專利名稱：用于電子設(shè)備的封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封裝，且具體涉及一種用于電子設(shè)備的封裝。開發(fā)本發(fā)明主要用于超級(jí)電容設(shè)備，且將參考本申請(qǐng)?jiān)谙挛倪M(jìn)行說明。但是，將理解的是，本發(fā)明并不限于這種特定領(lǐng)域的應(yīng)用，且例如可用于其他電子設(shè)備，例如諸如電池和電容器的能量存儲(chǔ)設(shè)備，以及諸如MEMS電子設(shè)備、MEMS機(jī)電子設(shè)備、MEMS電化學(xué)設(shè)備、集成電路設(shè)備(IC)的其他電子設(shè)備以及上述電子設(shè)備的任意混合設(shè)備，等等。
背景技術(shù)：
整個(gè)說明書中對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的任何討論都不應(yīng)理解為承認(rèn)這些現(xiàn)有技術(shù)是廣泛公知的或構(gòu)成該技術(shù)領(lǐng)域中普通常識(shí)的一部分。已知在用于照明、通信、自燃和染料裝卸、航天、光纖、發(fā)動(dòng)機(jī)、成像裝置、傳感器、 烤箱器皿、燃料或氣障結(jié)構(gòu)等的電氣/電子元件領(lǐng)域中使用液晶聚合物(LCP)封裝。最近， 已經(jīng)提出有可能將LCP封裝用于超級(jí)電容器例如參見美國(guó)專利申請(qǐng)2007/0081298。公知的LCP封裝在通常意義上適于容納超級(jí)電容元件。但是，已知的封裝易于損害超級(jí)電容元件的可靠性能和工作壽命，這是因?yàn)樵谥圃旌?或后續(xù)使用過程中缺乏實(shí)際的堅(jiān)固性和安全性。這種易損性的一個(gè)方面通常是由將引線貼裝到封裝引起的，這些引線從封裝中延伸出以允許外部電連接到超級(jí)電容元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服或改善現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)缺陷或提供有益的替換方式。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種封裝，用于具有能量存儲(chǔ)元件以及允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的能量存儲(chǔ)設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP)形成；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_12cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于lX10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；
對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X IO-iciCm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有兩個(gè)或更多個(gè)下述透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X IO-iciCm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X IO-iciCm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種封裝，用于具有能量存儲(chǔ)元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的能量存儲(chǔ)設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝基本上是剛性的且具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-14Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X IO-iciCm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有兩個(gè)或更多個(gè)下述透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-14Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_lclcm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有如下透過率
對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X IO-iciCm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種封裝，用于具有能量存儲(chǔ)元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的能量存儲(chǔ)設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部，以及具有預(yù)定面積的覆蓋區(qū)的貼裝面，其中該封裝具有低縱橫比；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的結(jié)構(gòu)，用于定向所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種封裝，用于具有能量存儲(chǔ)元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的能量存儲(chǔ)設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP)形成；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有至少一個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X KT9Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種封裝，用于具有能量存儲(chǔ)元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的能量存儲(chǔ)設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝基本上是剛性的且具有至少一個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X KT9Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，至少一些所述側(cè)壁形成敞口中空的中心部，并且一對(duì)端部側(cè)壁密封地結(jié)合到該中心部，基本上覆蓋中心部的敞口端。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種封裝，用于具有能量存儲(chǔ)元件的能量存儲(chǔ)設(shè)備， 該封裝包括彼此結(jié)合的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，從而界定容納該能量存儲(chǔ)元件的密封內(nèi)部，其中各個(gè)側(cè)壁都包含液晶聚合物；以及引線組件，電連接到該能量存儲(chǔ)元件，以允許外部電連接到該元件。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種制造封裝的方法，該封裝用于具有能量存儲(chǔ)元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的能量存儲(chǔ)設(shè)備，該方法包括由多個(gè)側(cè)壁界定容納該能量存儲(chǔ)元件的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP)形成；提供由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液體電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種封裝，用于具有電子元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的電子設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該電子元件的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP)形成；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X l(T9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-14Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10-1Qcm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-14Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10-1Qcm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于lX10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于lX10_1Qcm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種封裝，用于具有電子元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的電子設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該電子元件的內(nèi)部；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝基本上是剛性的且具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_12cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于lX10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_12cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_lclcm3. cm/cm2/s。 