柔性电池、其制备方法以及包括其的辅助电池技术

本发明专利技术提供柔性电池。本发明专利技术一实施例的柔性电池由电极组装体与电解液一同通过外置材料密封而成，上述电极组装体的制备方法包括：通过在阳极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷阳极活性物质形成组合物并进行干燥来形成阳极复合材料的步骤；通过上述阳极集电体进行真空干燥来制备阳极的步骤；通过在阴极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷阴极活性物质形成组合物并进行干燥来形成阴极复合材料的步骤；通过对上述阴极集电体进行真空干燥来制备阴极的步骤；以及通过将分离膜设置于上述阳极与上述阴极之间来层叠的步骤。因此，可具有如下效果，即，当形成图案时，通过抑制回位现象来防止产生活性物质的裂纹和/或剥离，由此来防止因容量减少、电阻增加及内部短路等引起的性能下降。并且，由于形成规定的图案，因此即使弯曲也可防止产生裂纹，即使反复弯曲也可防止产生电池所需的物性下降的现象或使电池所需的物性的降幅最小化。如上所述的本发明专利技术的柔性电池不仅可适用于智能手表及表带等可穿戴设备，还可适用于可卷曲显示器等需要确保电池柔性的各种电子设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性电池、其制备方法以及包括其的辅助电池
本专利技术涉及柔性电池、其制备方法以及包括其的辅助电池。
技术介绍
随着消费者的需求转向电子产品的数字化和高性能化等，市场需求也逐渐发生改变，转向了薄型化、轻量化、因高能量密度而具有高容量的电源供给装置。为了满足这种消费者需求，正在开发高能量密度及大容量的锂离子二次电池、锂离子高分子电池、超级电容器(双电层电容器(Electricdoublelayercapacitor))及法拉第准电容器(Pseudocapacitor)等的电源供给装置。最近，随着移动手机、笔记本电脑、数字相机等移动电子设备的需求持续增加，尤其，最近对采用卷绕式显示器、柔性电子纸(flexiblee-paper)、柔性液晶显示器(flexibleliquidcrystaldisplay，flexible-LCD)、柔性有机发光二极管(flexibleorganiclight-emittingdiode，flexible-OLED)等的柔性移动电子设备正备受瞩目。因此，用于柔性移动电子设备的电源供给装置需要具有柔性特性。作为能够反映这种特性的电源供给装置之一，正在开发柔性电池。柔性电池可以为具有柔性性质的镍镉电池、镍金属氢电池、镍氢电池，锂离子电池等。尤其，与铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等其他电池相比，锂离子电池的单位重量的能量密度高、能够实现快速充电，因而具有高利用率。上述锂离子电池使用液体电解质，主要将金属罐作为容器来以焊接的形态进行使用。但是，由于将金属罐作为容器使用的圆筒形锂二次电池的形态被固定，因此具有如下缺点，即，电子产品的设计受限、难以减少体积。尤其，具有如下问题，如上所述的移动电子设备已经通过发展实现了薄膜化、小型化，还具备柔性，因而现有的使用金属罐的锂离子电池或形成多边形结构的电池难以适用于如上所述的移动电子设备。因此，为了解决如上所述的结构性问题，最近，正在开发将电解质放入包括两个电极和隔板的袋并通过密封来使用的袋型电池。这种袋型电池由具有可挠性(flexible)的材质制成，具有如下优点，不仅可制备成多种形态，而且具有较高的单位质量的能量密度。最近，出现了如上所述的现有的袋型电池以柔性形态适用于产品的情况。但是目前已商用或正在开发的袋型电池若遇到在使用过程中反复弯曲的情况就会产生如下的问题，即，外置材料及电极组装体有可能会因反复收缩及扩张而产生破损，性能比初始设计值下降相当大的水平，因而限制了电池功能的发挥，破损或低熔点会在阴极与阳极之间相接触时引起着火和/或爆炸，很难实现电池内部电解液的离子交换。
技术实现思路
