無隔離物的蓄電池的制作方法
【專利摘要】在本文中描述了儲(chǔ)能電池以及制造所述儲(chǔ)能電池的方法。更具體地，描述了包括層狀構(gòu)造和共平面共平行陽(yáng)極和陰極的儲(chǔ)能電池及制造所述儲(chǔ)能電池的方法。
【專利說明】無隔離物的蓄電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲(chǔ)能電池以及制造所述儲(chǔ)能電池的方法。更具體地，本發(fā)明涉及包括層狀構(gòu)造和共平面(CO-Planar)共平行(co-parallel)的陽(yáng)極和陰極的儲(chǔ)能電池以及制造所述儲(chǔ)能電池的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]存在許多類型的儲(chǔ)能系統(tǒng)和電池。然而，已知這些現(xiàn)有類型的系統(tǒng)在例如充放電速率、電阻、熱量管理和響應(yīng)時(shí)間方面存在大量不足和低效。
[0003]本發(fā)明基于包括層狀構(gòu)造和共平面共平行陽(yáng)極和陰極的儲(chǔ)能電池，而其他層狀電池構(gòu)造使用在電極間具有隔離物的共面緊密隔離電極。例如，卷形式的層狀電池構(gòu)造已獲得了專利，例如US 7311996、US 6146785和US 5354629，通過引用將其并入到本文中。然而，這些系統(tǒng)由具有各自電解質(zhì)的共面電極組成并且通過隔離膜隔離以使化學(xué)物質(zhì)保持分開。
[0004]本發(fā)明的至少一個(gè)方面的一個(gè)目標(biāo)為消除或減輕對(duì)前述設(shè)計(jì)特征中的至少之一或更多設(shè)計(jì)特征的需求。
[0005]本發(fā)明的至少一個(gè)方面的另一目標(biāo)為提供改進(jìn)的儲(chǔ)能電池系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種儲(chǔ)能電池，包括:
[0007]電化學(xué)惰性且電絕緣的基底；
[0008]位于所述基底的一側(cè)上的陽(yáng)極和位于所述基底的另一側(cè)上的陰極，其中陽(yáng)極和陰極形成定位成彼此基本共平面且基本共平行的電極；
[0009]位于陽(yáng)極與陰極之間的間隙，該間隙能夠使陽(yáng)極電極和陰極電極電絕緣；
[0010]限定沿著陽(yáng)極電極和陰極電極平行于電極之間的間隙的通道的間隔物；以及
[0011]沉積在通道中的電解質(zhì)。
[0012]因此本發(fā)明在于提供包括層狀構(gòu)造和基本共平面共平行的陽(yáng)極和陰極的儲(chǔ)能電池。因此陽(yáng)極和陰極可以為平坦平面結(jié)構(gòu)，即膜或板狀結(jié)構(gòu)。
[0013]典型地，電解質(zhì)內(nèi)可以包含陽(yáng)極化學(xué)活性材料和陰極化學(xué)活性材料。
[0014]陽(yáng)極電極和陰極電極在單電池設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例中可以為相同導(dǎo)電型的材料或者可以為不同材料，例如鋅金屬陽(yáng)極(負(fù)電極)和碳復(fù)合陰極(正電極)。
[0015]單電池可以包含允許通過改變輸入極性使陽(yáng)極和陰極互換以用于逆向操作的陽(yáng)極材料和陰極材料以及電解質(zhì)化學(xué)物質(zhì)。
[0016]本發(fā)明的電池設(shè)計(jì)的另一優(yōu)點(diǎn)為:例如在負(fù)電極處采用鋅化學(xué)物質(zhì)的一些期望的電池化學(xué)物質(zhì)(例如，鎳-鋅電池)在常規(guī)電池設(shè)計(jì)中面臨不利。在再充電時(shí)存在從負(fù)電極形成并生長(zhǎng)出金屬(鋅)樹枝狀晶體的傾向，并且這些樹枝狀晶體可以穿透共面電池設(shè)計(jì)中的隔離物，導(dǎo)致短路、電池失效以及安全風(fēng)險(xiǎn)。該失效模式在共平面電池設(shè)計(jì)中減輕，原因是如果樹枝狀晶體形成，則它們將受上方的絕緣基底限制，而且電池被設(shè)計(jì)成在負(fù)電極和正電極之間具有足夠的間隙以防止任何側(cè)向的樹枝狀晶體生長(zhǎng)而到達(dá)對(duì)面的電極。這與本發(fā)明的待通過對(duì)于某些化學(xué)物質(zhì)的可逆的負(fù)電極和正電極操作的電池設(shè)計(jì)結(jié)合開拓了期望的化學(xué)物質(zhì)的范圍，否則不能在需要長(zhǎng)循環(huán)壽命的應(yīng)用中采用該化學(xué)物質(zhì)。
