專利名稱：電化學(xué)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)涉及密封可充放電電池單元的電化學(xué)器件。
背景技術(shù)：
諸如電雙層電外箱和鋰離子電池之類的表面安裝電化學(xué)器件正在被用作蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)、視頻攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)和其他類型的電子裝置的存儲(chǔ)器備用電源。日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2009-278068公開(kāi)了一種傳統(tǒng)的電化學(xué)器件，包括具有凹入部分的外箱(case)、用于按照水密和氣密方式密封凹入部分的蓋子、各封閉在密封凹入部分中的可放電電池單元和電解液、在外箱的安裝表面上設(shè)置的一對(duì)電極(正電極和負(fù)電極)、用于電連接電極對(duì)和電池單元的每一個(gè)的配線。用作存儲(chǔ)器備用電源的所述電化學(xué)器件的標(biāo)稱電壓典型地是2-4V。近來(lái)，期望標(biāo)稱電壓的更高電平來(lái)適應(yīng)更寬范圍的應(yīng)用。日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2005-1231M( “ 1 公開(kāi)”)公開(kāi)了一種電化學(xué)器件，包括一對(duì)電池單元，電池單元對(duì)彼此電學(xué)串聯(lián)連接以提供更高電壓。在“IM公開(kāi)”中描述的電化學(xué)器件可以通過(guò)將封閉到具有多個(gè)密封凹入部分的封閉電池單元電學(xué)串聯(lián)連接而具有更高的標(biāo)稱電壓。然而，由于每一個(gè)電池單元的充電/放電特性的變化，在將一些電池單元完全充電的同時(shí)，其余電池單元可能沒(méi)有完全充電，這可能引起電極對(duì)不會(huì)均勻地對(duì)每一個(gè)電池單元進(jìn)行充電。因此，傳統(tǒng)的充電機(jī)制可能會(huì)使電化學(xué)器件的實(shí)際標(biāo)稱電壓退化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)的各種實(shí)施例提供了一種電化學(xué)器件，所述電化學(xué)器件使得能夠?qū)Χ鄠€(gè)電池單元的每一個(gè)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行充電，并且從而即使當(dāng)在一對(duì)電極之間電學(xué)串聯(lián)連接所述多個(gè)電池單元時(shí)，也可以滿足對(duì)于更高電壓的要求。這里公開(kāi)的各種實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了涉及一種電化學(xué)器件的這些和其他目的，所述電化學(xué)器件包括外箱，具有多個(gè)凹入部分；蓋子，用于按照水密和氣密方式密封所述外箱的多個(gè)凹入部分；多個(gè)可充放電電池單元，每一個(gè)電池單元均與相應(yīng)的電解液封閉到多個(gè)密封凹入部分中的一個(gè)相應(yīng)密封凹入部分中，所述多個(gè)電池單元串聯(lián)連接；在所述外箱的安裝表面上形成的一對(duì)電極；配線，用于將所述電極對(duì)的每一個(gè)與電池單元電連接；以及在所述外箱的安裝表面上形成的中間電極，所述中間電極經(jīng)由所述配線與所述多個(gè)電池單元的兩個(gè)相鄰電池單元之間的結(jié)點(diǎn)電連接；其中多個(gè)電池單元經(jīng)由電極對(duì)之間的配線彼此電連接。配置根據(jù)各種實(shí)施例的電化學(xué)器件，以使所述中間電極與在正電極和負(fù)電極之間電學(xué)串聯(lián)連接的相鄰兩個(gè)電池單元之間的結(jié)點(diǎn)電連接。因此，在例如所述多個(gè)電池單元包括兩個(gè)電池單元的情況下，所述電池單元之一可以通過(guò)使用正電極和中間電極來(lái)充電， 而所述電池單元的另一個(gè)可以通過(guò)使用負(fù)電極和中間電極來(lái)充電。因此，可以在將多個(gè)電池單元設(shè)置為在正電極和負(fù)電極之間電學(xué)串聯(lián)的同時(shí)，彼此獨(dú)立地執(zhí)行每一個(gè)電池單元的充電(即可以以單獨(dú)的電池單元為基礎(chǔ)執(zhí)行充電)。同樣地，不論每一個(gè)電池單元的充電/放電特性的變化，可以避免在對(duì)一些電池單元完全充電、 而其余電池單元沒(méi)有完全充電的傳統(tǒng)技術(shù)中所觀察到的現(xiàn)象，并且因此可以根據(jù)其充電/ 放電特性來(lái)執(zhí)行每一個(gè)電池單元的充電。因此，根據(jù)各種實(shí)施例的電化學(xué)器件可以具有是單獨(dú)電池單元的兩倍或者近似于兩倍高的標(biāo)稱電壓，從而滿足近來(lái)對(duì)于高電壓的要求。根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例，提出了一種電化學(xué)器件，所述電化學(xué)器件使得能夠?qū)Χ鄠€(gè)電池單元的每一個(gè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)爻潆姡瑥亩词巩?dāng)在一對(duì)電極之間電學(xué)串聯(lián)連接多個(gè)電池單元時(shí)也可以滿足對(duì)于高電壓的要求。根據(jù)以下描述和附圖，前述和其他目的將變得顯而易見(jiàn)。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電化學(xué)器件的外部透視圖。圖2示出了沿線Sll的圖1所示電化學(xué)器件的截面圖。圖3示出了去除了蓋子和電池單元的圖1所示電化學(xué)器件的頂視圖。圖4示出了圖1所示的電化學(xué)器件的等效電路。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的另一實(shí)施例的電化學(xué)器件的外部透視圖。圖6示出了沿線S21的圖5所示電化學(xué)器件的截面圖。圖7示出了去除了蓋子和電池單元的圖5所示電化學(xué)器件的頂視圖。圖8示出了圖5所示的電化學(xué)器件的等效電路。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的另一實(shí)施例的電化學(xué)器件的外部透視圖。圖10示出了沿S31線的圖9所示電化學(xué)器件的截面圖。圖11示出了去除了蓋子和電池單元的圖9所示電化學(xué)器件的頂視圖。圖12示出了圖9所示電化學(xué)器件的等效電路。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的另一實(shí)施例的電化學(xué)器件的外部透視圖。圖14示出了沿線S41的圖13所示電化學(xué)器件的截面圖。圖15示出了去除了蓋子和電池單元的圖13所示電化學(xué)器件的頂視圖。圖16示出了圖13所示電化學(xué)器件的等效電路。
具體實(shí)施例方式在以下描述中，用相同或類似的參考數(shù)字表示相似的部件，而與它們是否在不同的實(shí)施例中示出無(wú)關(guān)。為了按照更加清楚和簡(jiǎn)明的方式說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例，附圖沒(méi)有必要按比例繪制，并且可以按照某種示意性的形式示出特定的特征。相對(duì)于一個(gè)實(shí)施例描述和/或說(shuō)明的特征可以按照相同的方式或按照類似的方式用于一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例和/或與其他實(shí)施例的特征組合或者代替地使用。[第一示例]