在一實(shí)施例中，所述封裝具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_1Qcm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述封裝具有如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_1Qcm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供一種封裝，用于具有電子元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的電子設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于同時(shí)界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部以及具有預(yù)定面積的覆蓋區(qū)的貼裝面，其中該封裝具有低縱橫比；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的結(jié)構(gòu)，用于定向所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_12cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供一種封裝，用于具有電子元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的電子設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP)形成；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有至少一個(gè)如下透過率
對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X KT9Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供一種封裝，用于具有電子元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的電子設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件的內(nèi)部；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝基本上是剛性的且具有至少一個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-9Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，至少一些所述側(cè)壁形成敞口中空的中心部，且該設(shè)備還包括一對(duì)端部側(cè)壁，所述端部側(cè)壁密封地結(jié)合到該中心部，基本上覆蓋該中心部的敞口端。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供一種封裝，用于具有電子元件的電子設(shè)備，該封裝包括彼此結(jié)合的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，從而界定容納該元件的密封內(nèi)部，其中各個(gè)側(cè)壁都包含液晶聚合物；以及電連接到該元件的引線組件，以允許外部電連接到該元件。根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供一種制造封裝的方法，該封裝用于具有電子元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的電子設(shè)備，該方法包括由多個(gè)側(cè)壁界定容納該元件的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP) 形成；提供由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X 10_12cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，提供一種封裝，用于具有電子元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的電子設(shè)備，該封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該電子元件的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP)形成；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于lX10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液體來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在一實(shí)施例中，所述液體是電解液。在一實(shí)施例中，所述電子設(shè)備是能量存儲(chǔ)設(shè)備。在一實(shí)施例中，所述能量存儲(chǔ)設(shè)備是超級(jí)電容器。
在一實(shí)施例中，所述電子元件包括至少一對(duì)對(duì)置電極，所述電極之間的非導(dǎo)體隔板以及用于將電極電連接到引線的接線端。根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，提供一種電子設(shè)備，包括由第一至第六方面或第八至第十三方面或第十五方面中任一方面獲得的封裝。根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，提供一種電子設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)由第十六方面獲得的電子設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供一種密閉、尺寸上穩(wěn)定的封裝，該封裝用于具有電引線的電子設(shè)備，該電引線能夠經(jīng)受例如在制造過程中的高溫或在使用中的高壓縮力，所述制造過程例如是將表面貼裝技術(shù)(SMT)組件回流焊到電路的過程。在本說明書中，除非上下文清楚指明，否則術(shù)語“一實(shí)施例”通常是指一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，而不是單一的特定實(shí)施例。


現(xiàn)在參考附圖，僅通過舉例的方式說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是超級(jí)電容器的側(cè)視圖；圖2是圖1的超級(jí)電容器的俯視圖；圖3是沿著圖2的3-3線的截面圖；圖4是圖1的超級(jí)電容器的端視圖，其中移除了引線組件；圖5是圖1的超級(jí)電容器封裝的分解透視圖；圖6是圖1的超級(jí)電容器封裝的放大側(cè)視圖，其示出孔；圖7是沿著圖6的7-7線的截面圖；圖8示出圖7的封裝和引線組件彼此密封地結(jié)合；圖9類似于圖3，是封裝和引線組件的另一可替換實(shí)施例的截面圖；圖10類似于圖7，是圖9的封裝和引線組件的放大截面圖；圖11示出圖10的封裝和引線組件彼此密封地結(jié)合；圖12類似于圖7和10，是封裝和引線組件的可替換實(shí)施例的放大截面圖；圖13示出圖12的封裝和引線組件彼此密封地結(jié)合；圖14類似于圖7、10和12，是封裝和引線組件的另一可替換實(shí)施例的放大截面圖；圖15示出圖14的封裝和引線組件彼此密封地結(jié)合；圖16類似于圖7、10、12和14，是圖7的封裝和引線組件具有密封劑層的放大截面圖；圖17示出圖16的封裝和引線組件彼此密封地結(jié)合；圖18類似于圖1，是超級(jí)電容器的另一實(shí)施例的側(cè)視圖；圖19是圖18的超級(jí)電容器的俯視圖；
