一种柔性固态锂离子电池及其制作方法、智能手表及智能穿戴设备技术

技术编号:15393749 阅读:353 留言:0更新日期:2017-05-19 05:59
本发明专利技术提供的一种柔性固态锂离子电池,其包括至少一个电池单元,电池单元包括依次叠设的第一柔性极片、隔离层和第二柔性极片,所述第一柔性极片包括第一集电层及第一活性层,所述第一活性层设置在第一集电层靠近所述隔离层的表面,所述第二柔性极片包括第二集电层及第二活性层,所述第二活性层设置在所述第二集电层靠近隔离层的表面,所述隔离层选自凝胶态或固态电解质膜。本发明专利技术还提供了一种用于智能手表的柔性固态锂离子电池的制作方法以及智能手表。本发明专利技术的所述柔性固态锂离子电池结构简单,具有较好的柔性、电池容量较高、电化学性能较好以及安全性好的优点,其制作方法简单,且所述智能手表和所述智能穿戴设备具有续航时长较长的优点。

Flexible solid lithium ion battery and manufacturing method thereof, intelligent watch and intelligent wearing equipment

The invention provides a flexible solid lithium ion battery, which comprises at least one cell, battery unit includes stacked first flexible pole piece, the isolation layer and the second flexible pole piece, the first flexible pole piece comprises a first collector layer and the first active layer, the first active layer is arranged close to the the surface of the isolation layer in the first layer, the second flexible pole piece includes second collector layer and the two active layer, the second active layer set layer near the isolation layer on the surface of the second, the isolation layer is selected from gel or solid electrolyte membrane. The invention also provides a flexible solid-state lithium ion battery manufacturing method for the intelligent watch and a smart watch. The invention of the flexible solid lithium ion battery has the advantages of simple structure, good flexibility, high battery capacity and good electrochemical performance and good safety, the production method is simple, and the smart watches and the smart wearable device has the advantages of long life.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性固态锂离子电池及其制作方法、智能手表及智能穿戴设备
本专利技术涉及锂离子电池领域,特别涉及一种柔性固态锂离子电池及其制作方法、智能手表及智能穿戴设备。
技术介绍
目前市场上在售的智能手表,其使用电池的电池容量都偏低,在300mAh左右。然而作为智能手表中的电池,300mAh左右的电池容量,需背负着通用手机处理器和庞大的系统的电池容量需求,在续航上相对智能手机就更成问题。偏低的电池容量导致智能手表续航能力较差,智能手表在日常使用中几乎都需要一天充一次电,使用频繁的甚至需要一天充两次电,在消费者使用过程中带来诸多的不便和很差的体验感。电池过低的容量导致的续航能力较差,使得当前的智能手表损失了很多潜在的购买客户,也是当前智能手表市场普遍存在的痛点,阻碍了智能手表市场的进一步消费普及与大规模化发展。在类似的一些智能穿戴设备中也存在这上述问题,而现有电池如果容量做的够大,则形状也会很大。此必然会影响所述智能手表或者智能穿戴设备的美观,也很难适用在现有的智能手表及智能穿戴设备中,因此很难在不影响智能手表或智能穿戴设备的外形的基础上还兼顾到具有较大的电池容量。
技术实现思路
