一种微型电池组的结构及制造方法转让专利
申请号 : CN200710057067.9
文献号 : CN101030655B
文献日 : 2010-07-07
发明人 : 王为 , 薛雷
申请人 : 天津大学
摘要 :
本发明涉及一种微型电池组的结构及制造方法。微型电池组由单体微电池通过内部电串联或者电并联的方式组成，在层状结构微型电池组中，电解质层中的每一个微区电解质与电极层中的每一对微区正极材料和微区负极材料相连接，电极层中的微区正极材料和微区负极材料的下部与电连接层中的微区导电材料相连或者通过电极过渡层与电连接层中的微区导电材料相连，电连接层中的微区导电材料连接导电层中的微区导电材料，实现单体微电池的电串联或者电并联。本发明提出的微型电池组的最大特点是制造过程简便，容易密封，空间利用率高，可以根据对输出电流及输出电压的需要，输出所需大小的电压及电流。这种微型电池组的结构适用于各种二次电池。
权利要求 :
1.一种微型电池组的结构，其特征是微型电池组由单体微电池通过内部电串联或者电并联的方式组成，具有层状结构，依次由上封装层(1)、电解质层(2)、电极层(3)、电连接层(4)、导电层(5)、下封装层(6)构成，各层之间紧密贴合；层状结构微型电池组中，电解质层中的微区电解质与电极层中的每一对微区正极材料和微区负极材料相连接，电极层中的微区正极材料和微区负极材料的下部与电连接层中的微区导电材料相连或者通过电极过渡层与电连接层中的微区导电材料相连，电连接层中的微区导电材料连接导电层中的微区导电材料，实现单体微电池的电串联或者电并联；上封装层(1)和下封装层(6)是密封的薄膜状结构，薄膜是连续的或不连续的，由电绝缘材料构成，其厚度范围可在0.01～3000微米；电解质层(2)具有复合薄膜结构，由电绝缘材料(7)及分布其中的微区电解质(8)构成，厚度范围在0.01～4000微米；微区电解质(8)的面积范围为1平方微米～25平方毫米；电极层(3)具有复合薄膜结构，由电绝缘材料(7)及分布于其中的微区正极材料(9)和微区负极材料(10)构成；每一对微区正极材料(9)和微区负极材料(10)的上部分别同电解质层(2)中的单个微区电解质直接相连，形成单体微电池，微区正极材料(9)和微区负极材料(10)的下部直接或者通过电极过渡层(11)与电连接层(4)中的相应微区导电材料(12或13)相连；电极层(3)的厚度范围为0.01～5000微米，微区正极材料(9)和微区负极材料(10)的面积是相等或不等，微区正极材料(9)或者微区负极材料(10)的面积范围在1平方微米～25平方毫米；电连接层(4)具有复合薄膜结构，由电绝缘材料(7)及分布于其中的实芯结构微区导电材料(12)或者实芯结构微区导电材料(12)加实芯结构导电过渡层(14)构成，或者具有复合薄膜结构的电连接层(4)由电绝缘材料(7)及分布于其中的空芯结构微区导电材料(13)或者空芯结构微区导电材料(13)加空芯结构导电过渡层(15)构成；电连接层(4)的厚度范围为0.01～5000微米，相应微区导电材料(12或者13)的面积范围在0.01平方微米～25平方毫米；导电层(5)由微区导电材料(16)构成或者由绝缘材料(7)及分布于其中的微区导电材料(16)构成的复合结构，导电层(5)的厚度范围可在0.01～1000微米。
2.如权利要求1所述的微型电池组的结构，其特征是所述的各层中的电绝缘材料是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；所述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
3.如权利要求1所述的微型电池组的结构的制造方法，其特征是层状结构微型电池组的制造是通过分别进行上封装层(1)、电解质层(2)、电极层(3)、电连接层(4)、导电层(5)、下封装层(6)的制造，并使各层之间紧密贴合而逐步完成，对于各层制造的先后顺序没有任何限制；在需要将微型电池组与需要供电的零部件集成为一体时，须将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化；微型电池组各层的制造方法如下：电连接层(4)的制造方法：先在电绝缘材料(7)的内部形成微区导电材料的图形，再在该微区图形中沉积微区导电材料或者沉积微区导电材料以及导电过渡层材料，制造出电连接层(4)；
导电层(5)的制造方法：采用先设置一层导电材料，再将此层导电材料制造成导电材料(16)的图形；或者是采用先设置一层电绝缘材料(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区导电材料(16)的图形相对应的微区图形，随后在该微区图形中沉积出导电材料(16)，制造出导电层(5)；
电极层(3)的制造方法：先设置一层电绝缘材料(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区正极材料和微区负极材料相对应的微区图形，随后在正极材料微区中沉积正极材料(9)或者沉积正极材料(9)以及电极过渡层(11)，在负极材料微区中沉积负极材料(10)或者沉积负极材料(10)以及电极过渡层(11)；
电解质层(2)的制造方法：先设置一层电绝缘材料层(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区电解质(8)相对应的微区图形，再在微区图形中填充电解质材料(8)；
上封装层(1)的制造方法：采用在电解质层(2)之上或者在需要集成微型电池组的零部件表面制造上封装层(1)；
下封装层(6)的制造方法：采用在导电层(5)之上或者在需要集成微型电池组的零部件表面制造下封装层(6)。
4.如权利要求3所述的微型电池组的结构的制造方法，其特征是所述的微区正极材料(9)的材质如下：
微锌-镍电池组的微区正极材料(9)的材质为NiOOH及其掺杂化合物，微锂离子电池组的微区正极材料(9)的材质为Li-Co-O及其掺杂化合物或者Li-Ni-O及其掺杂化合物或者Li-Fe-PO4及其掺杂化合物或者Li-Mn-O及其掺杂化合物或者Li-V-PO4及其掺杂化合物或者Li-V-O及其掺杂化合物或者嵌锂金属氧化物或者聚苯胺或者聚吡咯或者聚噻吩或者聚对苯或者聚硫化物，微镍氢电池组的微区正极材料(9)的材质为NiOOH及其掺杂化合物；
微区负极材料(10)的材质如下：
微锌-镍电池组的微区负极材料(10)的材质为锌或者锌合金，微锂离子电池组的微区负极材料(10)的材质为碳或者碳的改性产物或者锡基金属间化合物或者非晶硅或者石墨或者石墨的改性产物或者金属锂，微镍氢电池组的微区负极材料(10)的材质为各种类型的储氢材料；
微区电解质(8)的材料如下：
微锌-镍电池组的微区电解质(8)是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质，微锂离子电池组的微区电解质(8)是以LiPF6为溶质的非水电解质或者共混聚合物电解质或者共聚物电解质或者交联聚合物电解质或者接枝聚合物电解质或者梳形聚合物电解质或者超支化或星形聚合物电解质或者盐掺聚合物电解质或者单离子导电的聚合物电解质或者无机粉末复合型聚合物电解质，微镍氢电池的微区电解质(8)是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质。
说明书 :
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种微型电池组的结构及制造方法。
技术背景
微型化、小型化、集成化是当今电子技术发展的趋势。当一个子系统可以集成在一块芯片上(System On a Chip)时，电源也必须随之实现小型化和微型化。现有的微型二次电池，如锂离子电池、镍氢电池、锌镍电池、银锌电池等均采用平面结构。这种平面结构微电池的不足之处在于：(1)制作过程繁琐，制造成本高；(2)平面结构电池密封困难，易于出现电解液及电极材料的渗漏等问题；(3)空间利用率低。
发明内容
本发明提出了一种全新结构的微型电池组及其制造方法，其最大特点是制造过程简便，容易密封，空间利用率高，克服了平面结构微型二次电池的不足。这种新型结构的微型电池组，可以根据对输出电流及输出电压的需要，通过不同的连接方式，输出所需大小的电压及电流。这种微型电池组在各种微型电子器件及MEMS中具有广泛应用。
本发明的一种微型电池组的结构，是微型电池组由单体微电池通过内部电串联或者电并联的方式组成，具有层状结构，由封装层、电解质层、电极层、电连接层、导电层构成，各层之间紧密贴合。
所述的层状结构微型电池组中，电解质层中的微区电解质与电极层中的每一对微区正极材料和微区负极材料相连接，电极层中的微区正极材料和微区负极材料的下部与电连接层中的微区导电材料相连或者通过电极过渡层与电连接层中的微区导电材料相连，电连接层中的微区导电材料连接导电层中的微区导电材料，实现单体微电池的电串联或者电并联。
所述的封装层是上封装层1和下封装层6或只有上封装层1；封装层是密封的薄膜状结构，薄膜是连续的或不连续的，由电绝缘材料构成，其厚度范围可在0.01～3000微米。
所述的电解质层2具有复合薄膜结构，由电绝缘材料7及分布其中的微区电解质8构成，厚度范围在0.01～4000微米；微区电解质8的面积范围为1平方微米～25平方毫米。