技术问题用于解决上述问题而提出的本专利技术的目的在于，提供具有如下效果的柔性电池的制备方法，即，当形成图案时，通过抑制回位现象来防止产生活性物质的裂纹和/或剥离，由此来防止因容量减少、电阻增加及内部短路等引起的性能下降。并且，本专利技术的另一目的在于，提供具有如下效果的柔性电池及包括其的辅助电池，即，通过在电极组装体形成规定的图案，即使弯曲也可防止产生裂纹，即使反复弯曲也可防止产生电池所需的物性下降的现象或使电池所需的物性的降幅最小化。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供柔性电池的制备方法，本专利技术提供的柔性电池由电极组装体与电解液一同通过外置材料密封而成，上述电极组装体的制备方法包括：通过在阳极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷阳极活性物质形成组合物并进行干燥来形成阳极复合材料的步骤；通过对上述阳极集电体进行真空干燥来制备阳极的步骤；通过在阴极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷阴极活性物质形成组合物并进行干燥来形成阴极复合材料的步骤；通过对上述阴极集电体进行真空干燥来制备阴极的步骤；以及通过将分离膜设置于上述阳极与上述阴极之间来层叠的步骤，通过下述数学式1计算的上述阳极复合材料的回位率(BackSpring)为3.5％以下，通过下述数学式2计算的上述阴极复合材料的回位率(BackSpring)为4.5％以下，数学式1：回位率(％)＝((真空干燥后的阳极复合材料层厚度(μm)/真空干燥前的阳极复合材料层厚度(μm))－1)×100(％)，数学式2：回位率(％)＝((真空干燥后的阴极复合材料层厚度(μm)/真空干燥前的阴极复合材料层厚度(μm))－1)×100(％)。根据本专利技术的一实施例，上述阳极活性物质形成组合物的固体成分含量可以为60～90重量百分比，上述阳极集电体的真空干燥可在90～170℃的温度条件下进行8～16个小时。并且，相对于100重量份的阳极材料，上述阳极活性物质形成组合物可包含0.5～1.5重量份的第一导电材料、0.1～1重量份的第二导电材料及1～4重量份的聚偏氟乙烯(PVDF)。并且，上述阴极活性物质形成组合物的固体成分含量可以为30～65重量百分比，上述阴极集电体的真空干燥可在60～140℃的温度条件下进行8～16个小时。并且，相对于100重量份的阴极材料，上述阴极活性物质形成组合物可包含0.55～1.6重量份的第一导电材料及2.5～9重量份的聚偏氟乙烯。并且，上述第一导电材料可包含球形炭黑，上述第二导电材料可包含石墨。并且，上述第一导电材料可包含球形炭黑。并且，本专利技术还可包括如下步骤，即，在上述电极组装体形成弯曲时应对长度方向收缩及扩张的图案。另一方面，本专利技术提供的柔性电池包括：电极组装体，包括阳极、阴极及分离膜，上述阳极在阳极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷有阳极活性物质，上述阴极在阴极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷有阴极活性物质，上述分离膜配置在上述阳极与上述阴极之间；电解液；以及外置材料，用于一同密封上述电极组装体与电解液，上述阴极活性物质的水分含量为200ppm以下，上述阳极活性物质的水分含量为500ppm以下。根据本专利技术的一实施例，通过以下测定方法1测定的电阻变动率可以为5％以下，测定方法1在完全充电的柔性电池中，在通过向电池长度方向弯曲(Bending)并向相反方向弯曲来测定电阻后，测定相对于弯曲前电阻的电阻变动率。并且，上述阳极活性物质的层厚度可以为40～60μm，上述阴极活性物质的层厚度可以为50～75μm。并且，上述阳极活性物质可通过阳极活性物质形成组合物形成，上述阳极活性物质形成组合物包含阳极材料、第一导电材料、第二导电材料及聚偏氟乙烯，上述阳极材料的平均粒径可以为3～20μm。并且，上述阴极活性物质可通过阴极活性物质形成组合物形成，上述阴极活性物质形成组合物包含阴极材料、第一导电材料及聚偏氟乙烯，上述阴极材料的平均粒径可以为8～40μm。并且，上述电极组装体可包括弯曲时应对长度方向的收缩及扩张的图案。