柔性电极、显示装置及可穿戴设备制造方法及图纸

本公开公开了柔性电极、显示装置及可穿戴设备，用以避免柔性电池弯折过程中相邻储能单元之间的区域出现气泡、褶皱、裂纹等缺陷。本公开实施例提供的一种柔性电池，柔性电池包括：支撑层；柔性导电层，位于支撑层的一侧；多个储能单元，在柔性导电层背离支撑层的一侧第一方向间隔设置，且与柔性导电层电连接；第一封装结构，包括：覆盖储能单元的凸出部分，以及位于相邻储能单元之间的凹陷部分；第一封装结构的弹性模量在30兆帕到100兆帕范围内取值。弹性模量在30兆帕到100兆帕范围内取值。弹性模量在30兆帕到100兆帕范围内取值。

【技术实现步骤摘要】
柔性电极、显示装置及可穿戴设备


[0001]本公开涉及电池
，尤其涉及柔性电极、显示装置及可穿戴设备。

技术介绍

[0002]如何解决穿戴式设备的电力短缺问题，成为当前柔性领域研究重点。近年来，锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命等优点，被广泛应用在便携式产品、备用电源和电动汽车等领域。现有技术，其中一种柔性电池为竹节电池，竹节状电池将电池分为多节，不同节通过单一层柔性平面电极连接，形成一个多节状柔性电池。刚性区为电池储能部分，不参与弯折；柔性区为柔性电极，可弯折。通过多处局部可弯折和局部刚性，实现整个电池的柔性功能。但是，竹节电池在使用过程中在刚性单元周围，刚性单元交接处会出现气泡，褶皱，裂纹等缺陷。如果继续使用这些缺陷会继续加深，引发电池漏液，从而导致电池失效。