所述的电极层3具有复合薄膜结构，由电绝缘材料7及分布于其中的微区正极材料9和微区负极材料10构成；每一对微区正极材料9和微区负极材料10的上部分别同电解质层2中的单个微区电解质直接相连，形成单体微电池；微区正极材料9和微区负极材料10的下部直接或者通过电极过渡层11与电连接层4中的微区导电材料12或者微区导电材料13相连；电极层3的厚度范围为0.01～5000微米，微区正极材料9和微区负极材料10的面积是相等或不等，微区正极材料9或者微区负极材料10的面积范围在1平方微米～25平方毫米。
所述的电连接层4具有复合薄膜结构，由电绝缘材料7及分布于其中的实芯结构微区导电材料12或者实芯结构微区导电材料12加实芯结构导电过渡层14构成，或者由电绝缘材料7及分布于其中的空芯结构微区导电材料13或者空芯结构微区导电材料13加空芯结构导电过渡层15构成；电连接层4的厚度范围为0.01～5000微米，微区导电材料12或者13的面积范围在0.01平方微米～25平方毫米。
所述的导电层5由微区导电材料16构成或者由绝缘材料7及分布于其中的微区导电材料16构成的复合结构，导电层5的厚度范围可在0.01～1000微米。
所述的各层中的电绝缘材料是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；所述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
本发明的微型电池组的结构的制造方法，是层状结构微型电池组的制造是通过先后进行每一层的制造逐步完成，对于各层制造的先后顺序没有任何限制；在需要将微型电池组与需要供电的零部件集成为一体时，须将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化；微型电池组各层的制造方法如下：
电连接层(4)的制造方法：先在电绝缘材料(7)的内部形成微区导电材料的图形，再在该微区图形中沉积微区导电材料或者沉积微区导电材料以及导电过渡层材料，制造出电连接层(4)；
导电层(5)的制造方法：采用先设置一层导电材料，再将此层导电材料制造成导电材料(16)的图形；或者是采用先设置一层电绝缘材料(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区导电材料16的图形相对应的微区图形，随后在该微区图形中沉积出导电材料16，制造出导电层(5)；
电极层(3)的制造方法：先设置一层电绝缘材料(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区正极材料和微区负极材料相对应的微区图形，随后在正极材料微区中沉积正极材料(9)或者沉积正极材料(9)以及电极过渡层(11)，在负极材料微区中沉积负极材料(10)或者沉积负极材料(10)以及电极过渡层(11)；
电解质层(2)的制造方法：先设置一层电绝缘材料层(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区电解质(8)相对应的微区图形，再在微区图形中填充电解质材料(8)；
封装层(1)的制造方法：采用在电解质层(2)之上或者在需要集成微型电池组的零部件表面制造封装层(1)；
封装层(6)的制造方法：采用在导电层(5)之上或者在需要集成微型电池组的零部件表面制造下封装层(6)。。
所述的微区正极材料9的材质如下：
微锌-镍电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物，微锂离子电池组的微区正极材料9的材质为Li-Co-O及其掺杂化合物或者Li-Ni-O及其掺杂化合物或者Li-Fe-PO4及其掺杂化合物或者Li-Mn-O及其掺杂化合物或者Li-V-PO4及其掺杂化合物或者Li-V-O及其掺杂化合物或者嵌锂金属氧化物或者聚苯胺或者聚吡咯或者聚噻吩或者聚对苯或者聚硫化物等，微镍氢电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物；
微区负极材料10的材质如下：
微锌-镍电池组的微区负极材料10的材质为锌或者锌合金，微锂离子电池组的微区负极材料10的材质为碳或者碳的改性产物或者锡基金属间化合物或者非晶硅或者石墨或者石墨的改性产物或者金属锂等，微镍氢电池组的微区负极材料10的材质为各种类型的储氢材料；
微区电解质8的材料如下：
微锌-镍电池组的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质，微锂离子电池组的微区电解质8是以LiPF6为溶质的非水电解质或者共混聚合物电解质或者共聚物电解质或者交联聚合物电解质或者接枝聚合物电解质或者梳形聚合物电解质或者超支化或星形聚合物电解质或者盐掺聚合物电解质或者单离子导电的聚合物电解质或者无机粉末复合型聚合物电解质，微镍氢电池的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质。
下面再结合附图对本发明作详细说明：
本发明的层状结构是上封装层1与电解质层2之间结合牢固；电解质层2与电极层3之间结合牢固，并且电解质层2中的每一个微区电解质8(图3)与电极层3中的每一对微区正极材料9和微区负极材料10(图4)相连接，形成大量单体微电池；电极层3与电连接层4之间结合牢固，并且电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的下部直接(图5a)或者通过电极过渡层11(图5b)与电连接层4中的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13相连或者通过实芯结构导电过渡层14或者空芯结构导电过渡层15与电连接层4中的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13相连；电连接层4(图6、图8)与导电层5之间结合牢固，并且电连接层4中的实芯结构微区导电材料12(图7)或者空芯结构微区导电材料13(图9)直接与导电层5中的微区导电材料16相连，以此实现电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10与导电层5中的微区导电材料16的电连接；导电层5与下封装层6之间结合牢固。
电解质层2具有复合薄膜结构(图3)，由电绝缘材料7及分布其中的微区电解质8构成，电解质层2的厚度范围在0.01～4000微米；位于电解质层2中的微区电解质8的形状可以是任意形状，微区电解质8的面积范围在1平方微米～25平方毫米。
电极层3具有复合薄膜结构(图4)，由电绝缘材料7及分布于其中的微区正极材料9和微区负极材料10构成；每一对微区正极材料9和微区负极材料10的上部都直接同电解质层2中的微区电解质相连，形成一个单体微电池；微区正极材料9和微区负极材料10的下部可直接与电连接层4中的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13相连(图5a)，也可以在微区正极材料9和微区负极材料10的下部设置电极过渡层11(图5b)，通过电极过渡层11与电连接层4中的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13相连；电极层3的厚度范围在0.01～5000微米，微区正极材料9和微区负极材料10可以是任意形状，其分布与电解质层2中的微区电解质7的分布相对应；微区正极材料9或者微区负极材料10的面积可以相等，也可以不等；面积范围在1平方微米～25平方毫米。
电连接层4具有复合薄膜结构(图6、图8)，分别由电绝缘材料7及分布于其中的实芯结构微区导电材料12(图7a)或者空芯结构微区导电材料13(图9a)构成；实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13的上部可以直接(图7a、图9a)或者通过实芯结构导过渡层14(图7b)或者空芯结构导电过渡层15(图9b)与电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10连接；电连接层4的厚度范围在0.01～5000微米，实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13的形状可以是规则或者不规则的任意形状，其分布与电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的分布以及导电层5中的导电微区材料16的分布相对应，实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13的面积范围为0.1平方微米～25平方毫米。
导电层5具有由微区导电材料16构成的简单导电层结构(图10a、图11a)或者由电绝缘材料7及分布于其中的微区导电材料16构成的复合导电层结构(图10b、图11b)，用于实现由电极层3中的由微区正极材料9和微区负极材料10以及电解质层2中的微区电解质7构成的大量单体微电池之间的电串联或者电并联；微区导电材料16的形状可以是规则的或者不规则的任意形状；导电层5的厚度范围在0.01～1000微米。
