电化学器件 相关申请的交叉引用
本申请基于并且要求 2010 年 12 月 3 日递交的发明名称为 “电化学器件” 的日本 专利申请 No.2010-270157 的优先权， 将其公开全部结合在此作为参考。
技术领域
本发明公开涉及密封可充放电电池单元的电化学器件。 背景技术 诸如电双层电外箱和锂离子电池之类的表面安装电化学器件正在被用作蜂窝电 话、 膝上型计算机、 视频摄像机、 数字照相机和其他类型的电子装置的存储器备用电源。
日本专利申请公开 No.2009-278068 公开了一种传统的电化学器件， 包括具有凹 入部分的外箱 (case)、 用于按照水密和气密方式密封凹入部分的盖子、 各封闭在密封凹入 部分中的可放电电池单元和电解液、 在外箱的安装表面上设置的一对电极 ( 正电极和负电 极 )、 用于电连接电极对和电池单元的每一个的配线。
用作存储器备用电源的所述电化学器件的标称电压典型地是 2-4V。近来， 期望标 称电压的更高电平来适应更宽范围的应用。日本专利申请公开 No.2005-123154(“154 公 开” ) 公开了一种电化学器件， 包括一对电池单元， 电池单元对彼此电学串联连接以提供更 高电压。在 “154 公开” 中描述的电化学器件可以通过将封闭到具有多个密封凹入部分的封 闭电池单元电学串联连接而具有更高的标称电压。
然而， 由于每一个电池单元的充电 / 放电特性的变化， 在将一些电池单元完全充 电的同时， 其余电池单元可能没有完全充电， 这可能引起电极对不会均匀地对每一个电池 单元进行充电。因此， 传统的充电机制可能会使电化学器件的实际标称电压退化。
发明内容
本发明公开的各种实施例提供了一种电化学器件， 所述电化学器件使得能够对多 个电池单元的每一个适当地进行充电， 并且从而即使当在一对电极之间电学串联连接所述 多个电池单元时， 也可以满足对于更高电压的要求。
这里公开的各种实施例实现了涉及一种电化学器件的这些和其他目的， 所述电化 学器件包括 ： 外箱， 具有多个凹入部分 ； 盖子， 用于按照水密和气密方式密封所述外箱的多 个凹入部分 ； 多个可充放电电池单元， 每一个电池单元均与相应的电解液封闭到多个密封 凹入部分中的一个相应密封凹入部分中， 所述多个电池单元串联连接 ； 在所述外箱的安装 表面上形成的一对电极 ； 配线， 用于将所述电极对的每一个与电池单元电连接 ； 以及在所 述外箱的安装表面上形成的中间电极， 所述中间电极经由所述配线与所述多个电池单元的 两个相邻电池单元之间的结点电连接 ； 其中多个电池单元经由电极对之间的配线彼此电连 接。
配置根据各种实施例的电化学器件， 以使 ： 所述中间电极与在正电极和负电极之间电学串联连接的相邻两个电池单元之间的结点电连接。因此， 在例如所述多个电池单元 包括两个电池单元的情况下， 所述电池单元之一可以通过使用正电极和中间电极来充电， 而所述电池单元的另一个可以通过使用负电极和中间电极来充电。
因此， 可以在将多个电池单元设置为在正电极和负电极之间电学串联的同时， 彼 此独立地执行每一个电池单元的充电 ( 即可以以单独的电池单元为基础执行充电 )。同样 地， 不论每一个电池单元的充电 / 放电特性的变化， 可以避免在对一些电池单元完全充电、 而其余电池单元没有完全充电的传统技术中所观察到的现象， 并且因此可以根据其充电 / 放电特性来执行每一个电池单元的充电。因此， 根据各种实施例的电化学器件可以具有是 单独电池单元的两倍或者近似于两倍高的标称电压， 从而满足近来对于高电压的要求。
根据本发明公开的实施例， 提出了一种电化学器件， 所述电化学器件使得能够对 多个电池单元的每一个进行适当地充电， 从而即使当在一对电极之间电学串联连接多个电 池单元时也可以满足对于高电压的要求。根据以下描述和附图， 前述和其他目的将变得显 而易见。 附图说明
图 1 示出了根据本发明实施例的电化学器件的外部透视图。 图 2 示出了沿线 S11 的图 1 所示电化学器件的截面图。 图 3 示出了去除了盖子和电池单元的图 1 所示电化学器件的顶视图。 图 4 示出了图 1 所示的电化学器件的等效电路。 图 5 示出了根据本发明公开的另一实施例的电化学器件的外部透视图。 图 6 示出了沿线 S21 的图 5 所示电化学器件的截面图。 图 7 示出了去除了盖子和电池单元的图 5 所示电化学器件的顶视图。 图 8 示出了图 5 所示的电化学器件的等效电路。 图 9 示出了根据本发明公开的另一实施例的电化学器件的外部透视图。 图 10 示出了沿 S31 线的图 9 所示电化学器件的截面图。 图 11 示出了去除了盖子和电池单元的图 9 所示电化学器件的顶视图。 图 12 示出了图 9 所示电化学器件的等效电路。 图 13 示出了根据本发明公开的另一实施例的电化学器件的外部透视图。 图 14 示出了沿线 S41 的图 13 所示电化学器件的截面图。 图 15 示出了去除了盖子和电池单元的图 13 所示电化学器件的顶视图。 图 16 示出了图 13 所示电化学器件的等效电路。具体实施方式
在以下描述中， 用相同或类似的参考数字表示相似的部件， 而与它们是否在不同 的实施例中示出无关。为了按照更加清楚和简明的方式说明本发明公开的实施例， 附图没 有必要按比例绘制， 并且可以按照某种示意性的形式示出特定的特征。相对于一个实施例 描述和 / 或说明的特征可以按照相同的方式或按照类似的方式用于一个或多个其他实施 例和 / 或与其他实施例的特征组合或者代替地使用。
[ 第一示例 ]现在参考图 1-4， 将根据本发明公开描述电化学器件的一个实施例。如图 1 所示， 根据本发明公开一个实施例的电化学器件 10 包括外箱 11、 耦合板 12、 盖子 13、 一对可充放 电电池单元 14、 一对电极 ( 正电极 15 和负电极 16) 和中间电极 17。
外箱 11 可以由诸如氧化铝之类的任意适当绝缘材料制成， 并且形成为立方体形 状。外箱 11 的下表面可以用作安装表面。一对凹入部分 11a 可以并排形成在外箱 11 的上 表面上， 并且具有适当的深度。在顶视图中凹入部分对 11a 可以具有矩形形状。每一个凹 入部分 11a 的底部表面配置有电流收集膜 11b， 由诸如铝之类的导电材料制成。 每一个电流 收集膜 11b 可以形成为具有略小于相应凹入部分 11a 的底部表面的尺寸。
