一种错位电极电芯、卷绕电池及叠层电池制造技术

本发明专利技术公开了一种错位电极电芯、卷绕电池及叠层电池，该错位电极电芯包括柔性隔膜、正电极体、负电极体、拓展负集电极和电解质；柔性隔膜位于电解质中，正电极体设置于柔性隔膜的一侧并与电解质接触，负电极体、拓展负集电极设置于柔性隔膜的另一侧，负电极体、拓展负集电极与电解质接触，负电极体与拓展负集电极电性连接，正电极体与负电极体之间的距离大于正电极体与拓展负集电极之间的距离。本发明专利技术公开的错位电极电芯可解决现有的柔性电池在充放电过程中容易形成金属枝晶，从而引起短路等故障，严重降低电池的使用寿命且存在安全隐患的技术问题。技术问题。技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种错位电极电芯、卷绕电池及叠层电池


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及一种错位电极电芯、卷绕电池及叠层电池。

技术介绍

[0002]随着物联网和柔性电子行业的发展，柔性电池因其简便的生产工艺和灵活的适用场景而得到日益广泛的重视。由于芯片低功耗的发展，采用相对于动力电池较低容量，但更加轻便灵活的柔性电池，有着更多的电极设计空间。
[0003]然而，在柔性电池的充放电过程中，正负电极之间容易形成金属枝晶，金属枝晶的堆积将引起短路，导致电池失效，严重降低了电池的使用寿命，甚至可能引发安全事故。因此对低容量柔性电池结构优化，可以在不增加设备工艺成本的前提下，提高柔性电池充放电循环次数。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种错位电极电芯，旨在解决现有的柔性电池在充放电过程中容易形成金属枝晶，从而引起短路等故障，严重降低电池的使用寿命且存在安全隐患的技术问题。
[0005]本专利技术为达到其目的，所采用的技术方案如下：
[0006]一种错位电极电芯，所述错位电极电芯包括柔性隔膜、正电极体、负电极体、拓展负集电极和电解质；其中：
[0007]所述柔性隔膜位于所述电解质中，所述正电极体设置于所述柔性隔膜的一侧并与所述电解质接触，所述负电极体、所述拓展负集电极设置于所述柔性隔膜的另一侧，所述负电极体、所述拓展负集电极与所述电解质接触，所述负电极体与所述拓展负集电极电性连接，所述正电极体与所述负电极体之间的距离大于所述正电极体与所述拓展负集电极之间的距离。
[0008]进一步地，所述正电极体涂覆于或印刷于所述柔性隔膜的一侧面上。
[0009]进一步地，所述负电极体涂覆于或印刷于所述柔性隔膜的另一侧面上。
[0010]进一步地，所述拓展负集电极涂覆于或印刷于所述柔性隔膜的另一侧面上。
[0011]进一步地，所述负电极体为一体成型的金属件。
[0012]进一步地，所述正电极体包括多个正电极层和多个正集电极体，多个所述正集电极体一一对应包覆于多个所述正电极层上，且多个所述正集电极体延伸至所述柔性隔膜的一侧面上。
[0013]进一步地，所述负电极体包括多个负电极层和多个负集电极体，多个所述负集电极体一一对应包覆于多个所述负电极层上；所述拓展负集电极为至少一个，且至少一个所述拓展负集电极与相邻的两个所述负集电极体电性连接。
[0014]进一步地，所述负电极层分别设置于所述负集电极体朝向所述柔性隔膜的一侧面上以及所述负集电极体背向所述柔性隔膜的一侧面上。
[0015]进一步地，所述正电极层分别设置于所述正集电极体朝向所述柔性隔膜的一侧面上以及所述正集电极体背向所述柔性隔膜的一侧面上。
[0016]进一步地，所述负电极体与所述拓展负集电极间隔设置，且所述负电极体通过电极端子与所述拓展负集电极连接。
[0017]进一步地，所述柔性隔膜为两个或两个以上；所述正电极体设置于任一所述柔性隔膜的两侧面上，所述负电极体、所述拓展负集电极设置于另一相邻的所述柔性隔膜背向所述正电极体的一侧。
[0018]进一步地，所述负电极体、所述拓展负集电极设置于任一所述柔性隔膜的两侧面上，所述正电极体设置于另一相邻的所述柔性隔膜背向所述负电极体的一侧。
[0019]进一步地，所述错位电极电芯还包括致密基底，所述致密基底为绝缘柔性基底、导电基底中的任意一种；
