元100连接到另外的电气部件，例如将电池单元100并联连接到其他电池单元。在图1的示例中，阴极CC层104朝向电池单元100的第二侧120b延伸超过电池单元100的其它层的暴露边缘。类似地，在电池单元100的第一侧120a处，阳极CC层112延伸超过电池单元100的其他层。以这种方式，阴极CC层104重叠(并且在这种情况下接触)基板102的表面122的第一部分，该第一部分没有被电池单元100的其它层重叠，并且阳极CC层112重叠(并且在这种情况下接触)基板100的表面122的不同的第二部分，该第二部分也没有被电池单元100的其它层重叠。阴极CC层104和阳极CC层112的延伸部分有利于电池单元100与另外的电气部件的连接，例如通过提供更大的表面积用于与另外的电气部件的连接。然而，在其他示例中，第一和/或第二电极层作为整体可以类似地延伸(例如，在省略阴极和/或阳极CC层的情况下)，或者第一和/或第二电极层不需要以这种方式延伸。
通过在基板102上沉积阴极CC层104来制造图1的电池单元100。阴极层106随后沉积在阴极CC层104上，然后电解质层108沉积在阴极层106上，然后阳极层110沉积在电解质层108上。电池单元100的这些层中的每一层都可以通过溢流沉积(有时称为槽模涂布或狭缝涂布)来沉积，这提供了产生高度均匀层的简单且有效的方式，尽管其他沉积方法也是可能的，例如气相沉积工艺，如物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)。
穿过沉积层(可称为叠层)形成凹槽，以将叠层与相邻叠层分开。可以使用激光烧蚀来形成凹槽。激光烧蚀通常允许以直接和快速的方式控制凹槽的形成。然而，在其它示例中，可使用替代方法来形成凹槽，例如光刻技术。
例如使用喷墨印刷将第一材料118沉积在凹槽内，这通常允许灵活、有效和/或可靠地沉积第一材料118。然后将第二材料(用于形成阳极CC层112)沉积在先前沉积的叠层上和第一材料118上，使得第一材料118将阳极CC层112与第一电极层114和电解质层108绝缘。第二材料可以使用非喷墨印刷方法沉积，该方法是不涉及喷墨印刷技术的沉积方法。这种方法可能比喷墨印刷更直接和经济。合适的方法包括气相沉积法，如PVD或CVD，或溢流沉积。与阳极或阳极CC沿着阳极或阳极CC的暴露侧边缘连接到另外的电气部件(例如电连接器)的其他情况相比，第二材料在电池单元100上的沉积通常增加了第二材料和阳极层110之间的接触面积。例如，用于连接到电连接器的这种阳极或阳极CC的暴露侧边缘通常具有比图1中第二材料沉积在其上的阳极层110的表面积小得多的面积。例如，阳极或阳极CC层的厚度可以是纳米量级，而电池单元100的上表面的宽度可以是毫米量级。增加接触面积通常会降低第二材料和阳极层110之间的界面处的接触电阻，这提高了所制造的储能装置的性能。在例如图1的示例中，第二材料沉积在用于形成电池单元100的叠层上，以及用于形成其他电池单元的其他叠层上。与在每个叠层上单独沉积第二材料相比，这进一步提高了第二材料的沉积效率。可穿过阴极CC层104、阴极层106、电解质层108和阳极层110形成多个凹槽，以将沉积层分成多个叠层(每个叠层用于形成储能装置的不同的相应电池单元)。在沿着每个叠层的第一侧120a(因此，沿着每个电池单元的第一侧120a)沉积第一材料118之后，跨越多个叠层的表面(与其上布置有阴极CC层104的基板102的表面122相对)沉积第二材料。这进一步简化了第二材料的沉积，并因此简化了多个电池单元的阳极CC层112的形成。
在一些情况下，可以进行双面处理，其中在同一基板的相对侧上沉积多个层，即，使得基板的两侧上包括多个层。图2示意性地示出了通过双面处理形成的两个电池单元200、200’的示例。图2的电池单元200与图1的电池单元100相同，并且在这里被称为第一电池单元200。与图1的电池单元100的相应特征相同的图2的第一电池单元200的特征用相同的参考数字标记，但是增加100。相应的描述也适用。
第一电池单元200布置在基板202的表面222上，在该示例中，该表面222是基板202的第一表面222。基板202还包括与第一表面222相对的第二表面222’。第二电池单元200’布置在基板202的第二表面222’上。第二电池单元200’在其他方面与第一电池单元200相同，但是被布置在基板200的第二表面222’上，而不是第一表面222上。图2的第一和第二电池单元200、200’以与图1的电池单元100相同的方式形成，尽管在其他示例中不需要如此。第二电池单元200’的每一层与第一电池单元200的对应层相同，并且用相同的附图标记来标记，但是附加了一个撇号。相应的描述也适用。
通过在基板202的两侧上沉积层，可以进一步提高制造过程的效率。例如，可以减少用于将层分成电池单元的激光切割过程的次数，因为每次切割可以穿过更多的层。尽管在图2中，第一和第二电池单元200’、200除了它们在基板202上的位置之外是彼此相同的，但是在其他情况下可能不是这种情况。
