FI129051B - Menetelmä ja valmistusjärjestely ladatun paristoryhmän valmistamiseksi ja menetelmällä valmistettu ladattu sähköparistoryhmä - Google Patents

Abstract

Keksinnön mukaisessa paristoryhmän valmistusmenetelmässä ja paristoryhmässä ei tarvita erillisiä työvaiheita valmistettujen paristojen yhdistämiseksi johonkin sähköiseen komponenttikokonaisuuteen. Keksinnön mukaisella valmistusmenetelmällä valmistettu joustava sähköparistoryhmä (100), jonka yksittäiset sähköparistot (1, 2, 3, N) on valmistettu massatuotantomenetelmällä useissa perättäisissä työvaiheissa joustavalle, eristävälle tukikalvolle (10). Kunkin sähköparistoryhmän (100) sähköpariston (1, 2, 3, N) yhteyteen on valmistettu latauspiiri (13a, 14a), joka on kytketty eristävälle tukikalvolle (10) valmistettuihin virtakiskoihin (11, 12). Sähköparistoryhmän (100) viimeisessä valmistusvaiheessa ladataan sähköparistoryhmän (100) kaikki sähköparistot (1, 2, 3, N) jännitelähteestä (20) virtakiskojen (11, 12) kautta.

Description

Menetelmä ja valmistusjärjestely ladatun paristoryhmän valmistamiseksi ja menetelmällä valmistettu ladattu sähköparistoryhmä Keksinnön kohteena on massatuotantomenetelmällä joustavalle substraatille val- mistettu sähköparistoryhmä, jonka sähköparistot on ladattu valmistuksen loppu- — vaiheessa kaikki yhtä aikaa.

Keksinnön kohteena on myös joustavan sähköparis- toryhmän massatuotantoon soveltuva valmistusmenetelmä, jossa valmistuksen loppuvaiheessa sähköparistoryhmän sähköparistot ladataan yhtä aikaa.

Tekniikan taso Painotekniikalla valmistettu sähköparisto on avainkomponentti painetun elektronii- kan hyödyntämisessä erilaisissa sovelluskohteissa.

Painotekniikan lisäksi paristo voidaan valmistaa useilla eri valmistusmenetelmillä, joita ovat esimerkiksi ohutkal- votekniikka, paksukalvotekniikka, etsaus tai pariston komponenttien kasvattami- nen kemiallisessa prosessissa.

Myös edellisten valmistustekniikoiden erilaisia kombinaatioita, kuten esimerkiksi etsausta ja painotekniikkaa, voidaan käyttää, — jolloin parempi virranjohtokyky on saavutettavissa sähköisten piirielementtien joh- dotuksissa.

Paksukalvotekniikan etuja ovat prosessin yksinkertaisuus ja skaalatta- vuus sekä kerrosvahvuus, mikä korreloi suoraan sähköpariston kapasiteetin kans- sa.

Eräs asiakastarve, jossa pienikokoisia seurantalaitteita tarvitaan, on kylmäketjun — reaaliaikainen seuranta.

Tällaiseen käyttöön soveltuvassa seurantalaitteessa säh- köparisto on välttämätön komponentti.

Tunnetut ratkaisut perustuvat erillisparistoi- hin, erilliseen RFID-tägiin, jotka liitetään erillisissä liitosprosesseissa toisiinsa.

Eril- linen liitosvaihe nostaa tällaisen ratkaisun valmistuskustannuksia.

Lisäksi pariston N erillistä liittämistä ei ole mahdollista tehdä rullalta-rullalle-valmistusprosessissa.

N 25 Patentissa FI 125257 on kuvattu langattomasti ladattava sähköparisto, joka on = valmistettu rullalta-rullalle-valmistusmenetelmällä taipuisalle substraatille.

Patentin e mukaisessa sähköparistossa hyödynnetään etsaamalla valmistetun RFID-tägin I antennin valmistuksessa tarvittavaa metallikalvoa myös yhtenä RFID-tagiin kytke- = tyn sähköpariston toisena elektrodina.

Näin menetellen ei tarvita erillistä RFID- = 30 —tägin ja sähköpariston liitosprosessia.

Patentissa kuvatulla tavalla valmistetun R sähköpariston valmistus tulee kustannuksiltaan edulliseksi, koska sekä sähköpa- > risto että RFID-tägin antenni ovat valmistusprosessissa integroitu joustavalle piiri- levylle valmistettuun sähköiseen komponenttikokonaisuuteen.

