柔性电池和具有其的柔性电池组制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性电池和具有其的柔性电池组，所述柔性电池包括：软性线路基板；电芯单元，所述电芯单元包括：正极集流体电路和负极集流体电路，所述正极集流体电路与负极集流体电路设在所述软性线路基板的同一面上且间隔开布置；正极敷料层和负极敷料层，所述正极敷料层和负极敷料层分别设在所述正极集流体电路和负极集流体电路上；电解质，所述电解质设在所述软性线路基板上并连接所述正极敷料层和负极敷料层；以及外包装膜，所述外包装膜包覆所述电芯单元。根据本发明专利技术实施例的柔性电池，通过将电芯单元设在软性线路基板上，使柔性电池的柔性增强，可以适当变形或折叠来调节其形态，适应性大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，更具体地，涉及一种柔性电池和具有其的柔性电池组。
技术介绍
通过使用锂离子在负极和正极之间移动而进行充放电的非水电解质电池作为高 能量密度电池一致被广泛的研究开发。使用锂过渡金属复合物作为正极活性物质和碳或钛 酸锂或锡合金物质作为负极活性物质的锂离子电池已经被商业化。 该类电池一般由正极、负极、电解质和隔膜构成。其中正极和负极一般被制备成极 片，而正负极片之间由隔膜隔开以保证内部绝缘，注入电解质可保证锂离子在正负极之间 移动。按照正极极片和负极极片与隔膜的组合方式不同，可以分为叠片式结构和卷绕式结 构。现有商业化的电池一般都采用这两种结构之一。 软性(或柔性）线路板一般是由铜箔、环氧树脂热固胶和PI (聚亚胺薄膜）构成的 电路板，具有节省空间、减轻重量及灵活性高等优点，在生产生活中都有极为广泛的应用， 并且市场还在扩大中。随着锂离子电池在通讯、电子、电动工具、交通应用领域的不断扩展， 节省空间、减轻重量及灵活性高等优点将越来越成为锂离子电池设计的诉求。随着软性线 路板、软性LCD等产品的出现，具有软性特点的锂离子电池将会更好的与之配套，满足新一 代电子产品的需求。 然而锂离子电池一般都为方形和圆柱形状，内部一般采用叠片式或卷绕式结构， 这些结构的锂离子电池一般具有固定的刚性外形，无法折叠或变形，其软性有待进一步改 进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的 一个目的在于提出一种柔性好、能折叠和变形的柔性电池。 本专利技术的另一个目的在于提出两种具有上述柔性电池的柔性电池组。 根据本专利技术第一方面实施例的柔性电池，包括：软性线路基板；电芯单元，所述电 芯单元包括：正极集流体电路和负极集流体电路，所述正极集流体电路与负极集流体电路 设在所述软性线路基板的同一面上且间隔开布置；正极敷料层和负极敷料层，所述正极敷 料层和负极敷料层分别设在所述正极集流体电路和负极集流体电路上；电解质，所述电解 质设在所述软性线路基板并连接所述正极敷料层和负极敷料层；以及外包装膜，所述外包 装膜包覆所述电芯单元。 根据本专利技术实施例的柔性电池，通过采用软性线路基板为基板并将电芯单元设在 软性线路基板上，使得柔性电池的柔性增强，可以根据需要进行变形或折叠来调节其形态， 适应性大大提高。 另外，根据本专利技术上述实施例的柔性电池还可以具有如下附加的技术特征： 根据本专利技术的一个实施例，所述电解质填充在所述正极敷料层和负极敷料层之间 并覆盖所述正极敷料层和负极敷料层的表面。 根据本专利技术的一个实施例，所述外包装膜密封覆盖所述电芯单元的表面。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极集流体电路包括正极导流条及若干正极集流 体分支；所述负极流体电路包括负极导流条及若干负极集流体分支；所述正极导流条设在 所述软性线路基板表面的一侧，所述负极导流条设在所述软性线路基板表面的另一侧；所 述正极集流体分支与正极导流条电连接，所述负极集流体分支与负极导流条电连接；所述 正极集流体分支与负极集流体分支间隔布置。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极导流条和负极导流条平行交替设置。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极集流体分支与所述正极导流条垂直相连，所 述负极集流体分支与所述负极导流条垂直连接。 根据本专利技术的一个实施例，每个所述正极集流体分支和负极集流体分支的宽 度分别为0.05-0. 1mm，相邻的所述正极集流体分支和负极集流体分支之间的间隔为 0. 01-0. 05mm。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极敷料层设在所述正极集流体分支上，所述负 极敷料层设在所述负极集流体分支上。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极敷料层中含有可脱嵌锂离子的过渡金属复合 物，所述负极敷料层中含有锂嵌入/嵌出电位大于〇. 4V的活性物质。