在本文的示例中，与图1的电池单元100或图2的电池单元200、200’相似或相同的电池单元经历加工以制造储能装置。图3a至3d是示出根据示例的制造储能装置的方法的特征的示意图。与图1的相应特征相似的图3a至3d的特征用相同的参考数字标记，但增加了200。相应的描述也适用。
图3a至3d示出了双面布置的处理，其中电池单元布置在同一基板302的相对两侧上。然而，应当理解，与图3a至3d中所示的处理相同的处理同样可以应用于单面布置，其中电池单元仅布置在基板的一侧上。顺序执行图3a至3d的处理(即，在图3b的处理之前执行图3a的处理，依此类推)。然而，这仅仅是示例。
在图3a之前，提供了用于储能装置的多个电池单元。图3a示出了第一电池单元300a、第二电池单元300a’、第三电池单元300b和第四电池单元300b’(统一用附图标记300)，但是应当理解，实际上可以提供比所示更多的电池单元。图3a的每个电池单元300与图1的电池单元100相同。然而，在其他情况下，一些电池单元可能彼此不同和/或可能不同于图1的电池单元100。
在图3a中，第一和第二电池单元300a、300a’布置在第一基板302a的相对侧上，第三和第四电池单元300b、300b’布置在第二基板302b的相对侧上。每个电池单元300包括第一电极层、第二电极层以及第一和第二电极层之间的电解质层。为了便于说明，在图3a至3d中没有单独示出这些层(但是在图1的电池单元100中示出，其与图3a至3d的每个电池单元300相同)。相反，图3a至3d仅分别示出了第一、第二、第三和第四电池单元300a、300a’、300b、300b’的阴极CC层304a、304a’、304b、304b’、阳极CC层312a、312a’、312b、312b’和第一材料318a、318a’、318b、318b’。阴极CC层(统称为304)形成每个相应电池单元的第一电极层的一部分，阳极CC层(统称为318)形成第二电极层的一部分。图3a至3d还分别示意性地示出了第一、第二、第三和第四电池单元300a、300a’、300b、300b’的中间层324a、324a’、324b、324b’，它们位于每个电池单元的阴极CC层304和阳极CC层312之间。在该示例中，每个电池单元300的中间层(统称为324)包括阴极层、电解质层和阳极层。阴极和阴极CC层304一起形成第一电极层，阳极和阳极CC层312一起形成第二电极层。
多个电池单元300在图3a中堆叠以形成电池单元组326。在图3a的示例中，每个电池单元300设置在同一基板302上，该基板302随后经历堆叠过程以获得图3a的电池单元组326。在图3a中，用于获得电池单元组326的堆叠过程是卷到卷过程，其中提供了基板302的卷，在基板302上提供了对应于各个电池单元的层(在将层分离成电池单元之前)。基板302的卷材从卷轴馈送到滚筒。在基板302的卷材的转移过程中，基板302(其上已经预先沉积了层)沿着卷材的行进方向被切割成带，使得电池单元(在彼此分离之后)具有适合于储能装置的宽度。将基板缠绕在滚筒上包括将基板302反复缠绕在滚筒上，以提供电池单元组。然后，电池单元组被夹在一起，并经历分割过程，以将各个电池单元彼此分离，从而提供多个电池单元组，包括图3a的电池单元组326。以这种方式执行电池单元组的分割通常比单独分割每个电池单元更有效。在图3a中，在电池单元300已经被堆叠并且电池单元组已经被分成多个电池单元组之后，第一基板302a和第二基板302b是同一基板的不同相应部分。在这种情况下，第一基板302a对应于基板302的与第一次将基板卷材卷绕在滚筒上相关的部分，而第二基板302b对应于基板302的不同部分，与随后第二次将基板卷材卷绕在滚筒上相关。换句话说，在将基板卷材卷绕在滚筒上之后，第二基板302b与第一基板302a重叠。图3a的电池单元组326是在电池单元组(通过将基板卷材缠绕在滚筒上形成)分离成不同的相应电池单元组之后示出的。然后，每个电池单元组326(例如在分割过程之前被夹在一起)被从滚筒上移除，并被处理，如图3b至3d中进一步所示。处理电池单元组326而不是单个电池单元300进一步提高了制造储能装置的效率。
在其他示例中，与图3a的电池单元组326相同或相似的电池单元组可以使用折叠过程来形成，该折叠过程包括将基板向后折叠到其自身上以产生z形折叠布置，其中每个电池单元彼此对齐。然而，这仅仅是示例，在其他示例中，可以使用其他方法来形成电池单元组。例如，每个电池单元300可以设置在不同的相应基板上，然后堆叠在一起以形成电池单元组326。