現(xiàn)在參考圖1-4，將根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)描述電化學(xué)器件的一個(gè)實(shí)施例。如圖1所示， 根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)器件10包括外箱11、耦合板12、蓋子13、一對(duì)可充放電電池單元14、一對(duì)電極(正電極15和負(fù)電極16)和中間電極17。外箱11可以由諸如氧化鋁之類的任意適當(dāng)絕緣材料制成，并且形成為立方體形狀。外箱11的下表面可以用作安裝表面。一對(duì)凹入部分Ila可以并排形成在外箱11的上表面上，并且具有適當(dāng)?shù)纳疃?。在頂視圖中凹入部分對(duì)Ila可以具有矩形形狀。每一個(gè)凹入部分Ila的底部表面配置有電流收集膜11b，由諸如鋁之類的導(dǎo)電材料制成。每一個(gè)電流收集膜lib可以形成為具有略小于相應(yīng)凹入部分Ila的底部表面的尺寸。在例如由于外箱11的材料導(dǎo)致電流收集膜lib不能夠牢靠地附著到凹入部分Ila 的底部表面的情況下，可以在凹入部分Ila的每一個(gè)底部表面上形成輔助層(例如具有從底部表面開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜、鎳膜和金膜的層，未示出)，以便將電流收集膜lib牢靠地固定到底部表面上。將由諸如科瓦鐵鎳鈷合金(kovar)之類的任意適當(dāng)導(dǎo)電材料制成的耦合板12形成為在頂視圖中為矩形形狀，使得耦合板12在頂視圖中的形狀實(shí)質(zhì)上與外箱11的形狀一致。在一個(gè)方面，一對(duì)通孔1 可以形成在耦合板12中。通孔對(duì)1 可以形成為在頂視圖中與外箱11的凹入部分Ila具有相同的輪廓。由于耦合板12經(jīng)由接合(bond)與外箱11 的上表面相耦合，使得每一個(gè)通孔1 與相應(yīng)的凹入部分Ila對(duì)齊，因此每一個(gè)通孔12a可以組成每一個(gè)凹入部分Ila的上部部分。在例如由于外箱11的材料導(dǎo)致不能將耦合板12經(jīng)由諸如金-銅合金之類的鍵合牢靠地附著到外箱11的上表面的情況下，可以在外箱11的上表面上形成輔助層(例如，具有從上表面開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜和鎳膜的層，未示出)，以便將耦合板12牢靠地保持到上表面上。在另一個(gè)方面，可以在耦合板12的表面上(至少在耦合板12的上表面和下表面上以及通孔1 的內(nèi)表面上)形成抗腐蝕膜(例如具有按照順序?qū)訅旱逆嚹ず徒鹉さ哪?，其中可以用諸如鉬膜、銀膜或鈀膜之類的其他類型金屬膜來(lái)代替金膜)，以便改進(jìn)耦合板12對(duì)于電解液的抗腐蝕性，尤其是當(dāng)耦合板12由對(duì)于電解液具有相對(duì)較低抗腐蝕性的抗腐蝕材料制成時(shí)。蓋子13可以由諸如科瓦鐵鎳鈷合金(鐵-鎳-鈷合金)之類的導(dǎo)電材料制成。在一些方面，蓋子13可以由例如覆層材料構(gòu)成，覆層材料包括在上表面和下表面的至少之一上具有鎳膜的科瓦鐵鎳鈷合金基材?？梢杂弥T如鉬膜、銀膜、金膜或鈀膜之類的其他類型金屬膜來(lái)代替鎳膜。蓋子13可以形成為在頂視圖中的矩形形狀實(shí)質(zhì)上與外箱11的頂視圖形狀相一致。蓋子13與耦合板12相連，使得蓋子13的下表面與耦合板12的上表面導(dǎo)電，并且在將電池單元14插入到每一個(gè)凹入部分Ila(包括每一個(gè)通孔12a)之后，按照水密和氣密的方式密封每一個(gè)凹入部分11a。在一個(gè)方面，可以使用諸如縫焊或激光焊接之類的任意適當(dāng)?shù)闹苯咏Y(jié)合技術(shù)以及使用任意適當(dāng)導(dǎo)電鍵合的間接結(jié)合技術(shù)，將蓋子13與耦合板12相連。每一個(gè)電池單元14分別包括矩形第一電極片14a、矩形第二電極片14b和介于第一和第二片Ha、14b之間的矩形分離片14c。在一個(gè)方面，第一電極片Ha和第二電極片 14b的平面尺寸可以小于凹入部分Ila的平面尺寸，并且分離片14c的平面尺寸可以略微大于第一和第二片14a、14b的平面尺寸、而略微小于每一個(gè)凹入部分Ila的平面尺寸。第一電極片Ha和第二電極片14b可以由諸如活性炭或PAS(多并苯型半導(dǎo)體)之類的活性材料構(gòu)成，并且分離片14c可以由諸如玻璃片、纖維素片和塑料片之類的離子透過(guò)片構(gòu)成。 依賴于電化學(xué)器件10的類型，第一電極片Ha和第二電極片14b的材料可以彼此相同或不同。將每一個(gè)電池單元14與電解液(例如，包括在碳酸丙烯(溶劑)中溶解的四氟硼 SlHZiSEpSI^ (triethylmethylammonium tetraf luoroborate) ()白勺) ^MM 閉到密封凹入部分Ila中。在使用電化學(xué)器件10時(shí)還沒(méi)有確定第一電極片1 和第二電極片14b的極性的情況下(即，在使用時(shí)可以確定第一電極片Ha和第二電極片14b的極性、使得它們可以具有彼此相反極性的情況下)，電池單元14到每一個(gè)凹入部分Ila的插入方向可以是任意的。另一方面，如果在使用之前預(yù)先確定了第一電極片1 和第二電極片14b的極性， 應(yīng)該根據(jù)預(yù)定的極性來(lái)確定電池單元14到每一個(gè)凹入部分1 中的插入方向。例如，如果確定第一電極片Ha為正，而確定第二電極片14b為負(fù)，可以將電池單元14插入到每一個(gè)凹入部分Ila中，使得在圖2左側(cè)所示的電池單元14的第一電極片1 與圖2左側(cè)所示的電流收集膜lib電接觸，并且相同側(cè)的第二電極片14b與蓋子13電接觸；以及圖2右側(cè)所示的電池單元14的第二電極片14b與圖2右側(cè)所示的電流收集膜lib電接觸，并且相同側(cè)的第一電極片14a與蓋子13電接觸。正電極15可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從一側(cè)表面的中心沿縱向延伸至外箱11底部表面的橫截面中，正電極15可以形成為實(shí)質(zhì)上L形狀。如圖2所示，正電極 15經(jīng)由貫穿外箱11形成的配線15a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)與圖2左側(cè)所示的電流收集膜lib電連接。負(fù)電極16可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從另一側(cè)表面的中心沿縱向延伸至外箱11底部表面的橫截面中，負(fù)電極16可以形成為實(shí)質(zhì)上L形狀。負(fù)電極16可以形成為具有與正電極15實(shí)質(zhì)上相同的寬度。如圖2所示，負(fù)電極16經(jīng)由通過(guò)外箱11形成的配線16a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)與圖2右側(cè)所示的電池單元14的電流收集膜 lib電連接。中間電極17可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從一側(cè)表面的中心沿外箱11 的寬度方向延伸至外箱11底部表面的橫截面中，中間電極17可以形成為實(shí)質(zhì)上反C形狀。 如圖1和圖3所示，中間電極17經(jīng)由在外箱11的一側(cè)表面上形成的配線17a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成)與蓋子13電連接。