另一方面，本专利技术提供的辅助电池包括：上述柔性电池；以及软质的外壳，用于覆盖上述外置材料的表面，上述外壳包括用于与充电对象设备电连接的至少一个端子部。专利技术的效果本专利技术的柔性电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性电池的制备方法，上述柔性电池由电极组装体与电解液一同通过外置材料密封而成，其特征在于，上述电极组装体的制备方法包括：/n通过在阳极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷阳极活性物质形成组合物并进行干燥来形成阳极复合材料的步骤；/n通过对上述阳极集电体进行真空干燥来制备阳极的步骤；/n通过在阴极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷阴极活性物质形成组合物并进行干燥来形成阴极复合材料的步骤；/n通过对上述阴极集电体进行真空干燥来制备阴极的步骤；以及/n通过将分离膜设置于上述阳极与上述阴极之间来层叠的步骤，/n通过下述数学式1计算的上述阳极复合材料的回位率为3.5％以下，/n通过下述数学式2计算的上述阴极复合材料的回位率为4.5％以下，/n数学式1：/n回位率(％)＝((真空干燥后的阳极复合材料层厚度(μm)/真空干燥前的阳极复合材料层厚度(μm))－1)×100(％)，/n数学式2：/n回位率(％)＝((真空干燥后的阴极复合材料层厚度(μm)/真空干燥前的阴极复合材料层厚度(μm))－1)×100(％)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180611 KR 10-2018-00668111.一种柔性电池的制备方法，上述柔性电池由电极组装体与电解液一同通过外置材料密封而成，其特征在于，上述电极组装体的制备方法包括：
通过在阳极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷阳极活性物质形成组合物并进行干燥来形成阳极复合材料的步骤；
通过对上述阳极集电体进行真空干燥来制备阳极的步骤；
通过在阴极集电体的至少一面的一部分或全部涂敷阴极活性物质形成组合物并进行干燥来形成阴极复合材料的步骤；
通过对上述阴极集电体进行真空干燥来制备阴极的步骤；以及
通过将分离膜设置于上述阳极与上述阴极之间来层叠的步骤，
通过下述数学式1计算的上述阳极复合材料的回位率为3.5％以下，
通过下述数学式2计算的上述阴极复合材料的回位率为4.5％以下，
数学式1：
回位率(％)＝((真空干燥后的阳极复合材料层厚度(μm)/真空干燥前的阳极复合材料层厚度(μm))－1)×100(％)，
数学式2：
回位率(％)＝((真空干燥后的阴极复合材料层厚度(μm)/真空干燥前的阴极复合材料层厚度(μm))－1)×100(％)。


2.根据权利要求1所述的柔性电池的制备方法，其特征在于，上述阳极活性物质形成组合物的固体成分含量为60～90重量百分比，上述阳极集电体的真空干燥在90～170℃的温度条件下进行8～16个小时。


3.根据权利要求1所述的柔性电池的制备方法，其特征在于，相对于100重量份的阳极材料，上述阳极活性物质形成组合物包含0.5～1.5重量份的第一导电材料、0.1～1重量份的第二导电材料及1～4重量份的聚偏氟乙烯。


4.根据权利要求1所述的柔性电池的制备方法，其特征在于，上述阴极活性物质形成组合物的固体成分含量为30～65重量百分比，上述阴极集电体的真空干燥在60～140℃的温度条件下进行8～16个小时。


5.根据权利要求1所述的柔性电池的制备方法，其特征在于，相对于100重量份的阴极材料，上述阴极活性物质形成组合物包含0.55～1.6重量份的第一导电材料及2.5～9重量份的聚偏氟乙烯。


6.根据权利要求3所述的柔性电池的制备方法，其特征在于，
上述第一导电材料包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵炫友，张朱希，
申请(专利权)人：阿莫绿色技术有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR