[发明专利]具有适形导电覆盖的随机形状三维电池单元

说明书

描述了一种设备，所述设备包括：随机形状阴极；阳极电流收集器，所述阳极电流收集器被定位在所述随机形状阴极中；以及外部导体，所述外部导体与所述随机形状阴极耦合，所述外部导体包覆所述随机形状阴极。提供了一种方法，所述方法包括：形成用于作为阳极电流收集器进行操作的扁平或管状芯；在所述扁平或管状芯之上形成随机形状阴极；以及在所述随机形状阴极之上施加外部导电表层。描述了一种系统，所述系统包括：存储器；处理器，所述处理器耦合至所述存储器；以及电池，所述电池用于向所述存储器和所述处理器供电，所述电池根据上述设备。

优先权声明

本申请要求于2015年4月14日提交的题为“RANDOMLY SHAPED THREE DIMENSIONALBATTERY CELL WITH SHAPE CONFORMING CONDUCTIVE COVERING(具有适形导电覆盖的随机形状三维电池单元)”的美国非临时专利申请序列号14/686,490的优先权，并且所述专利申请通过引用以全部内容结合。

背景技术

大多数电池单元采用标准的电池单元外壳形状，诸如圆柱形、矩形或者硬币形电池单元外壳。理想地，电池单元将主要包含电荷存储活性材料连同与这些材料的简单连接。然而，电子需要穿过这种材料，并且离子通常游过渗透活性材料的液体电解质。穿过电池单元内部的阴极材料中的导电添加物的长导电路径导致电流输送缓慢，并且不能从电池单元提供大量电力。如果这些缓慢移动的电子到达电极的速度高于它们能够渗透过活性材料的速度，则它们引起电子交通堵塞。这种电子交通堵塞限制了电池能够输送的电流。

许多装置(诸如手机)中使用的常用电池是锂离子(Li-ion)电池。Li-ion电池的常见形式是图1中所示的棱柱形电池单元型电池100。与圆柱形电池单元(例如，AA、AAA电池单元)一样，金属外壳(或者罐)充当电池端子，也被称为电流收集器或者阳极端子。此类电池外壳分别由电池有源层(例如，阴极、隔板、阳极、阳极极耳等)制成，所述电池有源层被构造并且然后被插入到固定形状导电金属包壳中。固定形状金属包壳可以包括顶板和压力孔。在添加电解质之后，固定形状金属罐然后被焊接或者卷曲关闭。

聚合物电池单元使用柔性5层材料，其被围绕边缘热封以便创建棱柱形电池单元型电池100的替代性封装体。将随机形状电池单元插入此类预成型电池外壳中可能是不切实际的。创建针对各种各样奇形怪状的电池单元的模具或者挤压工艺也是不具成本效益的。

附图说明

通过以下给出的详细描述及通过本公开的各实施例的附图将更全面地理解本公开的实施例，然而，不应当将其认为是将本公开限于特定实施例，而是仅用于解释和理解。

图1展示了作为棱柱形电池单元型电池的Li-ion电池的常见形式。

图2根据本公开的一些实施例展示了具有外部电池单元适形阴极电流收集器的环形电池单元。

图3根据本公开的一些实施例展示了具有外部阴极电流收集器和分布式阳极电流收集器的随机形状电池单元的横截面。

图4根据本公开的一些实施例展示了具有外部阴极电流收集器的图2的随机形状电池单元的竖直横截面。

图5A至图5C根据一些实施例展示了在形成随机形状电池单元的不同阶段所述随机形状电池单元的各部分的横截面。

图6根据本公开的一些实施例展示了形成随机形状电池单元的过程的流程图。

图7根据一些实施例展示了由随机形状电池单元供电的智能装置或计算机系统或SoC(片上系统)。

具体实施方式