在例如由于外箱 11 的材料导致电流收集膜 11b 不能够牢靠地附着到凹入部分 11a 的底部表面的情况下， 可以在凹入部分 11a 的每一个底部表面上形成辅助层 ( 例如具有从 底部表面开始按照顺序层压的钨膜、 镍膜和金膜的层， 未示出 )， 以便将电流收集膜 11b 牢 靠地固定到底部表面上。
将由诸如科瓦铁镍钴合金 (kovar) 之类的任意适当导电材料制成的耦合板 12 形 成为在顶视图中为矩形形状， 使得耦合板 12 在顶视图中的形状实质上与外箱 11 的形状一 致。在一个方面， 一对通孔 12a 可以形成在耦合板 12 中。通孔对 12a 可以形成为在顶视图 中与外箱 11 的凹入部分 11a 具有相同的轮廓。由于耦合板 12 经由接合 (bond) 与外箱 11 的上表面相耦合， 使得每一个通孔 12a 与相应的凹入部分 11a 对齐， 因此每一个通孔 12a 可 以组成每一个凹入部分 11a 的上部部分。 在例如由于外箱 11 的材料导致不能将耦合板 12 经由诸如金 - 铜合金之类的键合 牢靠地附着到外箱 11 的上表面的情况下， 可以在外箱 11 的上表面上形成辅助层 ( 例如， 具 有从上表面开始按照顺序层压的钨膜和镍膜的层， 未示出 )， 以便将耦合板 12 牢靠地保持 到上表面上。在另一个方面， 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 12a 的内表面上 ) 形成抗腐蚀膜 ( 例如具有按照顺序层压的镍膜和金膜的 膜， 其中可以用诸如铂膜、 银膜或钯膜之类的其他类型金属膜来代替金膜 )， 以便改进耦合 板 12 对于电解液的抗腐蚀性， 尤其是当耦合板 12 由对于电解液具有相对较低抗腐蚀性的 抗腐蚀材料制成时。
盖子 13 可以由诸如科瓦铁镍钴合金 ( 铁 - 镍 - 钴合金 ) 之类的导电材料制成。 在 一些方面， 盖子 13 可以由例如覆层材料构成， 覆层材料包括在上表面和下表面的至少之一 上具有镍膜的科瓦铁镍钴合金基材。 可以用诸如铂膜、 银膜、 金膜或钯膜之类的其他类型金 属膜来代替镍膜。盖子 13 可以形成为在顶视图中的矩形形状实质上与外箱 11 的顶视图形 状相一致。
盖子 13 与耦合板 12 相连， 使得盖子 13 的下表面与耦合板 12 的上表面导电， 并且 在将电池单元 14 插入到每一个凹入部分 11a( 包括每一个通孔 12a) 之后， 按照水密和气密 的方式密封每一个凹入部分 11a。 在一个方面， 可以使用诸如缝焊或激光焊接之类的任意适 当的直接结合技术以及使用任意适当导电键合的间接结合技术， 将盖子 13 与耦合板 12 相 连。
每一个电池单元 14 分别包括矩形第一电极片 14a、 矩形第二电极片 14b 和介于第 一和第二片 14a、 14b 之间的矩形分离片 14c。在一个方面， 第一电极片 14a 和第二电极片 14b 的平面尺寸可以小于凹入部分 11a 的平面尺寸， 并且分离片 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、 而略微小于每一个凹入部分 11a 的平面尺寸。第 一电极片 14a 和第二电极片 14b 可以由诸如活性炭或 PAS( 多并苯型半导体 ) 之类的活性 材料构成， 并且分离片 14c 可以由诸如玻璃片、 纤维素片和塑料片之类的离子透过片构成。 依赖于电化学器件 10 的类型， 第一电极片 14a 和第二电极片 14b 的材料可以彼此相同或不 同。
将每一个电池单元 14 与电解液 ( 例如， 包括在碳酸丙烯 ( 溶剂 ) 中溶解的四氟硼 酸三乙基甲基铵 (triethylmethylammonium tetrafluoroborate)( 溶质 ) 的溶液 ) 一起封 闭到密封凹入部分 11a 中。在使用电化学器件 10 时还没有确定第一电极片 14a 和第二电 极片 14b 的极性的情况下 ( 即， 在使用时可以确定第一电极片 14a 和第二电极片 14b 的极 性、 使得它们可以具有彼此相反极性的情况下 )， 电池单元 14 到每一个凹入部分 11a 的插入 方向可以是任意的。
另一方面， 如果在使用之前预先确定了第一电极片 14a 和第二电极片 14b 的极性， 应该根据预定的极性来确定电池单元 14 到每一个凹入部分 14a 中的插入方向。例如， 如果 确定第一电极片 14a 为正， 而确定第二电极片 14b 为负， 可以将电池单元 14 插入到每一个 凹入部分 11a 中， 使得在图 2 左侧所示的电池单元 14 的第一电极片 14a 与图 2 左侧所示的 电流收集膜 11b 电接触， 并且相同侧的第二电极片 14b 与盖子 13 电接触 ； 以及图 2 右侧所 示的电池单元 14 的第二电极片 14b 与图 2 右侧所示的电流收集膜 11b 电接触， 并且相同侧 的第一电极片 14a 与盖子 13 电接触。
正电极 15 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从一侧表面的中心沿纵向延伸 至外箱 11 底部表面的横截面中， 正电极 15 可以形成为实质上 L 形状。如图 2 所示， 正电极 15 经由贯穿外箱 11 形成的配线 15a( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 与图 2 左侧所示的电 流收集膜 11b 电连接。
负电极 16 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从另一侧表面的中心沿纵向延 伸至外箱 11 底部表面的横截面中， 负电极 16 可以形成为实质上 L 形状。负电极 16 可以形 成为具有与正电极 15 实质上相同的宽度。如图 2 所示， 负电极 16 经由通过外箱 11 形成的 配线 16a( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 与图 2 右侧所示的电池单元 14 的电流收集膜 11b 电连接。
中间电极 17 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从一侧表面的中心沿外箱 11 的宽度方向延伸至外箱 11 底部表面的横截面中， 中间电极 17 可以形成为实质上反 C 形状。 如图 1 和图 3 所示， 中间电极 17 经由在外箱 11 的一侧表面上形成的配线 17a( 由诸如钨之 类的导电材料构成 ) 与盖子 13 电连接。
在由于例如外箱 11 的材料导致不能将正电极 15、 负电极 16 和中间电极 17 牢靠地 附着到外箱 11 的表面上的情况下， 可以在外箱 11 的每一个表面上形成辅助层 ( 例如， 具有 从外箱 11 开始按照顺序层压的钨膜和镍膜的层， 未示出 )， 以便将正电极 15、 负电极 16 和 中间电极 17 牢靠地保持到外箱 11 上。
图 4 示出了根据本发明公开的一个实施例的电化学器件 10 的等效电路。如图所 示， 等效电路包括设置在正电极 15 和负电极 16 之间的一对电池单元 14。电池单元对 14 彼 此电学串联连接。等效电路还包括与电池单元对 14 之间的结点电连接的中间电极 17。因 此， 可以通过使用正电极 15 和中间电极 17( 用作负电极 ) 对图 4 左侧所示的电池单元 14充电。类似地， 可以使用负电极 16 和中间电极 17( 用作正电极 ) 对图 4 右侧所示的电池单 元 14 充电。因此， 在将电池单元对 14 设置为在正电极 15 和负电极 16 之间电学串联的情 况下， 可以彼此独立地执行每一个电池单元 14 的充电 ( 即， 可以以单独的电池单元为基础 执行充电 )。 同样， 不论每一个电池单元 14 的充电 / 放电特性的变化， 可以避免在一些电池 单元完全充电而其余电池单元没有充分充电的传统技术中所观察到的现象， 并且可以根据 电池单元的充电 / 放电特性执行每一个电池单元 14 的充电。因此， 电化学器件 10 可以具 有是单独电池单元 14 的标称电压的两倍或近似两倍高的标称电压， 从而满足近来的高电 压需求。
此外， 当将电化学器件 10 表面安装到电路板上时， 可以通过在电路板上简单地形 成与用于充电和放电的正电极 15 相连的焊盘、 与用于充电和放电的负电极 16 相连的焊盘 以及与用于充电的中间电极 17 相连的焊盘， 来对于安装到电路板上的电化学器件 10 执行 上述充电方法。同样地， 电化学器件 10 是通用的， 通过按照与电子设备的其他电子部件类 似的方式进行表面安装， 电化学器件 10 可应用于蜂窝电话、 膝上型计算机、 视频摄像机、 数 字照相机和适用于高密度封装的其他电子设备， 并且可以实现上述的单独充电。
另外， 电化学器件 10 可以配置为使得一个电池单元 14 的第一电极片 14a 和第二 电极片 14b 与导电盖子 13 电连接。同样地， 盖子 13 可以用作配线的一部分， 用于将电池单 元对 14 电学串联连接在正电极 15 和负电极 16 之间， 从而简化了整体布线， 并且因此防止 了由于复杂布线使得器件变得更大。 [ 第二示例 ]
现在参考图 5- 图 8， 将根据本发明公开描述电化学器件的另一个实施例。如图 5 所示， 根据本发明公开另一个实施例的电化学器件 20 包括外箱 21、 耦合板 22、 一对盖子单 元 23、 一对可充放电电池单元 24、 一对电极 ( 正电极 25 和负电极 26) 以及中间电极 27。
外箱 21 可以由诸如氧化铝之类的任意适当绝缘材料制成， 并且形成为立方体形 状。外箱 21 的下表面可以用作安装表面。可以在外箱 21 的上表面上并排地形成具有适当 深度的一对凹入部分 21a。在顶视图中凹入部分对 21a 可以具有矩形形状。每一个凹入部 分 21a 的底部表面配置有由诸如铝之类的导电材料制成、 并且形成为具有略小于底部表面 尺寸的平面尺寸的电流收集膜 21b。在一个方面， 板 21c 可以集成形成在位于凹入部分对 21a 之间的那部分外箱 21 的上表面上。板 21c 可以沿外箱 21 的宽度方向延伸。板 21 的厚 度可以小于夹在凹入部分对 21a 之间的那部分的宽度。板 21c 可以由与外箱 21 相同的材 料制成。板 21c 的高度可以与盖子 23 的高度实质上相同。在另一个方面， 板 21c 可以与外 箱 21 分离地制备， 然后将板附着到外箱 21 上。板 21c 可以由与外箱 21 相同或不同的材料 制成。如果可以确保每一个耦合板 22 之间以及盖子单元 23 之间的足够空间以避免其间的 接触， 可以省略板 21c。
在例如由于外箱 21 的材料使得不能将电流收集膜 21b 牢靠地附着到凹入部分 21a 的底部表面的情况下， 可以在凹入部分 21a 的每一个底部表面上形成辅助层 ( 例如具有从 底部表面开始按照顺序层压的钨膜、 镍膜和金膜的层， 未示出 )， 以便将电流收集膜 21b 牢 靠地保持在底部表面上。
将由诸如科瓦铁镍钴合金之类的适当导电材料制成的每一个耦合板 22 形成为在 顶视图中为矩形形状， 使得每一个耦合板 22 在顶视图中的长度略微小于外箱 21 长度的一
半。在一个方面， 可以在每一个耦合板 22 中形成一对通孔 22a。通孔对 22a 可以形成为在 顶视图中与外箱 21 的凹入部分 21a 具有实质上相同的轮廓。由于每一个耦合板 22 经由键 合与外箱 21 的上表面相耦合， 使得每一个通孔 22a 与相应的凹入部分 21a 对齐。应该注意 的是， 每一个通孔 22a 可以包括每一个凹入部分 21a 的上部部分。还应该注意的是， 由于其 间设置的绝缘板 21c 的存在， 耦合板对 22 彼此不接触。
在由于例如外箱 21 的材料导致不能经由诸如金 - 铜合金之类的接合将耦合板 22 牢靠地附着到外箱 21 的上表面的情况下， 可以在外箱 21 的上表面上形成辅助层 ( 例如， 具 有从上表面开始按照顺序层压的钨膜和镍膜的层， 未示出 )， 以便将耦合板 22 牢靠地保持 到上表面上。在另一个方面， 可以在耦合板 22 的表面上 ( 至少在每一个耦合板 22 的上表 面和下表面以及通孔 22a 的内表面上 ) 形成抗腐蚀膜 ( 例如具有按照顺序层压的镍膜和金 膜的膜， 其中可以用诸如铂膜、 银膜或钯膜之类的其他类型金属膜来代替金膜 )， 以便改进 耦合板 22 对于电解液的抗腐蚀性， 尤其是当耦合板 22 由对于电解液具有相对较低抗腐蚀 性的材料制成时。
盖子单元 23 可以由诸如科瓦铁镍钴合金 ( 铁 - 镍 - 钴合金 ) 之类的导电材料制 成。在一些方面， 盖子单元 23 可以由例如覆层材料构成， 覆层材料包括在其上表面和下表 面的至少之一上具有镍膜的科瓦铁镍钴合金基材。 可以用诸如铂膜、 银膜、 金膜或钯膜之类 的其他类型的金属膜来代替镍膜。每一个盖子单元 23 可以形成为在顶视图中是矩形形状， 以便与每一个耦合板 22 的轮廓实质上相一致。 每一个盖子单元 23 与相应的耦合板 22 相连， 使得盖子单元 23 的每一个下表面与 相应的耦合板 22 的上表面导电， 并且在将电池单元 24 插入到相应的凹入部分 21a( 包括每 一个通孔 22a) 之后， 按照水密和气密的方式密封每一个凹入部分 21a。 在一个方面， 可以使 用诸如缝焊或激光焊接之类的任意适当的直接结合技术或使用任意适当导电键合的间接 结合技术， 将盖子单元 23 与耦合板 22 相连。应该注意的是， 由于其间插入的绝缘板 21c 的 存在， 盖子单元 23 彼此不接触。
每一个电池单元 24 包括矩形第一电极片 24a、 矩形第二电极片 24b 和插入到第一 和第二片 24a、 24b 之间的矩形分离片 24c。在一个方面， 第一电极片 24a 和第二电极片 24b 的每一个平面尺寸可以小于相应凹入部分 21a 的平面尺寸， 并且分离片 24c 的平面尺寸可 以略大于相应第一和第二片 24a、 24b 的平面尺寸、 而略小于相应凹入部分 21a 的平面尺寸。 第一电极片 24a 和第二电极片 24b 可以由诸如活性炭或 PAS( 多并苯型半导体 ) 之类的活 性材料制成， 并且分离片 24c 可以由诸如玻璃片、 纤维素片和塑料片之类的离子可透过片 制成。依赖于电化学器件 20 的类型， 第一电极片 24a 和第二电极片 24b 的材料可以彼此相 同或不同。
将每一个电池单元 24 与电解液 ( 例如， 包括在碳酸丙烯 ( 溶剂 ) 中溶解的四氟硼 酸三乙基甲基铵 ( 溶质 ) 的溶液 ) 一起封闭到密封凹入部分 21a 中。在使用电化学器件 20 时还没有确定第一电极片 24a 和第二电极片 24b 的极性的情况下 ( 即， 在使用时可以确定 第一电极片 24a 和第二电极片 24b 的极性、 使得它们可以具有彼此相反极性的情况下 )， 电 池单元 24 到每一个凹入部分 21a 的插入方向可以是任意的。
另一方面， 如果在使用之前预先确定了第一电极片 24a 和第二电极片 24b 的极性， 应该根据预定的极性来确定电池单元 24 到每一个凹入部分 21a 中的插入方向。例如， 如果
确定第一电极片 24a 为正， 而确定第二电极片 24b 为负， 可以将电池单元 24 插入到每一个 凹入部分 21a 中， 使得在图 6 左侧所示的电池单元的第一电极片 24a 与图 6 左侧所示的盖 子单元 23 电接触， 并且第二电极片 24b 与图 6 左侧所示的电流收集膜 21b 电接触 ； 以及图 6 右侧所示的电池单元 24 的第一电极片 24a 与图 6 右侧所示的电池单元 24 的电流收集膜 21b 电接触， 并且第二电极片 24b 与图 6 右侧所示的盖子单元 23 电接触。
正电极 25 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从一侧表面的中心沿纵向延伸 至外箱 21 底部表面的横截面中， 正电极 15 可以形成为实质上 L 形状。如图 5-7 所示， 正电 极 25 经由在外箱 21 的侧面上形成的配线 25a( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 以及也在 图 6 的左侧示出的耦合板 22， 与图 6 左侧所示的盖子 23 电连接。
负电极 26 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从另一侧表面的中心沿纵向延 伸至外箱 21 底部表面的横截面中， 负电极 26 可以形成为实质上 L 形状。负电极 26 可以形 成为具有与正电极 25 实质上相同的宽度。如图 6 和 7 所示， 负电极 26 经由在外箱 21 的侧 面上形成的配线 26a( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 和图 6 右侧所示的耦合板 22 与图 6 右侧所示的盖子单元 23 电连接。
中间电极 27 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从一侧表面的中心沿外箱 21 的宽度方向延伸至外箱 21 底部表面的横截面中， 中间电极 27 可以形成为实质上反 C 形状。 如图 6 所示， 中间电极 27 经由贯穿外箱 21 形成的配线 27a( 由诸如钨之类的导电材料构 成 ) 与两个电流收集膜 21b 电连接。 在由于例如外箱 21 的材料导致不能经由诸如诸如金 - 铜之类的键合将正电极 25、 负电极 26 和中间电极 27 牢靠地附着到外箱 21 的表面上的情况下， 可以在外箱 21 的每一个 表面上形成辅助层 ( 例如， 具有从外箱 21 开始按照顺序层压的钨膜和镍膜的层， 未示出 )， 以便将正电极 25、 负电极 26 和中间电极 27 牢靠地保持到外箱 21 上。
图 8 示出了根据本发明公开的一个实施例的电化学器件 20 的等效电路。如图所 示， 等效电路包括设置在正电极 25 和负电极 26 之间的一对电池单元 24。电池单元对 24 彼 此电学串联连接。等效电路还包括与电池单元对 24 之间的结点电连接的中间电极 27。因 此， 可以通过使用正电极 25 和中间电极 27( 用作负电极 ) 对图 8 左侧所示的电池单元 24 充电。类似地， 可以使用负电极 26 和中间电极 27( 用作正电极 ) 对图 8 右侧所示的电池单 元 24 充电。因此， 在将电池单元对 24 设置为在正电极 25 和负电极 26 之间电学串联的情 况下， 可以彼此独立地执行每一个电池单元 24 的充电 ( 即， 可以以单独的电池单元为基础 执行充电 )。 同样， 不论每一个电池单元 24 的充电 / 放电特性的变化， 可以避免在一些电池 单元完全充电而其余电池单元没有充分充电的传统技术中所观察到的现象， 并且可以根据 电池单元的充电 / 放电特性执行每一个电池单元 24 的充电。因此， 电化学器件 20 可以具 有是单独电池单元 24 的标称电压的两倍或近似两倍高的标称电压， 从而满足近来的高电 压需求。
此外， 当将电化学器件 20 表面安装到电路板上时， 可以通过在电路板上简单地形 成与用于充电和放电的正电极 25 相连的焊盘、 与用于充电和放电的负电极 26 相连的焊盘 以及与用于充电的中间电极 27 相连的焊盘， 来对于安装到电路板上的电化学器件 20 执行 上述充电方法。同样地， 电化学器件 20 是通用的， 通过按照与电子设备的其他电子部件类 似的方式进行表面安装， 电化学器件 20 可应用于蜂窝电话、 膝上型计算机、 视频摄像机、 数
字照相机和适用于高密度封装的其他电子设备， 并且可以实现上述的单独充电。
另外， 电化学器件 20 可以配置为使得一个电池单元 24 的第一电极片 24a 与一个 盖子单元 23 电连接， 而另一个电池单元 24 的第二电极片 24b 与另一个盖子单元 23 电连 接。同样地， 盖子对 23 可以用作配线的一部分， 用于将电池单元对 24 电学串联连接在正电 极 25 和负电极 26 之间， 从而简化了整体布线， 并且因此防止了由于复杂布线使得器件变得 更大。
另外， 电化学器件 20 可以配置为使得绝缘板 21c 插入到每一个耦合板 22 和每一 个盖子单元 23 之间， 从而防止了耦合板 22 彼此接触， 并且也防止了盖子单元 23 彼此接触。 此外， 板 21c 可以促进耦合板 22 和外箱 21 的上表面的对齐以及盖子单元 23 与耦合板 22 的上表面的对齐。
[ 第三示例 ]
现在参考图 9- 图 12， 将根据本发明公开描述电化学器件的另一个实施例。如图 9 所示， 根据本发明公开另一个实施例的电化学器件 30 包括外箱 31、 一对耦合板 32、 一对 盖子单元 33、 一对可充放电电池单元 34、 一对电极 ( 正电极 35 和负电极 36) 以及中间电极 37。
外箱 31 可以由诸如氧化铝之类的任意适当绝缘材料制成， 并且形成为立方体形 状。外箱 31 的下表面可以用作安装表面。可以在外箱 31 的上表面上并排地形成具有适当 深度的一对凹入部分 31a。凹入部分对 31a 的每一个均在顶视图中具有矩形形状。每一个 凹入部分 31a 的底部表面配置有由诸如铝之类的导电材料制成、 并且形成为具有略小于每 一个凹入部分 31a 的底部表面尺寸的平面尺寸的电流收集膜 31b。 在一个方面， 板 31c 可以 集成形成在位于凹入部分对 31a 之间的那部分外箱 31 的上表面上。板 31c 可以沿外箱 31 的宽度方向延伸。板 31 的厚度可以小于夹在凹入部分对 31a 之间的那部分的宽度。板 31c 可以由与外箱 31 相同的材料制成。板 31c 的高度可以与盖子 33 的高度实质上相同。在另 一个方面， 板 31c 可以与外箱 31 分离地制备， 然后将板附着到外箱 31 上。板 31c 可以由与 外箱 31 相同或不同的材料制成。如果可以确保每一个耦合板 32 之间以及盖子单元 33 之 间的足够空间以避免其间的接触， 可以省略板 31c。
在例如由于外箱 31 的材料使得不能将电流收集膜 31b 牢靠地附着到凹入部分 31a 的底部表面的情况下， 可以在凹入部分 31a 的每一个底部表面上形成辅助层 ( 例如具有从 底部表面开始按照顺序层压的钨膜、 镍膜和金膜的层， 未示出 )， 以便将电流收集膜 31b 牢 靠地保持在底部表面上。
将由诸如科瓦铁镍钴合金之类的适当导电材料制成的每一个耦合板 32 形成为在 顶视图中为矩形形状， 使得每一个耦合板 32 在顶视图中的长度略微小于外箱 31 长度的一 半。在一个方面， 可以在每一个耦合板 32 中形成一对通孔 32a。通孔对 32a 可以形成为在 顶视图中与相应凹入部分 31a 具有实质上相同的轮廓。由于耦合板 32 经由键合与外箱 31 的上表面相耦合， 使得每一个通孔 32a 与相应的凹入部分 31a 对齐， 每一个通孔 32a 可以组 成相应凹入部分 31a 的上部部分。应该注意的是， 由于其间设置的绝缘板 31c 的存在， 耦合 板对 32 彼此不接触。
在由于例如外箱 31 的材料导致不能经由诸如金 - 铜合金之类的接合将耦合板 32 牢靠地附着到外箱 31 的上表面的情况下， 可以在外箱 31 的上表面上形成辅助层 ( 例如， 具有从上表面开始按照顺序层压的钨膜和镍膜的层， 未示出 )， 以便将耦合板 32 牢靠地固定 到上表面上。在另一个方面， 可以在耦合板 32 的表面上 ( 至少在每一个耦合板 32 的上表 面和下表面以及通孔 32a 的内表面上 ) 形成抗腐蚀膜 ( 例如具有按照顺序层压的镍膜和金 膜的膜， 其中可以用诸如铂膜、 银膜或钯膜之类的其他类型金属膜来代替金膜 )， 以便改进 耦合板 32 对于电解液的抗腐蚀性， 尤其是当耦合板 32 由具有对于电解液具有相对较低抗 腐蚀性的材料制成时。
盖子单元 33 可以由诸如科瓦铁镍钴合金 ( 铁 - 镍 - 钴合金 ) 之类的导电材料制 成。在一些方面， 盖子单元 33 可以由例如覆层材料构成， 覆层材料包括在其上表面和下表 面的至少之一上具有镍膜的科瓦铁镍钴合金基材。 可以用诸如铂膜、 银膜、 金膜或钯膜之类 的其他类型的金属膜来代替镍膜。每一个盖子单元 33 可以形成为在顶视图中是矩形形状， 以便与每一个耦合板 32 的轮廓实质上相一致。
每一个盖子单元 33 与相应的耦合板 32 相连， 使得盖子单元 33 的每一个下表面与 相应的耦合板 32 的上表面导电， 并且在将电池单元 34 插入到每一个凹入部分 31a( 包括每 一个通孔 32a) 之后， 按照水密和气密的方式密封每一个凹入部分 31a。 在一个方面， 可以使 用诸如缝焊或激光焊接之类的任意适当的直接结合技术或使用诸如任意适当导电接合之 类的间接结合技术将盖子单元 33 与耦合板 32 相连。应该注意的是， 由于其间插入的绝缘 板 31c 的存在， 盖子单元 33 彼此不接触。 每一个电池单元 34 包括矩形第一电极片 34a、 矩形第二电极片 34b 和插入到第一 和第二片 34a、 34b 之间的矩形分离片 34c。在一个方面， 第一电极片 34a 和第二电极片 34b 的平面尺寸可以小于相应凹入部分 31a 的平面尺寸， 并且分离片 34c 的平面尺寸可以略大 于相应第一和第二片 34a、 34b 的平面尺寸、 而略小于相应凹入部分 31a 的平面尺寸。第一 电极片 34a 和第二电极片 34b 可以由诸如活性炭或 PAS( 多并苯型半导体 ) 之类的活性材 料制成， 并且分离片 34c 可以由诸如玻璃片、 纤维素片和塑料片之类的离子可透过片制成。 依赖于电化学器件 30 的类型， 第一电极片 34a 和第二电极片 34b 的材料可以彼此相同或不 同。
将每一个电池单元 34 与电解液 ( 例如， 包括在碳酸丙烯 ( 溶剂 ) 中溶解的四氟硼 酸三乙基甲基铵 (triethylmethylammonium tetrafluoroborat)( 溶质 ) 的溶液 ) 一起封 闭到密封凹入部分 31a 中。在使用电化学器件 30 时还没有确定第一电极片 34a 和第二电 极片 34b 的极性的情况下 ( 即， 在使用时可以确定第一电极片 34a 和第二电极片 34b 的极 性、 使得它们可以具有彼此相反极性的情况下 )， 电池单元 34 到相应凹入部分 31a 的插入方 向可以是任意的。
另一方面， 如果在使用之前预先确定了第一电极片 34a 和第二电极片 34b 的极性， 应该根据预定的极性来确定每一个电池单元 34 到相应凹入部分 31a 中的插入方向。例如， 如果确定第一电极片 34a 为正， 而确定第二电极片 34b 为负， 可以将每一个电池单元 34 插 入到相应凹入部分 31a 中， 使得在图 10 左侧所示的电池单元的第一电极片 34a 与图 10 左 侧所示的电流收集膜 31b 电接触， 并且第二电极片 34b 与图 10 左侧所示的盖子单元 33 电 接触 ； 以及图 10 右侧所示的电池单元 34 的第一电极片 34a 与图 10 右侧所示的电流收集膜 31b 电接触， 并且第二电极片 34b 与图 10 右侧所示的盖子单元 33 电接触。
正电极 35 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从一侧表面的中心沿纵向延伸
至外箱 31 底部表面的横截面中， 正电极 35 可以形成为实质上 L 形状。如图 10 所示， 正电 极 35 经由贯穿外箱 31 形成的配线 35a( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 与图 10 左侧所示 的电流收集膜 31b 电连接。
负电极 36 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从另一侧表面的中心沿纵向延 伸至外箱 31 底部表面的横截面中， 负电极 36 可以形成为实质上 L 形状。负电极 36 可以形 成为具有与正电极 35 实质上相同的宽度。如图 10 和 11 所示， 负电极 36 经由在外箱 31 的 侧面上形成的配线 36a( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 和图 10 右侧所示的耦合板 32 与 图 10 右侧所示的盖子单元 33 电连接。
中间电极 37 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从一侧表面的中心沿外箱 31 的宽度方向延伸至外箱 31 下表面的横截面中， 中间电极 37 可以形成为实质上反 C 形状。 如 图 9-11 所示， 中间电极 37 经由在外箱 31 的侧表面上形成的配线 37a( 由诸如钨之类的导 电材料组成 ) 和如图 10 左侧所示的耦合板 32 与图 10 左侧所示的盖子单元 33 电连接。此 外， 中间电极 37 经由贯穿外箱 31 形成的配线 37b( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 与图 10 右侧所示的电池单元 34 的电流收集膜 31b 电连接。
在由于例如外箱 31 的材料导致不能将正电极 35、 负电极 36 和中间电极 37 牢靠地 附着到外箱 31 的表面上的情况下， 可以在外箱 31 的每一个表面上形成辅助层 ( 例如， 具有 从外箱 31 开始按照顺序层压的钨膜和镍膜的层， 未示出 )， 以便将正电极 35、 负电极 36 和 中间电极 37 牢靠地保持到外箱 31 上。 图 12 示出了根据本发明公开的一个实施例的电化学器件 30 的等效电路。如图所 示， 等效电路包括设置在正电极 35 和负电极 36 之间的一对电池单元 34。电池单元对 34 彼 此电学串联连接。等效电路还包括与电池单元对 34 之间的结点电连接的中间电极 37。因 此， 可以通过使用正电极 35 和中间电极 37( 用作负电极 ) 对图 12 左侧所示的电池单元 34 充电。类似地， 可以使用负电极 36 和中间电极 37( 用作正电极 ) 对图 12 右侧所示的电池 单元 34 充电。因此， 在将电池单元对 34 设置为在正电极 35 和负电极 36 之间电学串联的 情况下， 可以彼此独立地执行每一个电池单元 34 的充电 ( 即， 可以以单独的电池单元为基 础执行充电 )。 同样， 不论每一个电池单元 34 的充电 / 放电特性的变化， 可以避免在一些电 池单元完全充电而其余电池单元没有充分充电的传统技术中所观察到的现象， 并且可以根 据电池单元的充电 / 放电特性执行每一个电池单元 34 的充电。因此， 电化学器件 30 可以 具有是单独电池单元 34 的标称电压的两倍或近似两倍高的标称电压， 从而满足近来的高 电压需求。
此外， 当将电化学器件 30 表面安装到电路板上时， 可以通过在电路板上简单地形 成与用于充电和放电的正电极 35 相连的焊盘、 与用于充电和放电的负电极 36 相连的焊盘 以及与用于充电的中间电极 37 相连的焊盘， 来对于安装到电路板上的电化学器件 30 执行 上述充电方法。同样地， 电化学器件 30 是通用的， 通过按照与电子设备的其他电子部件类 似的方式进行表面安装， 电化学器件 30 可应用于蜂窝电话、 膝上型计算机、 视频摄像机、 数 字照相机和适用于高密度封装的其他电子设备， 并且可以实现上述的单独充电。
另外， 电化学器件 30 可以配置为使得一个电池单元 34 的第一电极片 34a 与一个 盖子单元 33 电连接， 而另一个电池单元 34 的第二电极片 34b 与另一个盖子单元 33 电连接。 同样地， 的盖子单元对 33 可以用作配线的一部分， 用于将电池单元对 34 电学串联连接在正
电极 35 和负电极 36 之间， 从而简化了整体布线， 并且因此防止了由于复杂布线使得器件变 得更大。
另外， 电化学器件 30 可以配置为使得绝缘板 31c 插入到耦合板 32 和盖子单元 33 之间， 从而防止了耦合板 32 彼此接触， 也防止了盖子单元 33 彼此接触。此外， 板 31c 可以 促进耦合板 32 和外箱 31 的上表面的对齐以及盖子单元 33 与耦合板 32 的上表面的对齐。