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极敷料层中的过渡金属复合物为选自钴酸锂、 锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、锂镍锰钴氧和锂镍铝钴氧中的一种或多种。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极集流体电路和负极集流体电路选自铜、铝、 银、金和不锈钢栅线片的一种或多种。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极集流体电路和负极集流体电路均为铝箔线 路，所述负极敷料层中的活性物质为钛酸锂。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极集流体电路为铝箔线路，所述负极集流体电 路为银箔线路，所述负极敷料层中的活性物质为石墨。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极敷料层和负极敷料层通过喷涂、喷墨印刷、丝 网印刷或3D印刷涂布在所述正极集流体电路和负极集流体电路上。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极敷料层和负极敷料层通过浆料涂覆在所述正 极集流体电路和负极集流体电路上，所述溶剂为选自N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰 胺、N，N-二乙基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃以及水和醇的一种或多种。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极敷料层与所述负极敷料层的厚度分别为 0. 05-0. 1mm。 根据本专利技术的一个实施例，所述柔性电池还包括：粘结剂层，所述正极集流体电路 与所述负极集流体电路通过所述粘结剂层设在所述软性线路基板上。 根据本专利技术的一个实施例，所述电解质为凝胶电解质或全固体电解质。 根据本专利技术的一个实施例，所述电解质在所述正极敷料层的上表面和负极敷料层 的上表面覆盖的厚度为0. 2-2mm。 根据本专利技术的一个实施例，制备所述软性线路基板的材料为选自聚酰亚胺、聚萘 二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。 根据本专利技术的一个实施例，所述软性线路基板的厚度为0. 05-0. 5mm。 根据本专利技术的一个实施例，所述外包装膜为厚度小于0. 5mm的层压薄膜。 根据本专利技术的一个实施例，所述层压薄膜为在高分子树脂层间夹有金属层的多层 薄膜。 根据本专利技术的一个实施例，所述金属层为铝箔或铝合金箔。 根据本专利技术的一个实施例，所述高分子树脂为选自聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚对苯 二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。 根据本专利技术的一个实施例，所述软性线路基板的上表面和下表面上分别设有所述 电芯单元。 根据本专利技术的一个实施例，位于所述软性线路基板的上表面上和下表面上的所述 电芯单元的正极集流体分支在上下方向上对应设置。 根据本专利技术的一个实施例，位于所述软性线路基板的上表面上和下表面上的所述 电芯单元的正极集流体分支交叉设置。 根据本专利技术的一个实施例，所述柔性电池包括位于所述软性线路基板的一面的多 个电芯单元，多个所述电芯单元间通过印刷电路实现电芯单元间的串并联。 根据本专利技术第二方面实施例的柔性电池组，包括多个根据本专利技术第一方面实施例 的柔性电池，多个所述柔性电池共用同一软性线路基板，多个所述柔性电池间串并联。 根据本专利技术的一个实施例，多个所述柔性电池间通过印刷电路实现柔性电池的串 并联。 根据本专利技术的一个实施例，所述正极集流体电路包括正极导流条及若干正极集流 体分支；所述负极流体电路包括负极导流条及若干负极集流体分支；所述正极导流条设在 所述软性线路基板表面的一侧，所述负极导流条设在所述软性线路基板表面的另一侧；所 述正极集流体分支与正极导流条电连接，所述负极集流体分支与负极导流条电连接；所述 正极集流体分支与负极集流体分支间隔布置，相邻两个所述柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性电池，其特征在于，包括：软性线路基板；电芯单元，所述电芯单元包括：正极集流体电路和负极集流体电路，所述正极集流体电路与负极集流体电路设在所述软性线路基板的同一面上且间隔开布置；正极敷料层和负极敷料层，所述正极敷料层和负极敷料层分别设在所述正极集流体电路和负极集流体电路上；电解质，所述电解质设在所述软性线路基板上并连接所述正极敷料层和负极敷料层；以及外包装膜，所述外包装膜包覆所述电芯单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘仪，江文锋，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44