为克服现有的柔性固态锂离子电池容量较差的技术难题,本专利技术提供了一种容量较高的柔性固态锂离子电池及其制作方法、智能手表及智能穿戴设备。本专利技术为解决上述技术问题提供的一个方案是提供一种柔性固态锂离子电池,其包括至少一个电池单元,所述电池单元包括依次叠设的第一柔性极片、隔离层和第二柔性极片,所述第一柔性极片包括第一集电层及第一活性层,所述第一活性层设置在第一集电层靠近所述隔离层的表面,所述第二柔性极片包括第二集电层及第二活性层,所述第二活性层设置在所述第二集电层靠近隔离层的表面,所述隔离层选自凝胶态或固态电解质膜。优选地,所述隔离层选自有机高分子聚合物电解质膜,氧化物固态电解质膜,硫化物固态电解质膜之一种或多种的组合。优选地,所述第一集电层为铝箔;或者所述第一集电层为表面镀铝的聚酰亚胺;或者所述第一集电层为表面镀铝的聚对苯二甲酸乙二醇酯,所述第二集电层为铜箔;或者所述第二集电层为表面镀铜的聚酰亚胺;或者所述第二集电层为表面镀铜的聚对苯二甲酸乙二醇酯。优选地,所述第一活性层的材料为LiCoO2,LiNiO2,LiVPO4,LiMnO2,Li2MnO4,LiFePO4,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,LiMPO4,Li3V2(PO4)3,LiCo1-(x+y)NixMnyO2,LiNixMn1-xO2,LiCoxNi1-xO2中的一种或者几种的组合,其中,0<x<1,0<y<1,0<x+y<1,所述第一活性层的厚度为50-500μm;所述第二活性层的材料为石墨化碳材料、无定形碳材料、钛酸锂、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金中的一种或者几种的组合,所述第二活性层的厚度为50-500μm。优选地,所述隔离层包括聚合物基体,所述聚合物基体中存在均匀分布其中的孔隙,所述聚合物为聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈与甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或者几种的组合,所述隔离层的厚度为2-200μm。优选地,所述聚合物基体为聚氯乙烯基体,所述孔隙的直径为0.01-0.5μm,所述隔离层的电导率为3×10-3-2×10-2s/cm。优选地,所述柔性固态锂离子电池包括多个顺序叠放的电池单元,所述第一集电层两面皆设置第一活性层,所述第二集电层两面皆设置第二活性层,所述一电池单元的第一活性层和相邻电池单元的第二活性层之间设置隔离层。本专利技术为解决上述技术问题提供的又一方案是提供一种柔性固态锂离子电池的制作方法,其包括:提供至少一第一集电层、至少一第二集电层和隔离层,所述隔离层选自凝胶态或固态电解质膜;在所述第一集电层至少一表面设置第一活性层以获得一第一柔性极片,在所述第二集电层至少一表面设置第二活性层以获得一第二柔性极片;将所述第一柔性极片、所述隔离层及所述第二柔性极片依次叠层设置成复合体后整体裁剪,或者将所述第一柔性极片、所述隔离层及所述柔性极片分别裁剪后再叠层设置成复合体,以获得预定形状的柔性固态锂离子电池,其中第一活性层和第二活性层分别位于第一集电层和隔离层之间,以及第二集电层和隔离层之间。一种智能穿戴设备,包括穿戴件以及功能件,所述穿戴件包括上述柔性固态锂离子电池,并为所述功能件提供电能供应。一种智能手表,所述智能手表包括表盘以及表带,所述表带至少部分采用上述柔性固态锂离子电池以为所述表盘供电。与现有技术相比,本专利技术的柔性固态锂离子电池,所述柔性固态锂离子电池采用柔性极片使得所述柔性固态锂离子电池够很好的应用在所述智能手表以及其它智能穿戴设备中,可实现充分利用现有智能手表或者穿戴设备的表带以及穿戴件而将所述柔性固态锂离子电池制作于其中,从而满足现有形状同时进一步提高电池的容量。同时所述隔离层选自凝胶态或固态电解质膜,使所述柔性固态锂离子电池的机械强度以及柔性提高,降低了液体泄漏的风险,提高了所述柔性固态锂离子电池的安全性能。采用柔性较好的铝箔和铜箔作为所述柔性固态锂离子电池的输出电极,能使所述柔性固态锂离子电池具有较好的柔性,还可以通过使用聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯作为基底,在其上镀上铝或者铜,也可以提高所述柔性固态锂离子电池的柔性,使所述柔性固态锂离子电池能够很好的应用在智能手表上。所述第一活性层的厚度和所述第二活性层的厚度为50-300μm,使得所述柔性固态锂离子电池在容量较高的情况下,其内阻不会太大,避免了由于厚度过大会导致所述柔性固态锂离子电池的内阻增大,厚度过小电池容量会下降的情况。所述隔离层包括聚合物基体,所述聚合物骨架进一步提高了所述柔性固态锂离子电池的机械强度和柔韧性,所述隔离层的厚度为2-200μm,在该厚度范围下的膜层能够更好的适用在弯曲使用下的所述柔性固态锂离子电池,避免了厚度过大导致所述柔性固态锂离子电池柔性降低以及厚度过大导致所述柔性固态锂离子电池的内阻增大,在上述范围内,所述隔离层表现较好的电学性能,所述隔离层包括聚氯乙烯基体以及均匀分布在所述聚氯乙烯基体中的孔隙,对应较好的电学性能。所述柔性固态锂离子电池叠设多个电池单元可进一步提高所述柔性固态锂离子电池的电池容量。与现有技术相比,本专利技术提供的柔性固态锂离子电池的制作方法,其制备出的柔性固态锂离子电池具有较好的电池容量,且所述柔性固态锂离子电池能够较好的应用到智能手表中,并且具有很好的电化学性能以及安全性能。与现有技术相比,本专利技术提供智能穿戴设备和智能手表具有较长的续航时长,所述智能穿戴设备具有安全性较高的性能,所述智能手表的续航时长相比现有的一些智能手表可提高两倍以上。【附图说明】图1是本专利技术所提供的柔性固态锂离子电池的层结构示意图。图2是本专利技术所提供的柔性固态锂离子电池中电池单元其中一实施例的层结构示意图图3是本专利技术所提供的柔性固态锂离子电池中电池单元另一实施例的层结构示意图。图4是本专利技术所提供的智能手表的结构示意图。图5是本专利技术所提供的柔性固态锂离子电池中隔离层的微观结构示意图。图6是本专利技术所提供的柔性固态锂离子电池的制作方法的流程示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的,技术方案及优点更加清本文档来自技高网...
一种柔性固态锂离子电池及其制作方法、智能手表及智能穿戴设备