圖20是沿著圖19的20-20線的截面圖；圖21是圖18的超級(jí)電容器的端視圖，其中移除了引線組件；圖22是圖18的超級(jí)電容器封裝的分解透視圖；圖23類似于圖1和18，是超級(jí)電容器的另一實(shí)施例的側(cè)視圖M是圖23的超級(jí)電容器的俯視圖；圖25是沿著圖M的25-25線的截面圖；圖沈是圖23的超級(jí)電容器的端視圖，其中移除了引線組件；圖27a至27f是超級(jí)電容器的相接面的各種構(gòu)造的各個(gè)放大截面圖；圖觀類似于圖14，是封裝和引線組件的可替換實(shí)施例的放大截面圖；圖四示出圖21的封裝和引線組件彼此密封地結(jié)合；圖30類似于圖1、18和23，是超級(jí)電容器的另一實(shí)施例的側(cè)視圖；圖31是圖30的超級(jí)電容器的端視圖，其中移除了引線組件；圖32是沿著圖31的32-32線的放大片段截面圖；圖33類似于圖1、18、23和30，是超級(jí)電容器的另一實(shí)施例的側(cè)視圖；圖34是圖33的超級(jí)電容器的俯視圖；圖35是沿著圖19的34-34線的截面圖；圖36是圖33的超級(jí)電容器封裝的分解透視圖；圖37是超級(jí)電容器的另一實(shí)施例的側(cè)視圖；圖38是圖37的超級(jí)電容器的端視圖；圖39是沿著圖38的39_39線的超級(jí)電容器的片段截面圖；圖40是類似于圖39的圖示，其中移除了引線組件；圖41是圖37至39的超級(jí)電容器的引線的底視圖；圖42是圖41的引線的側(cè)視圖；圖43是另一封裝的示意性透視圖，該另一封裝具有管狀主體和兩個(gè)相對(duì)的矩形端蓋，各條引線穿過所述端蓋從該主體密封地向外延伸；圖44是適用于圖43的封裝的另一端蓋的透視圖，該端蓋在主體與端蓋之間提供了更長(zhǎng)的密封路徑；圖45是適用于圖43的封裝的又一端蓋的透視圖，該端蓋在主體與端蓋之間以及電極與端蓋之間提供了更長(zhǎng)的密封路徑；圖46是適用于圖43的封裝的再一端蓋的透視圖，該端蓋提供了伸長(zhǎng)的引線；圖47是另一封裝的示意性透視圖，該封裝包括單獨(dú)分離的層壓端蓋，用于緊固密封地保持引線，從而提供長(zhǎng)的引線以及在端蓋與引線之間提供長(zhǎng)的密封路徑；圖48是圖47的端蓋的底視圖；圖49是穿過圖47的端蓋的截面圖；圖50是由兩個(gè)LCP膜形成的封裝的示意性透視圖；圖51是用于圖50的封裝的引線的透視圖，其中該引線包括在該封裝內(nèi)包含接線端之前預(yù)形成的LCP-鋁密封；以及圖52是在兩個(gè)膜相接并彼此密封地結(jié)合之前，圖51的引線布置在圖50的一個(gè)膜上的示意性透視圖。所有附圖都用于說明性目的且不一定是按比例繪制。
具體實(shí)施例方式在包括附圖的本說明書通篇，相應(yīng)的附圖標(biāo)記在不同的實(shí)施例中表示相應(yīng)的特征。參考圖1至5，示出了一種電子設(shè)備，且具體示出了超級(jí)電容器1形式的能量存儲(chǔ)設(shè)備。如圖3中最佳所示，該超級(jí)電容器包括電子元件-在本實(shí)施例中是能量存儲(chǔ)元件-該電子元件是彼此串聯(lián)連接的兩個(gè)相同的層疊的超級(jí)電容電池單元2和3的形式。由兩部分組成的通常為棱柱形的密封封裝4界定了容納電池單元2和3的內(nèi)部5。封裝4包括基本上扁平的接入側(cè)壁6，其具有從封裝的內(nèi)部5延伸至外部的兩個(gè)隔開的孔7和8。側(cè)壁6包含液晶聚合物(LCP)，且更具體地基本上整體由LCP形成。兩個(gè)隔開的金屬引線9和10形式的引線組件分別電連接到電池單元2和3，且穿過各自的孔7和8延伸，從而允許外部電連接到所述電池單元。在某些實(shí)施例中，接入側(cè)壁由具有多個(gè)層的層壓板形成，所述多個(gè)層中的一層或多層是LCP或包括LCP。在另外的實(shí)施例中，接入側(cè)壁基本上是純的LCP。在其他的實(shí)施例中，接入側(cè)壁包括至少一個(gè)內(nèi)涂層和/或至少一個(gè)外涂層。電池單元2和3由高比表面積碳涂布的多個(gè)鋁層形成，并由諸如多孔塑料或紙的離子導(dǎo)電但電絕緣材料隔離。多個(gè)鋁層被折疊或卷在一起或者被分割并層疊從而界定正極和負(fù)極；且通常最大化所述層之間的相對(duì)比表面積。電池單元2和3被電解液浸透飽和， 且可在高達(dá)3伏特的情況下連續(xù)工作。在其他實(shí)施例中，也可以采用其他工作電壓。在某些實(shí)施例中，電池單元2和3中使用的電解液是溶解在一種或多種非水性溶劑中的一種或多種鹽。例如，溶解在乙腈中的TEATFB、溶解在丙腈中的TEMATFB等等。其他實(shí)施例包括離子液體，例如EMITFB，EMITFMS, EMITFSI等。在另外的實(shí)施例中，使用溶解于有機(jī)硅酮中的鹽，而在另外的實(shí)施例中，使用上述材料的兩種或多種的混合物。電解液的更具體的實(shí)例公開于公開號(hào)為W02007/101303的國(guó)際專利申請(qǐng)、以及本申請(qǐng)人于本申請(qǐng)同日向可作為國(guó)際受理局的澳大利亞專利局提交的發(fā)明名稱為“電荷存儲(chǔ)設(shè)備”(代理人檔案代碼55816W0P00)的共同未決PCT申請(qǐng)中。通過交叉引用將這些申請(qǐng)的公開內(nèi)容并入本文中。 封裝4具有如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10-1Qcm3. cm/cm2/s。在其他實(shí)施例中，可采用不同的透過率。但是優(yōu)選地，本發(fā)明的所有實(shí)施例實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)如下透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。封裝4由通常為矩形棱柱形的容器11和分離的通常為扁平矩形的第二側(cè)壁12共同界定。容器11包括底部13和四個(gè)側(cè)壁6、14、15和16，所述四個(gè)側(cè)壁從底部13向上延伸從而共同界定第一連續(xù)相接面17。孔7和8與相接面17隔開，并且與底部13和相接面 17隔開基本相同的距離。在其他實(shí)施例中，采用其他位置和間距的孔7和8。在另一實(shí)施例中，孔7和8中的至少一個(gè)緊鄰相接面17。在又一實(shí)施例中，孔7和8中的至少一個(gè)與表面17相交。
在優(yōu)選實(shí)施例中，底部13和側(cè)壁6、14、15和16都是一體成型的，且基本由相同的 LCP構(gòu)成。 在某些實(shí)施例中，封裝4通過聚合物的注塑成型的方式形成。在其他實(shí)施例中，封裝4通過壓模成型的方式形成。在另外的實(shí)施例中，封裝4還可以通過注塑壓縮成型的方式形成。在其他實(shí)施例中，封裝4由單塊聚合物機(jī)械加工成所需形狀。在某些實(shí)施例中，所述聚合物塊在機(jī)械加工前是未成型的，而在其他實(shí)施例中，該塊在機(jī)械加工前是部分成型的。在某些實(shí)施例中，封裝4由部分成型的諸如片、膜或塊狀的聚合物構(gòu)造。在這些實(shí)施例中，片、膜或塊本身優(yōu)選由多層聚合物膜或片層壓在一起而形成。在另外利用LCP的實(shí)施例中，可將較硬的LCP層和較軟的LCP層交替設(shè)置，例如BONDPLY ,這將能實(shí)現(xiàn)所需厚度的最終的片、膜或塊。在封裝4包括層壓板的那些實(shí)施例中，優(yōu)選層壓板中的一個(gè)或多個(gè)層具有至少一種下列特性高熱屏蔽；高熱質(zhì)量和高剛性。在某些實(shí)施例中，層壓板中的每個(gè)層都優(yōu)選提供一部分所需特性，以便層壓板為封裝4提供所有所需特性。所需的熱特性和其他特性的更具體實(shí)例公開于本申請(qǐng)人于本申請(qǐng)同日向澳大利亞專利局(以其作為國(guó)際受理局)提交的發(fā)明名稱為“用于電子設(shè)備的封裝”的共同未決 PCT申請(qǐng)(代理人檔案代碼55817W0P00)中，通過交叉引用將該申請(qǐng)的公開內(nèi)容并入本申請(qǐng)中。側(cè)壁12包括第二相接面18，其圍繞該側(cè)壁12的邊緣連續(xù)延伸并與相接面17互補(bǔ)結(jié)合。更具體地，在應(yīng)用中，相接面17和18彼此相對(duì)并彼此結(jié)合，從而形成密封的封裝4。 兩個(gè)相接面之間的結(jié)合形成密閉的密封，且在本實(shí)施例中，該結(jié)合通過激光焊接、熱封或超聲波焊接中的一種或多種實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)施例中，封裝4包括一個(gè)以上接入側(cè)壁。例如，在某些實(shí)施例中，孔7和8 中的一個(gè)位于側(cè)壁6中，而另一個(gè)則位于側(cè)壁15中。在另外的實(shí)施例中，孔7和8中的一個(gè)或多個(gè)以及相應(yīng)引線延伸穿過相應(yīng)的其他側(cè)壁或底部。另一實(shí)例包括設(shè)備1與外部平衡電阻器一起使用的那些實(shí)施例。特別地，設(shè)備1包括兩個(gè)撓性鋁極耳37和38，它們從各自的電池單元2和3向外延伸，且它們與各自引線9和10焊接或以其它固定的方式電接合。 互連的撓性鋁極耳39在電池單元2和3之間延伸以電連接這兩個(gè)電池單元。極耳的結(jié)合提供了兩個(gè)電池單元的串聯(lián)連接，并且這些串聯(lián)連接的電池單元被電學(xué)地包括在一個(gè)電路內(nèi)。平衡電阻通常有兩個(gè)相同的電阻，其中一個(gè)電阻至少電連接且經(jīng)常還物理地連接到極耳37和39，而另外一個(gè)電阻至少電連接且經(jīng)常還物理地連接到極耳38和39。在一些實(shí)施例中，平衡電阻容納于內(nèi)部5中。在另一些實(shí)施例中，平衡電阻容納于一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁或底部?jī)?nèi)的通道或空腔中，在其他實(shí)施例中，平衡電阻被印刷、結(jié)合或者以其他方式安裝在一個(gè)或多個(gè)底部或側(cè)壁的內(nèi)表面。