[发明专利]水平复合式电能供应单元群组

说明书

本发明提供了一种水平复合式电能供应单元群组，其主要包含有一第一、一第二绝缘层；一位于第一绝缘层上的第一图案化导体层；一位于第二绝缘层上的第二图案化导体层；以及数个位于该第一绝缘层与该第二绝缘层间的电能供应单元组群，其透过该第一、该第二图案化导体层形成串联与/或并联。电能供应单元群组是由一个以上的独立电能供应单元串联构成，其电解质系统相互不流通，因而使其相互连接所产生的高电压不会影响单一的电能供应单元而造成其电解质系统裂解，能于水平复合式电能供应单元群组内同时完成串联与/或并联，兼具高电压与高容量。

技术领域

本发明有关于一种电能供应单元群组，特别是一种高电压、高容量、3D立体化的水平复合式电能供应单元群组。

背景技术

近年来，随着化石燃料能源的耗竭与环保意识的抬头，迫使人们对生活中以化石燃料为动力来源且排放出大量温室气体的物品重新思考如何兼具生活便利性与环境保护，而汽车，这重要的运输工具成为最即刻被检视的物件之一。因此在全球节能省碳的趋势下，世界各国都将汽车电能化设定为二氧化碳减量的重要目标。然而，电动车在实际使用上面临了许多的问题，举例来说电能供应单元容量(举例来说如电池)局限了续航的能力，因此需要藉由更多电池的串联/并联，以增大容量，延长行驶里程。

但是在为了降低汽车自身的重量，以提高行驶里程数的情况下，具有高能量密度与轻量化二次电池成为电动车电池型态的最佳选择，例如锂离子二次电池，但如何将数个锂离子二次电池单体组装在一起形成一种安全、稳定的动力源成为人们迫切关注的问题。

首先请参阅图1A、图1B，为目前最常见的作法，利用多组电池单元71相互并联后，再以壳体72予以封装构成电池芯73，然后再藉由此电池芯73延伸出壳体72的导电柄74来加以外部进行串联连接以达到足够的电压，组成车用的电池模组75。另外一种方法则为采用单一壳体72包覆多组电池单元71，请参阅图2A、图2B，换句话说，其是以内部串联的方式来提高电池芯76的电压，然后于外部并联数个电池芯76以达到足够的容量以组成车用的电池模组77。但是因现有的电解液大多只能承受5V左右的电压，再加上内部因结构问题不易产生电解液的封闭系统，一旦电压超过电解液所承受范围，就会使得电解液裂解连带使得电池模组77失效，更严重者可能导致电池爆炸，因此目前市面上并未见到有此类的产品。

前案譬如美国专利公开第2004/0091771号申请案，其提出一种相邻电池模组采用共用集电层的作法，藉此方式来克服前述电解液可能裂解的问题，但是因为采用此共用集电层的串联方式，其设计上就缺乏了弹性，因此仅能适用于内部串联，当要组成电池模组时，仍旧得要藉由数个电池芯来进行外部的并联。

更者，如中国台湾专利申请号106136071号的专利申请案提供了一种复合式电能供应单元群组，其可直接于电池芯内部完成电能供应单元群组的串联与并联，而提供高电压且大单位容量的电池芯，免除现有技术中因为需要外部再进行连接所导致效能降低、单位容量密度下降等缺失。但依此技术所提供的内容，电能供应单元群组是由高数量垂直堆迭的电能供应单元进行串联与/或并联来达到所需求的高电容与高电压。

然而，在面对金属物穿刺的时候，穿刺所产生的高压降幅对于电池内部化学系统，无论是全固态、准固态(固/液)或者液体电解质系统皆是无可避免的高危险，特别是内部由高数量串联垂直堆迭的电能供应单元所架构而成的电能供应单元群组来说更是危险。

有鉴于上述缺失，本发明提出一种崭新的水平复合式电能供应单元群组，以有效避免金属物件穿刺电池单元所产生的安全疑虑。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种水平复合式电能供应单元群组，其采用水平方向串联与/或并联模式来电连接数个电能供应单元群组，以减少垂直堆迭的电能供应单元数量，避免受金属物件穿刺电池单元时所产生的安全问题。