TW202207509A - 電池與其製造方法 - Google Patents

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法比安 加本
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法商Ｉ Ｔｅｎ公司
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Abstract

根據本方法，堆疊結構I從俯視的視角來看包含X行及Y列，而形成X*Y之數量的多個電池，堆疊結構由交錯連續的階層SA、SC形成，這些階層分別為陰極階層SC及陽極階層SA；這些階層SA、SC包含多個陽極主預製件111'、多個陰極主預製件141'、多個陽極次預製件112'及多個陰極次預製件142'，這些預製件形成這些電池的主體、次體以及所謂這些主體與次體之間的空區域70''、80''；在俯視的視角中，一對主要的切割線DYn 、DY'n 生成於相鄰的二空區域70''、80''，以暴露各個電池的陽極連接區域1002及陰極連接區域1006，且將從一列形成的其中一個電池分離於從至少一相鄰列形成的至少另一個電池。

Description

電池與其製造方法
本發明關於電池領域，特別係關於鋰離子電池領域。本發明關係到製造電池的新穎方法，該電池特別是具有改善了使用壽命之新穎結構的鋰離子電池。
可充電的全固態(all-solid-state)鋰離子電池為已知的。國際專利文獻WO 2016/001584 (I-TEN)描述一種由陽極箔(foil)及陰極箔製成的鋰離子電池，其中陽極箔包含依序由陽極層及電解層遮蓋的導體基板，陰極箔包含依序由陰極層及電解層遮蓋的導體基板；在被沉積之前或之後，這些箔被切割成U形圖案(pattern)。這些箔接著被交錯堆疊以形成多個單元電池(unit cell)的堆疊結構。切割陽極及陰極箔之圖案被放置於「頭對尾(head-to-tail)」構造中而使得陰極與陽極的疊層側向偏移。接著，約為十微米厚的封裝系統被沉積於堆疊結構上並位於堆疊結構中的可用腔室中。封裝系統確保了結構在切割平面的剛性(stiffness)，另一方面能防止單元電池受到外在環境的影響。一旦堆疊結構已經被製造出並被封裝，堆疊結構便會沿切割平面被切割以獲得單元電池，且電池的陰極連接區域及陽極連接區域會暴露於各個切割平面。可知的是在這些切割過程中，封裝系統可能會被撕離(torn off)，造成電池之密封中的不連續。已知的是終端(即電性接點)也應被添加至這些陰極及陽極連接區域能被明顯看見的地方。
這樣的已知方案應明顯具有特定的缺點。確實，依據電極的位置設計，特別是多層電池(multilayer battery)的多個電極的多個邊緣之鄰近性以及切割的整潔度(cleanliness)，在端部會發生電流漏出，通常是以潛變短路(creeping short-circuit)的形式發生。儘管在電池的周圍以及陰極與陽極連接區域之周圍使用封裝系統，這種潛變短路仍會降低電池效能。此外，有時會觀察到封裝系統在電池上以令人不滿意的方式沉積，特別是在電池中位在由電極的側向偏移產生的空間中的多個邊緣。
本發明在於至少部分地克服上述習知技術的某些缺點，尤其係在於得到一種具有高能量密度(energy density)及高功率密度(power density)的可充電鋰離子電池。
本發明特別在於增加具有高能量密度及高功率密度的可充電鋰離子電池之生產效率(production efficiency)並以較低的成本產生較有效的封裝。
本發明特別在於提出一種方法，此方法能降低發生潛變或突發的短路之風險並允許具有低自放電率(self-discharge rate)的電池之製造。
本發明特別在於提出一種方法，此方法使壽命很長的電池能以簡單、可靠且快速的方式製造。
本發明更在於提供一種簡單、快速且低成本的電池製造方法。
本發明的第一個目的是用於製造至少一個電池1000的電池。各個電池包含至少一陽極個體110及至少一陰極個體140，陽極個體110及陰極個體140在電池1000的一正面方向ZZ上以交錯的方式依序往上設置，
在電池中，該陽極個體110包含：
一陽極電流收集基板10、至少一陽極層20及可能的一電解層30或用電解質浸漬的分離層31，
在電池中，該陰極個體140包含：
一陰極電流收集基板40、至少一陰極層50以及可能的一電解層30或用電解質浸漬的分離層31，
該電池1000具有六個面，即
二個前表面F1、F2，彼此相對，特別是彼此平行，且大致上平行於各個陽極個體110及各個陰極個體140，
二個側面F3、F5，彼此相對，特別是彼此平行；以及
第一長軸面F6及第二長軸面F4，彼此相對，特別是彼此平行，
電池的第一長軸面F6包含至少一陽極連接區域1002，且電池的第二長軸面F4包含至少一陰極連接區域1006，該陽極連接區域1002與該陰極連接區域1006為側向地相對，
各個陽極個體與各個陰極個體的每一者包含經由沒有設置任何電極、電解質及電流收集基板材料的空閒空間113、143分離於次體112、142之一主體111、141；
當電池在電池的該正面方向ZZ上包含多個空閒空間113時；
形成於各個陽極個體110的主體111與次體112之間的該些空閒空間為疊加的；
形成於各個陰極個體140的主體141與次體142之間的該些空閒空間為疊加的；以及
各個陽極個體110與各個陰極個體140的該些空閒空間為不重合的；
該製造方法包含：
步驟1，生成一堆疊結構I，堆疊結構I在俯視的視角中包含x行以及y列，而形成x及y之乘積之數量的多個電池，x大於1，y大於或等於1，
該堆疊結構由交錯連續的多個階層形成SA、SC，該些階層SA、SC分別為多個陰極階層及SC多個陽極階層SA，各個陰極階層SC用於形成x及y之乘積之數量的多個陰極個體140，而各個陽極階層用於形成x及y之乘積之數量的多個陽極個體110，
各個階層SA、SC包含多個主預製件111'、141'及多個次預製件112'、142'，這些主預製件111'、141'分別為多個陽極主預製件111'及多個陰極主預製件141'，各個主預製件111'、141'用於形成各該主體111、141，這些次預製件112'、142'分別為多個陽極次預製件112'及多個陰極次預製件142'，各個次預製件112'、142'用於形成各該次體112、142，這些主預製件111'、141'與這些次預製件112'、142'經由所謂的多個空區域80''、70''互相分離，這些空區域80''、70''用於形成該些空閒空間113、143，且當電池在電池的該正面方向ZZ包含這些空閒空間113時；
不同的這些陽極階層SA的這些空區域80''為疊加的；
不同的這些陰極階層SC的這些空區域70''為疊加的；以及
各個陽極階層SA與各個陰極階層SC的這些空區域80''、70''為不重合的，
步驟2，進行步驟1所獲得之堆疊結構I之熱處理與機械壓縮處理中的至少一者，以形成加固的堆疊結構；
步驟3，在俯視的視角中於這些空區域80''、70''中相鄰的二者之間生成一對主要的切割線DYn 、DY'n ，以暴露陽極連接區域1002及陰極連接區域1006，且將從一列Rn 形成的其中一個電池分離於從至少一相鄰列Rn+1 形成的至少另一個電池。
根據第一實施例，各個階層SA、SC由一體成形的箔形成，這些空區域特別對應於該箔中的掉落材料70、80、70'、80'。
根據另一實施例，各個階層SA、SC由獨立的多個跨接片A1 、A2 、An 、C1 、C2 、Cn 形成，這些空區域113'、143'界定於面向相鄰的這些跨接片的多個邊緣LA、LC之間。
根據本發明的第一變化態樣，這些空區域80、70生成為稱作狹槽之所謂小的空區域，且所謂小的空區域的各該空區域用於形成單一的其中一個該空閒空間。
根據本發明的第二變化態樣，這些空區域80'、70'生成為稱作缺口之所謂大的空區域，各個空區域用於形成相同行中的這些空閒空間。
這些空區域70、70'、80、80'具有矩形的外形，特別是I字形的外形。
根據本發明的一特徵，在步驟2之後，在步驟4中，生成一對之輔助的切割線DXn 、DX'n ，以將屬於加固的該堆疊結構的其中一列Ln 分離於相鄰之至少一另一列Ln-1 、Ln+1 。
根據本發明的另一特徵，在步驟5中，透過液態電解質或包含鋰鹽之離子液的鋰離子載體相，進行步驟2所獲得之加固的堆疊結構的浸漬或當有進行步驟4時進行步驟4所獲得之這些電池1000之列Ln 的浸漬，使得分離層31浸漬有電解質。
根據本發明的一特徵，若有進行步驟5時在步驟3之前及步驟5之後，或若無進行步驟5而有進行步驟4時在步驟4之後，或若無進行步驟4及步驟5時在步驟2之後，進行
步驟6，透過一封裝系統95進行加固的堆疊結構或這些電池1000之列Ln 的封裝，較佳地遮蓋堆疊結構I或這些電池1000的列Ln 的外周緣，較佳地遮蓋堆疊結構或這些電池的列Ln 的前表面F1、F2、FF1、FF2及堆疊結構或這些電池1000的列Ln 的側面F3、F5、FF3、FF5及長軸面F4、F6、FF4、FF6，
該封裝系統較佳地包含，
選用的至少一第一遮蓋層，較佳地選自聚對二甲苯、氟代聚對二甲苯、聚醯亞胺、環氧樹脂、聚醯胺、溶膠凝膠氧化矽有機氧化矽及/或前述之混合物，沉積於堆疊結構I的外周緣或這些電池1000的列Ln 的外周緣，
選用的一第二遮蓋層，由藉由原子層沉積而沉積的電絕緣材料所組成，位於堆疊結構I的外周緣或這些電池1000的列Ln 的外周緣上，或位於第一遮蓋層上，以及
防水的至少一第三遮蓋層，較佳地具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數，第三遮蓋層由陶瓷材料及/或低熔點玻璃製成，較佳地由熔點低於600°C的玻璃製成，沉積於堆疊結構I的外周緣或這些電池1000的列Ln 的外周緣，或沉積於第一遮蓋層上，
至少一第二遮蓋層與至少一第三遮蓋層的順序可重複z次，其中z ≥ 1，且沉積於至少一第三遮蓋層的外周緣，且封裝系統的最後一層為不透水的遮蓋層，較佳地其具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數且由陶瓷材料及/或低熔點玻璃製成。