[0020]所述负电极体、所述拓展负集电极设置于所述致密基底上；
[0021]且/或，所述正电极体设置于所述致密基底上。
[0022]对应地，本专利技术还提出一种卷绕电池，所述卷绕电池包括如前述的错位电极电芯。
[0023]对应地，本专利技术还提出一种叠层电池，所述叠层电池包括如前述的错位电极电芯。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术提出的错位电极电芯，令柔性隔膜、正电极体、负电极体与电解质接触，并将正电极体设置于柔性隔膜的一侧，以及将负电极体、拓展负集电极电性连接且设置于柔性隔膜的另一侧，使得正电极体与负电极体之间的距离大于正电极体与拓展负集电极之间的距离，如此，在电池充电过程中，由于外加电压的作用，正电极体与拓展负集电极之间的间隙处场强分布最大，正负电荷在此聚集，此时金属离子优先在靠近正电极体处的拓展负集电极上得到电子并还原成金属电极，即完成了负电极从负电极体转移到拓展负集电极的过程，可抑制正电极体与负电极体之间的金属枝晶生长，降低电池短接风险，排除了安全隐患，并在不改变电极及电解质配方的情况下增加该柔性电池的充放电次数，延长了电池的循环寿命。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术错位电极电芯第一实施例的剖面结构示意图；
[0028]图2为本专利技术错位电极电芯第二实施例的剖面结构示意图；
[0029]图3为本专利技术错位电极电芯第三实施例的剖面结构示意图；
[0030]图4为本专利技术错位电极电芯第四实施例的剖面结构示意图；
[0031]图5为本专利技术错位电极电芯第五实施例的剖面结构示意图；
[0032]图6为本专利技术错位电极电芯第六实施例的剖面结构示意图；
[0033]图7为本专利技术错位电极电芯第七实施例的剖面结构示意图；
[0034]图8为本专利技术错位电极电芯第八实施例的剖面结构示意图；
[0035]图9为本专利技术错位电极电芯第九实施例的剖面结构示意图；
[0036]图10为本专利技术错位电极电芯第十实施例的剖面结构示意图；
[0037]图11为本专利技术错位电极电芯第十一实施例的剖面结构示意图。
[0038]附图标号说明：
[0039]标号名称标号名称1柔性隔膜21正电极层2正电极体22正集电极体3负电极体31负电极层4拓展负集电极32负集电极体5致密基底
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[0040]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种错位电极电芯，其特征在于，所述错位电极电芯包括柔性隔膜、正电极体、负电极体、拓展负集电极和电解质；其中：所述柔性隔膜位于所述电解质中，所述正电极体设置于所述柔性隔膜的一侧并与所述电解质接触，所述负电极体、所述拓展负集电极设置于所述柔性隔膜的另一侧，所述负电极体、所述拓展负集电极与所述电解质接触，所述负电极体与所述拓展负集电极电性连接，所述正电极体与所述负电极体之间的距离大于所述正电极体与所述拓展负集电极之间的距离。2.根据权利要求1所述的错位电极电芯，其特征在于，所述正电极体涂覆于或印刷于所述柔性隔膜的一侧面上；且/或，所述负电极体涂覆于或印刷于所述柔性隔膜的另一侧面上；且/或，所述拓展负集电极涂覆于或印刷于所述柔性隔膜的另一侧面上。3.根据权利要求1所述的错位电极电芯，其特征在于，所述负电极体为一体成型的金属件。4.根据权利要求1所述的错位电极电芯，其特征在于，所述正电极体包括多个正电极层和多个正集电极体，多个所述正集电极体一一对应包覆于多个所述正电极层上，且多个所述正集电极体延伸至所述柔性隔膜的一侧面上；且/或，所述负电极体包括多个负电极层和多个负集电极体，多个所述负集电极体一一对应包覆于多个所述负电极层上；所述拓展负集电极为至少一个，且至少一个所述拓展负集电极与相邻的两个所述负集电极体电性连接。5.根据权利要求4所述的错...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂赞相，罗师强，普里帖斯，
申请(专利权)人：深圳新源柔性科技有限公司，
类型：发明
国别省市：