在其他實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)平衡電阻被印刷、結(jié)合或者以其他方式附著在一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁或底部的外表面，或這些側(cè)壁或底部的通道或其他結(jié)構(gòu)中。在設(shè)備1被設(shè)計(jì)為和獨(dú)立的平衡電阻配合的那些實(shí)施例中，一個(gè)附加的類似引線 (未示出)被安裝在側(cè)壁15的一個(gè)補(bǔ)充孔中。也就是說，在這些實(shí)施例中，側(cè)壁15還界定了接入側(cè)壁。該附加的類似引線僅需要具有小的橫截面積，從而使該附加引線所承載的典型電流較小，當(dāng)然，這是相對(duì)于引線9和10所承載的電流來說的。附加的引線包括與極耳 39焊接結(jié)合或以其他方式電結(jié)合且物理接合的內(nèi)部端以及適于連接外部電子元件或電路的外部端。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，容器11包括的側(cè)壁的個(gè)數(shù)不是4個(gè)。例如，在一些實(shí)施例中，多個(gè)側(cè)壁通過中間斜側(cè)壁連接在一起，而且在又一些實(shí)施例中，使用了 5個(gè)或更多個(gè)側(cè)壁。在另外的實(shí)施例中，容器11不是棱柱形。例如，在某些實(shí)施例中，容器11包括至少一個(gè)側(cè)壁，其具有如下形狀中的一種圓柱面、截頭圓錐面或曲面。由本文所教導(dǎo)內(nèi)容可以理解，封裝4能夠被設(shè)計(jì)成容納給定覆蓋區(qū)或給定尺寸的超級(jí)電容電池單元，且并不限于容納所述特定超級(jí)電容電池單元2和3。在某些實(shí)施例中，電池單元2和3具有約5毫米X 7毫米至約36毫米X 18毫米之間的覆蓋區(qū)，且具有約0. 1毫米至約5毫米之間的厚度。因此，層疊的電池單元的高度在約 0. 2毫米至10毫米之間變化，假設(shè)側(cè)壁6、14、15和16的厚度小于約2毫米，則封裝4具有覆蓋區(qū)對(duì)厚度的高縱橫比。在超級(jí)電容器或電池的某些實(shí)施例中，覆蓋區(qū)在約10毫米XlO 毫米至約40毫米X20毫米的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，封裝的厚度在約0. 5毫米至約10 毫米的范圍內(nèi)。在封裝用于MEMS設(shè)備或IC設(shè)備的那些實(shí)施例中，與超級(jí)電容器或電池相比，覆蓋區(qū)通常較小。封裝4的高度由側(cè)壁12的外部與底部13的外部之間的距離界定。在圖1的實(shí)施例中，該高度不超過約5毫米。在其他實(shí)施例中，封裝4的高度不超過約0. 5毫米。在另一實(shí)施例中，設(shè)備的覆蓋區(qū)不超過約100平方毫米(mm2)。在又一實(shí)施例中， 設(shè)備的覆蓋區(qū)不超過約10，800mm2。底部13和側(cè)壁6、14、15和16的厚度基本上均勻且相等。更具體地，底部和側(cè)壁的厚度為約0.16mm。在其他實(shí)施例中，可采用其他厚度。例如，在某些實(shí)施例中，側(cè)壁6、14、 15和16具有較厚的厚度，從而為電池單元2和3提供額外負(fù)載承載能力或更好的熱絕緣。 在其他實(shí)施例中，側(cè)壁的厚度小于約0. 11mm。在其他實(shí)施例中，側(cè)壁6比側(cè)壁14、15和16 更厚，從而提供更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)支撐，以滿足孔7和8的需要。側(cè)壁6的較大厚度也為要與各自引線9和10密封在一起的孔7和8提供長(zhǎng)的密封路徑長(zhǎng)度。在另外的實(shí)施例中，底部13的厚度與一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁的厚度不同。在某些實(shí)施例中，側(cè)壁12的厚度比其他側(cè)壁厚，從而為電池單元2和3提供額外的熱絕緣。但是側(cè)壁12的厚度優(yōu)選不超過約300微米。當(dāng)設(shè)備1被設(shè)計(jì)用于標(biāo)準(zhǔn)工作溫度范圍以及當(dāng)前使用的表面貼裝工藝時(shí)，側(cè)壁12的厚度為約200微米。在某些實(shí)施例中， 側(cè)壁12的厚度為約1mm。雖然附圖中所示的各個(gè)側(cè)壁的厚度基本上是均勻的，但是在其他實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁的厚度可在該側(cè)壁的不同部分變化。例如，在某些實(shí)施例中，至少一個(gè)側(cè)壁包括加強(qiáng)肋。更優(yōu)選地，這些加強(qiáng)肋與側(cè)壁一體成型。在其他實(shí)施例中，所述側(cè)壁的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面的輪廓與一個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容元件的相鄰表面互補(bǔ)。還優(yōu)選輪廓是不對(duì)稱的，從而有助于超級(jí)電容元件在封裝內(nèi)自動(dòng)定位和布置。在另外的實(shí)施例中，所述側(cè)壁的一個(gè)或多個(gè)外表面的輪廓在使用中與另一元件、構(gòu)件或電路板的相鄰表面互補(bǔ)。封裝4的優(yōu)勢(shì)在于其可用于高縱橫比的電子設(shè)備的裝配。這些電子設(shè)備具有與其他維的尺寸很不同的一維或兩維尺寸。在某些實(shí)施例中，由長(zhǎng)度或?qū)挾瘸愿叨鹊贸龅拈L(zhǎng)度與高度或?qū)挾扰c高度之比在約1至約80之間。在超級(jí)電容器1的一個(gè)實(shí)施例中，長(zhǎng)度與高度的縱橫比是10，且在第二實(shí)施例中是40。優(yōu)選地，超級(jí)電容器的實(shí)施例所具有的縱橫比大于約10，更優(yōu)選大于約40。封裝包括隔離膜(未示出)，其使層疊設(shè)置的電池單元2和3電隔離，特別是停止所述電池單元之間的電解液的流通。在每個(gè)封裝僅有一個(gè)電池單元的實(shí)施例中，就不需要隔離膜。在優(yōu)選實(shí)施例中，隔離膜由非導(dǎo)電塑料材料構(gòu)成，所述材料例如是聚丙烯、尼龍或聚酰亞胺，且具有約5至50微米范圍內(nèi)的厚度。在一個(gè)特定實(shí)施例中，隔離膜具有約15微米的基本均勻的厚度。在其他實(shí)施例中，采用非均勻厚度的隔離膜，而在另外的實(shí)施例中， 采用褶皺或其他紋理的隔離膜。封裝4的設(shè)計(jì)偏重于最小化外部體積。封裝4的外部尺寸由多個(gè)因素決定，包括電路板上的可用覆蓋區(qū)、多個(gè)超級(jí)電容元件的形狀和布置、以及為提供足夠的結(jié)構(gòu)剛性和密封性底部13和側(cè)壁6、12、14、15、和16所需的壁厚度。更具體地，壁厚度通常是限定密封路徑的長(zhǎng)度的因素之一，對(duì)于某些密封劑來說，需要更長(zhǎng)的密封路徑，以避免電解液過度擴(kuò)散出去以及水和氧氣過度擴(kuò)散進(jìn)入。目前發(fā)明人了解到，對(duì)于孔7和8來說，實(shí)現(xiàn)所需密封特性的實(shí)際最小有效密封路徑為約1mm，對(duì)于表面17來說為約200微米。但是，這些最小值將取決于所用材料和所需安全限度。在其他實(shí)施例中，采用更長(zhǎng)的密封路徑。例如，在特定實(shí)施例中，孔7和8的密封路徑是2mm，表面17的密封路徑為約300微米。在優(yōu)選實(shí)施例中，電極由相應(yīng)的疊層體構(gòu)成，每個(gè)疊層體包括交替的多個(gè)鋁片，其中每個(gè)鋁片提供基本相等的有效區(qū)域，以有助于超級(jí)電容電池單元的電容量。該有效區(qū)域的覆蓋區(qū)與疊層體的高度均是為超級(jí)電容電池單元、也因此是為超級(jí)電容器實(shí)現(xiàn)所需電容量和ESR的關(guān)鍵因素。因此，對(duì)于給定的覆蓋區(qū)，封裝4的高度取決于超級(jí)電容器疊層體所需的高度。超級(jí)電容器疊層體的覆蓋區(qū)與厚度之間的關(guān)系還要滿足預(yù)定ESR和電容值。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，ESR主要隨電極面積變化，所以在給定疊層體中，較小的覆蓋區(qū)需要成比例的更大數(shù)量的層，以保持相同的ESR。但是電容值隨電極上的涂層體積變化，所以較厚的涂層能夠至少部分地補(bǔ)償較小的覆蓋區(qū)。當(dāng)然，可在不同的實(shí)施例中采用不同的構(gòu)造，從而提供特殊的有利特征。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可允許較小的電容值或較高的ESR，以有利于設(shè)備具有較小的高度或較小的覆蓋區(qū)。在另一實(shí)施例中，采用較薄的封裝側(cè)壁，以有利于較高的擴(kuò)散阻力。如圖6和7所示，孔7和8由相應(yīng)的通常為圓柱形的孔表面20界定。雖然僅示出孔7和引線9，但是可以理解，孔8和引線10與孔7和引線9基本上相同。在其他實(shí)施例中，孔7與8以及引線9與10的尺寸不同，以適應(yīng)不同尺寸的引線，從而有助于在設(shè)備1的自動(dòng)組裝和應(yīng)用任意電路設(shè)備1的過程中識(shí)別那些引線。接入側(cè)壁6包括基本上扁平的內(nèi)表面21和基本上扁平的外表面22，該外表面22 通常與內(nèi)表面21平行且相對(duì)。表面20垂直于表面21和22延伸并位于表面21和22之間。 在使用中，引線9與表面20密封地接合。