根據本發明的另一特徵，在步驟3之後進行步驟7，在步驟7中，透過一陽極接觸件97'遮蓋該至少一陽極連接區域1022，較佳地遮蓋包含至少一陽極連接區域1002的第一長軸面F6，陽極接觸件97'確保堆疊結構I與外部導電元件之間的電性接觸，
以及透過一陰極接觸件97''遮蓋至少一陰極連接區域1006，較佳地遮蓋包含至少一陰極連接區域1006的第二長軸面F4，陰極接觸件97''確保該堆疊結構I與外部導電元件之間的電性接觸，
步驟7包含：
沉積裝載有導電微粒之材料的一第一電連接層於至少一陽極連接區域1002及至少一陰極連接區域1006，較佳地於包含至少一陽極連接區域1002的第一長軸面F6及包含至少一陰極連接區域1006的第二長軸面F4上，第一電連接層較佳地由裝載有導電微粒的聚合樹脂及/或藉由溶膠凝膠方法得到的材料形成；
選擇性地當第一電連接層由裝載有導電微粒的聚合樹脂及/或藉由溶膠凝膠方法得到的材料形成時，乾燥步驟係在聚合樹脂及/或藉由溶膠凝膠方法得到的材料的聚合步驟之後；以及
沉積一第二電連接層於第一電連接層上，第二電連接層包含設置於該第一電連接層上之金屬箔，
選擇性地沉積一第三電連接層於第二電連接層上，該第三電連接層包含導電油墨。
根據本發明又一特徵，若有進行步驟4時，步驟4及/或步驟3生成的該些切割線是經由雷射剝蝕進行的，較佳地若有進行步驟4時，步驟4及/或步驟3生成的所有該些切割線是經由雷射進行的。
本發明亦關於一種電池1000，包含至少一陽極個體110及至少一陰極個體140，陽極個體與陰極個體在電池1000之主平面的一正面方向ZZ上以交錯的方式依序往上設置，而形成一堆疊結構I，
其中，陽極個體110包含：一陽極電流收集基板10、至少一陽極層20以及可能的一電解層30或用電解質浸漬的分離層31，以及
陰極個體140包含：一陰極電流收集基板40、至少一陰極層50以及可能的一電解層30或用電解質浸漬的分離層31；
電池1000具有六個面，即
二個前表面F1、F2，彼此相對，特別是彼此平行，且大致上平行於各個陽極個體110、各個陰極個體140、陽極電流收集基板10、陽極層20、二電解層30或用電解質浸漬的分離層31、陰極層50及陰極電流收集基板40，
二個側面F3、F5，彼此相對，特別是彼此平行，以及
一第一長軸面F6及一第二長軸面F4，彼此相對，特別是彼此平行，
電池的第一長軸面F6包含至少一陽極連接區域1002，且電池的第二長軸面F4包含至少一陰極連接區域1006，陽極連接區域1002與陰極連接區域1006為側向地相對，使得：
使得：
各個陽極個體110與各個陰極個體140的每一者包含經由沒有設置任何電極、電解質及電流收集基板材料的空閒空間113、143分離於一次體112、142之一主體111、141，
當電池在電池之主平面的正面方向ZZ上包含多個空閒空間113時，
形成於各個陽極個體110的主體111與次體112之間的這些空閒空間為疊加的，
形成於各個陰極個體140的主體141與次體142之間的這些空閒空間為疊加的，以及
各個陽極個體110與各個陰極個體140的這些空閒空間為不重合的，
其中，電池包含一封裝系統，封裝系統至少部分遮蓋堆疊結構I的外周緣，封裝系統95遮蓋堆疊結構的二前表面F1、F2、二側面F3、F5及至少部分的第一長軸面F6及第二長軸面F4，使得：
僅陽極連接區域1002及陰極連接區域1006，
較佳地，包含至少一陽極連接區域1002的第一長軸面F6及包含至少一陰極連接區域1006的第二長軸面F4，
未被封裝系統95遮蓋，封裝系統95包含：
選用的一第一遮蓋層，較佳地選自聚對二甲苯、氟代聚對二甲苯、聚醯亞胺、環氧樹脂、聚醯胺、溶膠凝膠氧化矽有機氧化矽及/或前述之混合物，沉積於堆疊結構I的外周緣之至少部分上，
選用的一第二遮蓋層，由藉由原子層沉積而沉積的電絕緣材料所組成，位於該堆疊結構I的外周緣之至少部分上，或位於第一遮蓋層上，
防水的至少一第三遮蓋層，較佳地具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數，該至少一第三遮蓋層由陶瓷材料及/或的低熔點玻璃製成，較佳地由熔點低於600°C的玻璃製成，沉積於堆疊結構I的外周緣之至少部分上，或沉積於第一遮蓋層上，
當第二遮蓋層存在時，
第二遮蓋層與第三遮蓋層的順序可重複z次，其中z ≥ 1，且沉積於至少一第三遮蓋層的外周緣，
封裝系統的最後一層為不透水的遮蓋層，其較佳地具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數且由陶瓷材料及/或低熔點玻璃製成。
根據本發明之電池之有利的特徵，陽極連接區域100，較佳地包含至少一陽極連接區域1002的第一長軸面F6被一陽極接觸件97'遮蓋，以及
至少一陰極連接區域1006，較佳地包含至少一陰極連接區域1006的第二長軸面F4被一陰極接觸件97''遮蓋，
陽極接觸件97'及陰極接觸件97''確保堆疊結構I與外部導電元件之間的電性接觸。
根據本發明之電池的另一特徵，各個陽極接觸件97'與陰極接觸件97''包含：
一第一電連接層，設置於至少一陽極連接區域1002及至少一陰極連接區域1006，較佳地於包含至少一陽極連接區域1002的第一長軸面F6及包含至少一陰極連接區域1006的第二長軸面1006上，
第一電連接層，包含裝載有導電微粒的材料，較佳地包含裝載有導電微粒的聚合樹脂及/或藉由溶膠凝膠方法得到的材料，且甚至更佳地或包含裝載有石墨的聚合樹脂，以及
一第二電連接層，包含設置於第一電連接層上之金屬箔，第一電連接層的材料裝載有導電微粒。
根據第一實施例，根據本發明的電池具有小於或等於1毫安培小時的電量。
根據一個替代的實施例，根據本發明的電池具有大於1毫安培小時的電量。
根據慣例，與此電池相關聯的幾何名稱如下：
ZZ為稱為正面方向(frontal direction)的方向，即垂直於根據本發明之電池之不同堆疊層體之平面的方向；
在俯視的視角中，即在正面方向中，XX為稱為長軸方向的方向，長軸方向包含於堆疊層體的平面中且平行於這些層體的最大尺寸，其中這些層體形成根據本發明之電池的堆疊結構；
在俯視的視角中，YY為稱為側向或橫向方向，側向或橫向方向包含於堆疊層體的平面中且平行於這些層體的最小尺寸。
並且，按照慣例，相關於三個方向之每一者的二個方位是參照圖11或圖12呈現之箔的平面所給定的。
參照圖11或圖12所呈現之箔的平面，對於方向XX來說，其與向右方位及向左方位相關連，對於方向YY來說，其與向前方位與向後方位相關連，且對於方向ZZ來說，其與向上方位及向下方位相關連。
並且，按照慣例，參照圖11或圖12所呈現之箔的平面，定義從右指向左的第一長軸方向XX'及相反於第一長軸方向XX'且從左指向右的第二長軸方向XX''。繼續參照圖11或圖12所呈現之箔的平面，定義從前指向後的第一側向方向YY'及相反於第一側向方向的第二側向方向YY''，以及定義從上指向下的第一正面方向ZZ'及相反於第一正面方向的第二正面方向ZZ''。
為了表徵封裝系統的阻隔特性(barrier properties)，在目前的敘述中，係參照水蒸氣穿透率(Water Vapor Transmission Rate，WVTR)係數，其可表徵封裝系統的水蒸氣滲透率(water vapor permeance)。水蒸氣穿透率係數越低，封裝系統越防水。水蒸氣穿透率(WVTR)可經由美國專利文件US7624621之標的方法所獲得，其中該方法亦描述於A. Morlier等人發表在Thin Solid Films 550 (2014) 85-89之出版物“Structural properties of ultraviolet cured polysilazane gas barrier layers on polymer substrates”中。
本發明的目的在於製造如圖11及圖12所示之電池。
參閱圖11與12，繪示根據本發明之多個電池中的一個電池1000，其中電池1000包含至少一陽極個體110及至少一陰極個體140，其中陽極個體110及陰極個體140在電池1000的正面方向ZZ上以交錯的方式依序往上設置。
在電池1000的正面方向ZZ上，根據本發明之電池1000的各個陽極個體110包含一陽極電流收集基板10、至少一陽極層20及可能的一電解層30或用電解質浸漬的分離層31。
根據電池1000的正面方向ZZ上，根據本發明之電池1000的各個陰極個體140包含一陰極電流收集基板40、至少一陰極層50及可能的一電解層30或用電解質浸漬的分離層31。
如圖11所示，根據本發明的電池1000具有六個面，以下進行定義：
其中二個面稱為前表面F1、F2，前表面F1、F2彼此相對並例如彼此平行，且大致上平行於各個陽極個體110及各個陰極個體140；
另外二個面稱為側面F3、F5，側面F3、F5彼此相對且例如彼此平行；以及
又另二個面稱為長軸面F4、F6，長軸面F4、F6彼此相對且例如彼此平行。
如圖11所呈現，電池的第一長軸面F6包含至少一陽極連接區域1002。電池1000的第二長軸面F4包含至少一陰極連接區域1006。在這種方式下，陽極連接區域1002與陰極連接區域1006為側向地相對。此外，在電池1000的長軸方向XX上，各個陽極個體110及各個陰極個體140分別包含主體111、141。主體111、141分別經由沒有設置電極、電解質及電流收集基板之任何材料的空閒空間113、143分離於次體112、142。因此，對於各個陰極個體140，主體141及沒有設置電極、電解質及電流收集基板之任何材料的空閒空間143以及次體142在電池1000之第一長軸方向XX'上相鄰設置。類似地，對於各個陽極個體110，主體111及沒有設置電極、電解質及電流收集基板之任何材料的空閒空間113以及次體112在電池1000之相反於第一長軸方向XX'的第二長軸方向XX''上相鄰設置。
如圖11所呈現，透過非限制性的示例，根據本發明之電池1000在電池的正面方向ZZ上包含多個空閒空間113、143。在這樣的方式下，在俯視的視角中，疊加有形成於各個陽極個體110之各個主體111與各個次體112之間的空閒空間，且疊加有形成於各個陰極個體140之各個主體141與各個次體142之間的空閒空間。此外，各個陽極個體110及各個陰極個體140的空閒空間113、143並非是重合的(coincident)。
