结构一体化电池及其制备方法、带电池的设备技术

本发明专利技术涉及储能技术领域，其提供一种结构一体化电池，其包括正极网络结构，在所述正极网络结构的网格内还设有固态电解质层以及负极骨架，在正极网络结构与固态电解质层之间设置正极材料，在固态电解质层与负极骨架之间设置负极材料，所述正极网络结构与所述负极骨架提供支撑结构，以使所述结构一体化电池同时具备结构功能及电池储能功能。此外，将结构一体化电池以分布式嵌入到待安装电池组的设备结构中，可使能源器件与结构件高效融合，有利于减轻设备重量，减小设备体积，增加设备有效载荷，增加设备使用寿命。本发明专利技术所提供一种结构一体化电池制备方法可制备获得同时具备结构功能及电池储能功能的电池。

【技术实现步骤摘要】
结构一体化电池及其制备方法、带电池的设备
本专利技术涉及储能
，尤其涉及一种结构一体化电池及其制备方法、带电池的设备。
技术介绍
对于传统的电子设备、电动汽车或者无人机，一般做法是将电池集中安置在机身中，电池组体积重量较大。在现有的电池安装中，由于电池组安装较为集中，往往还需要在对应的电子设备、电动起车或无人机内额外设置的支撑结构为电池组提供安装收容空间，因此需要设置额外的空间以安装固定对应的电池组，因此，导致带电池的设备整体体积和重量都较大，因此，亟待提供一种新型的电池结构，以解决电池组体积大、重量较大的问题。
技术实现思路
为克服现有技术中存在电池组以及安装有电池的设备体积、重量大的技术问题，本专利技术提供一种结构一体化电池及其制备方法、带电池的设备。本专利技术为了解决上述技术问题，提供以下技术方案：一种结构一体化电池，其包括正极网络结构，在所述正极网络结构的网格内还设有固态电解质层以及负极骨架，在正极网络结构与固态电解质层之间设置正极材料，在固态电解质层与负极骨架之间设置负极材料，所述正极网络结构与所述负极骨架提供支撑结构，以使所述结构一体化电池同时具备结构功能及电池储能功能。优选地，所述结构一体化电池中负极骨架为串联连接。优选地，在所述负极骨架之内还设有传感控制单元，以对所述结构一体电池的运行数据进行检测。优选地，所述负极骨架包括多孔结构，所述负极骨架与所述固态电解质层之间、以及所述负极骨架内设有填充负极材料的孔隙。优选地，所述正极网络结构的网格的横截面为正六边形、圆形、正方形、椭圆形、不规则图形中的任一种。优选地，所述正极网络结构包括金属骨架、导电碳纤维骨架、导电半导体骨架中任一种或几种的组合。本专利技术为了解决上述技术问题，还提供以下技术方案：一种带电池的设备，其包括如上所述结构一体化电池，结构一体化电池作为带电池的设备的外壳或结构件。优选地，所述带电池的设备包括电子装置、电动交通工具、飞行装置中任一种或几种。本专利技术为了解决上述技术问题，还提供以下技术方案：一种结构一体化电池的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，提供具有多孔结构的负极骨架；步骤S2，在所述负极骨架的多孔结构中填充负极材料；步骤S3，在负极材料的表面生长形成固态电解质层，以获得电池预制件；步骤S4，提供多个正极骨架，多个正极骨架形成容纳多个电池预制件的网络结构，将所述电池预制件设于网络结构内，并在形成网络结构的所述正极骨架与所述固态电解质层之间填充正极材料；及步骤S5，分别连通正极骨架、负极骨架，以获得所需结构一体化电池。本专利技术为了解决上述技术问题，还提供以下技术方案：所述结构一体化电池的制备方法，其包括以下步骤：步骤P1，提供正极网络结构，所述正极网络结构包括多个网格；步骤P2，在所述网格内形成负极骨架；及步骤P3，在网格与负极骨架之间形成固态电解质层，进一步在负极骨架与固态电解质层之间填充负极材料；在正极骨架与固态电解质层之间填充正极材料。与现有技术相比，本专利技术提出一种结构一体化电池及其制备方法、带电池的设备具有如下的有益效果：本专利技术所提供的结构一体化电池其包括正极网络结构，在所述正极网络结构的网格内还设有固态电解质层以及负极骨架，在正极网络结构与固态电解质层之间设置正极材料，在固态电解质层与负极骨架之间设置负极材料，所述正极网络结构与所述负极骨架提供支撑结构，以使所述结构一体化电池同时具备结构功能及电池储能功能。此外，将结构一体化电池以分布式嵌入到待安装电池组的设备结构中，可使能源器件与结构件高效融合，有利于减轻设备重量，减小设备体积，增加设备有效载荷，增加设备使用寿命。进一步地，由正极骨架相互拼接形成一个连续的正极网络结构。可进一步加强由多个结构一体化电池单元组成的电池整体的结构强度，而且可以进一步减少其所占的体积。在本专利技术中，为了提高所述结构一体化电池的结构稳定性，在所述结构一体化电池中，负极骨架为串联连接，从而可提高多个结构一体化电池单元10的负极骨架的一体性，以及简化制备流程。