Kun patentin mu- kainen komponenttikokonaisuus valmistetaan rullata-rullalle-valmistusprosessilla, — saadaan aikaiseksi tuote, joka on helposti skaalattavissa massavolyymituotteeksi.

Yksi painetun elektroniikan perustavoitteista on valmistaa elektroniikkatuotteet rul- lalta-rullalle-valmistusprosessilla alusta loppuun saakka vastaavalla tavalla kuin edellä esimerkkinä kuvattu RFID-tägin valmistus patentissa FI 125257.

Sähköparistoryhmän valmistus patentissa FI 125257 kuvatulla tavalla rullalta- — rullalle-valmistusprosessilla vaatii kuitenkin sen, että kukin sähköparisto on ennen sen asentamista tai liittämistä lopulliseen käyttökohteeseensa ladattava erikseen.

Erillinen sähköpariston latausprosessi on hankala, hidas ja kallis operaatio.

Keksinnön tavoite Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi joustavalle substraatille valmistetun — sähköparistoryhmän valmistusmenetelmä, jolla voidaan merkittävästi vähentää tekniikan tason mukaisiin sähköparistojen valmistusmenetelmiin liittyviä haittoja ja epäkohtia.

Keksinnön mukaisella sähköparistoryhmän valmistusmenetelmällä joustavalle substraatille valmistetun sähköparistoryhmän sähköparistot on ladattavissa kaikki — yhdellä kertaa valmistuksen loppuvaiheessa. Kullakin valmistetulla sähköparistolla on oma latauspiirinsä, joka on valmistettu sähköpariston valmistusprosessin yh- teydessä. Sähköparistokohtainen latauspiiri sekä rajoittaa sähköparistoon syötet- tävää latausvirtaa että samalla eristää sähköparistoryhmän sähköparistot toisis- taan niiden latauksen ajaksi.

—Keksinnön mukaisen massavalmistukseen soveltuvan sähköparistoryhmän valmis- tusmenetelmän etuna on se, että kaikki sähköparistoryhmän sähköparistot voi- daan ladata käyttöjännitteeseen yhtä aikaa, kun sähköparistoryhmän valmistus- menetelmän vaatimat prosessivaiheet on saatu valmiiksi.

N > Lisäksi keksinnön etuna on se, että sähköparistoryhmän sähköparistojen varausti- — 25 laa voidaan ylläpitää niiden varastoinnin aikana yhdellä jännitelähteellä.

2 Lisäksi keksinnön etuna on se, että sähköparistoryhmän jannitteiset sähköparistot E on irrotettavissa sähköparistoryhmästä katkaisemalla yksittäisen sähköpariston n latauspiirin yksi tai useampi komponentti esimerkiksi leikkaamalla.

O R Lisäksi keksinnön etuna on se, että se mahdollistaa rullalta-rullalle-valmistus- S 30 — menetelmän hyödyntämisen sähköparistoryhmän valmistuksessa, jolloin yksittäi- sen sähköpariston valmistuskustannukset pienenevät huomattavasti verrattuna tekniikan tason mukaisiin sähköparistojen valmistusmenetelmiin.

Edelleen keksinnön etuna on se, että samanaikaisesti sähköparistojen valmistuk- sen kanssa on mahdollista valmistaa myös sähköinen piirikomponentti, esimerkiksi RFID-tägi, johon sähköparistoryhmän yksittäinen sähköparisto on järjestetty kyt- kettäväksi.

—Keksinnön mukaiselle sähköparistoryhmän valmistusmenetelmälle on tunnus- omaista, että kunkin sähköparistoryhmän sähköpariston yhteyteen valmistetaan latauspiiri, joka on kytketty eristävälle tukikalvolle valmistettuihin virtakiskoihin. Keksinnön mukaiselle sähköparistoryhmälle on tunnusomaista, että kunkin sähkö- paristoryhmän sähköpariston yhteyteen on valmistettu latauspiiri, joka on kytketty — eristävälle tukikalvolle valmistettuihin virtakiskoihin. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaa- timuksissa. Keksinnön perusajatus on seuraava: käyttökohteessa hyödynnettävä elektroninen komponenttikokonaisuus ja siinä tarvittava sähköparisto valmistetaan massatuo- — tantonarullalta-rullalle-valmistustekniikalla tai arkkipainantatekniikalla valmistamal- la lukuisia samanlaisia komponenttikokonaisuuksia samalla kertaa. Valmistukses- sa voidaan käyttää yhtä tai useampaa seuraavista valmistustekniikoista erikseen tai erilaisina kombinaatioina: painettu elektroniikka, ohutkalvotekniikka, paksukal- votekniikka tai etsaus. Sähköparisto voidaan myös kasvattaa käyttäen kemiallista — prosessia. Elektronisen komponenttikokonaisuuden tarvitsema sähköparisto voidaan keksin- nön mukaisessa valmistusmenetelmässä valmistaa samassa yhteydessä kuin var- sinainen elektroninen komponenttikokonaisuus. Tällöin sähköparistoa ei tarvitse = liittää elektroniseen komponenttikokonaisuuteen erillisessä työvaiheessa.

