【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多功能复合材料制造，尤其涉及一种可拓展层合板型复合材料结构电池及其制备方法。
技术介绍
1、随着便携式电子设备、电动汽车和航天航空等领域的快速发展，储能结构电池的研究成为了当下的热点。现有的传统电池存在着安全性差、重量大和易损坏等缺点，不适合应用于需要承受外界载荷的储能领域。
2、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种可拓展层合板型复合材料结构电池及其制备方法，旨在解决现有传统电池承受载荷能力差和比容量低等问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种可拓展层合板型复合材料结构电池，包括从下至上依次叠设的第一碳纤维增强聚合物层、正极片、玻璃纤维增强聚合物层、若干隔膜、负极片、第二碳纤维增强聚合物层；所述隔膜浸润有电解液；
4、所述正极片包括正极碳纤维集流体、位于所述正极碳纤维集流体一端的碳纤维正极极耳，以及涂覆于所述正极碳纤维集流体背离所述第一碳纤维增强聚合物层一侧的若干间隔设置的活性材料复合层；所述玻璃纤维增强聚合物层设有与若干所述活性材料复合层对应的若干通孔；所述负极片包括负极碳纤维集流体、位于所述负极碳纤维集流体一端的碳纤维负极极耳，以及位于所述负极碳纤维集流体背离所述第二碳纤维增强聚合物层一侧且与若干所述活性材料复合层对应的锂箔层；所述活性材料复合层位于所述通孔内，所述隔膜设置于所述活性材料复合层和所述锂箔层之间。
5、所述的可拓展
6、所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其中，所述正极活性材料为磷酸铁锂；所述导电剂包括导电炭黑、多壁碳纳米管、石墨烯、石墨粉中的一种或多种。
7、所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其中，所述第一碳纤维增强聚合物层和所述第二碳纤维增强聚合物层为浸润有树脂的碳纤维布；所述玻璃纤维增强聚合物层为浸润有树脂的玻璃纤维布。
8、所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其中，所述电解液包括锂盐和有机溶剂；所述锂盐选自六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂中的一种或多种；所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。
9、所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其中，所述隔膜选自玻璃纤维布、玻璃纤维隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜中的一种或多种。
10、所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其中，所述隔膜的面积大于或等于所述通孔的面积。
11、所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其中，所述锂箔层与所述负极碳纤维集流体通过导电胶连接；所述导电胶选自环氧导电胶、导电银浆、铜粉导电胶、石墨导电胶中的一种或多种。
12、一种可拓展层合板型复合材料结构电池的制备方法，包括步骤：
13、在正极碳纤维集流体的一侧涂覆若干间隔设置的活性材料复合浆料，经固化后，得到正极片，所述正极片上布有若干间隔设置的活性材料复合层；
14、将碳纤维布和预留有通孔的玻璃纤维布经浸润树脂，分别得到碳纤维增强聚合物层前体和玻璃纤维增强聚合物层前体；
15、在负极碳纤维集流体的一侧粘结与所述活性材料复合层对应的锂箔层，得到负极片；
16、将隔膜经浸润电解液，得到浸润有电解液的隔膜；
17、按碳纤维增强聚合物层前体、正极片、玻璃纤维增强聚合物层前体、浸润有电解液的隔膜、负极片、碳纤维增强聚合物层前体的顺序铺叠，经固化后，得到可拓展层合板型复合材料结构电池。
18、所述的可拓展层合板型复合材料结构电池的制备方法，其中，所述活性材料复合浆料包括正极活性材料、导电剂和复合粘结剂；所述复合粘结剂的质量为所述正极活性材料和所述导电剂总质量的7-15倍；所述复合粘结剂由聚氧化乙烯和双三氟甲基磺酸亚酰胺锂加热溶解在乙腈中得到。