在图3a中，每个电池单元300的第一材料318沿着每个电池单元的第一侧布置(该第一侧在图1中针对电池单元100示出)。每个电池单元的第一侧布置在电池单元组326的第一侧328a处(在图3a的方向上是电池单元组326的下侧)。在图3a中，每个电池单元300的第二电极层的暴露部分(在这种情况下是每个电池单元300的阳极CC层312的暴露部分，如参考图1的电池单元100进一步讨论的)沿着相应电池单元的第一侧延伸，使得第一材料318在相应电池单元的第一电极层和阳极CC层312的暴露部分之间。第一材料318将第二电极层的暴露部分(在这种情况下是阳极CC层312的暴露部分)与第一电极层电绝缘，以防止或减少短路的风险。阳极CC层312的暴露部分沿每个电池单元的第一侧延伸(因此，沿电池单元组326的第一侧328a延伸)，为阳极CC层312与另外的电气部件的连接提供了更大的表面积。这可以降低阳极CC层312和另外的电气部件之间的界面处的接触电阻，并因此提高储能装置的性能。在图3a中，阳极CC层312的暴露部分在垂直于基板302a、302b的平面的平面中延伸，因此在该平面中具有比阳极CC层312的暴露部分不在该平面中延伸时更大的表面积。可以认为第二电极层沿着相应电池单元的第一侧延伸，其中第二电极层的至少一部分沿着电池单元组326的第一侧328a伸长，即使第二电极层的其他部分没有以这种方式延伸。这是图3a中的情况，其中第二电极层的阳极CC层312包括沿着电池单元组326的第一侧328a延伸的暴露部分，但是其中第二电极层的阳极层不在该方向上延伸。
第一电极层、电解质层和第二电极层的暴露边缘沿着电池单元组326的第二侧328b布置，第二侧328b与第一侧328a相对，并且在图3a的方向上是电池单元组326的上侧。应当理解，沿着电池单元组326的第二侧328b的第一电极层、电解质层和第二电极层的至少一部分的暴露被认为分别对应于第一电极层、电解质层和第二电极层的暴露边缘。例如，尽管在图3a中，每个电池单元300的第一电极层的整个边缘(包括阴极CC层304和阴极层的边缘)和第二电极层的整个边缘(包括阳极CC层312和阳极层的边缘)沿着第二侧328b暴露，但这仅仅是示例。在其他情况下，第一电极层被认为具有暴露边缘，其中阴极层的边缘的至少一部分和/或阴极CC层的边缘的至少一部分沿着第二侧328b暴露。类似地，在另外的示例中，第二电极层被认为具有暴露边缘，其中阳极层的边缘的至少一部分和/或阳极CC层的边缘的至少一部分沿着第二侧328b暴露。通过将随后要绝缘的暴露边缘布置在电池单元组326的同一侧上，简化了绝缘材料的后续沉积。
在图3b中示意性地示出了沉积材料330以使多个电池单元300中的每一个的第一电极层和第二电极层绝缘。材料330是电绝缘的，以防止或减少在制造的储能装置的使用期间第一和第二电极层之间短路的风险。材料330可称为第二材料，以将其与第一材料118(针对图1的电池单元100示出)相区别，第一材料118沿着每个相应电池单元的第一侧布置，以至少绝缘电池的第一电极层，并且使得沿着电池单元的第一侧的至少一部分存在第二电极层的暴露部分。然而，在示例中，第一材料118和材料330可以是彼此相同的材料或包括彼此相同的材料，因为这些材料中的每一种都旨在执行绝缘导电部件的功能。举例来说，第一材料118和材料330可以各自为介电墨水，例如DM-INI-7003，其可从Dycotec MaterialsLtd.,Unit 12Star West,Westmead Industrial Estate,Westlea,Swindon,SN5 7SW,United Kingdom获得。介电墨水例如是电绝缘体，其可以在施加电场时被极化，并且通常具有低电导率。然而，在其他情况下，可以使用不同于喷墨印刷的沉积方法来沉积第一材料。在这种情况下，第一材料可以是或包括不同于介电墨水的材料。然而，在其他示例中，第一材料118和材料330可以是或包括彼此不同的材料。
材料330沉积在电池单元组326的第二侧328b上，以使多个电池单元300中的每一个的第一电极层和第二电极层绝缘。沉积材料330以至少部分覆盖多个电池单元300的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘。在图3b中，材料330完全覆盖第一和第二电极层以及电解质层的暴露边缘。将材料330沉积在电池单元组326的第二侧328b上(在图3b的方向上是上侧)例如提高了沉积材料330的效率，例如，因为材料330可以借助重力沉积。
与涉及用绝缘材料填充窄通道的其他制造工艺相比，在电池单元组326的第二侧328b上沉积材料330简化了电池单元300的第一和第二电极层的绝缘。通过沉积材料330改善对第一和第二电极层的暴露边缘的覆盖，可以改善第一和第二电极层的绝缘。
在例如图3b的示例中，材料330被沉积成基本上覆盖电池单元组326的整个第二侧328b。应当理解，沉积材料330以基本上覆盖整个给定表面例如是指沉积材料330以覆盖整个给定表面、制造公差或测量公差内的整个给定表面或给定表面的大部分，例如给定表面的80％以上。沉积材料330以基本上覆盖电池单元组326的整个第二侧328b进一步简化了材料330的沉积，并通过材料330改善了第一和第二电极层的绝缘。以这种方式沉积材料330例如涉及使用材料330封装电池单元组326的第二侧328b。这通过减少这些暴露边缘和周围环境之间的接触来保护电池单元300的层的暴露边缘，例如由于材料330的布置作为暴露边缘和环境之间的屏障。因此，材料330保护暴露边缘免受潜在的损害或与周围环境的相互作用，同时还使暴露边缘绝缘以降低短路的风险。