在由于例如外箱11的材料導(dǎo)致不能將正電極15、負(fù)電極16和中間電極17牢靠地附著到外箱11的表面上的情況下，可以在外箱11的每一個(gè)表面上形成輔助層(例如，具有從外箱11開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜和鎳膜的層，未示出)，以便將正電極15、負(fù)電極16和中間電極17牢靠地保持到外箱11上。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)器件10的等效電路。如圖所示，等效電路包括設(shè)置在正電極15和負(fù)電極16之間的一對(duì)電池單元14。電池單元對(duì)14彼此電學(xué)串聯(lián)連接。等效電路還包括與電池單元對(duì)14之間的結(jié)點(diǎn)電連接的中間電極17。因此，可以通過(guò)使用正電極15和中間電極17 (用作負(fù)電極)對(duì)圖4左側(cè)所示的電池單元14充電。類似地，可以使用負(fù)電極16和中間電極17(用作正電極)對(duì)圖4右側(cè)所示的電池單元14充電。因此，在將電池單元對(duì)14設(shè)置為在正電極15和負(fù)電極16之間電學(xué)串聯(lián)的情況下，可以彼此獨(dú)立地執(zhí)行每一個(gè)電池單元14的充電(即，可以以單獨(dú)的電池單元為基礎(chǔ)執(zhí)行充電)。同樣，不論每一個(gè)電池單元14的充電/放電特性的變化，可以避免在一些電池單元完全充電而其余電池單元沒(méi)有充分充電的傳統(tǒng)技術(shù)中所觀察到的現(xiàn)象，并且可以根據(jù)電池單元的充電/放電特性執(zhí)行每一個(gè)電池單元14的充電。因此，電化學(xué)器件10可以具有是單獨(dú)電池單元14的標(biāo)稱電壓的兩倍或近似兩倍高的標(biāo)稱電壓，從而滿足近來(lái)的高電壓需求。此外，當(dāng)將電化學(xué)器件10表面安裝到電路板上時(shí)，可以通過(guò)在電路板上簡(jiǎn)單地形成與用于充電和放電的正電極15相連的焊盤(pán)、與用于充電和放電的負(fù)電極16相連的焊盤(pán)以及與用于充電的中間電極17相連的焊盤(pán)，來(lái)對(duì)于安裝到電路板上的電化學(xué)器件10執(zhí)行上述充電方法。同樣地，電化學(xué)器件10是通用的，通過(guò)按照與電子設(shè)備的其他電子部件類似的方式進(jìn)行表面安裝，電化學(xué)器件10可應(yīng)用于蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)、視頻攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)和適用于高密度封裝的其他電子設(shè)備，并且可以實(shí)現(xiàn)上述的單獨(dú)充電。另外，電化學(xué)器件10可以配置為使得一個(gè)電池單元14的第一電極片1 和第二電極片14b與導(dǎo)電蓋子13電連接。同樣地，蓋子13可以用作配線的一部分，用于將電池單元對(duì)14電學(xué)串聯(lián)連接在正電極15和負(fù)電極16之間，從而簡(jiǎn)化了整體布線，并且因此防止了由于復(fù)雜布線使得器件變得更大。[第二示例]現(xiàn)在參考圖5-圖8，將根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)描述電化學(xué)器件的另一個(gè)實(shí)施例。如圖5 所示，根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)器件20包括外箱21、耦合板22、一對(duì)蓋子單元23、一對(duì)可充放電電池單元M、一對(duì)電極(正電極25和負(fù)電極沈)以及中間電極27。外箱21可以由諸如氧化鋁之類的任意適當(dāng)絕緣材料制成，并且形成為立方體形狀。外箱21的下表面可以用作安裝表面?？梢栽谕庀?1的上表面上并排地形成具有適當(dāng)深度的一對(duì)凹入部分21a。在頂視圖中凹入部分對(duì)21a可以具有矩形形狀。每一個(gè)凹入部分21a的底部表面配置有由諸如鋁之類的導(dǎo)電材料制成、并且形成為具有略小于底部表面尺寸的平面尺寸的電流收集膜21b。在一個(gè)方面，板21c可以集成形成在位于凹入部分對(duì) 21a之間的那部分外箱21的上表面上。板21c可以沿外箱21的寬度方向延伸。板21的厚度可以小于夾在凹入部分對(duì)21a之間的那部分的寬度。板21c可以由與外箱21相同的材料制成。板21c的高度可以與蓋子23的高度實(shí)質(zhì)上相同。在另一個(gè)方面，板21c可以與外箱21分離地制備，然后將板附著到外箱21上。板21c可以由與外箱21相同或不同的材料制成。如果可以確保每一個(gè)耦合板22之間以及蓋子單元23之間的足夠空間以避免其間的接觸，可以省略板21c。在例如由于外箱21的材料使得不能將電流收集膜21b牢靠地附著到凹入部分21a 的底部表面的情況下，可以在凹入部分21a的每一個(gè)底部表面上形成輔助層(例如具有從底部表面開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜、鎳膜和金膜的層，未示出)，以便將電流收集膜21b牢靠地保持在底部表面上。將由諸如科瓦鐵鎳鈷合金之類的適當(dāng)導(dǎo)電材料制成的每一個(gè)耦合板22形成為在頂視圖中為矩形形狀，使得每一個(gè)耦合板22在頂視圖中的長(zhǎng)度略微小于外箱21長(zhǎng)度的一
7半。在一個(gè)方面，可以在每一個(gè)耦合板22中形成一對(duì)通孔22a。通孔對(duì)2 可以形成為在頂視圖中與外箱21的凹入部分21a具有實(shí)質(zhì)上相同的輪廓。由于每一個(gè)耦合板22經(jīng)由鍵合與外箱21的上表面相耦合，使得每一個(gè)通孔2 與相應(yīng)的凹入部分21a對(duì)齊。應(yīng)該注意的是，每一個(gè)通孔2 可以包括每一個(gè)凹入部分21a的上部部分。還應(yīng)該注意的是，由于其間設(shè)置的絕緣板21c的存在，耦合板對(duì)22彼此不接觸。在由于例如外箱21的材料導(dǎo)致不能經(jīng)由諸如金-銅合金之類的接合將耦合板22 牢靠地附著到外箱21的上表面的情況下，可以在外箱21的上表面上形成輔助層(例如，具有從上表面開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜和鎳膜的層，未示出)，以便將耦合板22牢靠地保持到上表面上。在另一個(gè)方面，可以在耦合板22的表面上(至少在每一個(gè)耦合板22的上表面和下表面以及通孔22a的內(nèi)表面上)形成抗腐蝕膜(例如具有按照順序?qū)訅旱逆嚹ず徒鹉さ哪?，其中可以用諸如鉬膜、銀膜或鈀膜之類的其他類型金屬膜來(lái)代替金膜)，以便改進(jìn)耦合板22對(duì)于電解液的抗腐蝕性，尤其是當(dāng)耦合板22由對(duì)于電解液具有相對(duì)較低抗腐蝕性的材料制成時(shí)。蓋子單元23可以由諸如科瓦鐵鎳鈷合金(鐵-鎳-鈷合金)之類的導(dǎo)電材料制成。在一些方面，蓋子單元23可以由例如覆層材料構(gòu)成，覆層材料包括在其上表面和下表面的至少之一上具有鎳膜的科瓦鐵鎳鈷合金基材?？梢杂弥T如鉬膜、銀膜、金膜或鈀膜之類的其他類型的金屬膜來(lái)代替鎳膜。每一個(gè)蓋子單元23可以形成為在頂視圖中是矩形形狀， 以便與每一個(gè)耦合板22的輪廓實(shí)質(zhì)上相一致。