根據本發明的電池是由堆疊結構I形成。在長軸方向XX上，堆疊結構I包含X行及Y列，而形成X*Y之數量的多個電池，其中X超過1且Y超過1。
堆疊結構I由交錯連續的階層形成，該些階層分別為陰極階層SC、SC1 、SC2 …SCn 及陽極階層SA、SA1 、SA2 …SAn ，其中各個陰極階層SC、SC1 、SC2 …SCn 旨在形成X*Y之數量的多個陰極個體140，而各個陽極階層SA、SA1 、SA2 …SAn 旨在形成X*Y之數量的多個陽極個體110。
根據本發明之堆疊結構I的各個陽極階層SA、SA1 、SA2 …SAn 在平行於最終電池1000的正面方向ZZ之堆疊結構I的正面方向ZZ上包含一陽極電流收集基板10、至少一陽極層20及可能的一電解層30或用電解質浸漬的分離層31。
根據本發明之堆疊結構的各個陰極階層SC、SC1 、SC2 …SCn 在平行於最終電池1000的正面方向ZZ之堆疊結構I的正面方向ZZ上包含一陰極電流收集基板40、至少一陰極層50及可能的一電解層30或用電解質浸漬的分離層31。
各個陽極階層SA、SA1 、SA2 …SAn 及各個陰極階層SC、SC1 、SC2 …SCn 包含：
多個主預製件111'、141'，分別為陽極主預製件111'及陰極主預製件141'，各個陽極主預製件111'及陰極主預製件141'分別旨在形成主體111、141；
多個次預製件112'、142'，分別為陽極次預製件112'及陰極次預製件142'，各個陽極次預製件112'及陰極次預製件142'分別旨在形成次體112、142。
主預製件111'、141'與次預製件112'、142'經由所謂的空區域80''、70''互相地分離，空區域80''、70''旨在形成電池1000之空閒空間113、143的至少一者。
根據本發明的第一實施例，根據本發明的方法首先包含製造交錯之階層SA、SA1 、SA2 …SAn 、SC、SC1 、SC2 …SCn 的堆疊結構I的步驟。在第一實施例中，各個階層為一體成形的箔。在以下說明中，這些不同的箔視情況稱為陽極箔或陰極箔。詳言之，各個陽極箔旨在形成多個電池的陽極，且各個陰極箔旨在形成多個電池的陰極。在圖1所繪示的示例中，呈現有二個陰極箔及二個陽極箔，其中陰極箔5e具有小的空區域(即狹槽)，而陽極箔2e具有小的空區域(即狹槽)。實際上，此堆疊結構由通常介於10至1000之間之更大數量的箔所形成。具有狹槽之陰極箔5e的數量相同於具有狹槽之陽極箔2e的數量，其中陰極箔及陽極箔用來構成相反極性之交替箔的堆疊結構I。
在一個有利的實施例中，各個箔具有多個穿孔7，這些穿孔7位於各個箔的四個角落，使得當這些穿孔7疊加時，這些箔之所有的陽極及所有的陰極是根據本發明所配置，這將在下文(請見圖1、2、3及15)更詳細地解釋。這些穿孔7可由任何適當手段製造，特別是在被製造之後之陽極箔及陰極箔上，或在製造陽極箔及陰極箔之前的基板箔10、40上。
各個陽極箔包含一陽極電流收集基板10，陽極電流收集基板10塗佈有陽極材料的主動層(以下稱為陽極層20)。各個陽極箔包含一陰極電流收集基板40，陰極電流收集基板40塗佈有陰極材料的主動層(以下稱為陰極層50)。各個主動層能為固態的，具體來說係具有濃密(dense)或多孔的(porous)本質。此外，為了防止相反極性的兩個主動層之間發生任何的電性接觸，電解層30或隨後用電解質浸漬的分離層31設置在先前塗佈有主動層的這些電流收集基板的至少其中一者的主動層上，與相對的主動層接觸。電解層30或分離層31能設置於陽極層20上及/或陰極層50上；電解層30或分離層31與包含其之陰極箔及/或陽極箔為一體成型。
有利地，陽極電流收集基板10及陰極電流收集基板40各自的兩個表面分別塗佈有陽極層20及陰極層50，且選擇性地分別塗佈有分別設置於陽極層20及陰極層50上的電解層30或分離層31。在這樣的情況下，陽極電流收集基板10及陰極電流收集基板40各自作為相鄰的兩個單元電池100、100'之電流收集器。在電池中使用這些基板增加了具有高能量密度及高功率密度的可充電電池之生產效率。
以下將描述其中一個陽極箔的機械結構，且應理解的是其他的陽極箔具有相同的結構。此外，如以下所述，陰極箔的結構相似於陽極箔的結構。
如圖2所示，具有狹槽80之陽極箔2e具有四邊形外形，且實質上具有長方形外形。它界定了所謂多孔的中心區域4，這些狹槽80形成於中心區域4中，中心區域4即稱為不含任何電極材料、電解質及電流收集基板的小空區域的空區域，這以下將進行描述。請參照這些狹槽的位置設計(positioning)，定義箔的所謂的橫向或側向方向YY以及箔的所謂的水平方向XX，其中橫向或側向方向YY對應於這些狹槽的側向方向，而水平方向XX正交於方向YY。中心區域4的邊界由實體的(solid)周緣框6界定，即周緣框6無狹槽80。這個框6的功能具體來說是確保各個箔能輕易被裝卸(handling)。
這些狹槽80分佈於依序往下設置的列L1至列Ly中以及彼此鄰設的行R1至行Rx中。作為非限制性示例，在表面安裝元件(surface-mount component，SMC)類型的微電池(micro-battery)之製造的範疇中，所使用的陽極與陰極箔能為100毫米(mm) x 100毫米的晶片。通常，這些箔的列之數量介於10至500之間，且行的數量介於10至500之間。根據電池所需的容量，可以調整這些尺寸，且可以透過陽極箔及陰極箔對應地調整列與行的數量。換句話說，所使用之陽極箔及陰極箔的尺寸可以根據需求調整。如圖2所示，兩個相鄰的列能藉由橋接(bridge)材料8相分離，其中橋接材料8的寬度H8 介於0.05 mm至5 mm之間。兩個相鄰的行能藉由第二橋接材料9相分離，其中第二橋接材料9的長度L9 介於0.05 mm至5 mm之間。陽極箔及陰極箔的這些橋接材料8、9使得這些箔具有足夠的機械剛性而能輕易被裝卸。
狹槽70、80為穿槽，即狹槽70、80開放至相對的表面，相對的表面分別為箔的上表面及下表面，這將在下文中更詳細地說明。這些狹槽70、80較佳地具有四邊形外形，且實質上為長方形形式。在所示出的示例中，這些狹槽具有I字形的外形，使得狹槽非常方便使用。在設置任何陽極或陰極材料之前，這些狹槽70、80能藉由化學蝕刻、電鑄(electroforming)、雷射切割、微打孔(microperforation)或衝壓(stamping)以本來就習知的方式直接產生於電流收集基板上。
這些狹槽70、80能被製造於：
塗佈有陽極或陰極材料層的電流收集基板上；或是
塗佈有陽極或陰極材料層的電流收集基板上，且陽極或陰極材料層本身上塗佈有電解層或分離層，即在陽極或陰極箔上。
當狹槽70、80被製造於這種基板上時，能例如藉由雷射切割(或雷射剝蝕)、飛秒雷射切割(femtosecond laser cutting)、微打孔或衝壓等本來就習知的方式製造狹槽70、80。
如圖3所示，各個陰極箔亦提供有不同列及行的多個陰極狹槽70，這些陰極狹槽70的數量與各個陽極箔之陽極狹槽80的數量相同。在製造狹槽70後所獲得之陰極箔以下稱為具有狹槽的陰極箔5e。
在圖3所示的俯視視角中，於這些陰極箔5e中製成的陰極狹槽70為重合的，即互相疊加。類似地，在所有陽極箔2e中製成的陽極狹槽80為重合的，即互相疊加。
將描述如圖3、4、5所示的狹槽70、80，且假定陽極箔的所有狹槽80為相同的以及陰極箔的所有狹槽70為相同的。
各個狹槽80較佳地具有四邊形形狀，通常為矩形的形式。
其中：
I80 為整體陽極狹槽80的寬度，通常介於0.25 mm至10 mm之間；
L80 為其的長度，通常介於0.01 mm與0.5 mm之間。
特別如圖4及5所示，各個陰極狹槽70的結構實質上相同於各個陽極狹槽80的結構，也就是各個陰極狹槽較佳地具有四邊形，通常為矩形的形式。
陰極狹槽70的尺寸較佳地相同於陽極狹槽80的尺寸。
其中：
I70 為整體陰極狹槽70的寬度，通常介於0.25 mm至10 mm之間；
L70 為其的長度，通常介於0.01 mm與0.5 mm之間。
如上所示，陽極狹槽80及陰極狹槽70的結構相似。此外，在俯視的視角中，陽極狹槽80在長軸方向XX上相對於陰極狹槽70偏移。在這樣的配置下，在俯視的視角中，陽極狹槽80及陰極狹槽70彼此不重合且彼此不同。
堆疊結構I包含具有狹槽80之至少一陽極箔2e與具有狹槽70之至少一陰極箔5e的交錯配置。因此，會獲得至少一單元電池100，單元電池100依序包含一陽極電流收集基板10、一陽極層20、一電解層30或隨後用電解質浸漬的分離層31、一陰極層50及一陰極電流收集基板40。
產生此堆疊結構I，使得在俯視圖的視角中：
產生於所有陰極箔5e中的陰極狹槽70為重合的，即互相疊加；
產生於所有陽極箔2e中的陽極狹槽80為重合的，即互相疊加；以及
陽極狹槽80及陰極狹槽70為不重合且彼此不同的。
在所述之電池包含多個單元電池100、100'、100''的情況中，所述單元電池100、100'、100''依序往下設置，也就是在正面方向ZZ上疊加至如圖11所示之電池的主平面，而較佳地使得：
陽極電流收集基板10為單元電池100、100'、100''中相鄰的二個的陽極電流收集基板10；以及
陰極電流收集基板40為單元電池100、100'、100''中相鄰的二個的陰極電流收集基板40。
如上，假設以上所述之堆疊結構I經過確保其本身的整體機械穩定度之步驟。本來就習知類型的這些步驟特別包含具有狹槽80、70之各種不同箔2e、5e的熱處理及/或機械處理。如以下所述，以此堆疊結構因此被加固(consolidated)而允許了個別的電池之形成，且電池之數量等於列的數量(Y)以及行的數量(X)之乘積。
