柔性电极及包含该柔性电极的电池制造技术

本实用新型专利技术提供的柔性电极及包含该柔性电极的电池，柔性电极包括导电基材，导电基材上涂覆有活性材料层，活性材料层为间断设置的图案块或连续设置的网、格状结构，连续设置的网、格状结构中网、格内的活性材料层的厚度大于相邻两网、格间的连接处的厚度。本实用新型专利技术柔性电极根据电池形状的不同在导电基材上通过涂覆间断设置的图案化的活性材料层或连续设置的网、格状活性材料层，来达到增加柔性电极柔性的目的；该电极可做成带状、链状或块状等，电池并非为多只单体串并联，而是一只电池，制造成本低、安全性好，不用添加额外的控制管理电路；电池厚度可以做到0.5-50mm，相对使用容量大，内阻小，脉冲性能好，可拓宽实际的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于蓄电装置领域，尤其是涉及一种柔性电极、包含该柔性电极的蓄电装置及蓄电装置制备方法。
技术介绍
采用传统技术制造的柔性电极，一般没有柔性或者柔性较差，随着电池厚度增加，电池会完全失去柔性。目前解决电池柔性的方法大概有：多只小电池串并联，这项技术以APPLE公司的表带式电池专利为代表，其缺点在于，小电池制造困难，生产成本高，难以产业化实现；多只电池串并联会产生电池容量及电压不均匀而导致要附加控制电路和产生安全隐患的问题；柔性材料和柔性柔性电极。目前以柔性材料和柔性柔性电极制造的电池厚度较低，一般最大厚度在1mm左右，从而导致电池整体容量偏低；近年来，随着智能手机技术的发展以及人们对便携式电子产品要求的提高，智能手表、手环等可穿戴电子产品逐渐成为开发的重点。而这些产品面临着电池容量低、不可弯曲的缺点，制约着电子产品的发展。因此要求电池薄型化、柔性化。电池是由正柔性电极、负柔性电极、隔膜等经过卷绕或叠片等方法制造。其中正柔性电极和负柔性电极分别由正柔性电极活性材料、负柔性电极活性材料和导电基材等组成。所以为了开发柔性电池产品必须提高电池内部组件 的柔性。因此如何设计一种柔性柔性电极成为本领域技术人员研究的课题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种柔性柔性电极、包含该柔性电极的蓄电装置及蓄电装置制备方法，以解决电池柔性的问题。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种柔性柔性电极，包括导电基材，所述导电基材上涂覆有活性材料层，所述活性材料层为间断设置的图案块或连续设置的网、格状结构，所述连续设置的网、格状结构中网、格内的活性材料层的厚度大于相邻两网、格间的连接处的厚度。进一步的，所述连续设置的网、格内的活性材料层的厚度为10μm-10mm，所述相邻两网、格间的连接处的厚度为大于0小于等于5mm。进一步的，所述图案块的间断处的宽度或相邻网、格间的连接处的宽度为1mm-20mm。进一步的，所述导电基材的厚度为5μm-5mm。进一步的，所述活性层采用挤压、喷涂、微凹、沉积或印刷中的一种制备。包含上述柔性电极的蓄电装置。相对于现有技术，本技术所述的柔性电极具有以下优势：(1)本技术所述的柔性电极根据电池形状的不同在导电基材上通过涂覆间断设置的图案化的活性材料层或连续设置的网、格状活性材料层，来达到增加柔性电极柔性的目的；(2)上述柔性电极可以做成带状、链状或块状等。电池并非为多只单 体串并联，而是一只电池，这样制造成本低、安全性好，不用添加额外的控制管理电路；(3)电池厚度可以做到0.5-50mm，相对使用容量大，内阻小，脉冲性能好，可以拓宽实际的应用范围。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的锂离子可充电表环电池的柔性电极结构；图2为本技术实施例所述的锂离子可充电可穿戴电池的柔性电极结构；图3a-3c为本技术柔性电极的其他各种图案结构形状。附图标记说明：1-导电基材，2-活性材料层。 具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。