每一個(gè)蓋子單元23與相應(yīng)的耦合板22相連，使得蓋子單元23的每一個(gè)下表面與相應(yīng)的耦合板22的上表面導(dǎo)電，并且在將電池單元M插入到相應(yīng)的凹入部分21a (包括每一個(gè)通孔22a)之后，按照水密和氣密的方式密封每一個(gè)凹入部分21a。在一個(gè)方面，可以使用諸如縫焊或激光焊接之類的任意適當(dāng)?shù)闹苯咏Y(jié)合技術(shù)或使用任意適當(dāng)導(dǎo)電鍵合的間接結(jié)合技術(shù)，將蓋子單元23與耦合板22相連。應(yīng)該注意的是，由于其間插入的絕緣板21c的存在，蓋子單元23彼此不接觸。每一個(gè)電池單元M包括矩形第一電極片Ma、矩形第二電極片24b和插入到第一和第二片Ma、24b之間的矩形分離片Mc。在一個(gè)方面，第一電極片2 和第二電極片24b 的每一個(gè)平面尺寸可以小于相應(yīng)凹入部分21a的平面尺寸，并且分離片Mc的平面尺寸可以略大于相應(yīng)第一和第二片Ma、24b的平面尺寸、而略小于相應(yīng)凹入部分21a的平面尺寸。 第一電極片2 和第二電極片24b可以由諸如活性炭或PAS(多并苯型半導(dǎo)體)之類的活性材料制成，并且分離片2 可以由諸如玻璃片、纖維素片和塑料片之類的離子可透過(guò)片制成。依賴于電化學(xué)器件20的類型，第一電極片2 和第二電極片24b的材料可以彼此相同或不同。將每一個(gè)電池單元對(duì)與電解液(例如，包括在碳酸丙烯(溶劑)中溶解的四氟硼酸三乙基甲基銨(溶質(zhì))的溶液)一起封閉到密封凹入部分21a中。在使用電化學(xué)器件20 時(shí)還沒(méi)有確定第一電極片2 和第二電極片Mb的極性的情況下(即，在使用時(shí)可以確定第一電極片2 和第二電極片24b的極性、使得它們可以具有彼此相反極性的情況下)，電池單元M到每一個(gè)凹入部分21a的插入方向可以是任意的。另一方面，如果在使用之前預(yù)先確定了第一電極片2 和第二電極片24b的極性， 應(yīng)該根據(jù)預(yù)定的極性來(lái)確定電池單元M到每一個(gè)凹入部分21a中的插入方向。例如，如果確定第一電極片2 為正，而確定第二電極片24b為負(fù)，可以將電池單元M插入到每一個(gè)凹入部分21a中，使得在圖6左側(cè)所示的電池單元的第一電極片2 與圖6左側(cè)所示的蓋子單元23電接觸，并且第二電極片24b與圖6左側(cè)所示的電流收集膜21b電接觸；以及圖 6右側(cè)所示的電池單元M的第一電極片2 與圖6右側(cè)所示的電池單元M的電流收集膜 21b電接觸，并且第二電極片24b與圖6右側(cè)所示的蓋子單元23電接觸。正電極25可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從一側(cè)表面的中心沿縱向延伸至外箱21底部表面的橫截面中，正電極15可以形成為實(shí)質(zhì)上L形狀。如圖5-7所示，正電極25經(jīng)由在外箱21的側(cè)面上形成的配線25a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)以及也在圖6的左側(cè)示出的耦合板22，與圖6左側(cè)所示的蓋子23電連接。負(fù)電極沈可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從另一側(cè)表面的中心沿縱向延伸至外箱21底部表面的橫截面中，負(fù)電極沈可以形成為實(shí)質(zhì)上L形狀。負(fù)電極沈可以形成為具有與正電極25實(shí)質(zhì)上相同的寬度。如圖6和7所示，負(fù)電極沈經(jīng)由在外箱21的側(cè)面上形成的配線26a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)和圖6右側(cè)所示的耦合板22與圖6 右側(cè)所示的蓋子單元23電連接。中間電極27可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從一側(cè)表面的中心沿外箱21 的寬度方向延伸至外箱21底部表面的橫截面中，中間電極27可以形成為實(shí)質(zhì)上反C形狀。 如圖6所示，中間電極27經(jīng)由貫穿外箱21形成的配線27a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成)與兩個(gè)電流收集膜21b電連接。在由于例如外箱21的材料導(dǎo)致不能經(jīng)由諸如諸如金-銅之類的鍵合將正電極25、 負(fù)電極26和中間電極27牢靠地附著到外箱21的表面上的情況下，可以在外箱21的每一個(gè)表面上形成輔助層(例如，具有從外箱21開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜和鎳膜的層，未示出)， 以便將正電極25、負(fù)電極沈和中間電極27牢靠地保持到外箱21上。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)器件20的等效電路。如圖所示，等效電路包括設(shè)置在正電極25和負(fù)電極沈之間的一對(duì)電池單元M。電池單元對(duì)M彼此電學(xué)串聯(lián)連接。等效電路還包括與電池單元對(duì)M之間的結(jié)點(diǎn)電連接的中間電極27。因此，可以通過(guò)使用正電極25和中間電極27 (用作負(fù)電極)對(duì)圖8左側(cè)所示的電池單元M 充電。類似地，可以使用負(fù)電極沈和中間電極27(用作正電極)對(duì)圖8右側(cè)所示的電池單元M充電。因此，在將電池單元對(duì)M設(shè)置為在正電極25和負(fù)電極沈之間電學(xué)串聯(lián)的情況下，可以彼此獨(dú)立地執(zhí)行每一個(gè)電池單元M的充電(即，可以以單獨(dú)的電池單元為基礎(chǔ)執(zhí)行充電)。同樣，不論每一個(gè)電池單元M的充電/放電特性的變化，可以避免在一些電池單元完全充電而其余電池單元沒(méi)有充分充電的傳統(tǒng)技術(shù)中所觀察到的現(xiàn)象，并且可以根據(jù)電池單元的充電/放電特性執(zhí)行每一個(gè)電池單元M的充電。因此，電化學(xué)器件20可以具有是單獨(dú)電池單元M的標(biāo)稱電壓的兩倍或近似兩倍高的標(biāo)稱電壓，從而滿足近來(lái)的高電壓需求。此外，當(dāng)將電化學(xué)器件20表面安裝到電路板上時(shí)，可以通過(guò)在電路板上簡(jiǎn)單地形成與用于充電和放電的正電極25相連的焊盤(pán)、與用于充電和放電的負(fù)電極沈相連的焊盤(pán)以及與用于充電的中間電極27相連的焊盤(pán)，來(lái)對(duì)于安裝到電路板上的電化學(xué)器件20執(zhí)行上述充電方法。同樣地，電化學(xué)器件20是通用的，通過(guò)按照與電子設(shè)備的其他電子部件類似的方式進(jìn)行表面安裝，電化學(xué)器件20可應(yīng)用于蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)、視頻攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)和適用于高密度封裝的其他電子設(shè)備，并且可以實(shí)現(xiàn)上述的單獨(dú)充電。另外，電化學(xué)器件20可以配置為使得一個(gè)電池單元M的第一電極片2 與一個(gè)蓋子單元23電連接，而另一個(gè)電池單元M的第二電極片24b與另一個(gè)蓋子單元23電連接。同樣地，蓋子對(duì)23可以用作配線的一部分，用于將電池單元對(duì)M電學(xué)串聯(lián)連接在正電極25和負(fù)電極沈之間，從而簡(jiǎn)化了整體布線，并且因此防止了由于復(fù)雜布線使得器件變得更大。