N = 25 Valmistusprosessissa sähköparistojen elektrodit kytketään kahteen virtakiskoon e keksinnön mukaisella latauspiirillä. Latauspiirin kautta sähköparistoryhmään kuu- I luva yksittäinen paristo on ladattavissa haluttuun jännitteeseen. Sähköparistokoh- = tainen latauspiiri sekä rajoittaa sähköparistoon jännitelähteestä syötettävää la- = tausvirtaa että samalla eristää sähköparistoryhmän sähköparistot toisistaan niiden R 30 — latauksen ja varastoinnin ajaksi. Sähköparistoryhmän sähköparistojen lataus suori- > tetaan edullisesti valmistusprosessin lopussa yhtäaikaisesti. Latauksessa sähkö- paristojen käyttöjännite voidaan syöttää ainakin yhdestä jännitelähteestä kaikkiin sähköparistoryhmän sähköparistoihin samanaikaisesti.

Eräässä edullisessa keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa latauspiiri on paino- tekniikalla valmistettu vastusjärjestely. Vastusjärjestely käsittää edullisesti ainakin yhden vastuksen, jolla toinen sähköpariston elektrodeista kytketään toiseen virta- kiskoon. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa molemmat sähköpariston elektro- dit on kytketty vastuksilla virtakiskoihin; katodi jännitteiseen virtakiskoon ja anodi maapotentiaalissa olevaan virtakiskoon. Kun elektroninen komponenttikokonaisuus asennetaan käyttökohteeseensa, niin tällöin elektroninen komponenttikokonaisuus edullisesti leikataan irti sähköparisto- ryhmästä siten, että leikkauksen seurauksena molemmat yksittäisen sähköparis- — ton latauspiirit, esimerkiksi vastukset, katkaistaan. Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1a —esittää esimerkinomaisesti erästä sähköparistoryhmää, joka on valmis- tettu keksinnön mukaisesti rullalta-rullalle-vamistusmenetelmällä, kuvaib esittää esimerkinomaisesti erästä toista sähköparistoryhmää, joka on valmistettu keksinnön mukaisesti rullalta-rullalle-vamistusmenetelmällä, kuva 1c — esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisella rullalta-rullalle-valmis- tusmenetelmällä valmistetun sähköparistoryhmän sähköparistojen la- tausjärjestelyä, kuva2 esittää esimerkinomaisesti miten yksittäinen sähköparisto leikataan irti sähköparistoryhmästä ja N kuva 3 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen sähköparistoryhmän > valmistusmenetelmän päävaiheita. - Seuraavassa selityksessä olevat suoritusmuodot ovat vain esimerkinomaisia ja 2 25 alan ammattilainen voi toteuttaa keksinnön perusajatuksen myös jollain muulla E kuin selityksessä kuvatulla tavalla. Vaikka selityksessä voidaan viitata erääseen n suoritusmuotoon tai suoritusmuotoihin useissa paikoissa, niin tämä ei merkitse 3 sitä, että viittaus kohdistuisi vain yhteen kuvattuun suoritusmuotoon, tai että kuvat- = tu piirre olisi käyttökelpoinen vain yhdessä kuvatussa suoritusmuodossa. Kahden

O N 30 tai useamman suoritusmuodon yksittäiset piirteet voidaan yhdistää ja näin aikaan- saada uusia keksinnön suoritusmuotoja.

Kuva 1a esittää osan rullalta-rullalle-valmistusmenetelmällä valmistettua sähköpa- ristoryhmää 100. Sähköparistoryhmä 100 on valmistettu edullisesti taipuisalle eris- tävälle substraatille 10, johon ei ole laminoitu metallikalvoa. Paristoryhmän 100 valmistuksessa voidaan käyttää yhtä tai useampaa rullalta-rullalle-valmistustek- 5 — niikkaan soveliasta valmistustekniikkaa, jotka soveltuvat erikseen tai erilaisina kombinaatioina käytettäväksi rullalta-rullalle-valmistustekniikassa tai arkkipaino- tekniikassa. Kuvassa 1a esitetyt sähköparistot 1, 2, 3,..., N on edullisesti valmis- tettu esimerkiksi painotekniikalla, ohutkalvotekniikalla, paksukalvotekniikalla säh- köpariston eri materiaaleja taipuisalle, eristävälle substraatille 100.

— Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa substraattiin on laminoitu metal- likalvo ainakin yhdelle pinnalle. Tässä suoritusmuodossa ainakin toinen elektro- deista voidaan valmistaa etsaamalla se substraatin 100 metallikalvosta.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa sähköparistot valmistetaan kas- vattamalla sähköpariston ainakin toinen elektrodi kemiallisessa prosessissa.

— Kuvan 1a esimerkin sähköparistoryhmän 100 kuvassa näkyvä osa käsittää sähkö- paristot 1, 2, 3,..., N. Sähköpariston 1 ensimmäinen elektrodi 5 (kuva 2) on kytket- ty ensimmäisellä latauspiirillä 13 virtakiskoon 11. Vastaavasti sähköpariston 1 toi- nen elektrodi 6 (kuva 2) on kytketty toisella latauspiirillä 14 toiseen virtakiskoon 12. Vastaavalla tavalla omilla latauspiireillään on kytketty myös muut kuvan 1a sähkö- — paristot 2, 3,..., N substraatilla 10 oleviin virtakiskoihin 11 ja 12.

Virtakiskot 11 ja 12 on edullisesti valmistettu etsaamalla ne yksipuoleisen, taipui- san laminaatin kuparikalvosta. Kuparikalvosta valmistetut virtakiskot 11 ja 12 mahdollistavat riittävän suuren virran, kun paristoja 1, 2, 3,..., N ladataan edulli- ~ sesti valmistusprosessin loppuvaiheissa. S 25 — Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa kuvassa 1a esitetyt latauspiirit T 13 ja 14 ovat painotekniikalla valmistettuja vastuksia. Alan ammattilaiselle on il- 2 meistä, että latauspiirit 13 ja 14 voivat käsittää myös muita passiivisia tai aktiivisia E komponentteja, jotka soveltuvat rullalta-rullalle-valmistustekniikalla tai arkkipaino- n tekniikalla valmistettavaksi osaksi latauspiiriä. 3 30 Kuvan 1a esimerkissä sähköparistoryhmä 100 on valmistettu vain substraatin 10 > sille pinnalle, jolle virtakiskot 11 ja 12 on edullisesti etsaamalla valmistettu kupari- kalvosta. Tällöin vältytään sähköä johtavien läpivientien tekemisestä substraatin 10 läpi.

Keksintö ei kuitenkaan rajoitu edellä kuvattuun kuvan 1a suoritusmuotoon, vaan virtakiskot 11 ja 12 voidaan valmistaa substraatille esimerkiksi 10 myös painotek- niikalla, paksukalvotekniikalla tai ohutkalvotekniikalla.

Kuvassa 1a ei selkeyden vuoksi ole esitetty niitä elektronisia komponenttikokonai- — suuksia, joiden jännitelähteenä paristot 1, 2, 3,..., N käyttökohteessa toimivat.

Mainitut elektroniset komponenttikokonaisuudet voidaan edullisesti valmistaa sa- moilla valmistustekniikoilla kuin sähköparistoryhmäkin. Edullisesti elektroniset komponenttikokonaisuudet on valmistettu kuvassa 1a esitettyjen sähköparistojen 1, 2, 3,..., N väliin.

— Elektroniset komponenttikokonaisuudet voivat edullisesti käsittää esimerkiksi pro- sessoriyksikön, muistin, RFID-piirin antenneineen, lämpötilasensorin, kosteussen- sorin tai painesensorin.

Kuva 1b esittää osan rullalta-rullalle-valmistusmenetelmällä valmistettua toista keksinnön mukaista sähköparistoryhmää 100a. Myös tämä sähköparistoryhmä —100a on valmistettu edullisesti taipuisalle eristävälle substraatille 10 kuvan 1a yh- teydessä kuvatulla tavalla.