為此，參閱圖6，示出三個列Ln-1 至Ln+1 以及三個行Rn-1 至Rn-1 。以下稱電池列為一條屬於堆疊結構的列，其旨在形成多個電池。對於給定的列，所形成的電池的數量對應於堆疊結構之行的數量。如圖7所示，根據本發明，且當堆疊結構I包含多個列(這些列於以下也稱為電池列Ln )時，產生第一對的切割線DXn 、DX'n 以使電池1000的某一列Ln 分離於從所述加固的堆疊結構形成的電池中之電池的至少一另一列Ln-1 、Ln+1 。各個切割線用本來就習知的方式以貫穿的方式產生，即延伸通過堆疊結構的整體高度。作為非限制性的示例，將提及透過鋸斷法(sawing)進行切割(特別是切割成方塊)、裁切機切割(guillotine cutting)或甚至雷射切割。此外，堆疊結構中沒有形成電池的箔之區域90是以點填充的方式呈現，而狹槽的空間則留白。
特別如形成於圖3之相鄰之箔中之狹槽的放大視圖的圖6所示，在任一方向上並無差別，各個切割線DXn 、DX'n 在電池的正面方向ZZ上產生。切割線DXn 、DX'n 較佳地彼此平行且較佳地正交於陽極狹槽80及陰極狹槽70之二準線(alignment)。。切割線DXn 、DX'n 係透過陽極狹槽80及陰極狹槽70在堆疊結構之整體高度上產生的，以限制掉落材料90(material falls)。
請再次參閱圖6，各個最終的電池在前端及後端由第一對的切割線DXn 、DX'n 界定，且在右端及左端由第二對的切割線DYn 、DY'n 界定，其中切割線DXn 、DX'n 較佳地彼此平行且切割線DYn 、DY'n 較佳地彼此平行。
在此圖6中，一旦根據第一對的切割線DXn 、DX'n 以及根據第二對的切割線DYn 、DY'n 獲得時，電池1000已經由陰影線的方式表示。
圖8為沿著圖6之對應於切割線DXn 的截面線VIII-VIII的剖視圖，其延伸通過電池的列Ln 。在圖8中，呈現有具有狹槽的二個陽極箔2e與具有狹槽之二個陰極箔5e的交錯配置。在相同圖式中，亦根據本發明的一個有利的實施例參考了呈現於圖6中的狹槽70、80以及相鄰的單元電池。
具有小的空區域(即狹槽)的陽極箔2e包含塗佈有陽極層20的一陽極電流收集基板10，陽極層20自身可選擇性地塗佈有電解層30或隨後用電解質浸漬的分離層31。各個具有小的空區域(即狹槽)的陰極箔5e包含塗佈有陰極層50的一陰極電流收集基板40，陰極層50自身可選擇性地塗佈有電解層30或隨後用電解質浸漬的分離層31。為了防止相反極性的兩個主動層之間(即陽極層20與陰極層50之間)產生任何電性接觸，會設有至少一電解層30及/或浸漬或隨後浸漬於電解質的至少一分離層31。圖8呈現單元電池100，單元電池100依序包含陽極電流收集基板10、陽極層20、至少一電解層30或浸漬或隨後浸漬於電解質的分離層31、陰極層50及陰極電流收集基板40。
有利地，單元電池100'的陽極電流收集基板10能鄰接(adjoined)於相鄰的單元電池100''之陽極電流收集基板10。相似地，單元電池100的陰極電流收集基板40能鄰接於相鄰單元電池100的單元電池100'之陰極電流收集基板40。
在一有利實施例中，陽極電流收集基板10及陰極電流收集基板40能分別作為兩個相鄰的單元電池之電流收集器，這具體來說呈現在圖8中。如以上所解釋，陽極電流收集基板10及陰極電流收集基板40各自的兩個面分別塗佈有陽極層20及陰極層50，且選擇性地塗佈有分別設置於陽極層20及陰極層50上的電解層30或分離層31。這樣的配置方式增加了電池的生產效率。
如圖8所示，配置具有狹槽的各個陽極箔2e及具有狹槽的各個陰極箔5e，使得在俯視的視角中：
產生於所有陰極箔5e中的陰極狹槽70為重合的，即互相疊加；
產生於所有陽極箔2e中的陽極狹槽80為重合的，即互相疊加；以及
陽極狹槽80及陰極狹槽70並非為重合的，且為彼此不同的。
在圖9中，示出具有狹槽之二個陽極箔2e及具有狹槽之二個陰極箔5e的交錯配置。在同一圖中，示出允許將電池1000分離於其他電池列Ln 之其他電池之所參考的切割線DYn 、DY'n ，電池的長度L1000 、亦繪示於圖6的狹槽70、80以及根據本發明有利實施例之相鄰的單元電池。在圖9中，就像圖8一樣，應注意第二對的切割線DYn 、DY'n 穿過陽極個體110及陰極個體140，也就是；
在與陰極狹槽70相隔距離L142 之處，使得對於電池1000的各個陰極個體140具有透過沒有設置電極(特別是陰極)、電流收集機板、分離層、電解質之任何材料的空閒空間143分離於次體142的主體141；以及
在與陽極狹槽80相隔距離L112 之處，使得對於電池1000的各個陽極個體110具有透過沒有設置電極(特別是陽極)、電流收集機板、分離層、電解質之任何材料的空閒空間113分離於次體112的主體111。
由於此特徵使切割品質能相對於習知技術受到改善，且避免在電池的長軸面F6、F4上發生短路，避免漏電的發生，且有利於在陽極連接區域1002及陰極連接區域1006的電性接觸，故此特徵為特別有利的。
參閱圖9，且對於各個單元電池1000來說：
70為陰極狹槽，對應於存在於陰極個體140之次體142與主體141之間的空閒空間143；
L70 為整體陰極狹槽70的長度，通常介於0.01 mm 與0.5 mm之間，此長度L70 對應於存在於陰極個體140之次體142與主體141之間的空閒空間143的長度L143 ；
L142 ，為陰極個體140的次體142的長度；
80為陽極狹槽80，對應於陽極個體110之次體112與主體111之間的空閒空間113；
L80 為整體陽極狹槽80的長度，通常介於0.01 mm與0.5 mm之間，此長度L80 對應於存在於陽極個體110之次體112與主體111之間之空閒空間113的長度L113 ；
L112 為陽極個體110之次體112的長度，通常介於0.01 mm與0.5 mm之間。
有利地，在生成具有狹槽之陽極箔2e與具有狹槽之陰極箔5e的堆疊結構之後，堆疊結構I經由熱及/或機械處理(此處理能為同時施加壓力及高溫的熱壓處理)加固。使電池能被組裝的堆疊結構的熱處理有利地在介於50°C及500°C之間的溫度下進行，較佳地在低於350°C的溫度進行。待組裝的具有狹槽的陽極箔22以及具有狹槽的陰極箔5e之堆疊結構的機械壓縮(mechanical compression)是在介於10百萬帕(MPa)至100 MPa之壓力下進行，較佳地在介於20 MPa至50 MPa之間的壓力下進行。
已描述構成電池之箔之加固堆疊結構的製造方式。接著，有可能當堆疊結構I包含多個列(以下也稱為電池列Ln )，以產生第一對切割線(稱為輔助切割線DXn 、DX'n )，使得電池1000的某一列Ln 分離於從所述加固堆疊結構形成的電池之至少一其他列Ln-1 、Ln+1 。如上所述，以貫穿的方式產生(即延伸通過堆疊結構的整體高度)的各個切割線是以本來就習知的方式產生。
當分離層作為電解主基質(host matrix of electrolyte)使用時，在初始的堆疊結構I包含多個電池列Ln 時以及在第一對切割線DXn 、DX'n 已經被產生以將電池1000的某一列Ln 分離於從所述加固堆疊結構形成的電池1000的至少一其他列Ln-1 、Ln+1 時，先前得到的加固堆疊結構或電池1000的列Ln 能被浸漬。先前得到的加固堆疊結構或電池1000的列Ln 的浸漬能藉由鋰離子載體相(lithium ion carrier phase)產生，如液態電解質(liquid electrolytes)或包含鋰鹽(lithium salt)的離子液(ionic liquid)，而使得所述分離層31浸漬於電解質。
通常，在本發明的範疇內，可能將分離層浸漬，也可以浸漬電極。結構也可包含浸漬的固體及/或介孔(mesoporous)電極之組合，及/或可包含固體電極及/或浸漬的分離層。
如圖10所示，在生成可能地用鋰離子載體相浸漬之加固的堆疊結構I或電池1000的列Ln 之後，此堆疊結構或I或電池1000的列Ln 透過沉積封裝系統95封裝，以確保單元電池免於受到外在環境的影響。
被封裝的電池列Ln 具有六個面，也就是：
兩個所謂的前表面FF1、FF2，彼此相對，且例如為互相平行的，大致上平行於陽極個體、陰極個體、陽極電流收集基板10、陽極層20、電解層30或用電解質浸漬的分離層31、陰極層50以及陰極電流收集基板40；
兩個所謂的側面FF3、FF5，彼此相對，且特別是互相平行，且平行於電池1000的側面F3、F5；以及
兩個所謂的長軸面FF4、FF6，彼此相對，且特別是互相平行，且平行於電池1000的長軸面F4、F6。
封裝系統必須有利地為化學穩定的，承受高溫，且對於外在環境為不可滲透的，以滿足其作為阻隔層(barrier layer)的功能。
堆疊結構可用封裝系統遮蔽，且封裝系統包含：
選擇性地，密集且絕緣的第一遮蓋層，較佳地選自聚對二甲苯(parylene)、氟代聚對二甲苯(parylene type F)、聚醯亞胺(polyimide)、環氧樹脂(epoxy resins)、矽樹脂(silicone)、聚醯胺(polyamide)、溶膠凝膠氧化矽(sol-gel silica)、有機氧化矽(organic silica)及/或上述之混合物，並沉積於陽極箔2e及陰極箔5e的堆疊結構I的外周緣上，且較佳地沉積於呈現在各個陽極個體110及各個陰極個體140之主體111、141與次體112、142之間的空閒空間113、143中；以及
選擇性地，第二遮蓋層，由電絕緣材料所組成，並藉由原子層沉積而沉積在陽極箔2e及陰極箔5e的堆疊結構I的外周緣上，且較佳地也沉積在呈現在各個陽極個體110及各個陰極個體140之主體111、141與次體112、142之間的空閒空間113、143中，或所述第一遮蓋層上；以及
特別有利地，不透水的至少一第三遮蓋層，較佳地具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數，此第三遮蓋層由陶瓷材料及/或低熔點玻璃(較佳地為熔點低於600°C的玻璃)製成，並沉積於陽極箔2e與陰極箔5e的堆疊結構I的外周緣上，且較佳地也沉積在呈現在各個陽極個體110及各個陰極個體140之主體111、141與次體112、142之間的空閒空間113、143中，或所述第一遮蓋層上；
假設至少一第二遮蓋層與至少一第三遮蓋層的順序能重複z次，其中z ≥ 1，且沉積於至少一第三遮蓋層的外周緣上，且封裝系統的最後一層為不透水的遮蓋層，較佳地具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數，其由陶瓷材料及/或低熔點玻璃製成。