19、有益效果：本专利技术提供一种可拓展层合板型复合材料结构电池及其制备方法，可拓展层合板型复合材料结构电池包括从下至上依次叠设的包括第一碳纤维增强聚合物层、正极片、玻璃纤维增强聚合物层、若干隔膜、负极片、第二碳纤维增强聚合物层；所述隔膜浸润有电解液；所述正极片包括正极碳纤维集流体、位于所述正极碳纤维集流体一端的碳纤维正极极耳，以及涂覆于所述正极碳纤维集流体背离所述第一碳纤维增强聚合物层一侧的若干间隔设置的活性材料复合层；所述玻璃纤维增强聚合物层设有与若干所述活性材料复合层对应的若干通孔；所述负极片包括负极碳纤维集流体、位于所述负极碳纤维集流体一端的碳纤维负极极耳，以及位于所述负极碳纤维集流体背离所述第二碳纤维增强聚合物层一侧且与若干所述活性材料复合层对应的锂箔层；所述活性材料复合层位于所述通孔内，所述隔膜设置于所述活性材料复合层和所述锂箔层之间。本专利技术通过在所述正极碳纤维集流体上间隔设置活性材料复合层，并且结合玻璃纤维增强聚合物层开设的通孔，可提高活性材料复合层与正极碳纤维集流体之间的结合力，从而提高电池的充放电能力和循环性能，实现高能量密度；而采用层叠设置的复合材料结构电池，可提供额外的强度和稳定性，相较于金属极耳，该复合材料结构电池具有更好的密封性，使电池在承受载荷的情况下都能保持性能；同时，电池的层叠设计和活性材料复合层区域的选择，允许该电池可以在不同的应用场景中进行尺寸、形状和容量的调整，实现可拓展性。
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1.一种可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，包括从下至上依次叠设的第一碳纤维增强聚合物层、正极片、玻璃纤维增强聚合物层、若干隔膜、负极片、第二碳纤维增强聚合物层；所述隔膜浸润有电解液；
2.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述活性材料复合层包括正极活性材料、导电剂和复合粘结剂；所述复合粘结剂由聚氧化乙烯和双三氟甲基磺酸亚酰胺锂加热溶解在乙腈中得到。
3.根据权利要求2所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述正极活性材料为磷酸铁锂；所述导电剂包括导电炭黑、多壁碳纳米管、石墨烯、石墨粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述第一碳纤维增强聚合物层和所述第二碳纤维增强聚合物层为浸润有树脂的碳纤维布；所述玻璃纤维增强聚合物层为浸润有树脂的玻璃纤维布。
5.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述电解液包括锂盐和有机溶剂；所述锂盐选自六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂中的一种或多
6.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述隔膜选自玻璃纤维布、玻璃纤维隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述隔膜的面积大于或等于所述通孔的面积。
8.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述锂箔层与所述负极碳纤维集流体通过导电胶连接；所述导电胶选自环氧导电胶、导电银浆、铜粉导电胶、石墨导电胶中的一种或多种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的可拓展层合板型复合材料结构电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：
10.根据权利要求9所述的可拓展层合板型复合材料结构电池的制备方法，其特征在于，所述活性材料复合浆料包括正极活性材料、导电剂和复合粘结剂；所述复合粘结剂的质量为所述正极活性材料和所述导电剂总质量的7-15倍；所述复合粘结剂由聚氧化乙烯和双三氟甲基磺酸亚酰胺锂加热溶解在乙腈中得到。
...【技术特征摘要】
1.一种可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，包括从下至上依次叠设的第一碳纤维增强聚合物层、正极片、玻璃纤维增强聚合物层、若干隔膜、负极片、第二碳纤维增强聚合物层；所述隔膜浸润有电解液；
2.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述活性材料复合层包括正极活性材料、导电剂和复合粘结剂；所述复合粘结剂由聚氧化乙烯和双三氟甲基磺酸亚酰胺锂加热溶解在乙腈中得到。
3.根据权利要求2所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述正极活性材料为磷酸铁锂；所述导电剂包括导电炭黑、多壁碳纳米管、石墨烯、石墨粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述第一碳纤维增强聚合物层和所述第二碳纤维增强聚合物层为浸润有树脂的碳纤维布；所述玻璃纤维增强聚合物层为浸润有树脂的玻璃纤维布。
5.根据权利要求1所述的可拓展层合板型复合材料结构电池，其特征在于，所述电解液包括锂盐和有机溶剂；所述锂盐选自六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂中的一种...
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