可以使用任何合适的方法来沉积材料330。例如，材料330可以使用非喷墨印刷方法沉积，例如溢流沉积或蒸汽，这通常比喷墨印刷更直接。然而，在其他情况下，可以使用喷墨印刷技术来沉积材料330。例如与热喷涂相比，喷墨印刷可以在相对低的(例如环境)温度和/或压力下进行，因此可以允许经济和/或有效的沉积，并因此允许储能装置的生产。
在图3b中，对于多个电池单元300中的每个电池单元，电池单元组326的第二侧328b包括突起，该突起包括每个相应电池单元的第一电极层的端部部分332a、332a’、332b、332b’(统称为332)。在图3b中，每个电池单元300的第一电极层的端部部分332是相应第一电极层的阴极CC层304的端部部分，尽管在其他情况下，该端部部分可以是第一电极层的不同部件或其他部分，或者是整个第一电极层。
突起例如是指延伸或突出超过电池单元300或电池单元组326的至少一个其他部件的部件的一部分。在图3b中，阴极CC层304的端部部分332向上突出(在图3b的意义上)，因此延伸超过每个电池单元300的其它层的暴露边缘的平面。因此，在这种情况下，阴极CC层304的端部部分332形成突起的一部分。
在例如图3b的示例中，对于多个电池单元300的每个相应电池单元，突起包括基板302a、302b的端部部分334a、334b(统称为334)，每个相应电池单元的第一电极层的端部部分布置在基板的端部部分上。基板的端部部分334的界限由图3b中的虚线示出。通过将第一电极层的端部部分332布置在基板的端部部分334上，第一电极层的坚固性得到改善，降低了第一电极层的突出的端部部分332断裂或损坏的风险。在图3b中，第一和第二电池单元300a、300a’的端部部分332a、332a’布置在同一基板的端部部分334a(在这种情况下，是第一基板302a)的相对侧上。类似地，第三和第四电池单元300b、300b’的端部部分332b、332b’布置在同一基板的端部部分334b(在这种情况下，是第二基板302b)的相对侧上。换句话说，相同基板的端部部分可以形成与不同的各个电池单元相关联的突起的一部分。然而，在其他情况下，每个电池单元的第一电极层的端部部分可以布置在不同的相应基板的端部部分上。
在图3b中，材料330以第一厚度t1沉积在每个电池单元300的第一部分上，该第一部分包括相应电池单元的第一电极层(在这种情况下，是第一电极层的阴极CC层304)。在图3b中，材料300完全覆盖电池单元组326的第一侧328a，材料330的第一部分(具有第一厚度t1)覆盖每个电池单元300的阴极CC层304和基板302a、302b。材料300在每个电池单元300的第二部分上具有第二厚度t2，该第二部分包括相应电池单元的电解质和第二电极层。在图3b中，材料的第二部分330(具有第二厚度t2)与每个电池单元300的中间层324和阳极CC层312重叠。第二厚度t2大于第一厚度t1。
如图3b所示，沉积具有不同厚度的材料330可以简化材料330的后续去除(如果需要)。举例来说，材料330的第一部分可在暴露于比材料330的第二部分更少量的激光能量时被移除(例如，通过应用更少量的激光束，或具有更低的强度)。这简化了材料330的第一部分的选择性移除，而没有完全移除材料330的第二部分。然而，这仅仅是示例，在其他情况下，材料330可以以均匀或基本均匀的厚度沉积。
在图3c中，移除每个电池单元300的第一电极层的暴露边缘上的材料330的一部分。以这种方式，每个电池单元300的第一电极层至少部分露出或以其他方式暴露，以允许第一电极层连接到另外的电气部件。在图3c中，在电池单元组326的第二侧328b处与中间层324和阳极CC层312重叠的材料330的另一部分没有被完全去除。材料330的剩余部分继续使第一和第二电极层彼此绝缘。在图3c中，每个电池单元300的第一电极层的阴极CC层304上的材料330的部分被去除，但是第一电极层的剩余部分保持被材料330覆盖。然而，这仅仅是示例。在其他情况下，可以去除每个电池单元300的与第一电极层的不同部分重叠或者与整个第一电极层重叠的材料330的一部分。如图3b和3c所示的材料330的沉积和随后的去除通常比材料330的选择性沉积更有效，例如以提供图3c所示的布置。这是因为与根据复杂图案选择性沉积材料330的难度相比，根据图3b和3c的方法沉积和移除材料330相对容易。
可以使用各种不同的技术移除材料330。在图3c的示例中，使用激光336，例如使用激光烧蚀去除材料330。激光烧蚀通常包括用激光器336产生的激光束338照射材料330。尽管图3c示出了激光器336和激光束338，但是应当理解，在图3c的示例中，材料330的去除几乎完成，以示出在去除了基本上所有待去除的材料330之后的电池单元组326。