另外，電化學(xué)器件20可以配置為使得絕緣板21c插入到每一個(gè)耦合板22和每一個(gè)蓋子單元23之間，從而防止了耦合板22彼此接觸，并且也防止了蓋子單元23彼此接觸。 此外，板21c可以促進(jìn)耦合板22和外箱21的上表面的對(duì)齊以及蓋子單元23與耦合板22 的上表面的對(duì)齊。[第三示例]現(xiàn)在參考圖9-圖12，將根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)描述電化學(xué)器件的另一個(gè)實(shí)施例。如圖 9所示，根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)器件30包括外箱31、一對(duì)耦合板32、一對(duì)蓋子單元33、一對(duì)可充放電電池單元34、一對(duì)電極(正電極35和負(fù)電極36)以及中間電極 37。外箱31可以由諸如氧化鋁之類的任意適當(dāng)絕緣材料制成，并且形成為立方體形狀。外箱31的下表面可以用作安裝表面?？梢栽谕庀?1的上表面上并排地形成具有適當(dāng)深度的一對(duì)凹入部分31a。凹入部分對(duì)31a的每一個(gè)均在頂視圖中具有矩形形狀。每一個(gè)凹入部分31a的底部表面配置有由諸如鋁之類的導(dǎo)電材料制成、并且形成為具有略小于每一個(gè)凹入部分31a的底部表面尺寸的平面尺寸的電流收集膜31b。在一個(gè)方面，板31c可以集成形成在位于凹入部分對(duì)31a之間的那部分外箱31的上表面上。板31c可以沿外箱31 的寬度方向延伸。板31的厚度可以小于夾在凹入部分對(duì)31a之間的那部分的寬度。板31c 可以由與外箱31相同的材料制成。板31c的高度可以與蓋子33的高度實(shí)質(zhì)上相同。在另一個(gè)方面，板31c可以與外箱31分離地制備，然后將板附著到外箱31上。板31c可以由與外箱31相同或不同的材料制成。如果可以確保每一個(gè)耦合板32之間以及蓋子單元33之間的足夠空間以避免其間的接觸，可以省略板31c。在例如由于外箱31的材料使得不能將電流收集膜31b牢靠地附著到凹入部分31a 的底部表面的情況下，可以在凹入部分31a的每一個(gè)底部表面上形成輔助層(例如具有從底部表面開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜、鎳膜和金膜的層，未示出)，以便將電流收集膜31b牢靠地保持在底部表面上。將由諸如科瓦鐵鎳鈷合金之類的適當(dāng)導(dǎo)電材料制成的每一個(gè)耦合板32形成為在頂視圖中為矩形形狀，使得每一個(gè)耦合板32在頂視圖中的長(zhǎng)度略微小于外箱31長(zhǎng)度的一半。在一個(gè)方面，可以在每一個(gè)耦合板32中形成一對(duì)通孔32a。通孔對(duì)3 可以形成為在頂視圖中與相應(yīng)凹入部分31a具有實(shí)質(zhì)上相同的輪廓。由于耦合板32經(jīng)由鍵合與外箱31 的上表面相耦合，使得每一個(gè)通孔3 與相應(yīng)的凹入部分31a對(duì)齊，每一個(gè)通孔3 可以組成相應(yīng)凹入部分31a的上部部分。應(yīng)該注意的是，由于其間設(shè)置的絕緣板31c的存在，耦合板對(duì)32彼此不接觸。在由于例如外箱31的材料導(dǎo)致不能經(jīng)由諸如金-銅合金之類的接合將耦合板32 牢靠地附著到外箱31的上表面的情況下，可以在外箱31的上表面上形成輔助層(例如，具CN 102487133 A
說(shuō)明書(shū)
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有從上表面開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜和鎳膜的層，未示出)，以便將耦合板32牢靠地固定到上表面上。在另一個(gè)方面，可以在耦合板32的表面上(至少在每一個(gè)耦合板32的上表面和下表面以及通孔32a的內(nèi)表面上)形成抗腐蝕膜(例如具有按照順序?qū)訅旱逆嚹ず徒鹉さ哪?，其中可以用諸如鉬膜、銀膜或鈀膜之類的其他類型金屬膜來(lái)代替金膜)，以便改進(jìn)耦合板32對(duì)于電解液的抗腐蝕性，尤其是當(dāng)耦合板32由具有對(duì)于電解液具有相對(duì)較低抗腐蝕性的材料制成時(shí)。蓋子單元33可以由諸如科瓦鐵鎳鈷合金(鐵-鎳-鈷合金)之類的導(dǎo)電材料制成。在一些方面，蓋子單元33可以由例如覆層材料構(gòu)成，覆層材料包括在其上表面和下表面的至少之一上具有鎳膜的科瓦鐵鎳鈷合金基材。可以用諸如鉬膜、銀膜、金膜或鈀膜之類的其他類型的金屬膜來(lái)代替鎳膜。每一個(gè)蓋子單元33可以形成為在頂視圖中是矩形形狀， 以便與每一個(gè)耦合板32的輪廓實(shí)質(zhì)上相一致。每一個(gè)蓋子單元33與相應(yīng)的耦合板32相連，使得蓋子單元33的每一個(gè)下表面與相應(yīng)的耦合板32的上表面導(dǎo)電，并且在將電池單元34插入到每一個(gè)凹入部分31a (包括每一個(gè)通孔32a)之后，按照水密和氣密的方式密封每一個(gè)凹入部分31a。在一個(gè)方面，可以使用諸如縫焊或激光焊接之類的任意適當(dāng)?shù)闹苯咏Y(jié)合技術(shù)或使用諸如任意適當(dāng)導(dǎo)電接合之類的間接結(jié)合技術(shù)將蓋子單元33與耦合板32相連。應(yīng)該注意的是，由于其間插入的絕緣板31c的存在，蓋子單元33彼此不接觸。每一個(gè)電池單元34包括矩形第一電極片34a、矩形第二電極片34b和插入到第一和第二片34a、34b之間的矩形分離片34c。在一個(gè)方面，第一電極片3 和第二電極片34b 的平面尺寸可以小于相應(yīng)凹入部分31a的平面尺寸，并且分離片34c的平面尺寸可以略大于相應(yīng)第一和第二片34a、34b的平面尺寸、而略小于相應(yīng)凹入部分31a的平面尺寸。第一電極片3 和第二電極片34b可以由諸如活性炭或PAS (多并苯型半導(dǎo)體)之類的活性材料制成，并且分離片3 可以由諸如玻璃片、纖維素片和塑料片之類的離子可透過(guò)片制成。 依賴于電化學(xué)器件30的類型，第一電極片3 和第二電極片34b的材料可以彼此相同或不同。將每一個(gè)電池單元34與電解液(例如，包括在碳酸丙烯(溶劑)中溶解的四氟硼酸三乙基甲基銨(triethylmethylammonium tetrafluoroborat)(溶質(zhì))的溶液)一起封閉到密封凹入部分31a中。在使用電化學(xué)器件30時(shí)還沒(méi)有確定第一電極片3 和第二電極片34b的極性的情況下(即，在使用時(shí)可以確定第一電極片3 和第二電極片34b的極性、使得它們可以具有彼此相反極性的情況下)，電池單元34到相應(yīng)凹入部分31a的插入方向可以是任意的。另一方面，如果在使用之前預(yù)先確定了第一電極片3 和第二電極片34b的極性， 應(yīng)該根據(jù)預(yù)定的極性來(lái)確定每一個(gè)電池單元；34到相應(yīng)凹入部分31a中的插入方向。例如， 如果確定第一電極片3 為正，而確定第二電極片34b為負(fù)，可以將每一個(gè)電池單元34插入到相應(yīng)凹入部分31a中，使得在圖10左側(cè)所示的電池單元的第一電極片3 與圖10左側(cè)所示的電流收集膜31b電接觸，并且第二電極片34b與圖10左側(cè)所示的蓋子單元33電接觸；以及圖10右側(cè)所示的電池單元34的第一電極片3 與圖10右側(cè)所示的電流收集膜 31b電接觸，并且第二電極片34b與圖10右側(cè)所示的蓋子單元33電接觸。正電極35可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從一側(cè)表面的中心沿縱向延伸至外箱31底部表面的橫截面中，正電極35可以形成為實(shí)質(zhì)上L形狀。