[0017]還可以沿著通道設(shè)置有頂層并且該頂層安置在間隔物上的頂層。
[0018]形成儲(chǔ)能電池的部分可以為螺旋形的形式使得儲(chǔ)能電池能夠螺旋成形。
[0019]儲(chǔ)能電池還可以包括連續(xù)長(zhǎng)度的相關(guān)部分，其中長(zhǎng)度被分段并且區(qū)段彼此堆疊。
[0020]儲(chǔ)能電池還可以包括除頂層之外的連續(xù)長(zhǎng)度的相關(guān)部分，其中長(zhǎng)度成螺旋形或堆疊使得基底的底部成為通道的頂層。
[0021]電化學(xué)惰性且電絕緣基底可以為基本平坦的平面結(jié)構(gòu)并且可以由聚合物膜制成，例如PET、PP、PC、丙烯酸類聚合物(acrylic)、特氟隆。基底可以具有約0.1mm的厚度。
[0022]位于電化學(xué)惰性且電絕緣基底的任一側(cè)上的陽(yáng)極和陰極可以為平坦的平面結(jié)構(gòu)并且可以沿著基底的長(zhǎng)度延伸。陽(yáng)極和陰極可以為板狀并且對(duì)于螺旋形長(zhǎng)度為約500米以及對(duì)于堆疊長(zhǎng)度為約50cm、寬度為約15mm以及厚度為約10微米并且由如下導(dǎo)電材料制成:例如碳；作為石墨或石墨烯的碳；碳聚合物復(fù)合物；碳金屬?gòu)?fù)合物；金；鉬；銀；鈀銅；鑰；鎳；鋅；鋁；鐵；金屬合金(例如鋅鎳合金、鎳鐵合金)；金屬氧化物(例如氧化銦錫、氧化釕、氧化鋰鈷)；導(dǎo)電聚合物膜(例如聚苯胺、聚噻吩、聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)聚(苯乙烯磺酸酯(鹽)))；或?qū)拥慕M合(例如涂覆在銅膜或鋁膜上的碳)。
[0023]陽(yáng)極和陰極可以包括多孔導(dǎo)電碳層，例如碳纖維氈、碳?xì)饽z、活性碳，該多孔導(dǎo)電碳層用作為陽(yáng)極和陰極化學(xué)反應(yīng)提供增加的電極表面積。
[0024]基底以及陽(yáng)極電極和陰極電極可以具有位于其外側(cè)上的厚度為約0.2mm的間隔層。
[0025]儲(chǔ)能電池可以具有導(dǎo)電連接器端，該導(dǎo)電連接器端可以在單獨(dú)單電池儲(chǔ)能電池的外表面或串聯(lián)的多個(gè)單電池的外表面上覆蓋有另外的導(dǎo)電層，例如鋁箔。導(dǎo)電層可以形成用于電池端子的共同連接點(diǎn)。
[0026]通道可以填充并沉積有期望量的電解質(zhì)即化學(xué)材料。電解質(zhì)可以沉積到基底和電極上并且限制在通道內(nèi)?；瘜W(xué)物質(zhì)可以為液體或糊料形式?；瘜W(xué)物質(zhì)可以為最終跨通道沉積的化學(xué)物質(zhì)的液體或糊料混合物，例如具有錳的鋅鹽或鎳鹽(例如，具有氯化鎳或氯化錳的氯化鋅或者醋酸鋅)，或有機(jī)電解質(zhì)例如碳酸亞乙酯中的鋰鹽，或者單獨(dú)沉積在陽(yáng)極和陰極之上的化學(xué)物質(zhì)的液體或糊料混合物。
[0027]通道可以在組裝之后經(jīng)由流體入口端口填充，通過該流體入口端口電解質(zhì)通過通道泵到出口端口的地方，兩種端口均在填充完成之后密封。電解質(zhì)可以分別泵到作為單獨(dú)或串聯(lián)布置的各個(gè)單電池的通道中。電解質(zhì)可以泵到包括多個(gè)單電池的堆疊體的電池中的通道中，其中各個(gè)單電池具有交替穿過層的進(jìn)入孔，以便以最小空氣滯留的方式填充該電池。
[0028]多個(gè)單獨(dú)單電池儲(chǔ)能電池中的至少兩個(gè)或更多個(gè)可以層疊在一起。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種制造儲(chǔ)能電池的方法，包括:
[0030]提供電化學(xué)惰性且電絕緣的基底；