這樣的順序能重複z次，其中z ≥ 1。其具有阻隔效果，且阻隔效果隨著z的量值增加而更顯著。
從而獲得了剛性及防水的封裝，這種封裝特別防止水氣通過封裝系統以及接觸件之間的介面(請參閱圖13中的介面AA)。
通常，選用的第一遮蓋層選自由下列物組成之群組：矽樹脂(例如藉由浸漬或來自六甲基二矽氧烷(hexamethyldisiloxane，HMDSO)的電漿加強化學蒸氣沉積(plasma-enhanced chemical vapour deposition)沉積)、環氧樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、聚對二甲苯(poly-para-xylylene)(也稱為poly(p-xylylene)並較佳地稱為帕里綸)及/或上述之混合物。當第一遮蓋層被沉積時，第一遮蓋層防止電池的感測元件(sensitive element)受到其環境影響。所述第一遮蓋層的厚度較佳地介於0.5微米(µm)至3 µm之間。
第一遮蓋層特別適用於電池的電解及電極層具有多孔特性的情況：第一遮蓋層會作為平坦化層(planarisation layer)並也具有阻隔效果。舉例來說，此第一層體能列在(line)堆疊結構之所有可觸及的表面或電池的列Ln ，特別是堆疊結構或電池的列Ln 的外周緣，以終止(closes)存在於堆疊結構I之表面上或電池1000之列Ln 上的貫通微孔的觸及。
此第一遮蓋層中，可使用不同的聚對二甲苯異構物(variant)，能使用聚對二甲苯C、聚對二甲苯D、聚對二甲苯N(CAS 1633-22-3)、聚對二甲苯F或聚對二甲苯C、D、N及/或F的混合物。聚對二甲苯為介電、透明、半晶質的材料，並具有高的熱力穩定度(thermodynamic stability)、對溶劑優異的抗性(resistance)以及很低的滲透率(permeability)。聚對二甲苯也具有阻隔性質(barrier properties)。聚對二甲苯F較佳地屬於本發明的範疇。
此第一遮蓋層有利地藉由透過於電池之堆疊結構之表面上以化學蒸氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)沉積的氣態單體(monomers)的冷凝所獲得，這使堆疊結構所有能觸及的(accessible)表面能以一致(conformal)、薄且均勻之方式被遮蓋。此第一遮蓋層有利地為剛硬的；第一遮蓋層不能被視為柔軟的表面。
也為選用的第二遮蓋層藉由電絕緣材料形成，較佳地為無機材料。第二遮蓋層藉由原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)、電漿加強化學蒸氣沉積、高密度電漿化學蒸氣沉積(high density plasma chemical vapour deposition，HDPCVD)或電感耦合電漿化學蒸氣沉積(inductively coupled plasma chemical vapor deposition，ICPCVD)沉積，以得到先前遮蓋有第一遮蓋層的堆疊結構中能觸及之所有表面的一致遮蓋。藉由原子層沉積所沉積的層體就機械方面來說很脆弱且需要堅固的承載面實現他們的保護作用。在可撓曲的表面上沉積脆弱的層體會導致裂縫的形成，進而使得此保護層損失整體性(integrity)。此外，藉由原子層沉積所沉積的層體之增長會被基板的本質所影響。在具有不同化學本質的區域之基板上藉由原子層沉積來沉積層體將會具有不一致的(inhomogeneous)增長，這會造成此保護層損失整體性。為此，此選用的第二層體(若存在的話)較佳地承載所述選用的第一層體而確保得到化學增長一致的基板。
原子層沉積技術特別適用於以完全不透水且一致的方式遮蓋具有高粗糙度的表面。原子層沉積技術允許了一致的層體之生成，沒有如孔洞(所謂的「沒有針孔(pinhole-free)」的層體)之缺點，且呈現(represent)非常良好的阻隔效果。其水蒸氣穿透率係數非常低。此第二層體的厚度有利地依據所需的氣密程度(即所需的水蒸氣穿透率係數)，及依據所使用的沉積技術(具體來說從原子層沉積、電漿加強化學蒸氣沉積、高密度電漿化學蒸氣沉積及電感耦合電漿化學蒸氣沉積之中挑選)進行選擇。
所述第二遮蓋層能由陶瓷材料、玻璃質材料(vitreous material)或玻璃陶瓷材料(glass-ceramic material)製成，如以氧化物、氧化鋁(Al2 O3 )、五氧化二鉭(Ta2 O5 )、氮化物、磷酸鹽(phosphate)、氮氧化矽(oxynitride)或矽氧烷(siloxane)之形式。此第二遮蓋層之厚度較佳地介於10奈米(nm)至5 µm，較佳地介於10 nm至50 nm。
藉由原子層沉積、電漿加強化學蒸氣沉積、高密度電漿化學蒸氣沉積或電感耦合電漿化學蒸氣沉積而沉積在第一遮蓋層上的此第二遮蓋層第一可確保結構之不透水性(即防止水滲透到物體內部)，第二可特別保護較佳地由氟代聚對二甲苯(parylene F)製成的第一遮蓋層免於受到外在環境，特別是空氣、濕度及熱暴露(thermal exposure)的影響以防止其劣化。此第二遮蓋層因此延長了經封裝的電池之壽命。
所述第二遮蓋層也能直接沉積在陽極箔與陰極箔的堆疊結構上，即在沒有沉積所述第一遮蓋層的情況中。
第三遮蓋層需要為不透水的且較佳地具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數。此第三遮蓋層由陶瓷材料及/或低熔點玻璃(較佳地為熔點低於600°C的玻璃)形成，並沉積在第一遮蓋層上或陽極箔與陰極箔的堆疊結構之外周緣上。使用於此第三層體中的陶瓷及/或玻璃材料有利地選自：
低熔點玻璃(通常低於600°C)，較佳地為SiO2 -B2 O3 、Bi2 O3 -B2 O3 、ZnO-Bi2 O3 -B2 O3 、TeO2 -V2 O5 、PbO-SiO2 ，
氧化物、氮化物、氮氧化矽、Six Ny 、SiO2 、SiON、非晶矽(amorphous silicon)或SiC。
這些玻璃能藉由模制(molding)或浸塗(dip coating)沉積。
陶瓷材料有利地在低溫藉由電漿加強化學蒸氣沉積或較佳地藉由高密度電漿化學蒸氣沉積或電感耦合電漿化學蒸氣沉積來沉積；這些方法允許了具有良好的密封性之層體被沉積。
特別如圖10所示，封裝後的堆疊結構或封裝後之電池1000的列Ln 接著根據第二對的切割線DYn 、DY'n 經由適合的手段被切割，以獲得單元電池且暴露各個單元電池1000之陽極連接區域1002及陰極連接區域1006。有利地且如圖10所示，電池1000的列Ln 根據一對的切割線DYn-1 及DY'n-1 、一對的切割線DYn 及DY'n 、一對的切割線DYn+1 及DY'n+1 切割，以獲得單元電池1000。在這樣的方式下，切割線DY'n-1 、DYn 為重合的，如同切割線DY'n 及DYn+1 。這使得有效的切割數量減少，而因此改善電池的生產效率。
根據本發明，特別是在有利的方式中，如圖11所示的第二對的切割線DYn 、DY'n 通過陽極個體110及陰極個體140，也就是：
在與陰極狹槽70相隔距離L142 之處，使得對於電池1000的各個陰極個體140具有透過沒有設置電極(特別是陰極)、電流收集機板、分離層、電解質之任何材料的空閒空間143分離於次體142的主體141；以及
在與陽極狹槽80相隔距離L112 之處，使得對於電池1000的各個陽極個體110具有透過沒有設置電極(特別是陽極)、電流收集機板、分離層、電解質之任何材料的空閒空間113分離於次體112的主體111。
圖11及12根據本發明呈現具有撕痕(tearing)的電池。
接觸件97、97'、97''(電性接點)分別添加於陰極連接區域1006及陽極連接區域1002明顯可見(apparent)之處。這些接觸區域較佳地設置於電池的堆疊結構之相對側，以收集電流(側向電流收集器)。接觸件97、97'、97''至少設置於陰極連接區域1006上並至少設置於陽極連接區域1002上，較佳地設置於至少包含陰極連接區域1006且受到封裝及切割的堆疊結構之表面上，以及至少包含陽極連接區域1002且受到塗佈及切割的堆疊結構之表面上(如圖13所示)。
因此，陽極接觸件97'至少遮蓋陽極連接區域1002，較佳地遮蓋至少包含陽極連接區域1002的第一長軸面F6，且更佳地遮蓋至少包含陽極連接區域1002的第一長軸面F6以及鄰近此第一長軸面F6的面F1、F2、F3、F5的端97'a，陽極接觸件97'能確保堆疊結構I以及外部導電元件之間的電性接觸。此外，陰極接觸件97''至少遮蓋陰極連接區域1006，較佳地遮蓋至少包含陰極連接區域1006的第二長軸面F4，更佳地遮蓋至少包含陰極連接區域1006的第二長軸面F4以及鄰近於第二長軸面F4之面F1、F2、F3、F5的端97''a，陰極接觸件97''能確保堆疊結構I以及外部導電元件之間的電性接觸(如圖13)。
較佳地，在如上述之陰極連接區域1006與陽極連接區域1002的附近，接觸件97、97'、97''由電連接層的堆疊結構形成，該堆疊結構依序包含第一電連接層及第二電連接層，其中第一電連接層包含裝載有導電微粒的材料，較佳地為裝載有導電微粒的聚合樹脂(polymeric resin)及/或藉由溶膠凝膠(sol-gel)方法得到的材料，更佳地為裝載有石墨的聚合樹脂，且第二電連接層由設置於第一電連接層上的金屬箔組成。
第一電連接層使隨後的第二電連接層能被固定且同時在連接處提供「可撓性」，而使電性接點不會在電路受到熱及/或振動應力時損毀。
第二電連接層有利地為金屬箔。此第二電連接層用於持久地保護電池免受濕度的影響。一般來說，在給定材料厚度之情況下，金屬可產生高度不透水的薄膜，較基於陶瓷之薄膜更加不透水且甚至較基於聚合物(polymer-based)的薄膜更加不透水，其通常對水分子的通過(passage)沒有非常不透水。第二電連接層藉由降低接觸件的水蒸氣穿透率係數而增加了電池的壽命。