技术实现思路

[0003]本公开实施例提供了柔性电极、显示装置及可穿戴设备，用以避免柔性电池弯折过程中相邻储能单元之间的区域出现气泡、褶皱、裂纹等缺陷。
[0004]本公开实施例提供的一种柔性电池，柔性电池包括：
[0005]支撑层；
[0006]柔性导电层，位于支撑层的一侧；
[0007]多个储能单元，在柔性导电层背离支撑层的一侧第一方向间隔设置，且与柔性导电层电连接；
[0008]第一封装结构，包括：覆盖储能单元的凸出部分，以及位于相邻储能单元之间的凹陷部分；第一封装结构的弹性模量在30兆帕到100兆帕范围内取值。
[0009]在一些实施例中，第一封装结构的弹性模量在40兆帕到50兆帕范围内取值。
[0010]在一些实施例中，第一封装结构的在垂直于支撑层方向上的厚度在150微米到200微米范围内取值。
[0011]在一些实施例中，第一封装结构包括：
[0012]第一阻隔层；
[0013]第一金属层，位于第一阻隔层背离储能单元一侧；
[0014]第一粘结层，位于第一金属层背离第一阻隔层的一侧；
[0015]第二阻隔层，位于第一粘结层背离第一金属层的一侧；
[0016]第三阻隔层，位于第二阻隔层背离第一粘结层的一侧。
[0017]在一些实施例中，第一阻隔层的材料包括：聚丙烯；第一金属层的材料包括铝；第二阻隔层的材料包括尼龙；第三阻隔层的材料包括树脂。
[0018]在一些实施例中，柔性电池包括：还包括：
[0019]第二封装结构，位于支撑层背离第一封装结构的一侧，第二封装结构的弹性模量在30兆帕到100兆帕范围内取值；
[0020]柔性导电层还位于支撑层靠近第二封装结构的一侧，多个储能单元还位于柔性导电层靠近第二封装结构的一侧。
[0021]在一些实施例中，在第一方向上，任意相邻两个储能单元之间的距离均相等。
[0022]在一些实施例中，每一储能单元的电池容量C
unit
满足如下条件：
[0023]C
unit
＝Δ
×
t
×
e
×
(W
‑
f)；
[0024]其中，Δ为储能单元的体积能量密度，t为第一导电层厚度，e为储能单元在第一方向上的宽度，W为在垂直第一方向上支撑层的宽度，f为支撑层沿第一方向延伸的边缘与储能单元之间的距离。
[0025]在一些实施例中，储能单元在第一方向上的宽度e满足如下条件：
[0026][0027]其中，C
unit
为每一储能单元的电池容量，Δ为储能单元的体积能量密度，t为第一导电层厚度，W为在垂直第一方向上支撑层的宽度，f为支撑层沿第一方向延伸的边缘与储能单元之间的距离，a为第一封装结构在垂直于柔性导电层方向的厚度。
[0028]在一些实施例中，每一储能单元的电池容量Cunit满足如下条件：
[0029][0030]其中，C
total
为柔性电池的总容量，N为储能单元的数量。
[0031]在一些实施例中，柔性导电层的最小弯曲半径r、相邻两个储能单元之间的距离d、以及储能单元在第一方向上的宽度e满足如下条件：
[0032][0033]其中，d为相邻两个储能单元之间的距离，s为柔性导电层中性面在弯曲状态与未弯曲状态之间的距离，α为柔性导电层弯曲状态下，弯曲位置两侧相邻两个储能单元之间的夹角，ρ为柔性导电层局部弯曲半径。
[0034]本公开实施例提供的一种显示装置，包括：显示基板，以及位于显示基板一侧的本公开实施例提供的柔性电池。
[0035]在一些实施例中，显示装置还包括：
[0036]机壳，位于柔性电池背离显示基板一侧，且位于第一封装结构背离支撑层一侧。
[0037]在一些实施例中，机壳具有：多个容纳第一封装结构的凸起部分的第一凹槽。
[0038]在一些实施例中，在位于显示基板一侧，显示装置包括多个柔性电池；多个柔性电池位于同一平面，且多个柔性电池之间通过柔性电路板电连接。
[0039]在一些实施例中，机壳还具有第二凹槽；第二凹槽在显示基板的正投影覆盖相邻两个柔性电池之间的区域；
[0040]显示装置还包括：
[0041]主板，与柔性电路板电连接，位于第二凹槽内。
[0042]在一些实施例中，第二凹槽与第一方向平行的两个侧面分别具有：第一开口和第二开口；
[0043]第一开口露出主板的开机按键；
[0044]第二开口露出主板的充电端。
[0045]本公开实施例提供的一种可穿戴设备，包括显示基板一侧的本公开实施例提供的柔性电池。
附图说明
[0046]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1为本公开实施例提供的一种柔性电池的结构示意图；
[0048]图2为本公开实施例提供的沿图1中AA
’
的截面图；
[0049]图3为本公开实施例提供的一种第一封装结构的示意图；
[0050]图4为本公开实施例提供的一种柔性电池最大应变位置示意图；
[0051]图5为本公开实施例提供的一种柔性电池中储能单元的结构示意图；
[0052]图6为本公开实施例提供的一种柔性电池中柔性导电层的结构示意图；
[0053]图7为本公开实施例提供的另一种柔性电池的结构示意图；
[0054]图8为本公开实施例提供的一种柔性电池的在未弯折状态下的几何关系示意图；
[0055]图9为本公开实施例提供的一种柔性电池的在弯折状态下的几何关系示意图；
[0056]图10为本公开实施例提供的图9中C区域的放大示意图；
[0057]图11为本公开实施例提供的柔性电池的放电电压与电池容量之间的关系曲线图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性电池，其中，所述柔性电池包括：支撑层；柔性导电层，位于所述支撑层的一侧；多个储能单元，在所述柔性导电层背离所述支撑层的一侧第一方向间隔设置，且与所述柔性导电层电连接；第一封装结构，包括：覆盖所述储能单元的凸出部分，以及位于相邻所述储能单元之间的凹陷部分；所述第一封装结构的弹性模量在30兆帕到100兆帕范围内取值。2.根据权利要求1所述的柔性电池，其中，所述第一封装结构的弹性模量在40兆帕到50兆帕范围内取值。3.根据权利要求1所述的柔性电池，其中，所述第一封装结构的在垂直于所述支撑层方向上的厚度在150微米到200微米范围内取值。4.根据权利要求1所述的柔性电池，其中，所述第一封装结构包括：第一阻隔层；第一金属层，位于所述第一阻隔层背离所述储能单元一侧；第一粘结层，位于所述第一金属层背离所述第一阻隔层的一侧；第二阻隔层，位于所述第一粘结层背离所述第一金属层的一侧；第三阻隔层，位于所述第二阻隔层背离所述第一粘结层的一侧。5.根据权利要求4所述的柔性电池，其中，所述第一阻隔层的材料包括：聚丙烯；所述第一金属层的材料包括铝；所述第二阻隔层的材料包括尼龙；所述第三阻隔层的材料包括树脂。6.根据权利要求1所述的柔性电池，其中，所述柔性电池包括：还包括：第二封装结构，位于所述支撑层背离所述第一封装结构的一侧，所述第二封装结构的弹性模量在30兆帕到100兆帕范围内取值；所述柔性导电层还位于所述支撑层靠近所述第二封装结构的一侧，多个所述储能单元还位于所述柔性导电层靠近所述第二封装结构的一侧。7.根据权利要求1～6任一项所述的柔性电池，其中，在所述第一方向上，任意相邻两个所述储能单元之间的距离均相等。8.根据权利要求7所述的柔性电池，其中，每一所述储能单元的电池容量C
unit
满足如下条件：C
unit
＝Δ
×
t
×
e
×
(W
‑
f)；其中，Δ为所述储能单元的体积能量密度，t为所述第一导电层厚度，e为所述储能单元在所述第一方向上的宽度，W为在垂直于所述第一方向上所述支撑层的宽度，f为所述支撑层沿所述第一方向延伸的边缘与所述储能单元之间的距离。9.根据权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏悦涵，崔越，朱红，王博，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：