在这种情况下，材料330吸收激光器336发射的电磁(EM)辐射。材料330的部分对电磁辐射的吸收导致这些部分蒸发、升华或转换成等离子体，并因此被移除。激光烧蚀易于控制，因此允许有效且经济地移除材料330。例如，用于绝缘第一和第二电极层的材料330可以基于其对电磁辐射的敏感性来选择。所选择的材料330可以对暴露于特定波长范围的电磁辐射的烧蚀敏感，这可以通过经济且容易获得的激光器容易地产生。应当理解的是，材料330可被视为吸收由激光器发射的电磁辐射，其中材料330吸收电磁辐射的至少一个波长中的至少一些到足以允许通过暴露于电磁辐射来激光烧蚀材料330的程度。然而，材料330不需要吸收激光器发射的电磁辐射的所有或全部波长。
在图3c中，材料330比电池单元300的第一电极层的暴露边缘的至少一部分更能吸收电磁辐射。在这种情况下，材料330比每个电池单元300的阴极CC层304的暴露边缘更能吸收电磁辐射，尽管在其他情况下，材料330可能比第一电极层的暴露边缘的其他部分比阴极CC层304(这些其他部分可以包括或不包括阴极CC层304)更能吸收电磁辐射。以此方式，在暴露于电磁辐射时，材料330可以比第一电极层的至少一部分被烧蚀更大的程度。因此，可以以直接的方式从第一电极层的至少一部分去除材料330，而不损坏和/或去除下面的第一电极层。这样，可以利用电池单元组326的各层的不同光学特性，以简单的方式选择性地去除材料330的特定部分。因此，在图3c中，这提供了对先前覆盖阴极CC层304的材料330部分的激光烧蚀，但没有去除下面的阴极CC层304。
每个电池单元300的第一电极层的至少一部分可以反射和/或透射电磁辐射。例如，第一电极层的至少一部分可以反射一部分电磁辐射并透射不同部分的电磁辐射。电池单元300的其他部分(除了材料330之外)通常也反射和/或透射电磁辐射。例如，基板302a、302b对于电磁辐射通常是透明的(即透射性的)，而第一和第二电极层以及电解质层对于电磁辐射通常是反射性的。相比之下，材料330比电池单元300的这些其他部分的至少一部分吸收更大程度的电磁辐射。
在图3c中，材料330包括黑色材料(其吸收可见光)，并且由激光器发射的电磁辐射的波长至少部分地与电磁光谱的可见波长重叠(其通常被认为包括从大约380纳米到740纳米的波长)，尽管这仅仅是示例。在这种情况下，黑色材料还吸收电磁光谱的红外(IR)波长范围内的电磁辐射(通常认为包括从大约700纳米到大约1毫米的波长)。激光器发射至少一些被材料330吸收的红外辐射，导致材料330的烧蚀。然而，位于材料330下方的电池单元300的底层吸收较小比例的由激光器发射的红外辐射(并且通常对红外辐射是反射性和/或透射性的)。因此，这些底层不会被激光烧蚀，或者烧蚀程度较小。
图3c中材料330的移除部分对应于参考图3b所讨论的材料330的第一部分，其厚度小于材料330的第二部分(其在图3c的示例中未被完全移除)。这样，通过移除第一部分材料330，暴露出每个电池单元300的阴极CC层304以及第一和第二基板302a、302b的暴露边缘。由于材料330的第一部分的较小厚度，在材料330的第二部分的整体被移除之前，材料330的第一部分被移除。以此方式，由于材料330的厚度变化，第一部分材料330以直接的方式被选择性地移除，而不必精确地控制激光束的强度。然而，在其它示例中，在将材料330的不同相应部分暴露于激光束期间，可改变激光束的强度或跨越第二侧328b扫描激光束的速度，以在一些区域中比在其它区域中移除更大量的材料330。
在图3c的示例中，使用激光器336去除材料330的一部分包括使用激光器336产生激光束338，并引导激光束338使得激光束338入射到材料330的表面340上(在这种情况下，该表面是电池单元组326的第二侧328b处的材料330的表面340)。当激光束338入射在材料330的表面340上时，激光束338根据光栅图案相对于表面340移动。这种相对移动可以通过移动激光束338穿过固定电池单元组326的表面340，通过保持激光束338固定并相对于激光束338移动电池单元组326，或者通过移动激光束338和电池单元组326两者来实现。例如，光栅图案指的是逐行的图案。例如，激光束338可以在移动到对应于第一条的起点但在垂直于第一条的范围的方向上偏移的位置之前，扫描表面340的第一条(在平面图中)。激光束338随后可以扫描表面340的第二条(在平面图中)，等等，直到整个表面340(或表面340的待处理部分)已经暴露于激光束338。
与激光器336的扫描模式更复杂的其他方法相比，以这种方式对激光器336进行光栅扫描易于控制，因此降低了去除材料330的复杂性。在图3c的示例中，这利用了电池单元组326的第二侧328b上材料330的厚度变化。尽管材料330的第一和第二部分可以(顺序地)经受激光束338相同的时间量和相同的强度，但是第一部分被去除，而第二部分没有被完全去除，因为第一部分比第二部分具有更小的厚度。适当控制激光器336的扫描速度和激光束338的强度，以确保去除材料330的第一部分，从而露出第一电极层的至少一部分。以这种方式，为每个电池单元300提供第一电极层的暴露部分(在这种情况下，是阴极CC层304的一部分)。