Kuvan 1b esittämässä suoritusmuodossa sähköparistoryhmän 100a kuvassa nä- kyvä osa käsittää sähköparistot 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b,..., Na ja Nb. Sähköparisto- jen 1a ja 1b ensimmäinen elektrodi 5 (kuva 2) on kytketty yhteisellä ensimmäisellä — latauspiirillä 13a virtakiskoon 11. Vastaavasti sähköparistojen 1a ja 1b toinen elektrodi 6 (kuva 2) on kytketty toisella yhteisellä latauspiirillä 14a toiseen virtakis- koon 12. Vastaavalla tavalla omilla latauspiireillään on kytketty myös muut kuvan 1b sähköparistot 2a, 2b, 3a, 3b,..., Na ja Nb substraatilla 10 oleviin virtakiskoihin N 11 ja 12.

O N 25 Kuvassa 1b on viitteillä 15a, 15b ja 15c esitetty leikkauslinjat, joita pitkin valmiit T ladatut keksinnön mukaiset sähköparistot 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b,..., Na ja Nb ero- 2 tetaan virtakiskoista 11 ja 12. Keksinnön mukaisten sähköparistojen erottaminen E virtakiskoista 11 ja 12 on edullista tehdä viimeisenä sähköparistoryhmän valmis- n tusvaiheena.

O R 30 Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että rinnakkaisia, samoihin kahteen latauspiirin > kytkettyjä sähköparistoja voi olla myös useampia kuin kuvassa 1b esitetyt kaksi rinnakkaista sähköparistoa.

Kuva 1c esittää kuvan 1a mukaisen keksinnön mukaisen sähköparistoryhmän 100 kytkentää paristojen 1, 2, 3,..., N lataamiseksi jännitelähteestä 20. Sähköparisto- ryhmän 100 ensimmäinen virtakisko 11 on kytketty jännitelähteen 20 ensimmäi- seen liittimeen 21, jossa kuvan 1c esimerkissä on jännitelähteen positiivinen jänni- te. Jannitelahteen 20 jännite on edullisesti suurempi kuin ladattavien sähköparisto- jen 1, 2, 3,..., N lopullinen käyttöjännite. Sähköparistoryhmän 100 toinen virtakisko 12 on kytketty jännitelähteen 20 toiseen liittimeen 22, jossa kuvan 1c esimerkissä on edullisesti maapotentiaali.

Viitteillä 15a1 ja 15b1 on esitetty leikkauslinjat, joita pitkin leikkaamalla saadaan — keksinnön mukaisen sähköparistoryhmän 100 paristot erotettua jännitelähteestä

20.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa sähköparistoryhmä 100 on kyt- kettynä jännitelähteeseen 20 niin kauan, että sähköparistoryhmän 100 sähköparis- tot asennetaan lopulliseen käyttökohteeseensa. Sähköparistoryhmän 100 sähkö- — paristot leikataan omiksi kokonaisuuksiin vasta, kun valmistetun elektronisen kom- ponenttikokonaisuus käynnistetään käyttökohteessaan. Näin menetellen varmiste- taan se, että elektronisen komponenttikokonaisuuden sähköparistoissa on käytön alkaessa suunniteltu käyttöjännite ja että sähköpariston varaus riittää suunnitellulle käyttöajalle.

Kuvassa 2 on esimerkinomaisesti kuvassa 1a esitetyn sähköpariston 1 eräs edul- linen suoritusmuoto. Sähköpariston 1 ensimmäinen elektrodi 5 on kytketty positii- viseen virtakiskoon 11 ensimmäisellä latauspiirillä 13a käyttäen edullisesti paino- tekniikalla valmistettua vastusta R1. Kuvan 2 edullisessa suoritusmuodossa myös sähköpariston 1 toinen elektrodi 6 on kytketty vastuksella R2, viite 14a, edullisesti ™~ 25 —maapotentiaalissa olevaan virtakiskoon 12.

O 2 Kun latauspiirissä on kokonaisuudessaan riittävän suuri vastus, niin tällöin sähkö- paristo 1 on mahdollista ladata huomattavasti sähköpariston 1 kennojännitettä > korkeammasta jännitelähteestä 20 vakiovirralla. Sähköparistoihin sähkövirtaa syöt- = tävä jännite voi edullisesti olla esimerkiksi 24 Volttia. Tällöin esimerkiksi 4,2 Voltin O 30 — Li-lon- sähköparisto vaatii kokonaisuudessaan noin 10 kQ latausvastuksen (R1 3 +R2) tullakseen ladatuksi 2,4 mA:n virralla. Kun sähköpariston 1 kennojännite D nousee 4,2 Volttiin, niin tällöin latausvirta 2 on pienempi kuin 2 mA. Koska käytetty N latausjännite on huomattavasti korkeampi kuin sähköpariston 1 kennojännite, eivät valmistuksen toleranssit pääse vaikuttamaan vierekkäisiin sähköparistoihin, vaan — jokainen sähköparisto saa oman latauspiirinsä määrittelemän latausvirran. Jos jonkin sähköpariston kenno on oikosulussa, sillä ei ole vaikutusta muiden sähkö- paristojen kennojen lataukseen.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa latauspiiri on valmistettu muulla kuin painetulla elektroniikalla.