較佳地，包含導電油墨(conductive ink)之第三電連接層能被沉積於第二電連接層上；其目的為降低水蒸氣穿透率係數進而增加電池的壽命。
接觸件97、97'、97''允許在各端恢復交替之正負電性連接。這些接觸件97、97'、97''使不同的電池元件之間能達到並聯的電性連接。為此，陰極連接僅於一端為可用的，且陽極連接在另一端為可用的。
國際專利申請WO 2016/001584描述了多個單元電池的堆疊結構，其由陽極箔與陰極箔透過交錯及側向偏移的方式堆疊而成(如圖14所示)，且封裝於封裝系統2095中以確保電池2000的單元免於受到外在環境影響。根據穿過交錯連續的電極與封裝系統的切割面，來進行這些封裝的堆疊結構的切割，從而獲得具有暴露的陽極連接區域2002及陰極連接區域2006之單元電池。因為習知技術中的電池之封裝系統與電極之間存在不同密度的問題，所以根據此截面進行的切割會在封裝系統鄰近截面之處產生剝離之風險，這會進一步造成短路。在國際專利申請WO 2016/001584中，在封裝過程中，封裝層填充了承受U形切割的箔之堆疊結構的間隙。被引入到這些間隙的此封裝層為厚的且沒有以良好的方式黏合於堆疊結構，這導致封裝系統2095在後續的切割過程中有剝離的風險。
根據本發明，使用根據本發明之具有狹槽的箔消除了這種風險，其中在俯視的視角中：
形成於所有陰極箔5e的陰極狹槽70(將形成為沒有設置特別為陰極之電極、電流收集基板、分離層、電解質之任何材料的空閒空間143)為重合的，即互相疊加；
形成於所有陽極箔2e的陽極狹槽80(將形成為沒有設置特別為陽極之電極、電流收集基板、分離層、電解質之任何材料的空閒空間113)為重合的，即互相疊加；以及
陽極狹槽80及陰極狹槽70並非為重合的，且為彼此不同的。
在這樣的方式中，電池1000的各個陰極個體140包含經由沒有設置特別為陰極之電極、電流收集基板、分離層、電解質之任何材料的空閒空間143分離於次體142的主體141。類似地，電池1000的各個陽極個體110包含經由沒有設置特別為陽極之電極、電流收集基板、分離層、電解質之任何材料的空間113分離於次體112的主體111(如圖11所示)。
因為陰極箔與陽極箔的交錯重疊關係，所以堆疊結構的熱壓機械結構在鄰近沿著切割線DY'n 、DYn 之切割之處會非常堅固。使用這種堅固的結構以及有狹槽之箔，會使切割過程中的缺陷數量降低，且使切割速度增加，進而提升電池的生產效率並同時最小化掉落材料。
根據本發明，切割線DY'n 、DYn 通過相當密度之具有狹槽之陽極箔2e及具有狹槽之陰極箔5e，而產生高品質且整齊的切割。此外，沒有設置電極、電解質及/或電流收集基板之任何材料的空閒空間的存在避免了任何短路的風險。
如圖11所示，各個陰極個體140包含主體141、次體142以及沒有設置電極、電解質及/或電流收集基板之任何材料的空間143。後者的長度L70 、L143 對應於上述之陰極狹槽70的長度，且在電池1000的整體寬度上沿著側向方向YY延伸。類似地，各個陽極個體110包含主體111、次體112以及沒有設置電極、電解質及/或電流收集基板之任何材料的空間113。後者的長度L80 、L113 對應於上述之陰極狹槽80的長度，且在電池1000的整體寬度上沿著側向方向YY延伸。
如圖11及12所示，陽極連接區域1002及陰極連接區域1006較佳地為側向相對。
根據本發明之電池的單一結構避免在電池的長軸面F4、F6發生之短路，而避免漏電的發生且有利於在陽極連接區域1002與陰極連接區域1006處的電性接觸點。
根據本發明的電池可以根據不同的變化態樣製成。圖15及16繪示本發明的第一實施例的變化態樣。圖15、16的變化態樣與上述之主要的變化態樣之間的唯一差異在於陽極箔與陰極箔不再具有狹槽70、80(稱為沒有設置電極、電解質及/或電流收集基板之任何材料之小的空區域)，但有缺口70'、80'。這些缺口形成所謂之沒有設置電極、電解質及/或電流收集基板之任何材料之大的空區域。在此變化態樣中，陽極缺口80'與陰極缺口70'在列R1至Rx中分別彼此相鄰地分佈。這些陽極缺口80'及這些陰極缺口70'較佳地具有四邊形外形，通常為矩形的形式。在示出的示例中，這些缺口亦為I字形的外形，類似於第一實施例的狹槽。然而，從上面可以明顯看出，這些缺口70'、80'明顯地長於狹槽，也就是這些缺口70'、80'的長軸尺寸大於這些狹槽的長軸尺寸。因此，圖15及16的變化態樣不同於上述之主要變化態樣之處在於各個陽極缺口80'及各個陰極缺口70'對所有列來說為共用的。
列L1 至Ly 依序往下設置。
在這樣的方式下，位於列Ln 的狹槽70、80與位於列Ln-1 及/或Ln+1 之相鄰的狹槽的至少一者重合。在如圖15所示之這樣的情況下，相鄰二列並未由橋接材料分開。
然而，相鄰的二行經由橋接材料9分離，且橋接材料9提供陽極箔與陰極箔足夠的機械剛性來使得他們能被輕易裝卸。
假設以上所述之堆疊結構I經過確保其本身的整體機械穩定度之步驟。如前所述，本來就習知類型的這些步驟特別包含不同箔之堆疊結構之熱處理及/或機械壓縮處理。如前述，此堆疊結構允許了個別的電池之形成，且電池之數量等於列的數量(Y)以及行的數量(X)之乘積。
為此，參閱圖16，已示出三個列Ln-1 至Ln+1 以及三個行Rn-1 至Rn+1 。根據本發明，第一對的切割線DXn 及DX'n 是在每一列上生成的。如上述，各個切割線以本來就習知的方式製成並以貫穿的方式製成，即延伸通過堆疊結構的整體高度。
有利地如前述進行浸漬、封裝、沿切割線DYn 、DY'n 之切割、沉積接觸件於至少陽極與陰極連接區域上的後續步驟。使用根據第一變化態樣的缺口70'、80'而不是使用狹槽70、80的事實減少了掉落材料90，而因此最佳化了電池1000的生產。即使缺口70'、80'之配置不同，根據本發明第一變化態樣所獲得的電池1000在各方面仍相同於根據本發明所獲得的電池。
圖17及18示出了本發明的第二實施例。如上所述之第一實施例與第二實施例之間的主要差異在於堆疊結構之層體的形狀。如上所見，第一實施例使用各由一體成形之箔所形成的層體。然而，在第二實施例中，各層體由一連串的跨接片形成，這些跨接片分別根據陽極平面PA與陰極平面PC彼此相鄰設置，而陽極平面PA與陰極平面PC對應於由第一實施例之箔所形成的平面。
在圖18中，僅呈現前四個層，也就是前二個陽極階層SA1 、SA2 以及前二個陰極階層SC1 、SC2 。各個陽極階層由一連串的陽極跨接片A1 至Ax 、A'1 至A'x 形成，其中圖17及18僅呈現前四個陽極跨接片A1 至A4 、A'1 至A'4 ，而各個陰極階層由一連串的陰極跨接片C1 至Cx 、C'1 至C'x 形成，其中圖17及18僅呈現前四個陰極跨接片C1 至C4 及C'1 至C'4 。對於各個階層(陽極階層及陰極階層)來說，跨接片的數量對應於行的數量。此外，對於各個階層來說，相鄰二跨接片之相對的側緣LA、LC分別定義空閒空間80''、70''。
這些陽極跨接片A1 、A2 、A3 、A4 及陰極跨接片C1 、C2 、C3 、C4 各自較佳地具有四邊形外形，通常為矩形的形式。
這些陽極跨接片及陰極跨接片分別與根據本發明或根據本發明的第一變化態樣之陽極箔及陰極箔具有相同的化學結構。
換句話說，因此，此第二實施例與第一實施例的本質區別在於不同的跨接片(陽極跨接片及陰極跨接片分別)為彼此獨立的。
在這樣的方式下，各個陽極跨接片A1 、A2 、A3 、A4 及各個陰極跨接片C1 、C2 、C3 、C4 分別沒有連接到實體外框，而形成如前述的陽極箔及陰極箔。
根據本發明之第二實施例，給定行Rx ，陽極跨接片A1 、A2 、A3 、A4 對所有列L1 至Ly 來說為共用的，其中列L1 至Ly 為依序往下設置，且陰極跨接片C1 、C2 、C3 、C4 對所有列L1 至Ly 來說為共用的，其中列L1 至Ly 為依序往下設置。
根據本發明的第二實施例且如圖18所示，設置有沿著平行於電池之主平面的陽極平面PA對齊的陽極跨接片A1 、A2 、A3 、A4 ，沿著平行於電池之主平面的陰極平面PC對齊的陰極跨接片C1 、C2 、C3 、C4 ，在長軸方向形成於二相鄰之陽極跨接片A1 、A2 之間的空閒空間80''以及在長軸方向形成於二相鄰之陰極跨接片C1 、C2 之間的空閒空間70''，而使得：
位於行Rn 之各個陽極跨接片An 部分地用作電池1000之位於行Rn-1 的次體，且部分地用作電池1000之位於行Rn 的主體；以及
各個陰極跨接片Cn+1 部分地用作電池1000之位於行Rn+1 之次體，且部分地用作電池1000之位於行Rn 的主體。
假設以上所述之陽極及陰極跨接片的堆疊結構I經過確保其本身的整體機械穩定度之步驟。如前所述，本來就習知類型的這些步驟特別包含不同跨接片之堆疊結構之熱處理及/或機械壓縮處理。如前述，此堆疊結構允許了個別的電池之形成，且電池之數量等於列的數量(Y)以及行的數量(X)之乘積。
為此，參閱圖17，已示出三個列Ln-1 至Ln+1 以及三個行Rn-1 至Rn+1 。根據本發明，第一對的切割線DXn 及DX'n 是在每一列上生成的。如上述，各個切割線以本來就習知的方式製成並以貫穿的方式製成，即延伸通過堆疊結構的整體高度。
有利地如前述進行浸漬、封裝、如圖18所示之沿切割線DYn 、DY'n 之切割、沉積接觸件於至少陽及與陰極連接區域上的後續步驟。根據第二變化態樣的使用陽極跨接片A1 、A2 、A3 、A4 及陰極跨接片C1 、C2 、C3 、C4 的事實減少了掉落材料90，而因此最佳化電池1000的生產。即使陽極跨接片A1 、A2 、A3 、A4 及陰極跨接片C1 、C2 、C3 、C4 的配置不同，根據本發明第二實施例所獲得的電池1000在各方面仍相同於根據從具有小或大的空區域之箔的第一實施例所獲得的電池。
圖19繪示圖6所示之實施例的變化態樣。此圖19的堆疊結構不同於描述於圖6中的堆疊結構之處在於各個狹槽70、80(空區域)分別由通道75、85延伸。各個通道從空區域橫向地延伸而超出相對的切割線DY1或DY2。在這樣的方式中，在進行此切割時，能通過此通道。