在其它情况下，光栅扫描不需要依赖材料330的厚度变化来选择性地移除材料330的部分。例如，在用激光器336对材料330进行光栅扫描的过程中，可以通过使用合适的掩模保护材料330的至少一部分不被去除(或者以较小程度被去除)并且暴露材料330的要被去除的至少一部分，来替代地去除材料330的至少一部分。
如图3c所示，在去除第一电极层的暴露边缘上的一部分材料330之后，沉积电连接器材料。这在图3d中示意性地示出。图3d示出了在电池单元组326的第一侧328a沉积第一电连接器材料342a，在电池单元组326的第二侧328b沉积第二电连接器材料342b。第一电连接器材料342a接触每个电池单元300的第二电极层。第二电连接器材料342b接触每个电池单元300的第一电极层。在图3d中，第一和第二电连接器材料342a、342b接触每个电池单元300的阳极和阴极CC层312、304。然而，这仅仅是一个示例，在其他示例中，第一和第二电连接器材料可以分别接触第一和第二电极层的不同部分，其可以包括或不包括阳极和阴极层。第一和第二电连接器材料342a、342b允许电池单元300以直接的方式并联连接。
在图3d中，第一和第二电连接器材料342a、342b是导电材料，例如金属材料。例如，第一和第二电连接器材料342a、342b中的至少一种可以包括容易获得的锌、锌合金或碳中的至少一种。锌可以与锂反应(锂可以形成阳极层或阴极层的一部分)。然而，第一材料330保护下面的阳极和阴极层不与第一和第二电连接器材料342a、342b接触，降低了第一和第二电连接器材料342a、342b与阳极或阴极层之间不期望的反应的风险。第一和第二电连接器材料342a、342b在图3d中是相同的，尽管在其他示例中不需要如此。
在例如图3d的示例中，第一和第二电连接器材料342a、342b沉积在电池单元组326的基本上全部(在图3d中是全部)第一和第二侧328a、328b上。这简化了第一和第二电连接器材料342a、342b的沉积，允许使用各种简单的方法沉积这些材料。一种合适的方法是热喷涂沉积，它提供了沉积这些材料的简单而有效的方法。然而，这仅仅是示例。
通过沉积第一和第二电连接器材料342a、342b以重叠电池单元组326的第一和第二侧328a、328b，增加了这些材料与第一和第二电极层的暴露部分之间的接触面积。例如，在图3d中，第一电极层的暴露部分包括阴极CC层304的端部部分的一部分，其延伸到第一电连接器材料342a中，在阴极CC层304和第一电连接器342a之间提供细长的界面。第二电极层的暴露部分是阳极CC层312沿着电池单元组326的第二侧328a延伸的部分。阳极CC层312的该细长部分类似地提供了用于与第二电连接器342b接触的细长表面，增加了它们之间的接触面积。
应当理解，图3a至3d的制造方法可用于由与图1所示的电池单元100(具有与图3a至3d的电池单元300相同的结构)不同结构的电池形成储能装置。图4示出了电池单元400的另一示例，其可以如图3a至3d所示进行堆叠和处理。与图1的电池单元100的相应特征相同的图4的电池单元400的特征用相同的参考数字标记，但是增加300。相应的描述也适用。
除了阳极CC层412和第一材料418之外，电池单元400与图1的电池单元100相同。在图4的电池单元400中，阴极CC层404布置在基板402上，阴极层406布置在阴极CC层404上，电解质层408布置在阴极层406上，阳极层410布置在电解质层408上，阳极CC层412布置在阳极层410上。阴极CC层404和阴极层406一起形成第一电极层414。阳极层410和阳极CC层412一起形成第二电极层416。在这种情况下，第一材料418沿着电池单元400的第一侧420a布置(与电池单元400的第二侧420b相对)。第一材料418使第一和第二电极层414、416以及电解质层408的暴露边缘绝缘。然而，在这种情况下，阳极CC层412不与第一材料418重叠。相反，阳极CC层412与阳极层410对齐，并具有对应于阳极层410的范围。
电池单元400可以通过依次沉积阴极CC层404、阴极层406、电解质层408、阳极层410和阳极CC层412而形成，一个在另一个之上，例如使用溢流沉积或气相沉积。可以通过这些层形成凹槽，例如使用激光烧蚀，并且例如使用喷墨印刷将第一材料418沉积在凹槽内。然后，通过切穿凹槽内的第一材料418，可以将电池单元400从相邻电池单元中分离出来。
在示例中，多个电池单元400堆叠在彼此的顶部以形成电池单元组。在这些示例中，每个电池单元的第一侧420a布置在电池单元组的第一侧，每个电池单元的第二侧420b布置在电池单元组的与第一侧相对的第二侧。在这些示例中，然后如图3a至3b所示处理电池单元组，以提供包括多个并联连接的电池单元400的储能装置。
图5示出了电池单元500的又一示例，其可以如图3a至3d所示进行堆叠和处理。与图1的电池单元100的相应特征相同的图5的电池单元500的特征用相同的参考数字标记，但是增加400。相应的描述也适用。