[0031]提供位于所述基底的一側(cè)上的陽(yáng)極和位于所述基底的另一側(cè)上的陰極，其中陽(yáng)極和陰極形成定位成彼此基本共平面且基本共平行的電極；
[0032]提供位于陽(yáng)極與陰極之間的間隙，該間隙能夠使陽(yáng)極電極和陰極電極電絕緣；
[0033]提供限定沿著陽(yáng)極電極和陰極電極平行于電極之間的間隙的通道的間隔物；以及
[0034]提供沉積在通道中的電解質(zhì)。
[0035]儲(chǔ)能電池可以為如在第一方面中所限定的。
[0036]為了制造單獨(dú)單電池儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，可以首先選擇基底，然后可以沉積導(dǎo)電層。例如，相似的陽(yáng)極和陰極可以為碳-碳、金-金、或者在特定設(shè)計(jì)內(nèi)不同的陽(yáng)極和陰極例如碳-金、碳-碳/鋅復(fù)合物。
[0037]基底可以為在卷到卷工藝中的材料的連續(xù)卷材或一系列卡片。
[0038]導(dǎo)電層可以圖案化成限定制成電極和導(dǎo)電連接器端的導(dǎo)電幾何形狀。
[0039]間隔層可以被接合到一起以形成通道。間隔物可以“是現(xiàn)成的”、預(yù)組裝并且轉(zhuǎn)換為圖案，限定厚度的雙面膠帶或通過印刷工藝沉積的膠粘劑-聚合物膜-膠粘劑的組裝層。
[0040]在基底為一系列卡片的實(shí)施方案中，工藝可以包括將下一基底層層疊在通道之上由此將任何化學(xué)物質(zhì)限制在通道中。然后重復(fù)層疊直到滿足足夠的功率規(guī)格?？梢允褂媒^緣基底封閉(blank off)通道的頂部。
[0041]在基底為卷的形式的實(shí)施方案中，通道可以通過將子組裝卷材卷到其自身上來覆蓋所述通道由此將化學(xué)物質(zhì)限制在基底的下側(cè)內(nèi)?？梢岳^續(xù)卷繞直到卷材的末端。然后導(dǎo)電連接器端可以涂覆有導(dǎo)電材料例如銅或銀聚合物糊料，然后這些糊料固化以形成電池端子的共同連接點(diǎn)。
[0042]上述處理可以使用用于單個(gè)或串聯(lián)的多個(gè)單電池以及用于螺旋或堆疊的卡片這兩種構(gòu)造設(shè)計(jì)的導(dǎo)電幾何形狀來執(zhí)行。
[0043]串聯(lián)布置的單電池可以設(shè)計(jì)成使得陽(yáng)極電極或陰極電極的一側(cè)可以形成相鄰于單電池的陰極或陽(yáng)極，只要兩側(cè)沿著兩側(cè)長(zhǎng)度的中間具有間隔層，由此使相鄰的單電池電解質(zhì)隔離同時(shí)維持串聯(lián)的電池之間的電連接即可。該布置可以稱為雙極型串聯(lián)單電池布置并且已經(jīng)具有降低整體電池內(nèi)阻的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]現(xiàn)在將僅通過示例的方式參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中:
[0045]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的單電池儲(chǔ)能電池的頂截面圖；
[0046]圖2為圖1中所示的單電池儲(chǔ)能電池的端截面圖；
[0047]圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的層疊在一起的多個(gè)單電池儲(chǔ)能電池的端截面圖；
[0048]圖4為示出串聯(lián)的三個(gè)單電池的多個(gè)單電池儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的頂截面圖；
[0049]圖4a為示出在通道端處的填充端口 9的替代方案。
[0050]圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的層疊在一起卷繞為卷的一系列多個(gè)單電池儲(chǔ)能電池的端截面圖；
[0051]圖6a為示出常規(guī)電池單電池系統(tǒng)布置的示意圖；
[0052]圖6b為示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的單獨(dú)單電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的示意圖；