所述结构一体化电池内设有传感控制单元，所述传感控制单元可对结构一体化单元内部的温度、压力、电流、电势、内阻等进行实时检测，从而提高电池的可控性、稳定性和安全性。为了进一步提高结构一体化电池单元的结构强度，则所述负极骨架可设置为多孔结构，所述负极骨架与所述固态电解质之间，以及所述负极骨架内设有填充负极材料的孔隙。具有多孔结构的负极骨架可为所述固态电解质提供有力支撑，而填充孔隙的负极材料则可进一步提高整体结构强度同时，也能保证电池整体运行的稳定性。在本专利技术中，所述正极网络结构的网格的横截面为正六边形、圆形、正方形、椭圆形、不规则图形中的任一种。不同的形状可满足多样化电池装置使用场景的需求。本专利技术所提供一种带电池的设备，其包括如上所述结构一体化电池，结构一体化电池作为带电池的设备的外壳或结构件。多功能结构储能复合材料存储电能的同时可进行承载充当结构材料，能有效减轻系统的质量、缩小系统的体积、简化设计，提高系统的效能。利用分布式布局能源、结构与信息一体集成，能量与信息耦合操作，实现可编程、自适应的分布式能源支撑。所述带电池的设备包括电子装置、电动交通工具、飞行装置中任一种或几种。所述结构一体化电池可作为带电池的设备的结构件使用，也可用于飞行装置的底盘，以充分利用带电池的设备的有限空间，在该空间内设置结构功能一体融合的锂电池，从而可使所述带电池的设备在满足原有运行需求的同时，还可以进一步减轻所述带电池的设备的重量及体积。本专利技术为了解决上述技术问题，还提供两种制备结构一体化电池的方法，所述结构一体化电池的制备方法可制备获得同时满足结构需求及电池储能需求的电池，以满足结构件性能需求的同时，可对制备工艺进行控制，从而可提高制备获得的结构一体化电池的稳定性和安全性。【附图说明】图1是本专利技术第一实施例提供的结构一体化电池单元的平面结构示意图。图2是图1中A处放大示意图。图3是图1中所示又一实施方式的结构示意图。图4是图1中所示结构一体化电池电源的立体结构示意图。图5是图1中所示结构一体化电池电源另一实施方式的平面结构示意图。图6是本专利技术第二实施例提供的结构一体化电池的结构示意图。图7是结构一体化电池的拼接方式的平面结构示意图。图8是结构一体化电池的另一种拼接方式的平面结构示意图。图9是结构一体化电池的另一种拼接方式的平面结构示意图。图10是本专利技术第三实施例提供的结构一体化电池的结构示意图。图11是本专利技术第四实施例提供的带电池的设备的模块化示意图。图12是本专利技术第五实施例提供飞行装置的示意图。图13是图12中B处所示放大示意图。图14是图13中C处所示放大示意图。图15是本专利技术第六实施例提供的结构一体化电池的制备方法的流程步骤示意图。图16是本专利技术第六实施例提供的另一实施方式的结构一体化电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构一体化电池，其特征在于：其包括正极网络结构，在所述正极网络结构的网格内还设有固态电解质层以及负极骨架，在正极网络结构与固态电解质层之间设置正极材料，在固态电解质层与负极骨架之间设置负极材料，所述正极网络结构与所述负极骨架提供支撑结构，以使所述结构一体化电池同时具备结构功能及电池储能功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种结构一体化电池，其特征在于：其包括正极网络结构，在所述正极网络结构的网格内还设有固态电解质层以及负极骨架，在正极网络结构与固态电解质层之间设置正极材料，在固态电解质层与负极骨架之间设置负极材料，所述正极网络结构与所述负极骨架提供支撑结构，以使所述结构一体化电池同时具备结构功能及电池储能功能。


2.如权利要求1中所述结构一体化电池，其特征在于：所述结构一体化电池中负极骨架为串联连接。


3.如权利要求1中所述结构一体化电池，其特征在于：在所述负极骨架之内还设有传感控制单元，以对所述结构一体电池的运行数据进行检测。


4.如权利要求1中所述结构一体化电池，其特征在于：所述负极骨架包括多孔结构，所述负极骨架与所述固态电解质层之间、以及所述负极骨架内设有填充负极材料的孔隙。


5.如权利要求1中所述结构一体化电池，其特征在于：所述正极网络结构的网格的横截面为正六边形、圆形、正方形、椭圆形、不规则图形中的任一种。


6.如权利要求1中所述结构一体化电池，其特征在于：所述正极网络结构包括金属骨架、导电碳纤维骨架、导电半导体骨架中任一种或几种的组合。


7.一种带电池的设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍芳，韩江，陈雪晶，刘倍源，唐晨霞，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51