在其他實(shí)施例中，引線9與表面20、21和22中的一個(gè)或多個(gè)的組合密封地接合。對(duì)于兩個(gè)或多個(gè)元件之間的任意給定的密封而言，存在著兩個(gè)密封區(qū)域之間的最小長(zhǎng)度的路徑，要破壞該密封，雜質(zhì)或其他顆粒將必須沿該路徑橫穿。本說明書中將該路徑稱為密封路徑，且通常用最小長(zhǎng)度規(guī)定。因此，對(duì)于圖7所示實(shí)施例而言，密封路徑至少相當(dāng)于側(cè)壁6的厚度，因?yàn)樵撎幋嬖谘刂麄€(gè)表面20的密封。對(duì)于密封延伸超過表面20的那些實(shí)施例，密封路徑可以更長(zhǎng)。這也假設(shè)在使用密封劑影響密封的情況下，穿過密封劑本身的透過率比穿過表面20與密封劑之間或者穿過引線9與密封劑之間的界面的任何透過率要小的多。如圖所示，側(cè)壁12基本上是扁平的，且在其邊緣部分與表面17密封地接合。雖然在本實(shí)施例中，該密封面基本上是扁平的，但是在其他實(shí)施例中，該面可以是曲面的、紋理的或包括一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)，從而有助于密封接合并延長(zhǎng)密封路徑。這將在下文中更詳細(xì)說明。引線9包括內(nèi)部觸點(diǎn)端31和外部接入端32，上述兩部分由中間圓柱形軸33互連。 引線9由鋁構(gòu)成，而在其他實(shí)施例中，可采用其他導(dǎo)電材料，例如銅、鎳及其合金。引線9的軸33以干涉配合的方式與相應(yīng)表面20接合，并通過結(jié)合劑或粘合劑中的至少一種與表面 20密封地接合。如圖3中所示，引線9的端部31電連接到極耳37，而引線10的端部31電連接到極耳38。軸33與表面20的接合提供如下效果物理固定接合，其有助于封裝4的整體堅(jiān)固性，且使其更適于機(jī)械處理和制造。密封接合，其降低以下風(fēng)險(xiǎn)污染物通過孔7和8侵入內(nèi)部5中；且任何流體或其他材料通過孔7或8從內(nèi)部5中溢出。在一個(gè)特定實(shí)施例中，軸33和表面20之間的密封接合通過使用結(jié)合劑實(shí)現(xiàn)。對(duì)于超級(jí)電容器、電池和這些能量存儲(chǔ)設(shè)備的混合設(shè)備來說，液態(tài)電解液必須限制在封裝4 內(nèi)，而結(jié)合劑基本上與電解液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在其他實(shí)施例中，兼具密封和粘合效果的粘合劑用于軸33和表面20的密封接合。粘合劑的實(shí)例包括以注冊(cè)商標(biāo)BONDPLY 和 ARYLDITE 64售賣的軟LCP產(chǎn)品，及其他粘合劑。這種結(jié)合劑在軸33和表面20之間延伸，且一旦固化則形成密閉的密封。在無需耐化學(xué)性的其他實(shí)施例中，可應(yīng)用更廣范圍的多種結(jié)合劑來提供所需密閉性。在其他實(shí)施例中，軸33不是圓柱形?，F(xiàn)在參考圖9至11，其中示出封裝40，該封裝具有由相應(yīng)附圖標(biāo)記表示的相應(yīng)特征。封裝40包括在接入側(cè)壁6中的截頭圓錐孔41，以用于以干涉配合的方式互補(bǔ)地接納引線43的軸42。在另一實(shí)施例中，如圖12和13中所示，軸33是圓柱形的，且包括螺紋部分34形式的固定結(jié)構(gòu)，用于在裝配過程中物理地鎖入表面20，從而有助于軸33與表面20之間更緊密地接合。在又一實(shí)施例中，如圖14和15所示，軸33是截頭圓錐形的，并包括螺紋部分34。在其他實(shí)施例中，采用0型環(huán)(未示出)以進(jìn)一步為引線9與一個(gè)或多個(gè)表面20 和表面22提供密封接合。例如，參考圖7所示實(shí)施例，0型環(huán)能夠容納于軸33上，且在使用中在軸9的端部32與表面22之間被壓緊。在另一實(shí)施例中，如圖16和17所示，引線組件包括密封劑層50，以有助于軸33和表面20之間的密封接合。層50預(yù)涂在引線9的軸33上，且該層50是良好粘合封裝4與引線9和10的一種粘合劑。在本實(shí)施例中，引線9是鋁，且側(cè)壁6是LCP，層50是BONDPLY 和ARALDITE 64中的一種。但是，在其他實(shí)施例中，可采用其他多種粘合劑或粘合劑的組合。 在其他實(shí)施例中，層50主要是不同于粘合劑的密封劑，且密封的物理堅(jiān)固性由其他因素決定。弓丨線組件固定地貼裝到封裝4，即引線9和10結(jié)合到相應(yīng)表面20或以干涉配合的方式與那些表面接合。在層50主要是密封劑的那些實(shí)施例中，引線9和10通常包括另外的結(jié)合，以在相應(yīng)的孔7和8中物理上固定地保持引線9和10。該另外的結(jié)合在某些實(shí)施例中是引線和封裝之間的粘合劑結(jié)合，例如端部32和表面22之間的粘合劑結(jié)合。在其他實(shí)施例中，該結(jié)合主要是機(jī)械的，而在另外的實(shí)施例中，采用熔接或焊接。雖然圖16和17中由層50提供的結(jié)合是化合物結(jié)合-即，其在表面20和軸33之間提供密封結(jié)合和粘合劑結(jié)合-但在其他實(shí)施例中，通過不同的結(jié)合劑提供不同的結(jié)合類型。在某些實(shí)施例中，采用預(yù)涂布LCP的引線，更優(yōu)選地，預(yù)涂布LCP的程度對(duì)應(yīng)于側(cè)壁6中所使用的LCP。具體地，鋁片、鋁條或鋁管與LCP涂層一起制造。這種預(yù)涂布是有利的，因?yàn)橐€和封裝的密封將采用基本相同的材料，其類似于表面17和18的封裝到封裝的密封，這種密封通常更易實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施例中，引線具有紋理，從而促進(jìn)與LCP的粘合。這種紋理通過各種方法中的一種或多種實(shí)現(xiàn)，包括噴砂或噴鋼砂處理、激光構(gòu)圖或化學(xué)蝕刻。本發(fā)明的實(shí)施例也已經(jīng)開發(fā)用于短時(shí)間暴露于高溫的那些電子設(shè)備。這種環(huán)境的實(shí)例包括暴露于高達(dá)260°C的溫度若干分鐘。那些實(shí)施例的封裝提供了容納在封裝中的電子設(shè)備的最小熱損傷以及高質(zhì)量的封裝密封特性。對(duì)于受益于大電觸點(diǎn)的電子設(shè)備來說，通常使用大截面的引線。對(duì)于期望遏制1 損耗的高電流裝置尤其如此。這對(duì)于某些超級(jí)電容器也是有用的，具有這種性質(zhì)的引線可以降低超級(jí)電容器的有效ESR。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入封裝4的內(nèi)部的大部分熱量通過引線傳導(dǎo)，而具有大截面積的引線通?？梢詡鲗?dǎo)更多的熱量。為了遏制熱傳導(dǎo)效應(yīng)，而又要獲得具有大截面積的引線的較低電阻，可改變引線的形狀和/或構(gòu)造。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)引線的長(zhǎng)度大于通過引線需要橋接的距離，這就在引線中引入溫度梯度，從而減小傳遞進(jìn)封裝4中并隨后傳遞至電池單元2或3的有效熱量。這就降低了外部熱量損壞電池單元的風(fēng)險(xiǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，類似的配置也可應(yīng)用于小截面積的引線。在這些實(shí)施例中，引線也可不采用直線路徑方式，且在某些情況下，引線沿著其長(zhǎng)度被折回至少一次，從而降低引線所需的空間體積。在某些實(shí)施例中，引線的彎曲或其他成型部分容納在封裝4界定的腔內(nèi)，以最小化所需空間，同時(shí)增加密封路徑的長(zhǎng)度。在其他實(shí)施例中，引線的彎曲或其他成型部分容納在側(cè)壁6、14、15、16和17以及底部13的一個(gè)或多個(gè)中。在這些實(shí)施例的一些中，引線在側(cè)壁和/或底部中的部分還作為加固側(cè)壁和/或底部的構(gòu)件。在引線的電阻是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)因素的電子設(shè)備中，通過改變引線的截面和形狀以及改變封裝中的引線與封裝中的裝置的觸點(diǎn)，使得引線的溫度梯度效應(yīng)和由制造長(zhǎng)于電學(xué)所需長(zhǎng)度的引線造成的額外電阻適應(yīng)預(yù)定需求。在某些實(shí)施例中，引線的形狀在沿著其長(zhǎng)度的多個(gè)截面之間變化，從而降低電阻并降低熱量進(jìn)入，同時(shí)為封裝提供更好的密閉性。對(duì)于將暴露到這些高溫作為設(shè)計(jì)特征那些實(shí)施例，電引線優(yōu)選終止于封裝的外部，并具有最小化通過引線進(jìn)入的熱量和最大化引線的電接觸的形狀和位置。在某些實(shí)施例中，引線不必導(dǎo)電的部分被涂布，從而引線的該部分絕熱。在另一實(shí)施例中，引線包含使設(shè)備與通過引線進(jìn)入的熱隔離的熱開關(guān)。本發(fā)明的另一實(shí)施例示于圖18至22中，其中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的特征。在本實(shí)施例中，封裝4包括兩個(gè)相同的通常為矩形的相對(duì)的棱柱形容器51和52。容器51類似于圖1至5中所示封裝的容器11，S卩，其包括底部13和四個(gè)側(cè)壁6、14、15和16，所述四個(gè)側(cè)壁從底部13向上延伸，以共同界定第一連續(xù)相接面17。容器52包括頂部53和從頂部53向下延伸的四個(gè)側(cè)壁M、55、56和57，以共同界定第二連續(xù)相接面58。在使用中，容器51和52設(shè)置為使得相接面17和58相對(duì)并互補(bǔ)地相接并彼此密封地結(jié)合。相接面17和58之間的結(jié)合由熱焊接提供，但其他實(shí)施例中可采用其他結(jié)合方式。 其他結(jié)合方式的實(shí)例包括下列中的一種或組合激光焊接；超聲波焊接；機(jī)械鎖閉以及系留在所述相接面之間密封膜。其他實(shí)例包括在相接面之間使用結(jié)合劑，例如一種或多種密封劑或者一種或多種粘合劑或其組合。結(jié)合還優(yōu)選產(chǎn)生密閉密封?？?和8都位于容器52內(nèi)。在其他實(shí)施例中，例如圖23至沈所示，容器51和52 每一個(gè)包括孔7和8之一。采用相同的容器51和52具有需要較少元件的制造物流優(yōu)勢(shì)。如圖30至32所示的另一實(shí)施例示出兩個(gè)極耳形式的引線9和10。特別參考圖 32，各個(gè)極耳都包括連續(xù)貼合于側(cè)壁6的支柱部分60以及接線端61，用于提供容易貼裝到平面(未示出)的外部觸點(diǎn)。將可以理解，雖然圖32僅示出引線10，但引線9具有相同特征。在另一實(shí)施例中，如圖33、34、35和36所示，側(cè)壁形成端部敞口且中空的中心部 70，并且一對(duì)端部側(cè)壁71和72密封地結(jié)合到該中心部，以基本上覆蓋敞口端。側(cè)壁71和 72包括與側(cè)壁12基本上相同的特征，且中心部70包括基本上類似于相接面17的底部連續(xù)相接面73?，F(xiàn)在參考圖37至42，其示出超級(jí)電容器80形式的本發(fā)明的另一實(shí)施例。該超級(jí)電容器與圖1和圖30所示的超級(jí)電容器具有某些類似之處，且相應(yīng)的附圖標(biāo)記用于表示相應(yīng)的特征。更具體地，封裝4包括兩個(gè)相對(duì)的端部開口的容器51和52，它們?cè)谙鄬?duì)的相接面17附近密封地結(jié)合。孔7和8形成在側(cè)壁6和13中，且每個(gè)孔包括連續(xù)內(nèi)臺(tái)肩81形式的定位結(jié)構(gòu)，用于容納相應(yīng)的引線9和10。各個(gè)臺(tái)肩界定了用于結(jié)合并密封地接合相應(yīng)引線的密封表面20。特別參考圖41和42，引線10是基本上矩形平坦的鋁片耳，其具有用于部分界定內(nèi)部5的通常扁平的上表面83，以及一個(gè)相對(duì)且較小的下表面84，其面對(duì)封裝4的外部且延伸穿過整個(gè)孔8。連續(xù)且側(cè)面密封的表面85在表面83和84之間延伸，用于沿著臺(tái)肩81 互補(bǔ)地延伸并與其密封地接合。在制造過程中，且在相對(duì)的兩相接面接合之前，對(duì)表面20進(jìn)行清洗及其他處理， 且用粘合劑或其他結(jié)合劑涂布。隨后，引線10穿過容器52的開口端，且表面85與粘合劑和表面20接合。一旦粘合劑固化，則引線10與表面20密封地接合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，類似地，穿過孔7安裝引線9。之后，超級(jí)電容電池單元插入容器52內(nèi)，且電池單元接線端連接到引線9和10。隨后，容器51與容器52密封在一起，從而共同界定內(nèi)部5。接合表面之間沒有密封的一小部分用作電解液注入的端口。當(dāng)注入完成時(shí)，密封小端口并根據(jù)制造過程適當(dāng)測(cè)試、標(biāo)記和輸送超級(jí)電容器。在其他實(shí)施例中，表面20沒有被預(yù)涂布，且除了表面85與表面20的密封與相對(duì)的相接面17的密封同時(shí)進(jìn)行之外，其他制造步驟都相同。在某些實(shí)施例中，限定引線的平極耳被預(yù)涂布，從而提高與表面20的密封。其他實(shí)施例包括其他形狀的極耳，且其中某些極耳借助它們的彈性性質(zhì)的優(yōu)勢(shì)與密封表面偏置接合。在另外的實(shí)施例中，表面20位于不同的側(cè)壁上，而在某些實(shí)施例中，其延伸穿過一個(gè)以上的側(cè)壁。另一實(shí)施例包括面向外的表面20和平極耳，所述平極耳穿入相應(yīng)的孔并從外部與那些表面接合，從而面84界定部分內(nèi)部5。雖然臺(tái)肩81和表面85呈階梯狀，但在其他實(shí)施例中，采用不同的互補(bǔ)外形，例如直的斜面、彎曲的斜面、褶皺或其他外形。將可以理解，更多復(fù)雜的外形能夠用于增加密封路徑，提高極耳相對(duì)于臺(tái)肩81的自動(dòng)定位以及增加制造產(chǎn)量。在另外的實(shí)施例中，平坦片被預(yù)涂布粘合劑，且隨后在粘合劑固化前，可滑動(dòng)地容納于一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁中的一個(gè)或多個(gè)溝槽(未示出)。在另一實(shí)施例中，在電池單元和引線組件同時(shí)插入進(jìn)容器52之前，一個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容電池單元預(yù)焊接或采用其他方式電連接引線，且引線被預(yù)涂布粘合劑。現(xiàn)在參考圖43，其示出另一實(shí)施例。這種對(duì)稱的管狀盒型封裝能夠被擠出成型，且形成用于與封裝互補(bǔ)接合的端部。如圖44、45和46中所示，可采用各種端部，從而在電極和端部之間以及端部和封裝本身之間提供更長(zhǎng)的密封路徑。這種封裝還適于多種引線長(zhǎng)度和構(gòu)造。當(dāng)需要特別長(zhǎng)的密封路徑時(shí)，采用例如圖47、48和49中所示的實(shí)施例。在另外的實(shí)施例中，例如圖50、51和52中所示，封裝由兩個(gè)相對(duì)的LCP膜構(gòu)造，所述膜具有相接凸緣，用以提供長(zhǎng)的密封路徑。接線端從所述膜之間向外延伸?，F(xiàn)在參考圖27a，其更詳細(xì)示出圖1的封裝的相接面17和18的接合?？梢岳斫?， 相接面17由側(cè)壁15界定，且相接面18由側(cè)壁12界定。更具體地，如圖所示，相接面基本上都是平面的，且兩個(gè)面之間的密封接合主要受焊接的影響。在其他實(shí)施例中，相接面中的至少一個(gè)，優(yōu)選兩者是非平面的。更優(yōu)選地，相接面是互補(bǔ)成型的。其他相接面的某些實(shí)例示于圖27b至27f中。在這些實(shí)施例中，側(cè)壁12和15都包括一個(gè)或多個(gè)互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)，因此相接面17和18是非線性的。這就增加了相接面的機(jī)械聯(lián)鎖和/或相接面之間的接合面積。隨著面積增加，密封接合通常更為有效，因?yàn)槿魏谓Y(jié)合劑具有產(chǎn)生密封結(jié)合的更大的面積。而且，產(chǎn)生了更長(zhǎng)的路徑長(zhǎng)度，用于任何污染物橫穿或穿透該結(jié)合。該結(jié)構(gòu)的使用還具有有助于自動(dòng)化制造的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橄嘟用?7和18可在制造過程中相對(duì)于彼此積極定位。在圖27a所示實(shí)施例中，相接面17和18都通過表面粗化而被紋理化，從而進(jìn)一步有助于那些表面之間的結(jié)合。在其他實(shí)施例中，采用其他方法來紋理化表面，例如采用紋飾塑型、砂或氧化鋁噴砂、激光構(gòu)圖或化學(xué)蝕刻。在某些實(shí)施例中，僅表面17和18之一被紋理化。為了進(jìn)一步有助于相接面17和18之間的結(jié)合，這些表面都被預(yù)處理，從而可更好地適應(yīng)粘合劑并與其結(jié)合。更具體地，預(yù)處理包括電暈處理或火焰處理。但在其他實(shí)施例中，采用其他或額外的預(yù)處理，例如吸附和/或浸潤(rùn)。這將在下文進(jìn)一步探討。雖然封裝4的側(cè)壁基本上由LCP構(gòu)成，但在其他實(shí)施例中，可采用其他材料。例如在一個(gè)實(shí)施例中，封裝材料是聚醚酰亞胺(PEI)。在另一實(shí)施例中，封裝材料是聚乙酮 (PEEK)。LCP，PEI和PEEK都具有優(yōu)選的滲透性、熔融和結(jié)構(gòu)特性，且因此適于本申請(qǐng)。在另外的實(shí)施例中，不同的側(cè)壁由不同材料構(gòu)造。用于封裝4的優(yōu)選材料的特性包括高熔點(diǎn)或至少在與電子元件的自動(dòng)生產(chǎn)有關(guān)的高溫下的穩(wěn)定性；對(duì)氧氣透過的良好阻擋；對(duì)水分透過的良好阻擋；以及對(duì)電解液透過的良好阻擋。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述封裝材料與諸如粘合劑的結(jié)合劑組合可為封裝提供這些特性。LCP是特別合適的材料，因?yàn)槠渚哂腥缦掠幸嫣匦?，或其他特性高熱穩(wěn)定性，因?yàn)闊釗锨鷾囟?HDT)為約260攝氏度。對(duì)于某些等級(jí)，HDT是280 攝氏度。低熔融粘度。低滲透性(將在下文更詳細(xì)探討)，因?yàn)樗鼈兙哂懈叨鹊姆肿右?guī)整性。高化學(xué)惰性和高耐燃燒性。低電導(dǎo)率。LCP是用于封裝4的優(yōu)選材料，因?yàn)榕cPEI相比，其提供非常低的處理溫度，且與 PEEK相比，對(duì)氧氣和水具有低得多的滲透性。優(yōu)選實(shí)施例的封裝提供如下透過率對(duì)于水蒸汽和氧氣來說，小于1 X IO-9Cm3. cm/ cm2/s/Pa ；且對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于IX 10_9Cm3. Cm/Cm2/S。