如圖10所示，正電極35經(jīng)由貫穿外箱31形成的配線35a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)與圖10左側(cè)所示的電流收集膜31b電連接。負(fù)電極36可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從另一側(cè)表面的中心沿縱向延伸至外箱31底部表面的橫截面中，負(fù)電極36可以形成為實(shí)質(zhì)上L形狀。負(fù)電極36可以形成為具有與正電極35實(shí)質(zhì)上相同的寬度。如圖10和11所示，負(fù)電極36經(jīng)由在外箱31的側(cè)面上形成的配線36a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)和圖10右側(cè)所示的耦合板32與圖10右側(cè)所示的蓋子單元33電連接。中間電極37可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從一側(cè)表面的中心沿外箱31 的寬度方向延伸至外箱31下表面的橫截面中，中間電極37可以形成為實(shí)質(zhì)上反C形狀。如圖9-11所示，中間電極37經(jīng)由在外箱31的側(cè)表面上形成的配線37a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)和如圖10左側(cè)所示的耦合板32與圖10左側(cè)所示的蓋子單元33電連接。此外，中間電極37經(jīng)由貫穿外箱31形成的配線37b (由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)與圖10 右側(cè)所示的電池單元34的電流收集膜31b電連接。在由于例如外箱31的材料導(dǎo)致不能將正電極35、負(fù)電極36和中間電極37牢靠地附著到外箱31的表面上的情況下，可以在外箱31的每一個(gè)表面上形成輔助層(例如，具有從外箱31開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜和鎳膜的層，未示出)，以便將正電極35、負(fù)電極36和中間電極37牢靠地保持到外箱31上。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)器件30的等效電路。如圖所示，等效電路包括設(shè)置在正電極35和負(fù)電極36之間的一對(duì)電池單元34。電池單元對(duì)34彼此電學(xué)串聯(lián)連接。等效電路還包括與電池單元對(duì)34之間的結(jié)點(diǎn)電連接的中間電極37。因此，可以通過(guò)使用正電極35和中間電極37(用作負(fù)電極)對(duì)圖12左側(cè)所示的電池單元34 充電。類似地，可以使用負(fù)電極36和中間電極37(用作正電極)對(duì)圖12右側(cè)所示的電池單元；34充電。因此，在將電池單元對(duì)34設(shè)置為在正電極35和負(fù)電極36之間電學(xué)串聯(lián)的情況下，可以彼此獨(dú)立地執(zhí)行每一個(gè)電池單元34的充電(即，可以以單獨(dú)的電池單元為基礎(chǔ)執(zhí)行充電)。同樣，不論每一個(gè)電池單元34的充電/放電特性的變化，可以避免在一些電池單元完全充電而其余電池單元沒(méi)有充分充電的傳統(tǒng)技術(shù)中所觀察到的現(xiàn)象，并且可以根據(jù)電池單元的充電/放電特性執(zhí)行每一個(gè)電池單元34的充電。因此，電化學(xué)器件30可以具有是單獨(dú)電池單元34的標(biāo)稱電壓的兩倍或近似兩倍高的標(biāo)稱電壓，從而滿足近來(lái)的高電壓需求。此外，當(dāng)將電化學(xué)器件30表面安裝到電路板上時(shí)，可以通過(guò)在電路板上簡(jiǎn)單地形成與用于充電和放電的正電極35相連的焊盤(pán)、與用于充電和放電的負(fù)電極36相連的焊盤(pán)以及與用于充電的中間電極37相連的焊盤(pán)，來(lái)對(duì)于安裝到電路板上的電化學(xué)器件30執(zhí)行上述充電方法。同樣地，電化學(xué)器件30是通用的，通過(guò)按照與電子設(shè)備的其他電子部件類似的方式進(jìn)行表面安裝，電化學(xué)器件30可應(yīng)用于蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)、視頻攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)和適用于高密度封裝的其他電子設(shè)備，并且可以實(shí)現(xiàn)上述的單獨(dú)充電。另外，電化學(xué)器件30可以配置為使得一個(gè)電池單元34的第一電極片3 與一個(gè)蓋子單元33電連接，而另一個(gè)電池單元34的第二電極片34b與另一個(gè)蓋子單元33電連接。 同樣地，的蓋子單元對(duì)33可以用作配線的一部分，用于將電池單元對(duì)34電學(xué)串聯(lián)連接在正電極35和負(fù)電極36之間，從而簡(jiǎn)化了整體布線，并且因此防止了由于復(fù)雜布線使得器件變得更大。另外，電化學(xué)器件30可以配置為使得絕緣板31c插入到耦合板32和蓋子單元33 之間，從而防止了耦合板32彼此接觸，也防止了蓋子單元33彼此接觸。此外，板31c可以促進(jìn)耦合板32和外箱31的上表面的對(duì)齊以及蓋子單元33與耦合板32的上表面的對(duì)齊。[第四示例]現(xiàn)在參考圖13-圖16，將根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)描述電化學(xué)器件的另一個(gè)實(shí)施例。如圖 13所示，根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)器件40包括外箱41、三個(gè)耦合板42、三個(gè)蓋子單元43、三個(gè)可充放電電池單元44、一對(duì)電極(正電極45和負(fù)電極46)以及中間電極 47-1 和 47-2。外箱41可以由諸如氧化鋁之類的任意適當(dāng)絕緣材料制成，并且形成為立方體形狀。外箱41的下表面可以用作安裝表面?？梢栽谕庀?1的上表面上并排地形成具有適當(dāng)深度的三個(gè)凹入部分41a。每一個(gè)凹入部分41a均在頂視圖中具有矩形形狀。每一個(gè)凹入部分41a的底部表面配置有由諸如鋁之類的導(dǎo)電材料制成、并且形成為具有略小于底部表面尺寸的平面尺寸的相應(yīng)電流收集膜41b。在一個(gè)方面，板41c可以集成形成在外箱41的上表面的各兩部分，每一部分均位于相鄰凹入部分41a之間。板41c可以沿外箱41的寬度方向延伸。每一個(gè)板41c的厚度可以小于夾在相鄰凹入部分41a之間的那部分的寬度。板 41c可以由與外箱41相同的材料制成。每一個(gè)板41c的高度可以與蓋子43的高度實(shí)質(zhì)上相同。板41c可以與外箱41分離地制備，然后將板附著到外箱41上。板41c可以由與外箱41相同或不同的材料制成。如果可以確保耦合板42之間以及蓋子單元43之間的足夠空間以避免其間的接觸，可以省略板41c。在例如由于外箱41的材料導(dǎo)致不能將電流收集膜41b牢靠地附著到凹入部分41a 的底部表面的情況下，可以在凹入部分41a的每一個(gè)底部表面上形成輔助層(例如具有從底部表面開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜、鎳膜和金膜的層，未示出)，以便將電流收集膜41b牢靠地保持在底部表面上。將由諸如科瓦鐵鎳鈷合金之類的適當(dāng)導(dǎo)電材料制成的每一個(gè)耦合板42形成為在頂視圖中為矩形形狀，使得每一個(gè)耦合板42在頂視圖中的長(zhǎng)度略微小于外箱41長(zhǎng)度的三分之一。