Tällöin latauspiiri voi olla esimerkiksi osa RFID-piiriä — tai erillinen SMD-komponentti.

Tässä edullisessa suoritusmuodossa sähköparisto- ryhmän lataus voidaan suorittaa vasta latauspiirien asentamisen jälkeen.

Kuvassa 3 on esitetty keksinnön mukaisen sähköparistoryhmän valmistamiseen käytetyn menetelmän päävaiheita.

Jotkin kuvan 3 prosessivaiheista on mahdollista toteuttaa rullalta-rullalle-valmistusprosessissa myös toisessa järjestyksessä kuin — mitä vuokaaviossa 3 on esitetty keksinnön periaatteen siitä muuttumatta.

Esimer- kiksi virtakiskot, latauspiirit, sähköpariston elektrodit ja mahdolliset sähköiset piiri- komponentit voidaan valmistaa sähköparistoryhmän valmistukseen nähden eri järjestyksessä kuin mitä kuvan 3 vuokaavion selityksen yhteydessä esitetään.

Vaiheessa 30 sähköparistoryhmän valmistus käynnistetään valitsemalla substraat- — timateriaali 10, jota hyödynnetään sähköparistoryhmän 100 tai 100a valmistukses- sa.

Eräitä mahdollisia substraattina käytettäviä materiaaleja ovat hyvät eristeomi- naisuudet omaava polyimidipohjainen kalvo (PI), polyesteripohjainen kalvo (PET) tai polyeetterisulfonikalvo (PES). Substraatti voi olla myös jokin edellä mainittu kalvo, johon ainakin toiselle puolelle on laminoitu ohut metallikalvo esimerkiksi ku- — parikalvo.

Vaiheessa 31 valmistetaan virtakiskot 11 ja 12. Virtakiskot voidaan valmistaa joko etsaamalla ne substraatilla 10 olevasta edullisesti kuparikalvosta tai painamalla virtakiskot substraatille 10. Virtakiskot 11 ja 12 on mahdollista valmistaa myös ~ paksukalvo tekniikkaa tai ohutkalvotekniikkaa kayttamalla.

S 25 — Virtakiskot 11 ja 12 on mahdollista valmistaa myös kasvattamalla virtakiskot elekt- 7 rolyyttisesti, jos substraattiin 10 on laminoitu ohut metallikalvo.

I Vaiheessa 32 valmistetaan latauspiirit 13, 13a, 14 ja 14a jokaiselle sähköparisto- = ryhmän 100 sähköparistolle.

Ensimmäisellä latauspiirillä 13 tai 13a sähköpariston = 1 ensimmäinen elektrodi 5 on järjestetty yhdistettäväksi ensimmäiseen virtakis- R 30 — koon 11 ja toisella latauspiirillä 14 tai 14a on järjestetty yhdistettäväksi sähköparis- > ton 1 toinen elektrodi 6 toiseen virtakiskoon 12. Ensimmäinen ja toinen latauspiiri 13, 13a, 14 ja 14a voivat edullisesti olla vastuk- sia, jotka on valmistettu joko painotekniikalla, paksukalvotekniikalla tai ohutkalvo-