除了阳极CC层包括第一阳极CC层512’之外，电池单元400与图1的电池单元100相同，第一阳极CC层512’在沿着电池单元500的第一侧520a沉积第一材料518之前沉积在阳极层510上。在图5的电池单元500中，阴极CC层504布置在基板502上，阴极层506布置在阴极CC层504上，电解质层508布置在阴极层506上，阳极层510布置在电解质层508上，第一阳极CC层512’布置在阳极层510上。在这种情况下，第一材料518沿着电池单元500的第一侧520a布置(与电池单元500的第二侧520b相对)。第二阳极CC层512沉积在第一阳极CC层512’上和第一材料518上。阴极CC层504和阴极层506一起形成第一电极层514。阳极层510与第一和第二阳极CC层512、512’一起形成第二电极层516。第一材料518使第一和第二电极层514、516以及电解质层508的暴露边缘绝缘。
电池单元500可以通过依次沉积阴极CC层504、阴极层506、电解质层508、阳极层510和第一阳极CC层512’而形成，一个在另一个之上，例如使用溢流沉积或气相沉积。可以通过这些层形成凹槽，例如使用激光烧蚀，并且例如使用喷墨印刷将第一材料518沉积在凹槽内。第二阳极CC层512然后可以例如通过溢流沉积或气相沉积沉积在第一阳极CC层512’上和第一材料518上。在第一材料518的沉积期间，第一阳极CC层512’保护电池单元500的下层，例如包括阳极层510，该阳极层510通常包括活性材料如锂。这通常改善了阳极层510和第一阳极CC层512’之间的接触(例如，第一阳极CC层512’可以在随后打破真空以沉积第一材料518之前沉积在真空中)，并减少了阳极层510和周围环境之间不期望的相互作用。然后，可以通过切穿凹槽内的阳极CC层512的第二层，将电池单元500从相邻电池单元中分离出来。
在示例中，多个电池单元500堆叠在彼此的顶部以形成电池单元组。在这些示例中，每个电池单元的第一侧520a布置在电池单元组的第一侧，每个电池单元的第二侧520b布置在电池单元组的与第一侧相对的第二侧。在这些示例中，然后如图3a至3b所示处理电池单元组，以提供包括多个并联连接的电池单元500的储能装置。
上述实施例应被理解为说明性示例。可以设想更多的示例。
例如，上述附图示出了具有分开的阴极和阴极CC层以及分开的阳极和阳极CC层的电池单元。在与上述示例相同的其他示例中，可以省略至少一个CC层。
在上面的示例中，阴极比阳极更靠近基板。在与上述示例的其他方面相同的其它示例中，阳极可能比阴极更靠近基板。例如，第一电极层可以包括阳极层和阳极CC层(如果存在)，第二电极层可以包括阴极层和阴极CC层(如果存在)。
应当理解，关于任何一个示例描述的任何特征可以单独使用或与所描述的其它特征组合使用，并且还可以与任何其他示例或其他示例的任何组合的一个或多个特征组合使用。此外，在所附权利要求的范围内，也可以采用上面没有描述的等同物和修改。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
为储能装置提供多个电池单元，每个电池单元包括：
第一电极层；
第二电极层；和
在第一电极层与第二电极层之间的电解质层；
堆叠多个电池单元以形成电池单元组，其中，所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘沿所述电池单元组的一侧布置；并且
在电池单元组的该一侧上沉积材料，以至少部分地覆盖所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘，以使所述多个电池单元中的每一个的第一电极层和第二电极层绝缘。
2.根据权利要求1所述的方法，包括分别去除所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘上方的材料的一部分。
3.根据权利要求2所述的方法，包括使用激光器去除材料的该一部分，其中，所述材料能够吸收由激光器发射的电磁辐射。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，与所述多个电池单元中的电池单元的第一电极层的暴露边缘的至少一部分相比，所述材料对电磁辐射更具吸收性，其中可选地，所述电池单元的第一电极层的至少一部分对电磁辐射是反射性或透射性中的至少一种。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述材料包括黑色材料，并且由激光器发射的电磁辐射的波长与电磁频谱的可见波长范围至少部分地重叠。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，使用激光器去除材料的该一部分包括：
使用激光器产生激光束；
引导激光束使得激光束入射到所述材料的表面上；以及