本发明的微型电池组的结构的制造方法，是层状结构微型电池组的制造是通过先后进行每一层的制造逐步完成，对于各层制造的先后顺序没有任何限制；在需要将微型电池组与需要供电的零部件集成为一体时，须将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化；在此列举其中的一种微型电池组的制造步骤如下：
第一步制造电连接层4：电连接层4的制造方法，是先在电绝缘材料7的内部形成微区导电材料的图形，之后在此微区图形中沉积实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13，根据需要也可以在沉积的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13之上再沉积实芯结构导电过渡层材料14或者或者空芯结构导电过渡层15，制造出电连接层4。
第二步在电连接层4的一面制造导电层5：对具有简单电串联或者电并联微区导电材料结构的导电层5(图10a、图11a)的制造方法，是先在电连接层4的表面设置一层导电材料，再将此层导电材料制造成导电材料16的图形；；对具有复合电串联或者电并联微区导电材料结构的导电层5(图10b、图11b)的制造方法，采用先在电连接层4的表面设置一层电绝缘材料7，并在这层电绝缘材料中制造出与微区导电材料16的图形相对应的微区图形，随后在该微区图形中沉积出导电材料16，制造出导电层5
第三步在导电层5的表面制造下封装层6：下封装层6的制造方法，是在导电层5的表面设置一层电绝缘材料，制造出下封装层6。
第四步在电连接层4的另一面制造电极层3：电极层3的制造方法，是先在电连接层4的另一面设置一层电绝缘材料，随后在这层电绝缘材料中制造出与微区正极材料9和微区负极材料10相对应的微区图形，，随后在正极材料微区中沉积正极材料9或者沉积正极材料9以及电极过渡层11，在负极材料微区中沉积负极材料10或者沉积负极材料10以及电极过渡层11；
第五步在电极层3之上制造电解质层2：方法是先在电极层3的表面设置一层电绝缘材料层7，并在这层电绝缘材料中制造出与微区电解质8相对应的微区图形，再在微区图形中填充电解质材料8；
第六步在电解质层2的表面制造上封装层1：方法是在电解质层2的表面设置一层电绝缘材料，制造出上封装层1。
以上微型电池组的制造步骤的先后顺序不是唯一的，根据需要可任意调整先后顺序；还可以将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化。
上述各层中的电绝缘材料可以是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；上述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料可以是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
上述的微区正极材料9的选择是：微锌-镍电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物，微锂离子电池组的微区正极材料9的材质为Li-Co-O及其掺杂化合物或者Li-Ni-O及其掺杂化合物或者Li-Fe-PO4及其掺杂化合物或者Li-Mn-O及其掺杂化合物或者Li-V-PO4及其掺杂化合物或者Li-V-O及其掺杂化合物或者嵌锂金属氧化物或者聚苯胺或者聚吡咯或者聚噻吩或者聚对苯或者聚硫化物等，微镍氢电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物。
微区负极材料10的选择是：微锌-镍电池组的微区负极材料10的材质为锌或者锌合金，微锂离子电池组的微区负极材料10的材质为碳或者碳的改性产物或者锡基金属间化合物或者非晶硅或者石墨或者石墨的改性产物或者锂等，微镍氢电池组的微区负极材料10的材质为各种类型的储氢材料。
微区电解质7的选择是：微锌-镍电池组的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质，微锂离子电池组的微区电解质8是以LiPF6为溶质的非水电解质或者共混聚合物电解质或者共聚物电解质或者交联聚合物电解质或者接枝聚合物电解质或者梳形聚合物电解质或者超支化或星形聚合物电解质或者盐掺聚合物电解质或者单离子导电的聚合物电解质或者无机粉末复合型聚合物电解质等，微镍氢电池的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质。
本发明提出的这种全新结构的微型电池组及其制造方法，其最大特点是制造过程简便，容易密封，空间利用率高，克服了平面结构微型二次电池的不足。这种新型结构的微型电池组，可以根据对输出电流及输出电压的需要，通过不同的连接方式，输出所需大小的电压及电流。这种微型电池组在各种微型电子器件及MEMS中具有广泛应用。
本发明提出了一种全新结构的微型电池组及其制造方法。这种新型结构微型电池组既可以作为电池单独制造，也可以直接将其制造在需提供电能的零部件之上，实现零部件与供电元件(电池)的集成化。这种全新结构的微型电池组及其制造方法适用于各种类型的二次电池，包括锂离子电池、镍氢电池、锌镍电池、银锌电池等、镉镍电池、热电池等等。
本发明的一种微型电池组的结构，是微型电池组由单体微电池通过内部电串联或者电并联的方式组成，具有层状结构，由封装层、电解质层、电极层、电连接层、导电层构成，各层之间紧密贴合。
所述的层状结构微型电池组中，电解质层中的微区电解质与电极层中的每一对微区正极材料和微区负极材料相连接，电极层中的微区正极材料和微区负极材料的下部与电连接层中的微区导电材料相连或者通过电极过渡层与电连接层中的微区导电材料相连，电连接层中的微区导电材料连接导电层中的微区导电材料，实现单体微电池的电串联或者电并联。
所述的封装层是上封装层1和下封装层6或只有上封装层1；封装层是密封的薄膜状结构，薄膜是连续的或不连续的，由电绝缘材料构成，其厚度范围可在0.01～3000微米。
所述的电解质层2具有复合薄膜结构，由电绝缘材料7及分布其中的微区电解质8构成，厚度范围在0.01～4000微米；微区电解质8的面积范围为1平方微米～25平方毫米。
所述的电极层3具有复合薄膜结构，由电绝缘材料7及分布于其中的微区正极材料9和微区负极材料10构成；每一对微区正极材料9和微区负极材料10的上部分别同电解质层2中的单个微区电解质直接相连，形成单体微电池；微区正极材料9和微区负极材料10的下部直接或者通过电极过渡层11与电连接层4中的微区导电材料12或者微区导电材料13相连；电极层3的厚度范围为0.01～5000微米，微区正极材料9和微区负极材料10的面积是相等或不等，微区正极材料9或者微区负极材料10的面积范围在1平方微米～25平方毫米。
所述的电连接层4具有复合薄膜结构，由电绝缘材料7及分布于其中的实芯结构微区导电材料12或者实芯结构微区导电材料12加实芯结构导电过渡层14构成，或者由电绝缘材料7及分布于其中的空芯结构微区导电材料13或者空芯结构微区导电材料13加空芯结构导电过渡层15构成；电连接层4的厚度范围为0.01～5000微米，微区导电材料12或者13的面积范围在0.01平方微米～25平方毫米。
所述的导电层5由微区导电材料16构成或者由绝缘材料7及分布于其中的微区导电材料16构成的复合结构，导电层5的厚度范围可在0.01～1000微米。
所述的各层中的电绝缘材料是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；所述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
本发明的微型电池组的结构的制造方法，是层状结构微型电池组的制造是通过先后进行每一层的制造逐步完成，对于各层制造的先后顺序没有任何限制；在需要将微型电池组与需要供电的零部件集成为一体时，须将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化；微型电池组各层的制造方法如下：
电连接层(4)的制造方法：先在电绝缘材料(7)的内部形成微区导电材料的图形，再在该微区图形中沉积微区导电材料或者沉积微区导电材料以及导电过渡层材料，制造出电连接层(4)；
导电层(5)的制造方法：采用先设置一层导电材料，再将此层导电材料制造成导电材料(16)的图形；或者是采用先设置一层电绝缘材料(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区导电材料16的图形相对应的微区图形，随后在该微区图形中沉积出导电材料16，制造出导电层(5)；
电极层(3)的制造方法：先设置一层电绝缘材料(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区正极材料和微区负极材料相对应的微区图形，随后在正极材料微区中沉积正极材料(9)或者沉积正极材料(9)以及电极过渡层(11)，在负极材料微区中沉积负极材料(10)或者沉积负极材料(10)以及电极过渡层(11)；