[0053]圖7為示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的單獨(dú)單電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電效率的電流對(duì)時(shí)間的曲線；以及
[0054]圖8為示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的單獨(dú)單電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電壓對(duì)時(shí)間的曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0055]一般而言，本發(fā)明在于提供包括層狀構(gòu)造和共平面共平行的陽(yáng)極和陰極的儲(chǔ)能電池以及制造所述儲(chǔ)能電池的方法。
[0056]圖1和圖2為根據(jù)本發(fā)明的單電池儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的圖。如圖1所示，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)具有寬度‘W’和長(zhǎng)度‘L’，其具有位于其間的大量層。位于中心存在基底1，所述基底I為基本平坦的平面結(jié)構(gòu)并且由聚合物膜例如PET、PP、PC、丙烯酸類聚合物、特氟隆制成。基底I具有約0.1mm的厚度。
[0057]位于基底I的兩側(cè)上存在電極2和電極3，電極2和電極3為平坦的平面結(jié)構(gòu)并且沿著基底I的長(zhǎng)度延伸。電極2和電極3具有約10微米的厚度并且由如下導(dǎo)電材料制成，所述導(dǎo)電材料例如，碳；作為石墨或石墨烯的碳；碳；碳-聚合物復(fù)合物；碳-金屬?gòu)?fù)合物；金；鉬；銀；鈕銅；鑰；鎳；鋅；招；鐵；金屬合金(例如鋅鎳合金、鎳鐵合金)；金屬氧化物(例如氧化銦錫、氧化釕、氧化鋰鈷)；導(dǎo)電聚合物膜(例如聚苯胺、聚噻吩、聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)、聚(苯乙烯磺酸酯(鹽)))；或?qū)拥慕M合(例如涂覆在銅膜或鋁膜上的碳)。
[0058]然后基底I和電極2、3具有位于基底I和電極2、3外側(cè)上的間隔層6。圖1和圖2還示出間隔層6的末端6a、末端6b，將間隔層6接合以防止發(fā)生任何形式的泄露。間隔層
6、6a和6b可以為一片連續(xù)的粘合膜,該粘合膜例如被預(yù)成形或印刷為約0.2mm的厚度。
[0059]圖1至圖4還示出:導(dǎo)電連接器端4、5可以在單電池儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的外表面上覆蓋有導(dǎo)電層7、8。導(dǎo)電層7、8可以形成用于電池端子的共同連接點(diǎn)。該導(dǎo)電層還可以為導(dǎo)電金屬箔例如鋁，該導(dǎo)電金屬箔可以例如通過夾持或通過導(dǎo)電粘合而保持在電極2、3與間隔物6之間的位置處，或者可以通過在導(dǎo)電層7、8上延伸間隔物6而保持。
[0060]為了制造單獨(dú)單電池儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，首先選擇基底I，然后使用涂覆技術(shù)例如蒸發(fā)沉積、印刷、箔層壓、電解來沉積導(dǎo)電層2、3。基底I可以為一系列卡片或在卷到卷工藝中的連續(xù)卷材的材料。導(dǎo)電層2、3可以通過使用模板成像例如絲網(wǎng)印刷或通過激光燒蝕、化學(xué)蝕刻、機(jī)械加工(銑削、切割)來被圖案化以限定制成電極2、3和導(dǎo)電連接器端4、5的導(dǎo)電幾何形狀。根據(jù)電荷極性，或者根據(jù)沉積在各電極之上的化學(xué)物質(zhì)，或者根據(jù)電極材料，可以將電極2和3用作陽(yáng)極或陰極。