tekniikalla. Jollain näistä menetelmistä valmistetun sähköparistoryhmän 100 tai 100a sähköparistojen latauspiirien katkaiseminen asennettaessa käyttökohtee- seensa on helppoa. Vaiheessa 33 valmistetaan sähköpariston 1 ensimmäinen elektrodi 5. Ensimmäi- nen elektrodi 5 voidaan valmistaa etsaamalla se metallifoliosta tai valmistamalle se substraatille 10 käyttämällä painotekniikkaa, paksukalvotekniikka tai ohutkalvo- tekniikkaa. Valmistuksen yhteydessä ensimmäinen elektrodi 5 edullisesti on järjes- tetty kytkettäväksi ensimmäiseen latauspiiriin 13 tai 13a. Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa sähköpariston 1 ensimmäinen — elektrodi 5 esiladataan jännitelähteen 20 jännitteellä ennen seuraavia prosessivai- heita. Vaiheessa 34 valmistetaan sähköpariston 1 elektrolyytti ensimmäisen elektrodin 5 päälle. Vaiheessa 35 valmistetaan sähköpariston 1 toinen elektrodi 6. Toinen elektrodi 6 — voidaan valmistaa edullisesti käyttämällä painotekniikkaa, paksukalvotekniikka tai ohutkalvotekniikkaa. Valmistuksen yhteydessä toinen elektrodi 6 edullisesti kytke- tään toiseen latauspiiriin 14 tai 14a. Vaiheessa 36 tarkistetaan valmistetaanko sähköparistoryhmän 100 tai 100a säh- köparistojen lisäksi myös jokin elektroninen komponenttikokonaisuus, jonka jänni- — telähteenä keksinnön mukainen sähköparisto toimii. Jos vaiheessa 36 päätös on se, että myös muita sähköisiä komponentteja valmis- tetaan, siirtyy valmistusprosessi vaiheeseen 37. Vaiheessa 37 voidaan valmistaa ~ erilaisia passiivisia ja aktiivisia komponentteja, joiden jännitelähteenä sähköparisto N toimii. Kun kaikki sähköiset komponentit on valmistettu, siirtyy valmistusprosessi — 25 — vaiheeseen 38.

O > Jos päätös vaiheessa 36 on se, että muita komponentteja ei valmisteta, etenee = valmistusprosessi suoraan vaiheeseen 38, jossa kaikki sähköparistoryhmän 100 O tai 100a sähköparistot ladataan yhtä aikaa. Latauksessa voidaan käyttää yhtä tai 3 useampaa virtakiskoihin 11 ja 12 kytkettyä jännitelähdettä 20.

O N 30 Vaiheen 38 jälkeen sähköparistoryhmän 100 tai 100a paristot on ladattu käyttö- jännitteeseensä ja valmistusprosessi siirtyy vaiheeseen 39.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa vaiheessa 39 valmis sähköpa- ristoryhmä 100 tai 100a varastoidaan siten, että jännitelähteen 20 jännite on koko varastoinnin ajan kytkettynä sähköparistoryhmän 100 tai 100a paristoihin. Eräässä toisessa keksinnön edullisessa suoritusmuodossa vaiheessa 39 sähköpa- —ristoryhmän 100 tai 100a sähköparistot 1, 2, 3,..., N on leikattu erilleen toisistaan ensimmäisen 13 tai 13a ja toisen latauspiirin 14 tai 14a kohdalta, kuvassa 1b viit- teet 15a, 15b, 15c ja kuvassa 1c viitteet 15a1 ja 15b1. Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisen sähköparistoryhmän valmistusmene- telmää ja valmistusmenetelmällä valmistettua sähköparistoryhmää. Keksintö ei — rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.

N O N -

I a a

O O O N O N

Claims (19)

Patenttivaatimukset

1. Ladattava, joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), jonka yksittäiset sähkö- paristot (1, 2, 3, N) on valmistettu massatuotantomenetelmällä useissa perättäisis- sä työvaiheissa joustavalle, eristävälle tukikalvolle (10), tunnettu siitä, että kunkin — sähköparistoryhmän (100, 100a) sähköpariston (1, 2, 3, N) yhteyteen on valmistet- tu ensimmäinen latauspiiri (13, 13a), joka on kytketty eristävälle tukikalvolle (10) valmistettuun ensimmäiseen virtakiskoon (11), ja toinen latauspiiri (14, 14a), joka on kytketty eristävälle tukikalvolle (10) valmistettuun toiseen virtakiskoon (12).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), — tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen latauspiiri (13, 14) on eristävälle tukikal- volle (10) valmistettu ensimmäiseen tai toiseen virtakiskoon (11, 12) kytketty vas- tus (13a, 14a).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), tunnettu siitä, että sähköparistoryhmä (100, 100a) on valmistettu rullalta-rullalle- — valmistuslaitteistolla.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), tunnettu siitä, että sähköparistoryhmä on valmistettu arkkipainantalaitteistolla.

5 Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), tunnettu siitä, että sähköparistoryhmän (100, 100a) valmistuksessa on hyödynnetty ainakin yhtä seuraavista valmistusmenetelmistä: painotekniikka, pak- sukalvotekniikka, ohutkalvotekniikka, etsaustekniikka tai kemiallinen kasvatustek- niikka.