当激光束入射在所述材料的表面上时，根据光栅模式相对于所述材料的表面移动激光束。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，包括在去除材料的一部分之后，在所述电池单元组的该一侧上沉积电连接器材料以接触所述多个电池单元中的每一个的第一电极层。
8.根据权利要求7所述的方法，包括使用热喷涂沉积来沉积电连接器材料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中：
沉积在所述电池单元组的该一侧上的材料是第二材料，
所述电池单元组的该一侧是电池单元组的第二侧，
所述电池单元组中的多个电池单元中的每一个包括沿着所述电池单元的第一侧的第一材料以至少使第一电极层绝缘，并且使得沿着所述电池单元的第一侧的至少一部分存在第二电极层的暴露部分；以及
每个电池单元的第一侧布置在所述电池单元组的与所述电池单元组的第二侧相对的第一侧。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，对于所述多个电池单元中的每个相应电池单元，所述第二电极层的暴露部分沿着相应电池单元的第一侧延伸，使得第一材料位于相应电池单元的第二电极层的暴露部分和相应电池单元的第一电极层之间。
11.根据权利要求9或10所述的方法，包括在所述电池单元组的第二侧上沉积电连接器材料，以接触所述多个电池单元中的每一个的第二电极层。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，在将材料沉积在所述电池单元组的一侧上之前，对于所述多个电池单元中的每个相应电池单元，所述电池单元组的该一侧包括突起，该突起包括每个相应电池单元的第一电极层的端部部分。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，对于所述多个电池单元中的每个相应电池单元，所述突起包括基板的端部部分，每个相应电池单元的第一电极层的端部部分布置在所述基板的端部部分上。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，将材料沉积在所述电池单元组的一侧上包括在所述多个电池单元的电池单元的第一部分上沉积具有第一厚度的材料以及在所述多个电池单元的电池单元的第二部分上沉积具有第二厚度的材料，所述电池单元的第一部分包括电池单元的第一电极层，所述电池单元的第二部分包括电池单元的电解质层和电池单元的第二电极层，所述第二厚度大于所述第一厚度。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，沉积所述材料包括使用非喷墨印刷方法沉积所述材料，其中可选地，所述非喷墨印刷方法包括溢流沉积或气相沉积中的至少一种。
16.一种方法，包括：
为储能装置提供多个电池单元，每个电池单元包括：
第一电极层；
第二电极层；
在第一电极层与第二电极层之间的电解质层；和
沿着所述电池单元的第一侧的第一材料，以至少使所述第一电极层绝缘，并且使得沿着所述电池单元的第一侧的至少一部分存在所述第二电极层的暴露部分；
堆叠多个电池单元以形成电池单元组，每个电池单元的第一侧布置在所述电池单元组的第一侧；并且
在电池单元组的与电池单元组的第一侧相对的第二侧上沉积第二材料，以使所述多个电池单元中的每一个的第一电极层与第二电极层绝缘。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：
沉积第二材料包括沉积第二材料以至少部分地覆盖所述多个电池单元中的每个电池单元的第一电极层、电解质层和第二电极层；以及
所述方法还包括分别去除所述多个电池单元中的每个的第一电极层上的第二材料的一部分，以为所述多个电池单元中的每个提供第一电极层的暴露部分。
18.一种储能装置，根据权利要求1至17中任一项所述的方法形成。
19.一种用于储能装置的电池单元组，所述电池单元组包括电池单元的堆叠，每个电池单元包括：
第一电极层；
第二电极层；和
在第一电极层与第二电极层之间的电解质层；
其中，所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘沿所述电池单元组的一侧布置；并且
在所述电池单元组的该一侧上布置材料，其中，所述材料至少部分地覆盖所述多个电池单元中的每一个的第一电极层的暴露边缘、电解质层的暴露边缘和第二电极层的暴露边缘，以使所述多个电池单元中的每一个的第一电极层和第二电极层绝缘。
20.根据权利要求19所述的电池单元组，其中，布置在所述电池单元组的该一侧上的材料是第二材料，
所述电池单元组的该一侧是电池单元组的第二侧，
所述电池单元组中的多个电池单元中的每一个包括沿着所述电池单元的第一侧的第一材料以至少使第一电极层绝缘，并且使得沿着所述电池单元的第一侧的至少一部分存在第二电极层的暴露部分；以及
所述电池单元中的每一个的第一侧布置在所述电池单元组的与所述电池单元组的第一侧相对的第一侧。
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