[0061]間隔層6為限定厚度的預(yù)組裝間隔物或者通過自身或期望厚度的聚合物膜的任一側(cè)使用壓敏粘合劑或其他粘合劑(例如熱敏粘合劑)而接合在一起以形成如圖2所示的通道10。通道10建立可以在電極2、3之間執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的區(qū)域。通道10的起始端和結(jié)束端具有間隔層6a和6b以防止化學(xué)物質(zhì)從任一端泄露。粘合層6、6a和6b可以成形為預(yù)組裝的一片或印刷為用于連續(xù)密封的層。
[0062]在使用時(shí)，通道10將被填充并沉積期望的化學(xué)材料?；瘜W(xué)物質(zhì)可以沉積到基底I和電極2、3上并且被限制在通道10內(nèi)。化學(xué)物質(zhì)可以通過穿過噴嘴泵出或擠出液體或糊料(在基底卷到卷卷繞經(jīng)過噴嘴時(shí))而沉積到通道中的電極上，或者通過使噴嘴沿著移動(dòng)(或者通過糊料的模板印刷)而沉積在靜止的卡片上?；瘜W(xué)物質(zhì)可以為液體或糊料形式?；瘜W(xué)物質(zhì)可以與跨基底I (在9處)、2、3之上的通道10相同，例如氧化還原再循環(huán)化學(xué)物質(zhì)，如液體溶液中的鐵氰化鉀(圖7)或溴化鋅(圖8);或者化學(xué)物質(zhì)可以相同但是為糊料形式。
[0063]化學(xué)物質(zhì)可以為跨通道均勻沉積的化學(xué)物質(zhì)的液體或糊料混合物，例如具有錳或鎳鹽的鋅鹽(例如，具有氯化鎳或氯化錳的氯化鋅或者醋酸鋅)，并且可以被緩沖為優(yōu)選的pH。
[0064]化學(xué)物質(zhì)可以為跨通道單獨(dú)沉積的化學(xué)物質(zhì)的混合物，例如，沿著長(zhǎng)度L的全部或部分在電極2之上的化學(xué)物質(zhì)‘ X’、全部或部分在電極3之上的化學(xué)物質(zhì)‘y’。這些化學(xué)物質(zhì)可以在通道10的中間、間隙9處相遇或者可以在這些化學(xué)物質(zhì)之間沉積第三化學(xué)物質(zhì)例如電解質(zhì)溶液或糊料。
[0065]化學(xué)物質(zhì)和電解質(zhì)可以為穿過填充端口泵入到預(yù)組裝電池中的流體，該填充端口位于通道下方的單電池的下側(cè)的端處以使流體沿著通道的長(zhǎng)度流動(dòng)并且在相反端上的出口端口(圖4a，端口 9)流出，并且兩個(gè)端口在填充之后都被密封。層疊的電池的通道可以通過在各通道的端部處的交替的孔而連接，以使流體可以沿著各個(gè)單電池往返注入直到電池被填充并密封。電池電解質(zhì)可以經(jīng)由端口補(bǔ)充并且也通過充電和流體補(bǔ)充循環(huán)增加化學(xué)物質(zhì)的量。
[0066]化學(xué)物質(zhì)將電池限定為原電池或二次(可再充電)電池，并且裝置可以被設(shè)計(jì)為原電池或二次電池中任一種。
[0067]電池可以設(shè)計(jì)為能夠重復(fù)充放電循環(huán)的二次可再充電系統(tǒng)，因而適合于能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移應(yīng)用。
[0068]在下面的表中給出電池化學(xué)物質(zhì)的實(shí)例并且這些化學(xué)物質(zhì)中的任意化學(xué)物質(zhì)都可以結(jié)合到該設(shè)計(jì)中。
[0069]

【權(quán)利要求】
1.一種儲(chǔ)能電池，包括: 電化學(xué)惰性且電絕緣的基底； 位于所述基底的一側(cè)上的陽(yáng)極和位于所述基底的另一側(cè)上的陰極，其中所述陽(yáng)極和所述陰極形成定位成彼此基本共平面且共平行的電極； 位于所述陽(yáng)極與所述陰極之間的間隙，所述間隙能夠使所述陽(yáng)極和所述陰極電絕緣； 限定通道的間隔物，所述通道沿著所述陽(yáng)極電極和所述陰極電極，平行于所述電極之間的所述間隙；以及 沉積在所述通道中的電解質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能電池，其中所述電解質(zhì)內(nèi)包含陽(yáng)極活性材料和陰極活性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的儲(chǔ)能電池，其中沿著所述通道設(shè)置有頂層，并且所述頂層安置在所述間隔物上。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中形成所述儲(chǔ)能電池的部件為螺旋形的形式使得所述儲(chǔ)能電池能夠螺旋成形。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中所述電化學(xué)惰性且電絕緣基底為基本平坦的平面結(jié)構(gòu)并且由聚合物膜制成，所述聚合物膜例如PET、PP、PC、丙烯酸類聚合物、特氟隆，并且所述聚合物膜具有約0.1mm的厚度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中所述陽(yáng)極和所述陰極厚度為約10微米并且由導(dǎo)電材料制成，所述導(dǎo)電材料例如，碳；作為石墨或石墨烯的碳；碳聚合物復(fù)合物；碳金屬?gòu)?fù)合物；金；鉬；銀；鈀銅；鑰；鎳；鋅；鋁；鐵；金屬合金，例如鋅鎳、鎳鐵；金屬氧化物，例如氧化銦錫、氧化釕、氧化鋰鈷；多孔或纖維導(dǎo)體，例如得自單質(zhì)碳或石墨或石墨烯的多孔或纖維導(dǎo)體；以及碳的同素異形體形式，例如碳石墨和碳石墨烯；以及導(dǎo)電聚合物膜，例如聚苯胺、聚噻吩、聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)、聚(苯乙烯磺酸酯(鹽))；或?qū)拥慕M合，例如涂覆在銅膜或鋁膜上的碳。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中所述陽(yáng)極和所述陰極在相同的單電池設(shè)計(jì)中為相似或相異的材料。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中所述陽(yáng)極和所述陰極在操作上能夠反向。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中所述基底以及所述陽(yáng)極電極和所述陰極電極具有位于其外側(cè)上的厚度為約0.2mm的間隔層。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中所述儲(chǔ)能電池具有導(dǎo)電連接器端，所述導(dǎo)電連接器端在單獨(dú)單電池儲(chǔ)能電池的外表面上覆蓋有導(dǎo)電層，其中所述導(dǎo)電層形成用于電池端子的共同連接點(diǎn)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中所述通道被填充并沉積有期望量的電解質(zhì)，即化學(xué)材料。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中將電解質(zhì)泵入到包括多個(gè)單電池的堆疊體的電池中的所述通道中，其中各個(gè)單電池具有交替穿過所述層的進(jìn)入孔，以便以最小氣體滯留的方式填充所述電池。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中利用填充孔以及在所述螺旋形狀電池內(nèi)的各個(gè)單電池的端部處的起始孔和出口孔將電解質(zhì)泵入到包括螺旋形狀體的電池中的所述通道中，以便以最小氣體滯留的方式填充所述電池。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中將電解質(zhì)泵入到包括堆疊體或螺旋體的電池中的所述通道中，并且在充電之后新的電解質(zhì)能夠流過所述通道以補(bǔ)充先前的電解質(zhì)填充物，以提高所述電池的功率或使所述電池再生。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中將所述電解質(zhì)沉積到所述基底和所述電極上并且限制在所述通道內(nèi)，并且其中可選地所述沉積直接發(fā)生使得將所述陰極糊料和所述陽(yáng)極糊料施加到所述電極然后沉積所述電解質(zhì)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中形成水性的或有機(jī)基電解質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)為液體或糊料形式，例如，在有機(jī)電解質(zhì)例如碳酸亞乙酯中的鋰鹽。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中將多個(gè)單獨(dú)單電池儲(chǔ)能電池中的至少兩個(gè)或更多個(gè)層疊在一起。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池，其中所述儲(chǔ)能電池至少包括在pH3和pH6之間的有機(jī)酸電池電解質(zhì)，所述有機(jī)酸電池電解質(zhì)包括在水性的或有機(jī)溶劑中的鋅離子、錳離子、醋酸根離子和氯離子，所述有機(jī)酸電池電解質(zhì)在在陽(yáng)極電極和陰極電極之間施加充電電壓和電流時(shí)自行形成分開的陰極(氧化錳)和陽(yáng)極(金屬鋅)。
19.一種制造儲(chǔ)能電池的方法，包括: 提供電化學(xué)惰性且電絕緣的基底； 提供位于所述基底的一側(cè)上的陽(yáng)極和位于所述基底的另一側(cè)上的陰極，其中所述陽(yáng)極和所述陰極形成定位成彼此基本共平面且基本共平行的電極； 提供位于所述陽(yáng)極與所述陰極之間的間隙，所述間隙能夠使所述陽(yáng)極和所述陰極電絕緣； 提供限定通道的間隔物，所述通道沿著所述陽(yáng)極電極和所述陰極電極平行于所述電極之間的所述間隙；以及 提供沉積在所述通道中的電解質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制造儲(chǔ)能電池的方法，其中所述儲(chǔ)能電池為如在權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)中所限定的。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的制造儲(chǔ)能電池的方法，其中首先選擇基底，然后沉積導(dǎo)電層。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項(xiàng)所述的制造儲(chǔ)能電池的方法，其中所述基底為一系列卡片或在卷到卷工藝中的連續(xù)卷材的材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至22中任一項(xiàng)所述的制造儲(chǔ)能電池的方法，其中所述導(dǎo)電層被圖案化成限定形成電極和導(dǎo)電連接器端的導(dǎo)電幾何形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項(xiàng)所述的制造儲(chǔ)能電池的方法，其中將間隔層接合在一起以形成所述通道。
25.根據(jù)權(quán)利要求19至24中任一項(xiàng)所述的制造儲(chǔ)能電池的方法，其中在所述基底為一系列卡片的情況下，所述處理包括將下一基底層層疊在通道之上由此將任何化學(xué)物質(zhì)限制在所述通道中，然后重復(fù)層疊直到滿足足夠的功率規(guī)格，并且使用絕緣基底封閉所述通道的頂部。
26.根據(jù)權(quán)利要求19至25中任一項(xiàng)所述的制造儲(chǔ)能電池的方法，其中所述基底為卷的形式，所述通道通過將子組裝卷材卷到其自身而被覆蓋，由此將化學(xué)物質(zhì)限制在基底的下側(cè)內(nèi)，繼續(xù)卷繞直到卷材的末端并且導(dǎo)電連接器端覆蓋有導(dǎo)電材料以形成所述電池端子的共同連接點(diǎn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求19至26中任一項(xiàng)所述的制造儲(chǔ)能電池的方法，其中所述電解質(zhì)經(jīng)由填充端口和出口端口注入到所述電池的單電池中。
28.—種如本文中在前所述和/或如在圖1至圖7中任一圖中所示的儲(chǔ)能電池。
【文檔編號(hào)】H01M8/20GK104170146SQ201380011840
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月2日
【發(fā)明者】約翰·迪倫 申請(qǐng)人:能源診斷有限公司