在一個(gè)方面，可以在每一個(gè)耦合板42中分別形成一對(duì)通孔42a。通孔對(duì)4 可以形成為在頂視圖中與相應(yīng)凹入部分41a具有實(shí)質(zhì)上相同的輪廓。由于耦合板42經(jīng)由接合與外箱41的上表面相耦合，使得每一個(gè)通孔4 與相應(yīng)的凹入部分41a對(duì)齊，每一個(gè)通孔 4 可以組成每一個(gè)凹入部分41a的上部部分。應(yīng)該注意的是，由于其間設(shè)置的絕緣板41c 的存在，耦合板42彼此不接觸。在由于例如外箱41的材料導(dǎo)致不能經(jīng)由諸如金-銅合金之類的接合將耦合板42 牢靠地附著到外箱41的上表面的情況下，可以在外箱41的上表面上形成輔助層(例如，具有從上表面開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜和鎳膜的層，未示出)，以便將耦合板42牢靠地保持到上表面上。在另一個(gè)方面，可以在耦合板42的表面上(至少在每一個(gè)耦合板42的上表面和下表面以及通孔4 的內(nèi)表面上)形成抗腐蝕膜(例如具有按照順序?qū)訅旱逆嚹ず徒鹉さ哪?，其中可以用諸如鉬膜、銀膜或鈀膜之類的其他類型金屬膜來(lái)代替金膜)，以便改進(jìn)耦合板42對(duì)于電解液的抗腐蝕性，尤其是當(dāng)耦合板42由對(duì)于電解液具有相對(duì)較低抗腐蝕性的材料制成時(shí)。蓋子單元43可以由諸如科瓦鐵鎳鈷合金(鐵-鎳-鈷合金)之類的導(dǎo)電材料制成。在一些方面，蓋子單元43可以由例如覆層材料構(gòu)成，覆層材料包括在其上表面和下表面的至少之一上具有鎳膜的科瓦鐵鎳鈷合金基材?？梢杂弥T如鉬膜、銀膜、金膜或鈀膜之類的其他類型的金屬膜來(lái)代替鎳膜。每一個(gè)蓋子單元43可以形成為在頂視圖中是矩形形狀， 以便與相應(yīng)耦合板42的形狀實(shí)質(zhì)上相一致。每一個(gè)蓋子單元43與相應(yīng)的耦合板42相連，使得蓋子單元43的每一個(gè)下表面與相應(yīng)的耦合板42的上表面導(dǎo)電，并且在將每一個(gè)電池單元44插入到相應(yīng)凹入部分41a (包括每一個(gè)通孔42a)之后，按照水密和氣密的方式密封每一個(gè)凹入部分41a。在一個(gè)方面，可以使用諸如縫焊或激光焊接之類的任意適當(dāng)直接結(jié)合技術(shù)或使用諸如任意適當(dāng)導(dǎo)電接合之類的間接結(jié)合技術(shù)將每一個(gè)蓋子單元43與耦合板42相連。應(yīng)該注意的是，由于其間插入的絕緣板41c的存在，蓋子單元43彼此不接觸。每一個(gè)電池單元44包括矩形第一電極片44a、矩形第二電極片44b和插入到第一和第二片44a、44b之間的矩形分離片44c。在一個(gè)方面，第一電極片4 和第二電極片44b 的平面尺寸可以小于相應(yīng)凹入部分41a的平面尺寸，并且分離片44c的平面尺寸可以略大于相應(yīng)第一和第二片44a、44b的平面尺寸、而略小于相應(yīng)凹入部分41a的平面尺寸。第一電極片4 和第二電極片44b可以由諸如活性炭或PAS (多并苯型半導(dǎo)體)之類的活性材料制成，并且分離片Mc可以由諸如玻璃片、纖維素片和塑料片之類的離子可透過(guò)片制成。 依賴于電化學(xué)器件40的類型，第一電極片4 和第二電極片44b的材料可以彼此相同或不同。將每一個(gè)電池單元44與電解液(例如，包括在碳酸丙烯(溶劑)中溶解的四氟硼酸三乙基甲基銨(溶質(zhì))的溶液)一起封閉到密封凹入部分41a中。在使用電化學(xué)器件40 時(shí)還沒(méi)有確定第一電極片4 和第二電極片44b的極性的情況下(即，在使用時(shí)可以確定第一電極片4 和第二電極片44b的極性、使得它們可以具有彼此相反極性的情況下)，每一個(gè)電池單元44到相應(yīng)凹入部分41a的插入方向可以是任意的。另一方面，如果在使用之前預(yù)先確定了第一電極片4 和第二電極片44b的極性， 應(yīng)該根據(jù)預(yù)定的極性來(lái)確定每一個(gè)電池單元44到相應(yīng)凹入部分41a中的插入方向。例如， 如果確定第一電極片4 為正，而確定第二電極片44b為負(fù)，應(yīng)該將每一個(gè)電池單元44插入到相應(yīng)凹入部分41a中，使得在圖14左側(cè)所示的電池44的第一電極片4 與圖14左側(cè)所示的電流收集膜41b電接觸，并且相同側(cè)的第二電極片44b與圖14左側(cè)所示的蓋子單元 43電接觸；圖14中間所示的電池44的第一電極片4 與圖14中間所示的電流收集膜41b 電接觸，并且相同側(cè)的第二電極片44b與圖14中間所示的蓋子單元43電接觸；以及圖14 右側(cè)所示的電池44的第一電極片4 與圖14右側(cè)所示的電流收集膜41b電接觸，并且圖 14右側(cè)所示的電池44的第二電極片44b與圖14右側(cè)所示的蓋子單元43電接觸。正電極45可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從一側(cè)表面的中心沿縱向延伸至外箱41底部表面的橫截面中，正電極45可以形成為實(shí)質(zhì)上L形狀。如圖14所示，正電極45經(jīng)由貫穿外箱41形成的配線45a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)與圖14左側(cè)所示的電流收集膜41b電連接。負(fù)電極46可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成。在從另一側(cè)表面的中心沿縱向延伸至外箱41底部表面的橫截面中，負(fù)電極46可以形成為實(shí)質(zhì)上L形狀。負(fù)電極46可以形成為具有與正電極45實(shí)質(zhì)上相同的寬度。如圖14和15所示，負(fù)電極46經(jīng)由在外箱41的側(cè)面上形成的配線46a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料組成)與圖14右側(cè)所示的耦合板42電連接。中間電極47-1和47-2可以由諸如金之類的導(dǎo)電材料制成、并且形成為截面圖為實(shí)質(zhì)上的反C形狀。中間電極47-1和47-2可以彼此間隔開(kāi)地形成在一個(gè)外箱41上。每一個(gè)中間電極47-1和47-2可以從一側(cè)表面的中心沿下表面延伸至外箱41的另一側(cè)表面。 如圖13-15所示，中間電極47-1經(jīng)由在外箱41的側(cè)表面上形成的配線47a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成)與如圖14左側(cè)所示的耦合板42電連接，還經(jīng)由貫穿外箱41形成的配線 47b (由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成)與圖14中間所示的電流收集膜41b電接觸。中間電極47-2經(jīng)由在外箱41的側(cè)表面上形成的配線47a(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成)與圖 14中間所示的耦合板42電連接，還經(jīng)由貫穿外箱41形成的配線47b(由諸如鎢之類的導(dǎo)電材料構(gòu)成)與圖14右側(cè)所示的電池單元44的電流收集膜41b電接觸。在由于例如外箱41的材料導(dǎo)致不能將正電極45、負(fù)電極46和中間電極47_1和 47-2牢靠地附著到外箱41表面的情況下，可以在外箱41的每一個(gè)表面上形成輔助層(例如，具有從外箱41開(kāi)始按照順序?qū)訅旱逆u膜和鎳膜的層，未示出)，以便將正電極45、負(fù)電極46和中間電極47-1和47-2牢靠地保持到外箱41上。