电解质层(2)的制造方法：先设置一层电绝缘材料层(7)，并在这层电绝缘材料中制造出与微区电解质(8)相对应的微区图形，再在微区图形中填充电解质材料(8)；
封装层(1)的制造方法：采用在电解质层(2)之上或者在需要集成微型电池组的零部件表面制造封装层(1)；
封装层(6)的制造方法：采用在导电层(5)之上或者在需要集成微型电池组的零部件表面制造下封装层(6)。。
所述的微区正极材料9的材质如下：
微锌-镍电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物，微锂离子电池组的微区正极材料9的材质为Li-Co-O及其掺杂化合物或者Li-Ni-O及其掺杂化合物或者Li-Fe-PO4及其掺杂化合物或者Li-Mn-O及其掺杂化合物或者Li-V-PO4及其掺杂化合物或者Li-V-O及其掺杂化合物或者嵌锂金属氧化物或者聚苯胺或者聚吡咯或者聚噻吩或者聚对苯或者聚硫化物等，微镍氢电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物；
微区负极材料10的材质如下：
微锌-镍电池组的微区负极材料10的材质为锌或者锌合金，微锂离子电池组的微区负极材料10的材质为碳或者碳的改性产物或者锡基金属间化合物或者非晶硅或者石墨或者石墨的改性产物或者金属锂等，微镍氢电池组的微区负极材料10的材质为各种类型的储氢材料；
微区电解质8的材料如下：
微锌-镍电池组的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质，微锂离子电池组的微区电解质8是以LiPF6为溶质的非水电解质或者共混聚合物电解质或者共聚物电解质或者交联聚合物电解质或者接枝聚合物电解质或者梳形聚合物电解质或者超支化或星形聚合物电解质或者盐掺聚合物电解质或者单离子导电的聚合物电解质或者无机粉末复合型聚合物电解质，微镍氢电池的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质。
下面再结合附图对本发明作详细说明：
本发明的层状结构是上封装层1与电解质层2之间结合牢固；电解质层2与电极层3之间结合牢固，并且电解质层2中的每一个微区电解质8(图3)与电极层3中的每一对微区正极材料9和微区负极材料10(图4)相连接，形成大量单体微电池；电极层3与电连接层4之间结合牢固，并且电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的下部直接(图5a)或者通过电极过渡层11(图5b)与电连接层4中的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13相连或者通过实芯结构导电过渡层14或者空芯结构导电过渡层15与电连接层4中的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13相连；电连接层4(图6、图8)与导电层5之间结合牢固，并且电连接层4中的实芯结构微区导电材料12(图7)或者空芯结构微区导电材料13(图9)直接与导电层5中的微区导电材料16相连，以此实现电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10与导电层5中的微区导电材料16的电连接；导电层5与下封装层6之间结合牢固。
电解质层2具有复合薄膜结构(图3)，由电绝缘材料7及分布其中的微区电解质8构成，电解质层2的厚度范围在0.01～4000微米；位于电解质层2中的微区电解质8的形状可以是任意形状，微区电解质8的面积范围在1平方微米～25平方毫米。
电极层3具有复合薄膜结构(图4)，由电绝缘材料7及分布于其中的微区正极材料9和微区负极材料10构成；每一对微区正极材料9和微区负极材料10的上部都直接同电解质层2中的微区电解质相连，形成一个单体微电池；微区正极材料9和微区负极材料10的下部可直接与电连接层4中的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13相连(图5a)，也可以在微区正极材料9和微区负极材料10的下部设置电极过渡层11(图5b)，通过电极过渡层11与电连接层4中的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13相连；电极层3的厚度范围在0.01～5000微米，微区正极材料9和微区负极材料10可以是任意形状，其分布与电解质层2中的微区电解质7的分布相对应；微区正极材料9或者微区负极材料10的面积可以相等，也可以不等；面积范围在1平方微米～25平方毫米。
电连接层4具有复合薄膜结构(图6、图8)，分别由电绝缘材料7及分布于其中的实芯结构微区导电材料12(图7a)或者空芯结构微区导电材料13(图9a)构成；实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13的上部可以直接(图7a、图9a)或者通过实芯结构导过渡层14(图7b)或者空芯结构导电过渡层15(图9b)与电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10连接；电连接层4的厚度范围在0.01～5000微米，实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13的形状可以是规则或者不规则的任意形状，其分布与电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的分布以及导电层5中的导电微区材料16的分布相对应，实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13的面积范围为0.1平方微米～25平方毫米。
导电层5具有由微区导电材料16构成的简单导电层结构(图10a、图11a)或者由电绝缘材料7及分布于其中的微区导电材料16构成的复合导电层结构(图10b、图11b)，用于实现由电极层3中的由微区正极材料9和微区负极材料10以及电解质层2中的微区电解质7构成的大量单体微电池之间的电串联或者电并联；微区导电材料16的形状可以是规则的或者不规则的任意形状；导电层5的厚度范围在0.01～1000微米。
本发明的微型电池组的结构的制造方法，是层状结构微型电池组的制造是通过先后进行每一层的制造逐步完成，对于各层制造的先后顺序没有任何限制；在需要将微型电池组与需要供电的零部件集成为一体时，须将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化；在此列举其中的一种微型电池组的制造步骤如下：
第一步制造电连接层4：电连接层4的制造方法，是先在电绝缘材料7的内部形成微区导电材料的图形，之后在此微区图形中沉积实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13，根据需要也可以在沉积的实芯结构微区导电材料12或者空芯结构微区导电材料13之上再沉积实芯结构导电过渡层材料14或者或者空芯结构导电过渡层15，制造出电连接层4。
第二步在电连接层4的一面制造导电层5：对具有简单电串联或者电并联微区导电材料结构的导电层5(图10a、图11a)的制造方法，是先在电连接层4的表面设置一层导电材料，再将此层导电材料制造成导电材料16的图形；；对具有复合电串联或者电并联微区导电材料结构的导电层5(图10b、图11b)的制造方法，采用先在电连接层4的表面设置一层电绝缘材料7，并在这层电绝缘材料中制造出与微区导电材料16的图形相对应的微区图形，随后在该微区图形中沉积出导电材料16，制造出导电层5
第三步在导电层5的表面制造下封装层6：下封装层6的制造方法，是在导电层5的表面设置一层电绝缘材料，制造出下封装层6。
第四步在电连接层4的另一面制造电极层3：电极层3的制造方法，是先在电连接层4的另一面设置一层电绝缘材料，随后在这层电绝缘材料中制造出与微区正极材料9和微区负极材料10相对应的微区图形，，随后在正极材料微区中沉积正极材料9或者沉积正极材料9以及电极过渡层11，在负极材料微区中沉积负极材料10或者沉积负极材料10以及电极过渡层11；
第五步在电极层3之上制造电解质层2：方法是先在电极层3的表面设置一层电绝缘材料层7，并在这层电绝缘材料中制造出与微区电解质8相对应的微区图形，再在微区图形中填充电解质材料8；
第六步在电解质层2的表面制造上封装层1：方法是在电解质层2的表面设置一层电绝缘材料，制造出上封装层1。
以上微型电池组的制造步骤的先后顺序不是唯一的，根据需要可任意调整先后顺序；还可以将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化。
上述各层中的电绝缘材料可以是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；上述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料可以是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