[ 第四示例 ]
现在参考图 13- 图 16， 将根据本发明公开描述电化学器件的另一个实施例。如图 13 所示， 根据本发明公开另一个实施例的电化学器件 40 包括外箱 41、 三个耦合板 42、 三个 盖子单元 43、 三个可充放电电池单元 44、 一对电极 ( 正电极 45 和负电极 46) 以及中间电极 47-1 和 47-2。
外箱 41 可以由诸如氧化铝之类的任意适当绝缘材料制成， 并且形成为立方体形 状。外箱 41 的下表面可以用作安装表面。可以在外箱 41 的上表面上并排地形成具有适当 深度的三个凹入部分 41a。每一个凹入部分 41a 均在顶视图中具有矩形形状。每一个凹入 部分 41a 的底部表面配置有由诸如铝之类的导电材料制成、 并且形成为具有略小于底部表 面尺寸的平面尺寸的相应电流收集膜 41b。在一个方面， 板 41c 可以集成形成在外箱 41 的 上表面的各两部分， 每一部分均位于相邻凹入部分 41a 之间。板 41c 可以沿外箱 41 的宽度 方向延伸。每一个板 41c 的厚度可以小于夹在相邻凹入部分 41a 之间的那部分的宽度。板 41c 可以由与外箱 41 相同的材料制成。每一个板 41c 的高度可以与盖子 43 的高度实质上 相同。板 41c 可以与外箱 41 分离地制备， 然后将板附着到外箱 41 上。板 41c 可以由与外 箱 41 相同或不同的材料制成。如果可以确保耦合板 42 之间以及盖子单元 43 之间的足够 空间以避免其间的接触， 可以省略板 41c。 在例如由于外箱 41 的材料导致不能将电流收集膜 41b 牢靠地附着到凹入部分 41a 的底部表面的情况下， 可以在凹入部分 41a 的每一个底部表面上形成辅助层 ( 例如具有从 底部表面开始按照顺序层压的钨膜、 镍膜和金膜的层， 未示出 )， 以便将电流收集膜 41b 牢 靠地保持在底部表面上。
将由诸如科瓦铁镍钴合金之类的适当导电材料制成的每一个耦合板 42 形成为在 顶视图中为矩形形状， 使得每一个耦合板 42 在顶视图中的长度略微小于外箱 41 长度的三 分之一。在一个方面， 可以在每一个耦合板 42 中分别形成一对通孔 42a。通孔对 42a 可以 形成为在顶视图中与相应凹入部分 41a 具有实质上相同的轮廓。由于耦合板 42 经由接合 与外箱 41 的上表面相耦合， 使得每一个通孔 42a 与相应的凹入部分 41a 对齐， 每一个通孔 42a 可以组成每一个凹入部分 41a 的上部部分。应该注意的是， 由于其间设置的绝缘板 41c 的存在， 耦合板 42 彼此不接触。
在由于例如外箱 41 的材料导致不能经由诸如金 - 铜合金之类的接合将耦合板 42 牢靠地附着到外箱 41 的上表面的情况下， 可以在外箱 41 的上表面上形成辅助层 ( 例如， 具 有从上表面开始按照顺序层压的钨膜和镍膜的层， 未示出 )， 以便将耦合板 42 牢靠地保持 到上表面上。在另一个方面， 可以在耦合板 42 的表面上 ( 至少在每一个耦合板 42 的上表 面和下表面以及通孔 42a 的内表面上 ) 形成抗腐蚀膜 ( 例如具有按照顺序层压的镍膜和金 膜的膜， 其中可以用诸如铂膜、 银膜或钯膜之类的其他类型金属膜来代替金膜 )， 以便改进 耦合板 42 对于电解液的抗腐蚀性， 尤其是当耦合板 42 由对于电解液具有相对较低抗腐蚀
性的材料制成时。
盖子单元 43 可以由诸如科瓦铁镍钴合金 ( 铁 - 镍 - 钴合金 ) 之类的导电材料制 成。在一些方面， 盖子单元 43 可以由例如覆层材料构成， 覆层材料包括在其上表面和下表 面的至少之一上具有镍膜的科瓦铁镍钴合金基材。 可以用诸如铂膜、 银膜、 金膜或钯膜之类 的其他类型的金属膜来代替镍膜。每一个盖子单元 43 可以形成为在顶视图中是矩形形状， 以便与相应耦合板 42 的形状实质上相一致。
每一个盖子单元 43 与相应的耦合板 42 相连， 使得盖子单元 43 的每一个下表面与 相应的耦合板 42 的上表面导电， 并且在将每一个电池单元 44 插入到相应凹入部分 41a( 包 括每一个通孔 42a) 之后， 按照水密和气密的方式密封每一个凹入部分 41a。 在一个方面， 可 以使用诸如缝焊或激光焊接之类的任意适当直接结合技术或使用诸如任意适当导电接合 之类的间接结合技术将每一个盖子单元 43 与耦合板 42 相连。应该注意的是， 由于其间插 入的绝缘板 41c 的存在， 盖子单元 43 彼此不接触。
每一个电池单元 44 包括矩形第一电极片 44a、 矩形第二电极片 44b 和插入到第一 和第二片 44a、 44b 之间的矩形分离片 44c。在一个方面， 第一电极片 44a 和第二电极片 44b 的平面尺寸可以小于相应凹入部分 41a 的平面尺寸， 并且分离片 44c 的平面尺寸可以略大 于相应第一和第二片 44a、 44b 的平面尺寸、 而略小于相应凹入部分 41a 的平面尺寸。第一 电极片 44a 和第二电极片 44b 可以由诸如活性炭或 PAS( 多并苯型半导体 ) 之类的活性材 料制成， 并且分离片 44c 可以由诸如玻璃片、 纤维素片和塑料片之类的离子可透过片制成。 依赖于电化学器件 40 的类型， 第一电极片 44a 和第二电极片 44b 的材料可以彼此相同或不 同。
将每一个电池单元 44 与电解液 ( 例如， 包括在碳酸丙烯 ( 溶剂 ) 中溶解的四氟硼 酸三乙基甲基铵 ( 溶质 ) 的溶液 ) 一起封闭到密封凹入部分 41a 中。在使用电化学器件 40 时还没有确定第一电极片 44a 和第二电极片 44b 的极性的情况下 ( 即， 在使用时可以确定 第一电极片 44a 和第二电极片 44b 的极性、 使得它们可以具有彼此相反极性的情况下 )， 每 一个电池单元 44 到相应凹入部分 41a 的插入方向可以是任意的。
另一方面， 如果在使用之前预先确定了第一电极片 44a 和第二电极片 44b 的极性， 应该根据预定的极性来确定每一个电池单元 44 到相应凹入部分 41a 中的插入方向。例如， 如果确定第一电极片 44a 为正， 而确定第二电极片 44b 为负， 应该将每一个电池单元 44 插 入到相应凹入部分 41a 中， 使得在图 14 左侧所示的电池 44 的第一电极片 44a 与图 14 左侧 所示的电流收集膜 41b 电接触， 并且相同侧的第二电极片 44b 与图 14 左侧所示的盖子单元 43 电接触 ； 图 14 中间所示的电池 44 的第一电极片 44a 与图 14 中间所示的电流收集膜 41b 电接触， 并且相同侧的第二电极片 44b 与图 14 中间所示的盖子单元 43 电接触 ； 以及图 14 右侧所示的电池 44 的第一电极片 44a 与图 14 右侧所示的电流收集膜 41b 电接触， 并且图 14 右侧所示的电池 44 的第二电极片 44b 与图 14 右侧所示的盖子单元 43 电接触。
正电极 45 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从一侧表面的中心沿纵向延伸 至外箱 41 底部表面的横截面中， 正电极 45 可以形成为实质上 L 形状。如图 14 所示， 正电 极 45 经由贯穿外箱 41 形成的配线 45a( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 与图 14 左侧所示 的电流收集膜 41b 电连接。
负电极 46 可以由诸如金之类的导电材料制成。在从另一侧表面的中心沿纵向延伸至外箱 41 底部表面的横截面中， 负电极 46 可以形成为实质上 L 形状。负电极 46 可以形 成为具有与正电极 45 实质上相同的宽度。如图 14 和 15 所示， 负电极 46 经由在外箱 41 的 侧面上形成的配线 46a( 由诸如钨之类的导电材料组成 ) 与图 14 右侧所示的耦合板 42 电 连接。
中间电极 47-1 和 47-2 可以由诸如金之类的导电材料制成、 并且形成为截面图为 实质上的反 C 形状。中间电极 47-1 和 47-2 可以彼此间隔开地形成在一个外箱 41 上。每 一个中间电极 47-1 和 47-2 可以从一侧表面的中心沿下表面延伸至外箱 41 的另一侧表面。 如图 13-15 所示， 中间电极 47-1 经由在外箱 41 的侧表面上形成的配线 47a( 由诸如钨之类 的导电材料构成 ) 与如图 14 左侧所示的耦合板 42 电连接， 还经由贯穿外箱 41 形成的配线 47b( 由诸如钨之类的导电材料构成 ) 与图 14 中间所示的电流收集膜 41b 电接触。中间电 极 47-2 经由在外箱 41 的侧表面上形成的配线 47a( 由诸如钨之类的导电材料构成 ) 与图 14 中间所示的耦合板 42 电连接， 还经由贯穿外箱 41 形成的配线 47b( 由诸如钨之类的导电 材料构成 ) 与图 14 右侧所示的电池单元 44 的电流收集膜 41b 电接触。
在由于例如外箱 41 的材料导致不能将正电极 45、 负电极 46 和中间电极 47-1 和 47-2 牢靠地附着到外箱 41 表面的情况下， 可以在外箱 41 的每一个表面上形成辅助层 ( 例 如， 具有从外箱 41 开始按照顺序层压的钨膜和镍膜的层， 未示出 )， 以便将正电极 45、 负电 极 46 和中间电极 47-1 和 47-2 牢靠地保持到外箱 41 上。
图 16 示出了根据本发明公开的一个实施例的电化学器件 40 的等效电路。如图所 示， 等效电路包括设置在正电极 45 和负电极 46 之间的三个电池单元 44。电池单元 44 彼 此电学串联连接。等效电路还包括各均与相邻电池单元 44 之间的相应结点电连接的中间 电极 47-1 和 47-2。因此， 可以通过使用正电极 45 和中间电极 47( 用作负电极 ) 对图 16 中间所示的电池单元 44 充电。类似地可以使用中间电极 47-1( 用作正电极 ) 和 47-2( 用 作负电极 ) 对图 16 右侧所示的电池单元 44 充电。类似地， 可以使用负电极 46 和中间电极 47-2( 用作正电极 ) 对图 16 右侧所示的电池单元 44 充电。因此， 在将三个电池单元 44 设 置为在正电极 45 和负电极 46 之间电学串联的情况下， 可以彼此独立地执行每一个电池单 元 44 的充电 ( 即可以以单独的电池单元为基础执行充电 )。同样， 不论每一个电池单元 44 的充电 / 放电特性的变化， 可以避免在一些电池单元完全充电而其余电池单元没有充分充 电的传统技术中所观察到的现象， 并且可以根据电池单元的充电 / 放电特性执行每一个电 池单元 44 的充电。因此， 电化学器件 40 可以具有是单独电池单元 44 的标称电压的三倍或 近似三倍高的标称电压， 从而满足近来的高电压需求。
此外， 当将电化学器件 40 表面安装到电路板上时， 可以通过在电路板上简单地形 成与用于充电和放电的正电极 45 相连的焊盘、 与用于充电和放电的负电极 46 相连的焊盘 以及与用于充电的中间电极 47-1 和 47-2 相连的焊盘， 来对于安装到电路板上的电化学器 件 40 执行上述充电方法。同样地， 电化学器件 40 是通用的， 通过按照与电子设备的其他电 子部件类似的方式进行表面安装， 电化学器件 40 可应用于蜂窝电话、 膝上型计算机、 视频 摄像机、 数字照相机和适用于高密度封装的其他电子设备， 并且可以实现上述的单独充电。
另外， 电化学器件 40 可以配置为使得一个电池单元 44 的第二电极片 44b 与一个 盖子单元 43 电连接， 而另一个电池单元 44 的第二电极片 44b 与另一个盖子单元 43 电连接， 以及其余电池单元的第二电极片 44b 与其余盖子单元 43 电连接。 同样地， 三个盖子单元 43可以用作配线的一部分， 用于将三个电池单元 44 电学串联连接在正电极 45 和负电极 46 之 间， 从而简化了整体布线， 并且因此防止了由于复杂布线使得器件变得更大。
另外， 电化学器件 40 可以配置为使得绝缘板 41c 插入到每一个耦合板 42 和盖子 单元 43 之间， 从而防止了耦合板 42 彼此接触， 并且也防止了盖子单元 43 彼此接触。此外， 板 41c 可以促进耦合板 42 和外箱 41 的上表面的对齐以及盖子单元 43 与耦合板 42 的上表 面的对齐。
[ 其他示例 ]
本发明公开不局限于在该申请中描述的具体实施例， 所述具体实施例是为了说明 各个方面。例如， 在正电极和负电极之间串联设置的电池单元的数目不局限于这里所述的 数目。具体地， 可以在正电极和负电极之间电学串联地设置多于三个电池单元。
工业应用
该申请具有工业应用性， 并且可以应用于包括各种类型电学设备的多种用途， 所 述电学设备配备有诸如电学双层电外箱、 锂离子电外箱、 氧化还原电外箱或锂离子电池之 类的可充放电电池单元。