【技术保护点】
一种柔性固态锂离子电池,其包括至少一个电池单元,其特征在于:所述电池单元包括依次叠设的第一柔性极片、隔离层和第二柔性极片,所述第一柔性极片包括第一集电层及第一活性层,所述第一活性层设置在第一集电层靠近所述隔离层的表面,所述第二柔性极片包括第二集电层及第二活性层,所述第二活性层设置在所述第二集电层靠近隔离层的表面,所述隔离层选自凝胶态或固态电解质膜。

【技术特征摘要】
1.一种柔性固态锂离子电池,其包括至少一个电池单元,其特征在于:所述电池单元包括依次叠设的第一柔性极片、隔离层和第二柔性极片,所述第一柔性极片包括第一集电层及第一活性层,所述第一活性层设置在第一集电层靠近所述隔离层的表面,所述第二柔性极片包括第二集电层及第二活性层,所述第二活性层设置在所述第二集电层靠近隔离层的表面,所述隔离层选自凝胶态或固态电解质膜。2.如权利要求1中所述的柔性固态锂离子电池,其特征在于:所述隔离层选自有机高分子聚合物电解质膜,氧化物固态电解质膜,硫化物固态电解质膜之一种或多种的组合。3.如权利要求1中所述的柔性固态锂离子电池,其特征在于:所述第一集电层为铝箔;或者所述第一集电层为表面镀铝的聚酰亚胺;或者所述第一集电层为表面镀铝的聚对苯二甲酸乙二醇酯,所述第二集电层为铜箔;或者所述第二集电层为表面镀铜的聚酰亚胺;或者所述第二集电层为表面镀铜的聚对苯二甲酸乙二醇酯。4.如权利要求3中所述的柔性固态锂离子电池,其特征在于:所述第一活性层的材料为LiCoO2,LiNiO2,LiVPO4,LiMnO2,Li2MnO4,LiFePO4,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,LiMPO4,Li3V2(PO4)3,LiCo1-(x+y)NixMnyO2,LiNixMn1-xO2,LiCoxNi1-xO2中的一种或者几种的组合,其中,0<x<1,0<y<1,0<x+y<1,所述第一活性层的厚度为50-500μm;所述第二活性层的材料为石墨化碳材料、无定形碳材料、钛酸锂,氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金中的一种或者几种的组合,所述第二活性层的厚度为50-500μm。5.如权利要求2中所述的柔性固态锂离子电池,其特征在于:所述隔离层包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:邵胜彬向勇彭晓丽贺永云夏立贺金味
申请(专利权)人:成都国珈星际固态锂电科技有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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