在某些實(shí)施例中，封裝僅需提供這些透過率中的一者或兩者。例如，當(dāng)封裝4適于不使用電解液的電子設(shè)備-例如MEMS 設(shè)備時(shí)，其無需滿足對(duì)于電解液的透過率。這些透過率并不暗示損耗機(jī)理，且可以理解，對(duì)于電解液的透過率是指對(duì)于電解液的液體成分而言的，例如溶劑；多相溶劑的成分或液態(tài)鹽。在特別關(guān)注到在相接面17與18之間、以及引線9和10與相應(yīng)表面20之間產(chǎn)生結(jié)合時(shí)，封裝可實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)下列透過率對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。在特定實(shí)施例中，封裝4容納采用乙腈作為電解液的兩個(gè)超級(jí)電容電池單元。在本實(shí)施例中，電解液的透過率小于lX10_9cm3. cm/cm7s，盡管乙腈非常難于控制。其他實(shí)施例中用于電解液的溶劑包括室溫液態(tài)鹽(離子液體)、液態(tài)有機(jī)硅酮、丙腈、丙烯碳酸鹽和其他有機(jī)碳酸鹽。例如由本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例提供的密閉密封對(duì)諸如MEMS、IC、超級(jí)電容器和電池之類的電子設(shè)備的性能和壽命來說是重要因素。但是，本發(fā)明的實(shí)施例還適用于具有電引線并對(duì)環(huán)境敏感的其他設(shè)備、或包含傾向于溢出的物質(zhì)且一旦溢出將會(huì)削弱設(shè)備的性能的那些電子設(shè)備。
除非本文明確指出，則本說明書中使用的術(shù)語“密閉密封”應(yīng)理解為如下含義的密封對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來說，隨時(shí)間流逝，通過基本限制氣體和液體的溢出或進(jìn)入而免受外來干擾或影響。以下是根據(jù)本發(fā)明的封裝的制造和測(cè)試的某些實(shí)例。實(shí)例1-形成密閉LCP封裝包含Ultralam 3850和Ultralam 3908的交替片的3_厚LCP層壓片被機(jī)械加工成^X20X3mm的頂部開口式殼體，圍繞開口具有連續(xù)相接面。殼體的內(nèi)部尺寸為約 MX16X2mm。把兩個(gè)相同的殼體相對(duì)，以便相接面彼此對(duì)準(zhǔn)，隨后利用它們之間的50 μ m 的Ultralam 3908層，將兩殼體熱密封在一起。通過將相對(duì)的殼體加熱至290°C 30分鐘， 并借助加熱鉗中的間隔物防止過度壓縮而產(chǎn)生該密封。在從熱封機(jī)中取出之前，將由此形成的封裝冷卻至80°C。實(shí)例2-形成密閉LCP封裝包含Ultralam 3850和Ultralam 3908的交替片的3_厚LCP層壓片被機(jī)械加工成類似于實(shí)例1的觀X 20 X 3mm的殼體。但是由圍繞頂部開口的頂端界定相接面，其中該頂端約5mm寬X約Imm厚。這提供了約38 X 30 X 3mm的最大外部尺寸。把兩個(gè)相同的殼體相對(duì)，利用它們之間的50 μ m的Ultralam 3908層熱密封在一起。通過將殼體加熱至四01 30分鐘，并借助加熱鉗中的間隔物防止過度壓縮而產(chǎn)生該密封。在從熱封機(jī)中取出之前，將由此形成的封裝冷卻至80°C。實(shí)例3-LCP封裝的密閉性測(cè)試通過鉆孔在根據(jù)實(shí)例1和2形成的封裝中形成從封裝主體穿入進(jìn)內(nèi)部腔的0. 5mm 直徑的孔。腔填充約0.7ml的純水或干乙腈，且通過熔化小的LCP塞而將孔密封。隨后對(duì)被填充的封裝進(jìn)行密閉性測(cè)試，測(cè)試方法是加熱至70°C并在若干星期后測(cè)量重量損失。沒有測(cè)到重量損失，這說明由此形成的封裝對(duì)于水蒸汽來說具有小于IX IO-13Cm3. cm/cm2/s/ Pa的滲透性，且對(duì)于液態(tài)乙腈已經(jīng)來說，具有小于lX10_1(lCm3. cm/cm2/s的滲透性。實(shí)例4-對(duì)于鋁密封測(cè)試LCP的密閉性由鋁制成并具有用于填充液體的密閉閥的特殊電池單元被密封于200 μ m厚的 LCP片中，填充水或乙腈，并暴露于85°C下進(jìn)行重量損失的周期性監(jiān)測(cè)。密封寬度為2mm寬的噴砂鋁邊緣。在85°C下，乙腈的蒸汽壓力足以導(dǎo)致密封區(qū)域的剝離，因此發(fā)生偶然失效。 為了避免上述情況，使用物理支撐以防止LCP片“膨脹”，降低密封上的后續(xù)剝離應(yīng)變。利用表面粗化鋁熱封至Ultralam 3850或Ultralam 3908片示出，對(duì)水蒸汽的滲透性為約 1 X ΙΟ—12 3. cm/cm2/s/Pa,且對(duì)液態(tài)乙腈的滲透性也等于約1 X 10_12Cm3. Cm/Cm2/S。實(shí)例5-對(duì)于鋁密封測(cè)試LCP的密閉性實(shí)例4中使用的電池單元類型利用粘合劑將LCP粘合至鋁電池單元邊緣。在電池單元填充離子液體EMITFB時(shí)，所有粘合劑密封仍然是密閉的。所用粘合劑包括Loctite UV固化丙烯酸酯39M和3922 ；Loctite UV固化環(huán)氧樹脂3335 ；Permabond 氰基丙烯酸鹽粘合劑922以及Araldite 酚醛樹脂64-1。實(shí)例6-測(cè)試LCP的阻透性對(duì)膜使用標(biāo)準(zhǔn)Mocon掩模，并在1大氣壓下、0%的相對(duì)濕度和標(biāo)準(zhǔn)工作條件，在 Mocon Ox-Tran 2/21中測(cè)量LCP膜對(duì)于氧氣的滲透性。在23°C下對(duì)于34 μ m和60 μ m的Ultralam 3850膜的測(cè)量結(jié)果顯示約2X 10_17Cm3. cm/cm2/s/Pa的滲透性，且在40°C下，約為 7X l(T17cm3. cm/cm2/s/Pa。通過壓縮形成的 70 μ m厚的 Vectra 900 LCP(Ticona)膜顯示在 23°C下約 2X l(T17cm3. cm/cm2/s/Pa 的值，且在 40°C下，約 6X l(T17cm3. cm/cm2/s/Pa 的值。 其他類似的膜顯示約2X 10_15cm3. cm/cm2/s/Pa的值。實(shí)例7-對(duì)于鋁密封測(cè)試LCP的密閉性將多個(gè)LCP膜層壓到鋁箔的兩面，并通過在多層層壓板上鑿開部分孔，以便氧氣可自由地垂直穿過LCP的一個(gè)外層，但被固態(tài)且不滲透的鋁層阻止進(jìn)一步的垂直運(yùn)動(dòng)，由此來測(cè)量沿著密封界面的滲透性。任何滲透測(cè)量都是從LCP橫向滲透至鋁結(jié)合層。利用如實(shí)例6中所述的Mocon測(cè)量這種滲透，但也允許在Mocon掩模底面邊緣中開鑿小孔來進(jìn)行滲透測(cè)量。這就允許測(cè)量橫向氧氣滲透。以這種方式測(cè)試100 μ m的Ultralam 3850層壓到100 μ mX 2. 2mm的鋁的任一面所構(gòu)成的層壓板，并發(fā)現(xiàn)穿過LCP至鋁結(jié)合層的氧氣滲透性在約 1 X IO14Cm3. cm/cm2/s/Pa 和 5X l(T13cm3· cm/cm2/s/Pa 之間。實(shí)例8-對(duì)于鋁密封測(cè)試LCP的密閉性實(shí)例4中所使用的電池單元類型利用粘合劑以將LCP粘合至鋁電池單元邊緣。當(dāng)電池單元填充乙腈時(shí)，所有粘合劑迅速失效，且當(dāng)電池單元填充水時(shí)，所有密封都失效。對(duì)水的失效速度低于對(duì)乙腈的失效速度，在某些情況下，需要若干天才失效。所使用的粘合劑包括Loctite UV固化丙烯酸樹脂39M和3922 ；Loctite UV固化環(huán)氧樹脂3335 ； Permabond 氰基丙烯酸鹽粘合劑922以及Araldite 酚醛樹脂64-1。實(shí)例9-對(duì)于鋁密封測(cè)試LCP的密閉性實(shí)例4中使用的電池單元類型與結(jié)合至LCP膜的未處理的鋁一起使用。當(dāng)測(cè)試的電池單元包含乙腈時(shí)，密封迅速失效，而當(dāng)電池單元填充水時(shí)，雖然低于對(duì)乙腈的失效速度，密封同樣失效，在某些情況下經(jīng)過若干天便失效。實(shí)例10-在LCP和LCPl之間形成結(jié)合利用各種粘合劑或?qū)訅簞⒍鄠€(gè)25 μ m厚的Ultralam 3850LCP極耳彼此結(jié)合， 并在70°C下浸入干乙腈(AN)中。對(duì)LCP表面進(jìn)行一系列表面處理以提高干密封強(qiáng)度。這些處理包括物理表面處理(電暈或火焰處理)和/或化學(xué)改性處理的組合，其中借助如下物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)改性硅烷(道康寧Z-6137)；胺(TETA)和來源于BASF的聚乙烯亞胺(PEI)。 對(duì)表面處理進(jìn)行各種條件的測(cè)試，并給出最好的結(jié)果。下面的表1總結(jié)了浸入前的結(jié)合的剝離強(qiáng)度與浸入3天后的結(jié)合的剝離強(qiáng)度。表1 LCP與LCP密封強(qiáng)度以及耐化學(xué)性
權(quán)利要求