> 25 N 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), O tunnettu siitä, että sähköparistoryhmän (100, 100a) sähköparistot (1, 2, 3, N) on 2 järjestetty ladattavaksi yhtä aikaa virtakiskoissa (11, 12) olevalla jännitteellä la- I tauspiirin (13, 13a, 14, 14a) kautta koko sähköparistoryhmän (100, 100a) valmis- > 30 — tuttua. ©

O R 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), > tunnettu siitä, että sähköparistoryhmälle (100, 100a) syötettävä jännite syötetään virtakiskoihin (11, 12) ainakin yhdestä jännitelähteestä (20).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), tunnettu siitä, että sähköparistoryhmä (100, 100a) on järjestetty ladattavaksi la- tauspiirin (13, 13a, 14, 14a) kautta jännitelähteestä (20), jonka jännite korkeampi kuin sähköparistojen (1, 2, 3, N) kennojännite.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), tunnettu siitä, että sähköparistoryhmän (100, 100a) sähköparistojen (1, 2, 3, N) latauspiirit (13, 13a, 14, 14a) on mitoitettu siten, että sähköparistojen latauspiirit eivät kuormita tosiaan latauksen aikana.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), tunnettu siitä, että jännitelähteen (20) jännite on mitoitettu siten, että sähköparis- ton (1, 2, 3, N) kennojännitteen nousu estää sähköpariston ylilatautumisen.

11. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), tunnettu siitä, että sähköparistoryhmän (100, 100a) sähköparistot (1, 2, 3, N) on järjestetty ladattavaksi sähkökemiallisesti elektrolyyttikäsittelyssä.

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), — tunnettu siitä, että valmiin sähköparistoryhmän (100, 100a) sähköparistojen (1, 2, 3, N) purkautuminen varastoinnin aikana on järjestetty estettäväksi kytkemällä vir- takiskoihin (11, 12) erillisestä jännitelähteestä (20) sähköparistojen (1, 2, 3, N) kennojännitettä suurempi jännite.

13. Patenttivaatimuksen 7 mukainen joustava sähköparistoryhmä (100, 100a), tunnettu siitä, että latauspiirinä (13, 13a, 14, 14a) toimiva vastus on järjestetty > katkaistavaksi, kun elektroninen laite, johon sähköparisto on kytketty, liitetään N käyttökohteeseensa. 2 2 30

14. Ladattavan joustavan sähköparistoryhmän (100, 100a) valmistusmenetelmä, I jossa hyödynnetään massatuotantomenetelmää useissa perättäisissä työvaiheissa = joustavalle eristävälle tukikalvolle (10), tunnettu siitä, että kunkin sähköparisto- = ryhmän (100, 100a) sähköpariston (1, 2, 3, N) yhteyteen valmistetaan ensimmäi- R nen latauspiiri (13, 13a), joka kytketään eristävälle tukikalvolle (10) valmistettuun > 35 — ensimmäiseen virtakiskoon (11) sekä toinen latauspiiri (14, 14a), joka kytketään eristävälle tukikalvolle (10) valmistettuun toiseen virtakiskoon (12).

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen joustavan sähköparistoryhmän (100, 100a) valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että latauspiiriksi (13a, 14a) valmistetaan tu- kikalvolle (10) ainakin toiseen virtakiskoista kytkettäväksi järjestetty vastus (13a, 14a).

16 Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen joustavan sähköparistoryhmän (100, 100a) valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että sähköparistoryhmä (100, 100a) valmistetaan rullalta-rullalle-valmistuslaitteistolla.

17. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen joustavan sähköparistoryhmän (100, —100a) valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että sähköparistoryhmä valmistetaan arkkipainantalaitteistolla.

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen joustavan sähköparistoryhmän (100, 100a) valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että sähköparistoryhmän (100, 100a) — valmistuksessa käytetään ainakin yhtä seuraavista valmistusmenetelmistä: paino- tekniikka, paksukalvotekniikka, ohutkalvotekniikka, etsaustekniikka tai kemiallinen kasvatustekniikka.

19. Patenttivaatimuksen 14 mukainen joustavan sähköparistoryhmän (100, 100a) — valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että sähköparistoryhmän (100, 100a) sähkö- paristojen (1, 2, 3, N) elektrodeista ainakin ensimmäinen elektrodi (5) esiladataan ensimmäisen elektrodin (5) valmistuksen jälkeen ennen sähköpariston (1, 2, 3, N) lopullista valmistumista. oO

O

N

O n

O

I a a

O

O

O

N

O

N