上述的微区正极材料9的选择是：微锌-镍电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物，微锂离子电池组的微区正极材料9的材质为Li-Co-O及其掺杂化合物或者Li-Ni-O及其掺杂化合物或者Li-Fe-PO4及其掺杂化合物或者Li-Mn-O及其掺杂化合物或者Li-V-PO4及其掺杂化合物或者Li-V-O及其掺杂化合物或者嵌锂金属氧化物或者聚苯胺或者聚吡咯或者聚噻吩或者聚对苯或者聚硫化物等，微镍氢电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物。
微区负极材料10的选择是：微锌-镍电池组的微区负极材料10的材质为锌或者锌合金，微锂离子电池组的微区负极材料10的材质为碳或者碳的改性产物或者锡基金属间化合物或者非晶硅或者石墨或者石墨的改性产物或者锂等，微镍氢电池组的微区负极材料10的材质为各种类型的储氢材料。
微区电解质7的选择是：微锌-镍电池组的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质，微锂离子电池组的微区电解质8是以LiPF6为溶质的非水电解质或者共混聚合物电解质或者共聚物电解质或者交联聚合物电解质或者接枝聚合物电解质或者梳形聚合物电解质或者超支化或星形聚合物电解质或者盐掺聚合物电解质或者单离子导电的聚合物电解质或者无机粉末复合型聚合物电解质等，微镍氢电池的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质。
本发明提出的这种全新结构的微型电池组及其制造方法，其最大特点是制造过程简便，容易密封，空间利用率高，克服了平面结构微型二次电池的不足。这种新型结构的微型电池组，可以根据对输出电流及输出电压的需要，通过不同的连接方式，输出所需大小的电压及电流。这种微型电池组在各种微型电子器件及MEMS中具有广泛应用。
本发明提出了一种全新结构的微型电池组及其制造方法。这种新型结构微型电池组既可以作为电池单独制造，也可以直接将其制造在需提供电能的零部件之上，实现零部件与供电元件(电池)的集成化。这种全新结构的微型电池组及其制造方法适用于各种类型的二次电池，包括锂离子电池、镍氢电池、锌镍电池、银锌电池等、镉镍电池、热电池等等。
附图说明
图1：微型电池组的剖面结构示意图；
图2：上封装层1的立体结构示意图；
图3：电解质层2的立体结构示意图；
图4：电极层3的立体结构示意图；
图5a：电极层3的剖面结构示意图；
图5b：具有电极过渡层的电极层3的剖面结构示意图；
图6：实芯结构电连接层4的立体结构示意图；
图7a：实芯结构电连接层4的剖面结构示意图；
图7b：具有导电过渡层的实芯结构电连接层4的剖面结构示意图；
图8：空芯结构电连接层4的立体结构示意图；
图9a：空芯结构电连接层4的剖面结构示意图；
图9b：具有电极过渡层的空芯结构电连接层4的剖面结构示意图；
图10a：具有简单电串联微区导电材料结构的导电层5的立体结构示意图；
图10b：具有复合电串联微区导电材料结构的导电层5的立体结构示意图；
图11a：具有简单电串联微区导电材料结构的导电层5的立体结构示意图；
图11b：具有复合电并联微区导电材料结构的导电层5的立体结构示意图；
图12：下封装层6的结构示意图。
其中包括上封装层1、电解质层2、电极层3、电连接层4、导电层5、下封装层6、电绝缘材料7、微区电解质8、微区正极材料9、微区负极材料10、电极过渡层11、实芯结构微区导电材料12、空芯结构微区导电材料13、实芯结构导电过渡层14、空芯结构导电过渡层15；微区导电材料16。
图2：上封装层1的立体结构示意图；
图3：电解质层2的立体结构示意图；
图4：电极层3的立体结构示意图；
图5a：电极层3的剖面结构示意图；
图5b：具有电极过渡层的电极层3的剖面结构示意图；
图6：实芯结构电连接层4的立体结构示意图；
图7a：实芯结构电连接层4的剖面结构示意图；
图7b：具有导电过渡层的实芯结构电连接层4的剖面结构示意图；
图8：空芯结构电连接层4的立体结构示意图；
图9a：空芯结构电连接层4的剖面结构示意图；
图9b：具有电极过渡层的空芯结构电连接层4的剖面结构示意图；
图10a：具有简单电串联微区导电材料结构的导电层5的立体结构示意图；
图10b：具有复合电串联微区导电材料结构的导电层5的立体结构示意图；
图11a：具有简单电串联微区导电材料结构的导电层5的立体结构示意图；
图11b：具有复合电并联微区导电材料结构的导电层5的立体结构示意图；
图12：下封装层6的结构示意图。
其中包括上封装层1、电解质层2、电极层3、电连接层4、导电层5、下封装层6、电绝缘材料7、微区电解质8、微区正极材料9、微区负极材料10、电极过渡层11、实芯结构微区导电材料12、空芯结构微区导电材料13、实芯结构导电过渡层14、空芯结构导电过渡层15；微区导电材料16。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：
实施例1：
如图1所示，本发明的微型电池组由大量单体微电池通过内部电串联或者电并联的方式组成，具有层状结构，由封装层1、电解质层2、电极层3、电连接层4、导电层5、封装层6构成，各层之间结合牢固。根据需要，封装层6可以有，也可以没有。
如图2所示，封装层1的作用是实现对微型电池组中各单体微电池的密封，要求封装层1与电解质层2之间结合牢固，且封装层1本身具有很好的密封性以及电绝缘。封装层1具有薄膜状结构，封装层薄膜可以是连续的，也可以是不连续的，采用电绝缘材料制造。封装层1的厚度范围可在0.01～3000微米。在微型电池组作为供电元件与零部件之间进行集成化时，非导电的零部件表面也可作为电池组的封装层。
如图3所示的电解质层2，具有复合薄膜结构，分别由电绝缘材料7及分布其中的微区电解质8构成。其作用是通过微区电解质8实现电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的连接。电解质层2的厚度范围可在0.01～4000微米。位于电解质层2中的微区电解质8的形状可以是规则的，也可以是不规则的任意形状；微区电解质8的分布应该与电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的分布相对应；微区电解质7的面积范围可在1平方微米～25平方毫米。
如图4所示的电极层3具有复合薄膜结构，分别由电绝缘材料7及分布于其中的微区正极材料9和微区负极材料10构成。每一对微区正极材料9和微区负极材料10的上部直接同电解质层2中的微区电解质相连，形成一个单体微电池。微区正极材料9和微区负极材料10的下部可直接与电连接层4中的微区导电材料12相连，如图5a所示。根据需要，在微区正极材料9和微区负极材料10的下部也可设置电极过渡层11后再与电连接层4中的微区导电材料相连接，如图5b。电极层3的厚度范围可在0.01～5000微米。位于电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的形状可以是规则的，也可以是不规则的任意形状；微区正极材料9和微区负极材料10的面积可以相等，也可以不等；微区正极材料9和微区负极材料10的分布应该与电解质层2中的微区电解质7的分布相对应；微区正极材料9或者微区负极材料10的面积范围可在1平方微米～25平方毫米。
如图6、图8所示的电连接层4也具有复合薄膜结构，分别由电绝缘材料7及分布于其中的微区导电材料12或者13构成。其作用是实现电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10与导电层5中的微区导电材料16的电连接。微区导电材料12或者13与电极层中的微区正极材料9和微区负极材料10之间可以是直接连接，如图7a、图9a所示，也可以根据需要，在微区导电材料12或者13之上设置导电过渡层14或者15之后再与微区正极材料9和微区负极材料10相连，如图7b、图9b所示。电连接层4的厚度范围可在0.05～5000微米。位于电连接层4中的微区导电材料12或者13的形状可以是规则的，也可以是不规则的任意形状，微区导电材料12或者13的分布应该与电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的分布以及导电层5中的导电微区材料16的分布相对应，微区导电材料12或者13的面积范围可在0.1平方微米～25平方毫米。
如图10、图11所示的导电层5的作用是实现由电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10以及电解质层2中的微区电解质7构成的单体电池之间的电串联或者电并联。导电层5可以采用仅由微区导电材料16构成的简单结构，如图10a、图11a所示，也可以采用由电绝缘材料7及分布于其中的微区导电材料16构成的复合结构，如图10b、图11b所示。导电层5的厚度范围可在0.01～1000微米。位于导电层5中的微区导电材料16的形状可以是规则的，也可以是不规则的任意形状；微区导电材料16的分布应该与电连接层4中的微区导电材料12、13的分布相对应。
如图12所示的下封装层6的作用是实现对微型电池组的封装，要求下封装层6与导电层5之间结合牢固。下封装层6具有薄膜状结构，封装层薄膜可以是连续的，也可以是不连续的，采用电绝缘材料制造。下封装层6的厚度范围可在0.01～3000微米。在微型电池组作为供电元件与零部件之间进行集成化时，非导电的零部件表面也可作为电池组的下封装层6。
上述各层中的电绝缘材料可以是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；上述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料可以是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
本发明的微型电池组的制造过程如下：
第一步：制造电连接层4。电连接层4的制造方法，是采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法先在电绝缘材料7的内部形成微区导电材料的图形，再采用物理的或者化学的方法在电绝缘材料7内部的微区图形中沉积微区导电材料12或者13，根据需要还可以在微区导电材料12或者13之上沉积导电过渡层材料14或者15，制造出电连接层4。
第二步：在电连接层4的一面制造导电层5。导电层5的制造方法之一，是采用先在电连接层4的表面溅射或者沉积或者涂敷或者压合一层导电材料，再采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法制造出导电材料16的图形，以此制造出导电层5。导电层5的制造方法之二，是在电连接层4的表面沉积或者涂敷或者压合一层电绝缘材料7，并采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法在这层电绝缘材料中制造出与微区导电材料16的图形相对应的微区图形，再采用化学的或者物理的方法在微区中沉积出导电材料16，制造出导电层5。
第三步：在导电层5之上制造下封装层6。下封装层6的制造方法，可以是直接涂敷电绝缘材料，也可以是溅射或者沉积电绝缘材料，也可以采用压膜电绝缘材料的方法。
第四步：在电连接层4的另一面制造电极层3。电极层3的制造方法，是先在电连接层4的表面溅射或者沉积或者涂敷或者压合一层电绝缘材料7，并采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法在这层电绝缘材料中制造出与微区正极材料和微区负极材料相对应的微区图形，再采用化学的或者物理的方法分别在正极材料微区中沉积正极材料9，在负极材料微区中沉积负极材料10，制作出电极层3。根据需要，也可以先后分别在正极材料微区中沉积电极过渡层材料11以及正极材料9，在负极材料微区中先后沉积电极过渡层材料11以及负极材料10，制作出电极层3。
第五步：在电极层3之上制造电解质层2。电解质层2的制造方法，是先制作出电绝缘材料层7，并采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法在这层电绝缘材料中制造出与微区电解质8相对应的微区图形，再采用化学的或者物理的方法分别在微区图形中填充电解质材料，制造出电解质层2。
第六步：在电解质层2之上制造封装层1，完成微电池组的制造。封装层1的制造方法，可以是直接涂敷电绝缘材料，也可以是溅射或者沉积电绝缘材料，也可以采用压膜电绝缘材料的方法。
上述微型电池组的制造步骤的循序并不是唯一的，可以根据对制造步骤的先后循序进行调整。此外，在上述制造过程中，也可以先单独完成第一步至第六步制造中的其中几步，形成的中间产物作为第一部分，再单独完成余下的几步制造，形成的中间产物作为第二部分，接着将第一部分与第二部分的中间产物相对压合，完成微电池组的制造。还可以将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化。
下封装层6采用电绝缘材料制造，可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。
导电层5中的导电材料16需具有良好的导电性，可以是金属，也可以是导电高分子材料。
电连接层4中的微区导电材料12或者13和导电过渡层14或者15均需具有良好的导电性，其材质可以相同，也可以不同，它们可以是金属材料，也可以是导电高分子材料。电连接层4中的电绝缘材料7可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。
电极层3中的电绝缘材料7可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。电极层3中的微区正极材料9的材质视微型电池组种类的不同而异，微锌-镍电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物，微锂离子电池组的微区正极材料9的材质为Li-Co-O及其掺杂化合物或者Li-Ni-O及其掺杂化合物或者Li-Fe-PO4及其掺杂化合物或者Li-Mn-O及其掺杂化合物或者Li-V-PO4及其掺杂化合物或者Li-V-O及其掺杂化合物或者嵌锂金属氧化物或者聚苯胺或者聚吡咯或者聚噻吩或者聚对苯或者聚硫化物等，微镍氢电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物。电极层3中的微区负极材料10的材料也视微电池种类的不同而异，微锌-镍电池组的微区负极材料10的材质为锌或者锌合金，微锂离子电池组的微区负极材料10的材质为碳或者碳的改性产物或者锡基金属间化合物或者非晶硅或者石墨或者石墨的改性产物或者锂等，微镍氢电池组的微区负极材料10的材质为各种类型的储氢材料。电极层3中的电极过渡层11需具有良好的导电性，可以是金属材料，也可以是导电高分子材料。
电解质层2中的电绝缘材料7可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。电解质层2中的微区电解质8视微型电池组的种类而异，微锌-镍电池组的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质，微锂离子电池组的微区电解质8是以LiPF6为溶质的非水电解质或者共混聚合物电解质或者共聚物电解质或者交联聚合物电解质或者接枝聚合物电解质或者梳形聚合物电解质或者超支化或星形聚合物电解质或者盐掺聚合物电解质或者单离子导电的聚合物电解质或者无机粉末复合型聚合物电解质等，微镍氢电池的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质。
上封装层1采用电绝缘材料制造，可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。
上述各层中的电绝缘材料可以是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；上述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料可以是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
实施例2：微型锂离子电池组的制造
第一步：制造电连接层4。选择1mm厚的环氧树脂绝缘板作为基材，采用磁控溅射的方法在环氧树脂绝缘板的内部形成导电材料微区的图形，再采用化学镀的方法在环氧树脂绝缘板内部的微区图形中沉积金属铜12，制造出电连接层4。在环氧树脂绝缘板内部的微区图形中还可以沉积锌、锡、钼、铬、金、银、镍、钴、铂、铝、镁、钛、铁，等等导电性好的金属材料。
第二步：在第一步制造的电连接层4的一面制造导电层5。导电层5的制造方法是采用PVD的方法先在电连接层4的表面沉积一层厚度为1微米的金属铜，再采用光刻蚀的方法制造出实现各单体微电池并联的微区导电材料16，制造出导电层5。在电连接层4的表面沉积的一层金属还可以是镍、钴、铂、铝、镁、钛、铁、锡、钼、铬、金、银，等等导电性好的金属材料。
第三步：在完成第二步制造的基础上，再在导电层5之上制造下封装层6。下封装层6的制造方法是采用热压贴膜的方法，在导电层5之上粘贴上一层厚度为1微米的聚四氟乙烯薄膜。
第四步：在完成第三步制造的基础上，再在电连接层4的另一面制造电极层3。电极层3的制造方法，是先在电连接层4的另一面热压一层厚度为80微米的负胶薄膜作为电绝缘材料7，并采用光刻蚀的方法在这层负胶薄膜中制造出与正极材料微区和负极材料微区相对应的微区图形，再采用喷墨打印的方法在正极材料微区中打印出LiCoO2作为微区正极材料9，在负极材料微区中打印出石墨作为微区负极材料10，之后再采用涂敷的方法在正极材料微区以及负极材料微区中打印出的LiCoO2微区正极材料9和石墨微区负极材料10之上涂敷导电聚对苯乙烯，制作出电极层3。
第五步：在完成第四步制造的基础上，再在电极层3之上制造电解质层2。电解质层2的制造方法，是先在电极层3之上涂敷厚度为200微米的聚酰亚胺薄膜作为电绝缘材料7，再采用电子束刻蚀的方法在这层聚酰亚胺薄膜中制造出与微区电解质8相对应的微区图形，再在微区图形中填充LiPF6为溶质的非水电解质材料8，制造出电解质层2。
第六步：在完成第五步制造的基础上，再在电解质层2之上制造上封装层1。上封装层1的制造方法是采用在电解质层2之上直接涂敷一层厚度为200微米的环氧树脂，制造出上封装层1。至此，制作出串联结构的微型锂离子电池。
实施例3：在需要供电的器件表面集成化微型锌镍电池组
第一步：在需要供电的器件表面涂敷一层厚度为100微米的聚氯乙烯薄膜，制造出上封装层1。
第二步：在完成第一步制造的基础上，再在聚氯乙烯薄膜表面热压一层厚度为600微米的氧化铝作为电绝缘材料6，再采用离子束刻蚀的方法在这层氧化铝膜中制造出与微区电解质8相对应的微区图形，再在微区图形中填充氢氧化钠为导电盐的固态电解质作为微区电解质8，制造出电解质层2。
第三步：单独制造电连接层4。选择100微米厚的氧化锆膜作为电绝缘材料7，采用磁控溅射的方法在氧化锆膜的内部形成导电材料微区的图形，再采用物理气相沉积的方法在氧化锆膜内部的微区图形中沉积金属铝作为实芯结构微区导电材料12，再采用涂敷的方法在氧化锆膜内部的微区图形中沉积的金属铝之上涂敷导电聚苯胺作为导电过渡层14，制造出电连接层4。在氧化锆膜内部的微区图形中还可以沉积锌、锡、钼、铬、金、银、镍、钴、铂、镁、钛、铁，等等导电性好的金属材料或者聚乙炔、聚吡咯、聚对苯乙烯、聚苯胺、聚噻吩、聚对苯乙烯、聚对苯、聚吡啶、聚杂环乙烯、聚呋喃、聚苯硫醚，等等导电高分子材料及其掺杂产物。
第四步：在第三步制造出的电连接层4的一面制造导电层5。导电层5的制造方法是采用压膜的方法先在电连接层4的表面压合一层厚度为100微米的尼龙膜，再采用电子束刻蚀的方法在尼龙膜内制造出实现各单体微电池串联的导电材料图形，之后再采用化学镀的方法在导电材料图形中沉积金属镍制造出导电层5。
第五步：在完成第四步制造的基础上，再在电连接层4的另一面制造电极层3。电极层3的制造方法，是先在电连接层4的另一面涂敷一层厚度为20微米的AZ胶作为电绝缘材料7，并采用光刻蚀的方法在这层AZ胶薄膜中制造出与正极材料微区和负极材料微区相对应的微区图形，再采用涂敷的方法在正极材料微区中填充NiOOH作为微区正极材料9，在负极材料微区中填充金属锌作为微区负极材料10，制作出电极层3。
第六步：在完成第五步制造之后，再将第三步～第五步制造形成的中间产物的电极层3与第一步～第二步制造形成的中间产物的电解质层之间相向粘合，完成器件与微型电池组的集成化。
本发明提出的微型电池组的结构及制造方法，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的内容进行改动或适当变更与组合，来实现本发明。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本实用新型精神、范围和内容中。
实施例1：
如图1所示，本发明的微型电池组由大量单体微电池通过内部电串联或者电并联的方式组成，具有层状结构，由封装层1、电解质层2、电极层3、电连接层4、导电层5、封装层6构成，各层之间结合牢固。根据需要，封装层6可以有，也可以没有。
如图2所示，封装层1的作用是实现对微型电池组中各单体微电池的密封，要求封装层1与电解质层2之间结合牢固，且封装层1本身具有很好的密封性以及电绝缘。封装层1具有薄膜状结构，封装层薄膜可以是连续的，也可以是不连续的，采用电绝缘材料制造。封装层1的厚度范围可在0.01～3000微米。在微型电池组作为供电元件与零部件之间进行集成化时，非导电的零部件表面也可作为电池组的封装层。
如图3所示的电解质层2，具有复合薄膜结构，分别由电绝缘材料7及分布其中的微区电解质8构成。其作用是通过微区电解质8实现电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的连接。电解质层2的厚度范围可在0.01～4000微米。位于电解质层2中的微区电解质8的形状可以是规则的，也可以是不规则的任意形状；微区电解质8的分布应该与电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的分布相对应；微区电解质7的面积范围可在1平方微米～25平方毫米。
如图4所示的电极层3具有复合薄膜结构，分别由电绝缘材料7及分布于其中的微区正极材料9和微区负极材料10构成。每一对微区正极材料9和微区负极材料10的上部直接同电解质层2中的微区电解质相连，形成一个单体微电池。微区正极材料9和微区负极材料10的下部可直接与电连接层4中的微区导电材料12相连，如图5a所示。根据需要，在微区正极材料9和微区负极材料10的下部也可设置电极过渡层11后再与电连接层4中的微区导电材料相连接，如图5b。电极层3的厚度范围可在0.01～5000微米。位于电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的形状可以是规则的，也可以是不规则的任意形状；微区正极材料9和微区负极材料10的面积可以相等，也可以不等；微区正极材料9和微区负极材料10的分布应该与电解质层2中的微区电解质7的分布相对应；微区正极材料9或者微区负极材料10的面积范围可在1平方微米～25平方毫米。
如图6、图8所示的电连接层4也具有复合薄膜结构，分别由电绝缘材料7及分布于其中的微区导电材料12或者13构成。其作用是实现电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10与导电层5中的微区导电材料16的电连接。微区导电材料12或者13与电极层中的微区正极材料9和微区负极材料10之间可以是直接连接，如图7a、图9a所示，也可以根据需要，在微区导电材料12或者13之上设置导电过渡层14或者15之后再与微区正极材料9和微区负极材料10相连，如图7b、图9b所示。电连接层4的厚度范围可在0.05～5000微米。位于电连接层4中的微区导电材料12或者13的形状可以是规则的，也可以是不规则的任意形状，微区导电材料12或者13的分布应该与电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10的分布以及导电层5中的导电微区材料16的分布相对应，微区导电材料12或者13的面积范围可在0.1平方微米～25平方毫米。
如图10、图11所示的导电层5的作用是实现由电极层3中的微区正极材料9和微区负极材料10以及电解质层2中的微区电解质7构成的单体电池之间的电串联或者电并联。导电层5可以采用仅由微区导电材料16构成的简单结构，如图10a、图11a所示，也可以采用由电绝缘材料7及分布于其中的微区导电材料16构成的复合结构，如图10b、图11b所示。导电层5的厚度范围可在0.01～1000微米。位于导电层5中的微区导电材料16的形状可以是规则的，也可以是不规则的任意形状；微区导电材料16的分布应该与电连接层4中的微区导电材料12、13的分布相对应。
如图12所示的下封装层6的作用是实现对微型电池组的封装，要求下封装层6与导电层5之间结合牢固。下封装层6具有薄膜状结构，封装层薄膜可以是连续的，也可以是不连续的，采用电绝缘材料制造。下封装层6的厚度范围可在0.01～3000微米。在微型电池组作为供电元件与零部件之间进行集成化时，非导电的零部件表面也可作为电池组的下封装层6。
上述各层中的电绝缘材料可以是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；上述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料可以是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
本发明的微型电池组的制造过程如下：
第一步：制造电连接层4。电连接层4的制造方法，是采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法先在电绝缘材料7的内部形成微区导电材料的图形，再采用物理的或者化学的方法在电绝缘材料7内部的微区图形中沉积微区导电材料12或者13，根据需要还可以在微区导电材料12或者13之上沉积导电过渡层材料14或者15，制造出电连接层4。
第二步：在电连接层4的一面制造导电层5。导电层5的制造方法之一，是采用先在电连接层4的表面溅射或者沉积或者涂敷或者压合一层导电材料，再采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法制造出导电材料16的图形，以此制造出导电层5。导电层5的制造方法之二，是在电连接层4的表面沉积或者涂敷或者压合一层电绝缘材料7，并采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法在这层电绝缘材料中制造出与微区导电材料16的图形相对应的微区图形，再采用化学的或者物理的方法在微区中沉积出导电材料16，制造出导电层5。
第三步：在导电层5之上制造下封装层6。下封装层6的制造方法，可以是直接涂敷电绝缘材料，也可以是溅射或者沉积电绝缘材料，也可以采用压膜电绝缘材料的方法。
第四步：在电连接层4的另一面制造电极层3。电极层3的制造方法，是先在电连接层4的表面溅射或者沉积或者涂敷或者压合一层电绝缘材料7，并采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法在这层电绝缘材料中制造出与微区正极材料和微区负极材料相对应的微区图形，再采用化学的或者物理的方法分别在正极材料微区中沉积正极材料9，在负极材料微区中沉积负极材料10，制作出电极层3。根据需要，也可以先后分别在正极材料微区中沉积电极过渡层材料11以及正极材料9，在负极材料微区中先后沉积电极过渡层材料11以及负极材料10，制作出电极层3。
第五步：在电极层3之上制造电解质层2。电解质层2的制造方法，是先制作出电绝缘材料层7，并采用物理刻蚀或者化学刻蚀的方法在这层电绝缘材料中制造出与微区电解质8相对应的微区图形，再采用化学的或者物理的方法分别在微区图形中填充电解质材料，制造出电解质层2。
第六步：在电解质层2之上制造封装层1，完成微电池组的制造。封装层1的制造方法，可以是直接涂敷电绝缘材料，也可以是溅射或者沉积电绝缘材料，也可以采用压膜电绝缘材料的方法。
上述微型电池组的制造步骤的循序并不是唯一的，可以根据对制造步骤的先后循序进行调整。此外，在上述制造过程中，也可以先单独完成第一步至第六步制造中的其中几步，形成的中间产物作为第一部分，再单独完成余下的几步制造，形成的中间产物作为第二部分，接着将第一部分与第二部分的中间产物相对压合，完成微电池组的制造。还可以将微型电池组直接制造在相关器件上，实现微型电池组与零部件的集成化。
下封装层6采用电绝缘材料制造，可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。
导电层5中的导电材料16需具有良好的导电性，可以是金属，也可以是导电高分子材料。
电连接层4中的微区导电材料12或者13和导电过渡层14或者15均需具有良好的导电性，其材质可以相同，也可以不同，它们可以是金属材料，也可以是导电高分子材料。电连接层4中的电绝缘材料7可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。
电极层3中的电绝缘材料7可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。电极层3中的微区正极材料9的材质视微型电池组种类的不同而异，微锌-镍电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物，微锂离子电池组的微区正极材料9的材质为Li-Co-O及其掺杂化合物或者Li-Ni-O及其掺杂化合物或者Li-Fe-PO4及其掺杂化合物或者Li-Mn-O及其掺杂化合物或者Li-V-PO4及其掺杂化合物或者Li-V-O及其掺杂化合物或者嵌锂金属氧化物或者聚苯胺或者聚吡咯或者聚噻吩或者聚对苯或者聚硫化物等，微镍氢电池组的微区正极材料9的材质为NiOOH及其掺杂化合物。电极层3中的微区负极材料10的材料也视微电池种类的不同而异，微锌-镍电池组的微区负极材料10的材质为锌或者锌合金，微锂离子电池组的微区负极材料10的材质为碳或者碳的改性产物或者锡基金属间化合物或者非晶硅或者石墨或者石墨的改性产物或者锂等，微镍氢电池组的微区负极材料10的材质为各种类型的储氢材料。电极层3中的电极过渡层11需具有良好的导电性，可以是金属材料，也可以是导电高分子材料。
电解质层2中的电绝缘材料7可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。电解质层2中的微区电解质8视微型电池组的种类而异，微锌-镍电池组的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质，微锂离子电池组的微区电解质8是以LiPF6为溶质的非水电解质或者共混聚合物电解质或者共聚物电解质或者交联聚合物电解质或者接枝聚合物电解质或者梳形聚合物电解质或者超支化或星形聚合物电解质或者盐掺聚合物电解质或者单离子导电的聚合物电解质或者无机粉末复合型聚合物电解质等，微镍氢电池的微区电解质8是以氢氧化钾或者氢氧化钠为导电盐的液态或者固态电解质。
上封装层1采用电绝缘材料制造，可以是高分子材料，也可以是无机非金属材料。
上述各层中的电绝缘材料可以是相同的或者不同的电绝缘材料，电绝缘材料是高分子材料或者无机非金属材料；上述各层中的导电材料或者电极过渡层材料或者导电过渡层材料可以是相同的或者不同的导电材料，导电材料是金属材料或者导电高分子材料。
实施例2：微型锂离子电池组的制造
第一步：制造电连接层4。选择1mm厚的环氧树脂绝缘板作为基材，采用磁控溅射的方法在环氧树脂绝缘板的内部形成导电材料微区的图形，再采用化学镀的方法在环氧树脂绝缘板内部的微区图形中沉积金属铜12，制造出电连接层4。在环氧树脂绝缘板内部的微区图形中还可以沉积锌、锡、钼、铬、金、银、镍、钴、铂、铝、镁、钛、铁，等等导电性好的金属材料。
第二步：在第一步制造的电连接层4的一面制造导电层5。导电层5的制造方法是采用PVD的方法先在电连接层4的表面沉积一层厚度为1微米的金属铜，再采用光刻蚀的方法制造出实现各单体微电池并联的微区导电材料16，制造出导电层5。在电连接层4的表面沉积的一层金属还可以是镍、钴、铂、铝、镁、钛、铁、锡、钼、铬、金、银，等等导电性好的金属材料。
第三步：在完成第二步制造的基础上，再在导电层5之上制造下封装层6。下封装层6的制造方法是采用热压贴膜的方法，在导电层5之上粘贴上一层厚度为1微米的聚四氟乙烯薄膜。
第四步：在完成第三步制造的基础上，再在电连接层4的另一面制造电极层3。电极层3的制造方法，是先在电连接层4的另一面热压一层厚度为80微米的负胶薄膜作为电绝缘材料7，并采用光刻蚀的方法在这层负胶薄膜中制造出与正极材料微区和负极材料微区相对应的微区图形，再采用喷墨打印的方法在正极材料微区中打印出LiCoO2作为微区正极材料9，在负极材料微区中打印出石墨作为微区负极材料10，之后再采用涂敷的方法在正极材料微区以及负极材料微区中打印出的LiCoO2微区正极材料9和石墨微区负极材料10之上涂敷导电聚对苯乙烯，制作出电极层3。
第五步：在完成第四步制造的基础上，再在电极层3之上制造电解质层2。电解质层2的制造方法，是先在电极层3之上涂敷厚度为200微米的聚酰亚胺薄膜作为电绝缘材料7，再采用电子束刻蚀的方法在这层聚酰亚胺薄膜中制造出与微区电解质8相对应的微区图形，再在微区图形中填充LiPF6为溶质的非水电解质材料8，制造出电解质层2。
第六步：在完成第五步制造的基础上，再在电解质层2之上制造上封装层1。上封装层1的制造方法是采用在电解质层2之上直接涂敷一层厚度为200微米的环氧树脂，制造出上封装层1。至此，制作出串联结构的微型锂离子电池。
实施例3：在需要供电的器件表面集成化微型锌镍电池组
第一步：在需要供电的器件表面涂敷一层厚度为100微米的聚氯乙烯薄膜，制造出上封装层1。
第二步：在完成第一步制造的基础上，再在聚氯乙烯薄膜表面热压一层厚度为600微米的氧化铝作为电绝缘材料6，再采用离子束刻蚀的方法在这层氧化铝膜中制造出与微区电解质8相对应的微区图形，再在微区图形中填充氢氧化钠为导电盐的固态电解质作为微区电解质8，制造出电解质层2。
第三步：单独制造电连接层4。选择100微米厚的氧化锆膜作为电绝缘材料7，采用磁控溅射的方法在氧化锆膜的内部形成导电材料微区的图形，再采用物理气相沉积的方法在氧化锆膜内部的微区图形中沉积金属铝作为实芯结构微区导电材料12，再采用涂敷的方法在氧化锆膜内部的微区图形中沉积的金属铝之上涂敷导电聚苯胺作为导电过渡层14，制造出电连接层4。在氧化锆膜内部的微区图形中还可以沉积锌、锡、钼、铬、金、银、镍、钴、铂、镁、钛、铁，等等导电性好的金属材料或者聚乙炔、聚吡咯、聚对苯乙烯、聚苯胺、聚噻吩、聚对苯乙烯、聚对苯、聚吡啶、聚杂环乙烯、聚呋喃、聚苯硫醚，等等导电高分子材料及其掺杂产物。
第四步：在第三步制造出的电连接层4的一面制造导电层5。导电层5的制造方法是采用压膜的方法先在电连接层4的表面压合一层厚度为100微米的尼龙膜，再采用电子束刻蚀的方法在尼龙膜内制造出实现各单体微电池串联的导电材料图形，之后再采用化学镀的方法在导电材料图形中沉积金属镍制造出导电层5。
第五步：在完成第四步制造的基础上，再在电连接层4的另一面制造电极层3。电极层3的制造方法，是先在电连接层4的另一面涂敷一层厚度为20微米的AZ胶作为电绝缘材料7，并采用光刻蚀的方法在这层AZ胶薄膜中制造出与正极材料微区和负极材料微区相对应的微区图形，再采用涂敷的方法在正极材料微区中填充NiOOH作为微区正极材料9，在负极材料微区中填充金属锌作为微区负极材料10，制作出电极层3。
第六步：在完成第五步制造之后，再将第三步～第五步制造形成的中间产物的电极层3与第一步～第二步制造形成的中间产物的电解质层之间相向粘合，完成器件与微型电池组的集成化。
本发明提出的微型电池组的结构及制造方法，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的内容进行改动或适当变更与组合，来实现本发明。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本实用新型精神、范围和内容中。