圖16示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)器件40的等效電路。如圖所示，等效電路包括設(shè)置在正電極45和負(fù)電極46之間的三個(gè)電池單元44。電池單元44彼此電學(xué)串聯(lián)連接。等效電路還包括各均與相鄰電池單元44之間的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)電連接的中間電極47-1和47-2。因此，可以通過(guò)使用正電極45和中間電極47 (用作負(fù)電極)對(duì)圖16 中間所示的電池單元44充電。類似地可以使用中間電極47-1(用作正電極)和47-2(用作負(fù)電極)對(duì)圖16右側(cè)所示的電池單元44充電。類似地，可以使用負(fù)電極46和中間電極 47-2(用作正電極)對(duì)圖16右側(cè)所示的電池單元44充電。因此，在將三個(gè)電池單元44設(shè)置為在正電極45和負(fù)電極46之間電學(xué)串聯(lián)的情況下，可以彼此獨(dú)立地執(zhí)行每一個(gè)電池單元44的充電(即可以以單獨(dú)的電池單元為基礎(chǔ)執(zhí)行充電)。同樣，不論每一個(gè)電池單元44 的充電/放電特性的變化，可以避免在一些電池單元完全充電而其余電池單元沒(méi)有充分充電的傳統(tǒng)技術(shù)中所觀察到的現(xiàn)象，并且可以根據(jù)電池單元的充電/放電特性執(zhí)行每一個(gè)電池單元44的充電。因此，電化學(xué)器件40可以具有是單獨(dú)電池單元44的標(biāo)稱電壓的三倍或近似三倍高的標(biāo)稱電壓，從而滿足近來(lái)的高電壓需求。此外，當(dāng)將電化學(xué)器件40表面安裝到電路板上時(shí)，可以通過(guò)在電路板上簡(jiǎn)單地形成與用于充電和放電的正電極45相連的焊盤(pán)、與用于充電和放電的負(fù)電極46相連的焊盤(pán)以及與用于充電的中間電極47-1和47-2相連的焊盤(pán)，來(lái)對(duì)于安裝到電路板上的電化學(xué)器件40執(zhí)行上述充電方法。同樣地，電化學(xué)器件40是通用的，通過(guò)按照與電子設(shè)備的其他電子部件類似的方式進(jìn)行表面安裝，電化學(xué)器件40可應(yīng)用于蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)、視頻攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)和適用于高密度封裝的其他電子設(shè)備，并且可以實(shí)現(xiàn)上述的單獨(dú)充電。另外，電化學(xué)器件40可以配置為使得一個(gè)電池單元44的第二電極片44b與一個(gè)蓋子單元43電連接，而另一個(gè)電池單元44的第二電極片44b與另一個(gè)蓋子單元43電連接， 以及其余電池單元的第二電極片44b與其余蓋子單元43電連接。同樣地，三個(gè)蓋子單元43
15可以用作配線的一部分，用于將三個(gè)電池單元44電學(xué)串聯(lián)連接在正電極45和負(fù)電極46之間，從而簡(jiǎn)化了整體布線，并且因此防止了由于復(fù)雜布線使得器件變得更大。另外，電化學(xué)器件40可以配置為使得絕緣板41c插入到每一個(gè)耦合板42和蓋子單元43之間，從而防止了耦合板42彼此接觸，并且也防止了蓋子單元43彼此接觸。此外， 板41c可以促進(jìn)耦合板42和外箱41的上表面的對(duì)齊以及蓋子單元43與耦合板42的上表面的對(duì)齊。[其他示例]本發(fā)明公開(kāi)不局限于在該申請(qǐng)中描述的具體實(shí)施例，所述具體實(shí)施例是為了說(shuō)明各個(gè)方面。例如，在正電極和負(fù)電極之間串聯(lián)設(shè)置的電池單元的數(shù)目不局限于這里所述的數(shù)目。具體地，可以在正電極和負(fù)電極之間電學(xué)串聯(lián)地設(shè)置多于三個(gè)電池單元。工業(yè)應(yīng)用該申請(qǐng)具有工業(yè)應(yīng)用性，并且可以應(yīng)用于包括各種類型電學(xué)設(shè)備的多種用途，所述電學(xué)設(shè)備配備有諸如電學(xué)雙層電外箱、鋰離子電外箱、氧化還原電外箱或鋰離子電池之類的可充放電電池單元。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)器件，包括 外箱，具有多個(gè)凹入部分；蓋子，用于按照水密和氣密方式密封所述外箱的多個(gè)凹入部分； 多個(gè)可充放電電池單元，每一個(gè)電池單元均與相應(yīng)的電解液一起封閉到多個(gè)密封凹入部分中的一個(gè)相應(yīng)密封凹入部分中，所述多個(gè)電池單元串聯(lián)連接； 在所述外箱的安裝表面上形成的電極對(duì)； 配線，用于將所述電極對(duì)的每一個(gè)電極與電池單元電連接；以及在所述外箱的安裝表面上形成的中間電極，所述中間電極經(jīng)由所述配線與所述多個(gè)電池單元中的兩個(gè)相鄰電池單元之間的結(jié)點(diǎn)電連接；其中所述多個(gè)電池單元經(jīng)由所述電極對(duì)之間的配線彼此電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)器件，還包括在所述多個(gè)凹入部分的每一個(gè)的底部表面上形成的多個(gè)導(dǎo)電電流收集膜，其中所述蓋子被配置為是導(dǎo)電的；其中所述多個(gè)電池單元的每一個(gè)的第一部分與電流收集膜電連接，以及所述多個(gè)電池單元的每一個(gè)的第二部分與所述蓋子電連接，所述第二部分相對(duì)于第一部分具有相反極性；以及其中所述多個(gè)電池單元經(jīng)由所述電流收集膜、所述蓋和所述配線電學(xué)串聯(lián)連接在所述電極對(duì)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)器件， 其中所述蓋子包括多個(gè)蓋子單元；其中所述蓋子單元的數(shù)目與所述多個(gè)凹入部分的數(shù)目相同；以及其中所述多個(gè)蓋子單元的每一個(gè)密封所述多個(gè)凹入部分的一個(gè)相應(yīng)凹入部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的各種實(shí)施例提供了一種電化學(xué)器件，所述電化學(xué)器件使得能夠?qū)Χ鄠€(gè)電池單元的每一個(gè)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行充電，并且從而即使當(dāng)在一對(duì)電極之間電學(xué)串聯(lián)連接了所述多個(gè)電池單元時(shí)也可以滿足對(duì)于更高電壓的要求。電化學(xué)器件10包括在外箱11上形成的一對(duì)凹入部分11a。通過(guò)蓋子13按照水密和氣密方式密封所述凹入部分11a。封閉到所述密封凹入部分11a中的是經(jīng)由一對(duì)電極15和16之間的配線15a和16a電學(xué)串聯(lián)連接的電池單元14。設(shè)置在外箱11的安裝表面上的是中間電極17，所述中間電極經(jīng)由配線17a與所述電池單元對(duì)14之間的結(jié)點(diǎn)電連接。
文檔編號(hào)H01M2/06GK102487133SQ20111038428
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者萩原直人 申請(qǐng)人:太陽(yáng)誘電株式會(huì)社