一种柔性电池组的制备方法及制得的柔性电池组技术

本发明专利技术公开一种柔性电池组的制备方法，涉及电池制备技术领域，本发明专利技术包括以下步骤：(1)将卷芯或叠芯采用铝塑膜进行第一次封装并注入电解液，化成后进行第二次封装，制得单体电芯；(2)将步骤(1)中制得的单体电芯并联、串联或串并联成电池组；(3)将步骤(2)中的电池组放入模具中，注入封装材料，待封装材料聚合后，即制得柔性电池组，模具包括柔性载体和柔性盖板，柔性载体上设有容纳电池组的凹槽，柔性盖板盖合在凹槽上。本发明专利技术还提供上述制备方法制得的电池。本发明专利技术的有益效果在于：将柔性载体单独加工，解决了柔性载体和电池组在一体成型时，电池由于自身重量沉底，电池分布不均匀给电池组带来的安全性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性电池组的制备方法及制得的柔性电池组
本专利技术涉及电池制备
，具体涉及一种柔性电池组的制备方法及制得的柔性电池组。
技术介绍
随着电子技术的不断发展，电子元器件在人类的生活中扮演着日益重要的角色，电子设备正趋向于轻薄小巧、智能化方向发展。柔性器件正逐渐成为轻薄小巧、智能化方向的新兴力量，如柔性屏幕、柔性手机、柔性腕表等等。柔性器件的实现，对具有柔性可弯曲的储能器件的出现越来越迫切。目前的市场上的电池一般采取四种封装方式包装：圆柱、方形、扣式和软包。这四种方法中圆柱、方形、扣式制备的电池不具有柔性，软包方法制备出的电池一般厚度为2mm以下可以弯曲，但是多次反复弯曲后会造成正负极材料从集流体上脱落从而影响电池的性能。如公开号为CN102544574A的专利公开一种柔性锂离子电池及其封装方法，采用铝塑膜、PDMS和PET中的一种对电池进行封装，从而实现电池的柔性。但现有技术中的柔性电池具有以下缺点：1、受制于尺寸限制电池的容量一般在100mAh以下；2、电池在反复弯曲折叠后性能会衰减，折叠后电池正负极材料之间的接触变得不紧密，造成电池内阻增大从而使电池各项性能急速衰减；3、会引发安全问题，由于电池的正负极材料都是涂布在金属箔上，电池多次弯曲折叠后正负极材料会从铜箔或铝箔上脱落，刺穿隔膜造成电池短路，从而产生安全性问题；4、电池的隔膜是多孔的有机物，电池多次弯曲折叠后可能造成隔膜破损，从而造成正负极接触短路产生安全性问题。现有技术中也存在将小电池组组装成电池组，然后使用柔性材料对电池组进行封装的方法，但使用柔性材料对电池进行封装存在以下缺点：第一，在使用化学聚合材料一体封装时，电池组会由于自身的重量，沉入封装材料的底部，造成电池组暴露在封装材料的外面容易带来安全性问题；第二，一体封装时，电池组的位置难以固定在特定区域需要在生产时不断调整，造成制备工艺复杂，生效效率低。第三，一体封装时，由于使用材料的硬度低，需要更厚的封装层，降低了电池的能量密度；第四，采用热塑成型直接封装电池时，由于热塑成型封装时温度在150℃以上，长时间处于高温会对电池带来不可逆的性能衰减，造成电池鼓包失效。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中的柔性电池在反复折弯后会影响电池的性能，提供一种柔性电池组的制备方法。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种柔性电池组的制备方法，包括以下步骤：(1)将卷芯或叠芯采用铝塑膜进行第一次封装并注入电解液，化成后进行第二次封装，制得单体电芯；(2)制备电池组：将步骤(1)中制得的单体电芯并联、串联或串并联成电池组，相邻单体电芯之间的间距为0-10mm；(3)柔性电池组的封装：将步骤(2)中的电池组放入模具中，然后注入封装材料，待封装材料聚合后，即制得柔性电池组，所述模具包括柔性载体和柔性盖板，所述柔性载体上设有容纳电池组的凹槽，所述柔性盖板盖合在凹槽上。有益效果：通过本专利技术的制备方法，当相邻单体电芯之间的间距大于0时，由于相邻单体电芯之间间隔设置，相邻单体电芯之间有间隙，封装材料填充在间隙内，并将电池组覆盖，制得的柔性电池组因为电池之间有封装材料的缓冲作用，可以缓解弯曲时产生的应力，从而保护电池在多次弯曲后性能不发生衰减。采用本专利技术中的制备方法，可以制备任意形状和容量的柔性电池组，使得柔性电池组的容量不受尺寸的限制。通过内部卷芯或叠芯串并联设置电池的输出电压和容量，电池电压不受传统电芯单体电压的限制。本专利技术制备方法操作简单，从第一次封装开始可以在室外直接完成。同时本专利技术将单体电芯放置在柔性载体的凹槽内，解决了柔性材料和电池组在一体成型时，电池由于自身重量沉底，电池分布不均匀暴露在封装材料外给电池组带来的安全性问题。采用本专利技术的制备方法，使需要串联操作的工艺可以采用并联的方法进行，在很大程度上提高了生产效率、降低了产品制备成本。本专利技术进一步采用柔性载体进行封装，柔性载体与封装材料一体成型，无需更厚的封装层，提高了电池的能量密度，且不会使电池长时间处于高温，防止电池鼓包失效。