關於這些通道的結構，可考慮不同的可能性。通常，陽極通道85如這些陰極通道75一樣互相疊加。此外，假設能提供偏移配置，各個陽極通道通常位於陰極通道的延伸上。此外，對於相同的空區域來說，可以生成多個陽極通道及/或陰極通道。在方向Z上，各個通道在空區域的整體高度上延伸。或者，此通道可僅在此高度的一部分上延伸，即不是上部就是下部，或甚至是中間部。
這些通道(陽極通道及陰極通道)的出現提供特定的優勢。實際上，這些通道尤其促進了電解質的浸漬。
圖20繪示最終電池1000，其是根據由於圖19部分呈現之箔所實施的方法生成。各個電池包含陽極空腔115及陰極空腔145，分別從空閒空間113、143延伸進入次體112及142。將注意到從上之通道所形成的這些空腔反而具有較短的長度。實際上，正如上所述，這些通道延伸超出切割線。然而，這些空腔115、145僅延伸至由這些切割線所界定之電池之相對的長軸面F4、F6。
圖21示出額外的變化態樣，其未在本發明的範疇內。此變化態樣尤其是基於代表申請人之國際專利文獻WO 2020 13631的教示，其中空區域總體上為H字形。根據此文件的教示，諸如圖21之空區域570或580的空區域，包含二個主凹槽571或主凹槽581以及主凹槽572或主凹槽582，主凹槽571或主凹槽581及主凹槽572或主凹槽582經由連接管道573或連接管道583互相連接。
根據圖21的變化態樣，各從管道573、583延伸的通道575、585以平行於主凹槽的方式生成。如圖19的實施例所示，各通道分別延伸超出切割線DY1、DY2。相關的技術效果在於與圖19至20之實施例的技術效果進行比較，即通道757或化態樣585的出現確保較佳之電解質的浸漬。
根據本發明的方法特別適用於製造完全固態電池，即電極與電解質為固態且沒有包含液態甚至是浸漬於固態的電池。
根據本發明的方法特別適用於製造被視為準固態(quasi-solid-state)的電池，這種電池包含浸漬於電解質的至少一分離層31。分離層較佳地為多孔無機層並具有：
大於30%的孔隙率(porosity)，較佳地為介孔的(mesoporous)孔隙率，孔隙率較佳地介於35%至50%之間，更佳地介於40 %至50%之間，
孔洞具有小於50 nm的平均直徑D50 。
分離層的厚度有利地小於20 µm，較佳地介於5 µm至10 µm之間，以無須劣化分離層的性質便能降低電池的最終厚度。分離層的孔洞浸漬有電解質，較佳地為鋰離子載體相，如液態電解質或包含鋰鹽的離子液。孔洞中(特別是介孔中)之「奈米限制」或「奈米陷入(nano-entrapped)」之液體無法再被排出。上述液體是由於此稱為「介孔結構中的吸收(absorption in the mesoporous structure)」之現象所連結(其沒有在鋰離子電池的相關內容中描述)，且無法再被排出，即使在單元電池被置於真空環境時也無法再被排出。電池因此可視為準固態電池。
根據本發明的電池能被設計或進行尺寸改變，而具有：
小於或等於約1毫安培小時(mAh)的電量(通常稱為「微電池」)
或大於約1 mAh的電量。
通常，微電池被設置為相容於製造微電子元件的方法。
這些電量範圍的每一者之電池能被生成為：
具有「全固態」類型的層體，即沒有浸漬於液體或黏性狀態物(所述液體或黏性狀態物可為能作為電解質的鋰離子導電媒介)；
或具有浸漬於液體或黏著狀態物之介孔「全固態」類型的層體，通常是鋰離子導電媒介，液體或黏著狀態物自發性地進入層體且不再從層體出來而使得層體能被視為準固態的
或具有浸漬的多孔層體(即具有能被浸漬於液體或黏性狀態物的開放孔洞之網路的層體，液體或黏性狀態物賦與這些層體濕的特性(wet properties))。
1000:電池 1002:陽極連接區域 1006:陰極連接區域 100、100'、100'':單元電池 10:陽極電流收集基板 20:陽極層 30:電解層 31:分離層 50:陰極層 40:陰極電流收集基板 80:狹槽 80':缺口 I80 :整體陽極狹槽的寬度 L80 :整體陽極狹槽的長度 L80' :整體陽極缺口的長度 L80'' :整體空區域的長度 70:狹槽 70':缺口 I70 :整體陰極狹槽的寬度 L70 :整體陰極狹槽的長度 L70' :整體陰極缺口的長度 L70'' :整體空區域的長度 110:陽極個體 111、141:主體 112、142:次體 113、143:空間 140:陰極個體 LA:側緣 LC:側緣 SA、SA1 、SA2 、…SAn :陽極階層 SC、SC1 、SC2 、…SCn :陰極階層 111'、141':主預製件 112'、142':次預製件 L112 :次體的長度 L113 :次體與主體之間之空間的長度 L142 :陰極個體的次體的長度 L143 :次體與主體之間的空間的長度 C1 、C2 、C3 、C4 、Cn 、C'1 ,、C'2 、C'3 、C'4 、C'n :陰極跨接片 A1 、A2 、A3 、A4 、An 、A'1 、A'2 、A'3 、A'4 、A'n :陽極跨接片 90:掉落材料 95:封裝系統 97:接觸件 97':接觸件 97'a:端 97'':接觸件 97''a:端 L1000 :電池的長度 I:堆疊結構 2e:陽極箔 5e:陰極箔 4:陽極箔的中心區域 6:陽極箔的框 7:穿孔 8:橋接材料 H8:橋接材料 9:橋接材料 L9:橋接材料的長度 L、Ln 、Ln-1 、Ln+1 :列 R、Rn 、Rn-1 、Rn+1 :行 PA, PA':陽極平面 PC, PC':陰極平面 DXn-1 、DX'n-1 、DXn 、DX'n 、DXn+1 、DX'n+1 :切割線 DYn-1 、DY'n-1 、DYn 、DY'n 、DYn+1 , DY'n+1 :切割線 AA:介面 2000:習知的電池 200, 200', 200'':習知的單元電池 2002:習知的陽極連接區域 2006:習知的陰極連接區域 295:習知的封裝系統 F1、F2:前表面 F3、F5:側面 F4、F6:長軸面 FF1、FF2:前表面 FF3、FF5:側面 FF4、FF6:長軸面
作為非限制性示例的相關圖式呈現本發明的不同態樣及實施例。 圖1為根據本發明之基於電池製造方法之用於形成堆疊結構之陽極箔與陰極箔的立體圖，這些陽極箔及陰極箔具有即為狹槽之所謂小的空區域的空區域。 圖2為圖1的上視圖，繪示這些箔中的其中一者，具體為陽極箔。 圖3為根據本發明的上視圖，繪示陽極箔及陰極箔的堆疊結構以及小的空區域(即，形成於相鄰箔中的狹槽)。 圖4為根據本發明的放大上視圖，繪示小的空區域(即，形成於相鄰箔中的狹槽)。 圖5為放大立體圖，繪示這些小的空區域(即，形成於相鄰箔中的狹槽)。 圖6為上視圖，繪示執行於形成在前面圖式之堆疊結構中的不同狹槽的切割步驟。 圖7為上視圖，繪示在基於切割線DXn 及DX'n 切割堆疊結構之後所獲得之根據本發明之電池的列。 圖8為沿著對應於切割線DX'n 的截面線VIII-VIII所繪示之具有狹槽之陽極箔及陰極箔的剖視圖，截面線VIII-VIII於繪示根據本發明之堆疊結構的圖6中被指出。 圖9為沿著對應於切割線DX'n 的截面線VIII-VIII所繪示之具有狹槽之陽極箔及陰極箔、陽極主體、陽極次體、陰極主體及陰極次體的剖視圖，截面線VIII-VIII於繪示根據本發明之堆疊結構的圖6中被指出。 圖10為帶有截面的立體圖，繪示根據本發明之封裝於封裝系統之電池的列，電池的列可具體地根據前面圖式的方法獲得。 圖11為帶有截面的立體圖，繪示根據本發明之包含封裝系統的電池，電池可具體地根據前面圖式的方法獲得。 圖12為帶有截面的立體圖，繪示根據本發明之包含封裝系統的電池，且繪示堆疊結構以及陽極主體、陽極次體、陰極主體及陰極次體，電池可具體地根據前面圖式的方法獲得。 圖13為沿著截面線VIII-VIII或切割線DX'n 所繪示的剖視圖，繪示根據本發明包含封裝系統及接觸元件的電池，電池可具體地根據前面圖式的方法獲得。 圖14為立體圖，繪示根據習知技術之帶有截面的電池。 圖15為根據本發明第一變化態樣的上視圖，繪示陽極箔及陰極箔的堆疊結構以及所謂之大的空區域的區域(即，生成於相鄰箔中的缺口)。 圖16為上視圖，繪示執行於形成在根據本發明第一變化態樣之前面圖式之堆疊結構中的不同缺口的切割步驟，且示出根據同一變化態樣所獲得的電池。 圖17為根據本發明第二變化態樣的俯視圖，繪示陽極跨接片及陰極跨接片的堆疊結構以及位於相鄰之跨接片之間的空間。 圖18為根據本發明第二變化態樣沿著圖17所指出之切割線DX'n 所繪示的剖視圖。 圖19為類似於圖6的上視圖，繪示形成於堆疊結構中之狹槽的變化態樣。 圖20為上視圖，示意地繪示可由帶有根據圖19之狹槽的堆疊結構所獲得的電池。 圖21為類似於圖19的上視圖，繪示不屬於本發明之狹槽的變化態樣。
1000:電池
100、100'、100":單元電池
10:陽極電流收集基板
20:陽極層
30:電解層
31:分離層
40:陰極電流收集基板
50:陰極層
70:狹槽
80:狹槽
L70 :整體陰極狹槽的長度
L80 :整體陽極狹槽的長度
L1000 :電池的長度
I:堆疊結構
2e:陽極箔
5e:陰極箔
DYn-1 、DY'n-1 、DYn 、DY'n 、DYn+1 ,DY'n+1 :切割線
Rn 、Rn-1 、Rn+1 :行
Ln :列

Claims (21)