该技术的原料为任何可充电电池使用的原材料；正负柔性电极基材为任何可充电电池使用的基材；外结构具有一定的柔性；在配料工艺中基本与传统电池相似，配方中含有柔性电极活性物质(例如正柔性电极为：钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、不同配比的三元锂离子活性物质或氢氧化亚镍等；负柔性电极为：人造或天然石墨、石墨烯、储氢合金、金属镉或锌等)；导电剂SP、VGCF、SFG-6、碳纳米管等；黏合剂PVDF、CMC、SBR等；溶剂NMP、水等和辅助试剂如草酸等。涂布工艺使用挤压、喷涂、微凹、沉积或印刷等的涂布方法将活性物质涂覆于导电基材上，正柔性电极选取5μm-5mm厚金属或非金属导电基材，负柔性电极选取5μm-5mm金属或非金属导电基材，并使其可以达到设定的结构。该结构具有网状或其它结构，网格中涂覆有设计厚度的活性物质，大小为2mm-100mm之间。网格间为没有涂覆活性物质或涂覆少量活性物质，大小为1mm-20mm之间。负柔性电极网格间的距离大于正柔性电极网格间的距离至少0.5mm以上或者相等。涂覆完的正、负柔性电极结构具有一定的厚度，厚度一般为15μm-15mm之间。这样的正、负柔性电极片在经过叠加或卷绕后，没有涂覆活性物质或涂覆少量活性物质的基材部分会具有一定的柔性，可随意弯折该处，使电池具有了一定的柔性。使得用这种柔性电极制造的电池具有更高的厚度和更好的柔性。根据电池要求的弯折度，可调节未覆料或少量覆料的间隙大小。制片及装配时正负柔性电极网格间没有涂覆活性物质或涂覆少量活性物质的位置要对齐，且负柔性电极没有涂覆活性物质或涂覆少量活性物质的部位落于正柔性电极没有涂覆活性物质或涂覆少量活性物质的部位的中间。负柔性电极柔性电极的宽度可以等于正柔性电极也可以大于正柔性电极的宽度，卷绕时收尾可以是正柔性电极长于负柔性电极收尾或者负柔性电极长于正柔性电极收尾，也可以正柔性电极等于负柔性电极或以正柔性电极或负柔性电极的基材收尾。实施例1：锂离子可充电表环电池(规格0420100)该电池可装于表带的空间内，和表带成为一体，既节约了空间增加了美观度，又为表提供了电量。为更好的提高该电池的容量和倍率性能,本技术选取碳纳米管作为导电剂加入正柔性电极浆料中，其它材料也选取较好的锂离子电池材料进行表环电池的制作。配料：各组分的重量百分比如下：正柔性电极：钴酸锂(97.95％)，碳纳米管(1％)，PVDF(1％)，草酸(0.05％)；负柔性电极：人造石墨(95.98％)、SP(1％)、PVDF(3％)，草酸(0.02％)；分别加入浓度95％-105％的溶剂NMP，采用双行星真空搅拌机，正、负柔性电极分开在两台双行星搅拌机经过充分搅拌和分散及降温后，调节粘度使正、负柔性电极浆料的粘度在25-30度环境下达到1000-3000cp之间；正、负柔性电极浆料均使用150目筛网进行过滤待用；涂布：正柔性电极选取15μm厚铝箔；负柔性电极选取10μm厚铜箔。采用间歇式自动涂布机、挤压涂布的方式对正、负柔性电极浆料进行涂布。在涂布过程中使大卷柔性电极在横向位置每隔13mm出现一个没有涂覆活性物质或涂覆少量活性物质的3mm间隙；涂布面密度设置为32mg/cm2，烘烤温度为90℃，调节涂布速度至柔性电极从烘箱出来即为干燥。极片烘干后采用液压碾压机碾压正柔性电极至设计厚度90-93μm，碾压负柔性电极至120-123μm。涂布效果如图1所示；制片：正柔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性电极，包括导电基材，其特征在于：所述导电基材上涂覆有活性材料层，所述活性材料层为间断设置的图案块或连续设置的网、格状结构，所述连续设置的网、格状结构中网、格内的活性材料层的厚度大于相邻两网、格间的连接处的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种柔性电极，包括导电基材，其特征在于：所述导电基材上涂覆有活性材料层，所述活性材料层为间断设置的图案块或连续设置的网、格状结构，所述连续设置的网、格状结构中网、格内的活性材料层的厚度大于相邻两网、格间的连接处的厚度。
2.根据权利要求1所述的柔性电极，其特征在于：所述连续设置的网、格内的活性材料层的厚度为10μm-10mm，所述相邻两网、格间的连接处的厚度为大于0小于等于5mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，
申请(专利权)人：刘强，
类型：新型
国别省市：天津;12