1.一種用于能量存儲(chǔ)設(shè)備的封裝，該能量存儲(chǔ)設(shè)備具有能量存儲(chǔ)元件以及允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線，所述封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP)形成；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于ι χ IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ； 對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝，具有如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ； 對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10"10cm3. cm/cm2/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝，具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10"10cm3. cm/cm2/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝，具有如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ； 對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10"10cm3. cm/cm2/s。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的封裝，其中所述能量存儲(chǔ)設(shè)備是超級(jí)電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的封裝，其中所述超級(jí)電容器包括至少一個(gè)超級(jí)電容電池單元，其中每個(gè)電池單元包括至少一對(duì)對(duì)置電極、在所述電極之間的非導(dǎo)體隔板以及用于將所述電極電連接到引線的接線端。
9.一種用于能量存儲(chǔ)設(shè)備的封裝，該能量存儲(chǔ)設(shè)備具有能量存儲(chǔ)元件以及允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線，所述封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部； 由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝基本上是剛性的并具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于ι χ 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于ι χ IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的封裝，具有如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10"10cm3. cm/cm2/s。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝，具有兩個(gè)或更多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于ι χ IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10"10cm3. cm/cm2/s。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的封裝，具有如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-13Cm3. cm/cm2/s/Pa ；對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_14cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10"10cm3. cm/cm2/s。
15.一種用于能量存儲(chǔ)設(shè)備的封裝，該能量存儲(chǔ)設(shè)備具有能量存儲(chǔ)元件以及允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線，所述封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于同時(shí)界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部以及具有預(yù)定面積的覆蓋區(qū)的貼裝面，其中該封裝具有低縱橫比；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的結(jié)構(gòu)，用于定向所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ； 對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
16.一種用于能量存儲(chǔ)設(shè)備的封裝，該能量存儲(chǔ)設(shè)備具有能量存儲(chǔ)元件以及允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線，所述封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物(LCP)形成；由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X l(r9cm3. cm/cm2/s/Pa ； 對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
17.一種用于能量存儲(chǔ)設(shè)備的封裝，該能量存儲(chǔ)設(shè)備具有能量存儲(chǔ)元件以及允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線，所述封裝包括多個(gè)側(cè)壁，用于界定容納該能量存儲(chǔ)元件和液態(tài)電解液的內(nèi)部； 由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝基本上是剛性的并具有至少一個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于1 X l(r9cm3. cm/cm2/s/Pa ； 對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的封裝，其中至少一些所述側(cè)壁形成敞口中空的中心部，并且一對(duì)端部側(cè)壁密封地結(jié)合到該中心部，基本上覆蓋中心部的敞口端。
19.一種制造封裝的方法，該封裝用于具有能量存儲(chǔ)元件和允許電連接到該元件的至少兩個(gè)引線的能量存儲(chǔ)設(shè)備，該方法包括由多個(gè)側(cè)壁界定容納該能量存儲(chǔ)元件的內(nèi)部，其中至少一個(gè)所述側(cè)壁由液晶聚合物 (LCP)形成；提供由一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁界定的貼裝結(jié)構(gòu)，用于定位所述引線，以使其從封裝內(nèi)部延伸至封裝的外部，其中該封裝具有一個(gè)或多個(gè)如下透過率 對(duì)于水蒸汽來說，小于ι χ IO-12Cm3. cm/cm2/s/Pa ； 對(duì)于氧氣來說，小于1 X 10_13cm3. cm/cm2/s/Pa ；以及對(duì)于液態(tài)電解液來說，小于1 X 10_9cm3. cm/cm2/s。
20.一種用于具有電子元件的電子設(shè)備的封裝，該封裝包括彼此結(jié)合的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，從而界定容納所述元件的密封內(nèi)部，其中各個(gè)側(cè)壁包含液晶聚合物；以及電連接到所述元件的引線組件，以允許外部電連接到該元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的封裝，其中所述內(nèi)部是密閉密封的。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的封裝，其中所述電子設(shè)備包括至少一個(gè)能量存儲(chǔ)設(shè)備。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的封裝，其中所述能量存儲(chǔ)設(shè)備是超級(jí)電容器。
全文摘要
一種超級(jí)電容器(1)包括兩個(gè)相同而層疊的超級(jí)電容電池單元(2，3)，它們彼此串聯(lián)連接。由兩個(gè)部分組成的通常為棱柱形的密封封裝(4)界定了容納電池單元(2，3)的內(nèi)部(5)。封裝(4)包括基本上扁平的接入側(cè)壁(6)，其具有兩個(gè)隔開的孔(7，8)，所述兩個(gè)孔(7，8)從封裝內(nèi)部(5)延伸至封裝的外部。側(cè)壁(6)包含液晶聚合物(LCP)。兩個(gè)隔開的金屬引線(9，10)形式的引線組件分別電連接到電池單元(2，3)，并分別延伸通過孔(7，8)，從而允許外部電連接到所述電池單元。
文檔編號(hào)H01M10/04GK102210037SQ200980144394
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者亞力山大·比利克, 安杰伊·庫(kù)哈熱夫斯基, 艾倫·大衛(wèi)·佩里, 菲利普·布雷特·艾奇森 申請(qǐng)人:Cap-Xx有限公司