  1. 一種至少一電池的製造方法，該至少一電池包含至少一陽極個體及至少一陰極個體，該至少一陽極個體與該至少一陰極個體在該至少一電池的一正面方向上以交錯的方式依序往上設置，在該至少一電池中，該至少一陽極個體包含：一陽極電流收集基板、至少一陽極層以及可能的一電解層或用電解質浸漬的分離層，在該至少一電池中，該至少一陰極個體包含：一陰極電流收集基板、至少一陰極層以及可能的一電解層或用電解質浸漬的分離層，該至少一電池具有六個面，該六個面包含：二個前表面，彼此相對，且大致上平行於各個該至少一陽極個體及各個該至少一陰極個體， 二個側面，彼此相對；以及 一第一長軸面及一第二長軸面，彼此相對，該至少一電池的該第一長軸面包含至少一陽極連接區域，且該至少一電池的該第二長軸面包含至少一陰極連接區域，該至少一陽極連接區域與該至少一陰極連接區域為側向地相對， 各個該至少一陽極個體與各個該至少一陰極個體的每一者包含經由沒有設置任何電極、電解質及電流收集基板材料的一空閒空間分離於一次體之一主體；當該至少一電池在該至少一電池的該正面方向上包含多個空閒空間時；形成於各個該至少一陽極個體的該主體與該次體之間的該些空閒空間為疊加的；形成於各個該至少一陰極個體的該主體與該次體之間的該些空閒空間為疊加的；以及各個該至少一陽極個體與各個該至少一陰極個體的該些空閒空間為不重合的；該製造方法包含：步驟1，生成一堆疊結構，該堆疊結構在俯視的視角中包含x行以及y列，而形成x及y之乘積之數量的多個電池，x大於1，y大於或等於1，該堆疊結構由交錯連續的多個階層形成，該些階層分別為多個陰極階層及多個陽極階層，各該陰極階層用於形成x及y之乘積之數量的多個陰極個體，而各該陽極階層用於形成x及y之乘積之數量的多個陽極個體，各該階層包含多個主預製件及多個次預製件，該些主預製件分別為多個陽極主預製件及多個陰極主預製件，各該主預製件用於形成各該主體，該些次預製件分別為多個陽極次預製件及多個陰極次預製件，各該次預製件用於形成各該次體，各該階層的該些主預製件與該些次預製件經由所謂的多個空區域互相分離，該些空區域用於形成該些空閒空間，且當該至少一電池在該至少一電池的該正面方向包含該些空閒空間時；不同的該些陽極階層的該些空區域為疊加的；不同的該些陰極階層的該些空區域為疊加的；以及各該陽極階層與各該陰極階層的該些空區域為不重合的，步驟2，進行步驟1所獲得之該堆疊結構之熱處理與機械壓縮處理中的至少一者，以形成加固的該堆疊結構；步驟3，於該些空區域中相鄰的二者之間生成一對主要的切割線，以暴露該至少一陽極連接區域及該至少一陰極連接區域，且將從一列形成的其中一個該電池分離於從至少一相鄰列形成的至少另一個該電池。
  2. 如請求項1所述之製造方法，其中各該階層由一體成形的箔形成，該些空區域對應於該箔中的掉落材料。
  3. 如請求項1所述之製造方法，其中各該階層由獨立的多個跨接片形成，該些空區域界定於面向相鄰的該些跨接片的多個邊緣之間。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之製造方法，其中該些空區域生成為稱作狹槽之所謂小的空區域，且所謂小的空區域的各該空區域用於形成單一的其中一個該空閒空間。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之製造方法，其中該些空區域生成為稱作缺口之所謂大的空區域，各該空區域用於形成相同行中的該些空閒空間。
  6. 如請求項1所述之製造方法，該些空區域具有矩形的外形。
  7. 如請求項1所述之製造方法，其中在步驟2之後，在步驟4中，生成一對之輔助的切割線，以將屬於加固的該堆疊結構的其中一列分離於相鄰之至少一另一列。
  8. 如請求項1或7所述之製造方法，其中在步驟5中，透過液態電解質或包含鋰鹽之離子液的鋰離子載體相，進行步驟2所獲得之加固的該堆疊結構的浸漬或當有進行步驟4時進行步驟4所獲得之該些電池之列的浸漬，使得該分離層浸漬有電解質。
  9. 如請求項8所述之製造方法，其中若有進行步驟5時在步驟3之前及步驟5之後，或若無進行步驟5而有進行步驟4時在步驟4之後，或若無進行步驟4及步驟5時在步驟2之後，進行步驟6，透過一封裝系統進行加固的該堆疊結構或該些電池之列的封裝，以遮蓋該堆疊結構或該些電池的列的外周緣、該堆疊結構或該些電池的列的前表面、該堆疊結構或該些電池的列的側面及長軸面，該封裝系統包含，選用的至少一第一遮蓋層，選自聚對二甲苯、氟代聚對二甲苯、聚醯亞胺、環氧樹脂、聚醯胺、溶膠凝膠氧化矽有機氧化矽及/或前述之混合物，沉積於該堆疊結構的外周緣或該些電池的列的外周緣，選用的一第二遮蓋層，由藉由原子層沉積而沉積的電絕緣材料所組成，位於該堆疊結構的外周緣或該些電池的列的外周緣上，或位於該至少一第一遮蓋層上，以及防水的至少一第三遮蓋層，具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數，該至少一第三遮蓋層由陶瓷材料及/或低熔點玻璃製成，沉積於該堆疊結構的外周緣或該些電池的列的外周緣，或沉積於該至少一第一遮蓋層上，該第二遮蓋層與該至少一第三遮蓋層的順序可重複z次，其中z ≥ 1，且沉積於該至少一第三遮蓋層的外周緣，且該封裝系統的最後一層為具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數且由陶瓷材料及/或低熔點玻璃製成的不透水的遮蓋層。
  10. 如請求項1所述之製造方法，其中在步驟3之後進行步驟7，在步驟7中，透過一陽極接觸件遮蓋該至少一陽極連接區域，該陽極接觸件確保該堆疊結構與外部導電元件之間的電性接觸，透過一陰極接觸件遮蓋該至少一陰極連接區域，該陰極接觸件確保該堆疊結構與外部導電元件之間的電性接觸，步驟7包含：沉積裝載有導電微粒之材料的一第一電連接層於該至少一陽極連接區域及該至少一陰極連接區域，該第一電連接層由裝載有導電微粒的聚合樹脂及/或藉由溶膠凝膠方法得到的材料形成；選擇性地當該第一電連接層由裝載有導電微粒的聚合樹脂及/或藉由溶膠凝膠方法得到的材料形成時，乾燥步驟係在聚合樹脂及/或藉由溶膠凝膠方法得到的材料的聚合步驟之後；以及沉積一第二電連接層於該第一電連接層上，該第二電連接層包含設置於該第一電連接層上之金屬箔，選擇性地沉積一第三電連接層於該第二電連接層上，該第三電連接層包含導電油墨。
  11. 如請求項10所述之製造方法，其中於步驟7中，透過該陽極接觸件遮蔽包含該至少一陽極連接區域的該第一長軸面，以及透過該陰極接觸件遮蔽包含該至少一陰極連接區域的該第二長軸面，其中，在步驟7中，沉積裝載有導電微粒之材料的該第一電連接層於包含該至少一陽極連接區域的該第一長軸面及包含該至少一陰極連接區域的該第二長軸面上。
  12. 如請求項7所述之製造方法，其中若有進行步驟4時，步驟4及/或步驟3生成的該些切割線是經由雷射剝蝕進行的。
  13. 如請求項1所述之製造方法，其中從該些空區域中的至少一者形成橫向的至少一通道，該至少一通道至少延伸至相鄰的其中一主要的該切割線，而有利於電解質的浸漬。
  14. 如請求項1所述之製造方法，其中該二前表面彼此平行、該二側面彼此平行及/或該第一長軸面與該第二長軸面彼此平行。
  15. 一種電池，包含：至少一陽極個體及至少一陰極個體，該至少一陽極個體與該至少一陰極個體在該至少一電池之主平面的一正面方向上以交錯的方式依序往上設置，而形成一堆疊結構，其中，該至少一陽極個體包含：一陽極電流收集基板、至少一陽極層以及可能的一電解層或用電解質浸漬的分離層，以及該至少一陰極個體包含：一陰極電流收集基板、至少一陰極層以及可能的一電解層或用電解質浸漬的分離層；該至少一電池具有六個面，該六個面包含：二個前表面，彼此相對，且大致上平行於各個該至少一陽極個體、各個該至少一陰極個體、該陽極電流收集基板、該陽極層、該二電解層或用電解質浸漬的分離層、該陰極層及該陰極電流收集基板，二個側面，彼此相對；一第一長軸面及一第二長軸面，彼此相對，該至少一電池的該第一長軸面包含至少一陽極連接區域，且該至少一電池的該第二長軸面包含至少一陰極連接區域，該至少一陽極連接區域與該至少一陰極連接區域為側向地相對，使得：各個該至少一陽極個體與各個該至少一陰極個體的每一者包含經由沒有設置任何電極、電解質及電流收集基板材料的空閒空間分離於一次體之一主體；當該至少一電池在該至少一電池之主平面的該正面方向上包含多個空閒空間時；形成於各個該至少一陽極個體的該主體與該次體之間的該些空閒空間為疊加的，形成於各個該至少一陰極個體的該主體與該次體之間的該些空閒空間為疊加的，以及各個該至少一陽極個體與各個該至少一陰極個體的該些空閒空間為不重合的；其中，該至少一電池包含一封裝系統，該封裝系統至少部分遮蓋該堆疊結構的外周緣，該封裝系統遮蓋該堆疊結構的該二前表面、該二側面及至少部分的該第一長軸面及該第二長軸面，使得： 僅該至少一陽極連接區域及該至少一陰極連接區域未被該封裝系統遮蓋，該封裝系統包含：選用的一第一遮蓋層，選自聚對二甲苯、氟代聚對二甲苯、聚醯亞胺、環氧樹脂、聚醯胺、溶膠凝膠氧化矽有機氧化矽及/或前述之混合物，沉積於該堆疊結構的外周緣之至少部分上，選用的一第二遮蓋層，由藉由原子層沉積而沉積的電絕緣材料所組成，位於該堆疊結構的外周緣之至少部分上，或位於該第一遮蓋層上，防水的至少一第三遮蓋層，具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數，該至少一第三遮蓋層由陶瓷材料及/或低熔點玻璃製成，沉積於該堆疊結構的外周緣之至少部分上，或沉積於該第一遮蓋層上，當該第二遮蓋層存在時，該第二遮蓋層與該至少一第三遮蓋層的順序可重複z次，其中z ≥ 1，且沉積於該至少一第三遮蓋層的外周緣，該封裝系統的最後一層為具有小於10-5 g/m2 ·d的水蒸氣穿透率係數且由陶瓷材料及/或低熔點玻璃製成的不透水的遮蓋層。
  16. 如請求項15所述之電池，其中該至少一陽極連接區域被一陽極接觸件遮蓋，以及該至少一陰極連接區域被一陰極接觸件遮蓋，該陽極接觸件及該陰極接觸件確保該堆疊結構與外部導電元件之間的電性接觸。
  17. 如請求項16所述之電池，其中各個該陽極接觸件與該陰極接觸件包含：一第一電連接層，設置於該至少一陽極連接區域及該至少一陰極連接區域， 該第一電連接層，包含裝載有導電微粒的材料，以及一第二電連接層，包含設置於該第一電連接層上之金屬箔，該第一電連接層的材料裝載有導電微粒。
  18. 如請求項15所述之電池，其中該電池具有小於或等於1毫安培小時的電量。
  19. 如請求項15所述之電池，其中該電池具有大於1毫安培小時的電量。
  20. 如請求項15所述之電池，其中在該些空閒空間中的至少一者透過一空腔被延伸，該空腔用於促進使用電解質的浸漬，該空腔延伸通過該次體至相對的該第一長軸面及該第二長軸面之其中一者。
  21. 如請求項15所述之電池，其中包含該至少一陽極連接區域的該第一長軸面及包含該至少一陰極連接區域的該第二長軸面未被該封裝系統遮蓋。
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