优选地，所述柔性载体和柔性盖板均由前驱体材料制成，所述前驱体材料包括塑料、橡胶、硅脂或硅胶。优选地，所述塑料包括环氧树脂、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁酯中的一种或多种。有益效果：本专利技术中的塑料具有柔性，使制得的电池组具有柔性。优选地，所述橡胶包括聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性弹性体中的一种或多种。优选地，所述封装材料包括硅胶、硅脂、聚二甲基硅氧烷或环氧树脂。有益效果：通过使用导热、绝缘不可燃的材料对电池的正负极进行紧密封装，可以有效地阻止串联或并联的单体电芯由于在弯曲的时候正负极接触短路，从而极大的提高柔性电池组的安全性。优选地，所述柔性载体呈长方体形或哑铃形。优选地，所述封装材料还包括添加剂，所述添加剂为着色剂、阻燃剂或润滑剂，所述添加剂的添加量为封装材料总量的0-30％。优选地，所述前驱体材料还包括添加剂，所述添加剂为着色剂、抗静电剂、抗氧剂、阻燃剂或润滑剂，所述添加剂的添加量为封装材料总量的0-30％。优选地，所述电池组中单体电芯上设有极耳，所述极耳位于电芯的同一端或者相对的两端。优选地，所述单体电芯的串并联包括电池组的串联和并联。优选地，所述步骤(2)中单体电芯的个数为2-999个。有益效果：本专利技术可以根据需要通过内部小电芯的串并联，设计电池的输出电压和容量，电池电压不受传统电芯单体电压的限制。本专利技术可以制备任意形状和容量的柔性电池，使得柔性电池的容量不在受尺寸限制。优选地，所述卷芯包括依次卷绕的正极极片、隔膜和负极极片，所述正极极片的一侧或两侧涂覆正极活性材料，所述负极极片的一侧或两侧涂覆负极活性材料，当正极极片的一侧涂覆正极活性材料时，涂覆正极活性材料的一侧朝向隔膜设置；当负极极片的一侧涂覆负极活性材料时，涂覆负极活性材料的一侧朝向隔膜设置。优选地，所述叠芯包括依次层叠的正极极片、隔膜和负极极片，所述正极极片的一侧或两侧涂覆正极活性材料，所述负极极片的一侧或两侧涂覆负极活性材料，当正极极片的一侧涂覆正极活性材料时，涂覆正极活性材料的一侧朝向隔膜设置；当负极极片的一侧涂覆负极活性材料时，涂覆负极活性材料的一侧朝向隔膜设置。本专利技术中的叠芯或卷芯可以为二次电池单体电芯，如锂电池电芯、镍氢电池电芯、镍镉电池电芯，也可以为一次电池电芯，如锌锰干电池电芯。优选地，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元正极材料、镍钴铝三元正极材料、富锂层状正极材料中的一种或多种。优选地，所述负极活性材料包括人造石墨、天然石墨、中间相炭微球、碳硅负极、钛酸锂中的一种或多种。优选地，所述电解液包括乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性电池组的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)将卷芯或叠芯采用铝塑膜进行第一次封装并注入电解液，化成后进行第二次封装，制得单体电芯；/n(2)制备电池组：将步骤(1)中制得的单体电芯并联、串联或串并联成电池组，相邻单体电芯之间的间距为0-10mm；/n(3)柔性电池组的封装：将步骤(2)中的电池组放入模具中，然后注入封装材料，待封装材料在常温下聚合后，即制得柔性电池组，所述模具包括柔性载体和柔性盖板，所述柔性载体上设有容纳电池组的凹槽，所述柔性盖板盖合在凹槽上。/n

【技术特征摘要】
20200616 CN 20201054869711.一种柔性电池组的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将卷芯或叠芯采用铝塑膜进行第一次封装并注入电解液，化成后进行第二次封装，制得单体电芯；
(2)制备电池组：将步骤(1)中制得的单体电芯并联、串联或串并联成电池组，相邻单体电芯之间的间距为0-10mm；
(3)柔性电池组的封装：将步骤(2)中的电池组放入模具中，然后注入封装材料，待封装材料在常温下聚合后，即制得柔性电池组，所述模具包括柔性载体和柔性盖板，所述柔性载体上设有容纳电池组的凹槽，所述柔性盖板盖合在凹槽上。


2.根据权利要求1所述的柔性电池组的制备方法，其特征在于：所述柔性载体和柔性盖板均由前驱体材料制成，所述前驱体材料包括塑料、橡胶、硅脂或硅胶。


3.根据权利要求2所述的柔性电池组的制备方法，其特征在于：所述前驱体材料还包括添加剂，所述添加剂为着色剂、抗静电剂、抗氧剂、阻燃剂或润滑剂，所述添加剂的添加量为前驱体材料总量的0-30...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖栋梁，
申请(专利权)人：深圳信达新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44