[發明專利]袋型柔性膜電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201110384843.2
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102437339B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 李永琦;金光萬;崔民圭;姜根永
• 申請（專利權）人: 韓國電子通信研究院
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0565;H01M10/058
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

相關申請的交叉引用

本美國非臨時專利申請根據35U.S.C.§119要求2010年9月2日提交的韓國專利申請No.10-2010-0086136以及2010年12月22日提交的韓國專利申請No.10-2010-0132272的優先權，將其全部內容引入本文作為參考。

技術領域

本文中公開的本發明涉及膜電池，且更具體地涉及袋型柔性膜電池及其制造方法。

近來，對柔性器件例如卷軸式(rollable)顯示器、電子紙、柔性液晶顯示器(LCD)、柔性有機發光顯示器(OLED)以及可穿戴式PC的興趣迅速地增加。因此，也要求用于柔性器件的電源具有柔性特性。

考慮到運行環境，除了柔性特性之外，柔性電源還必須被制造成具有耐久性。例如，在反復的彎曲運動下，柔性電源必須制造成滿足：1)在其各部件中不產生裂紋，以及2)在其部件之間不發生分離現象。另外，為了成功地將柔性電源推向市場，降低柔性電源的制造成本是必需的。為了降低制造成本，有利的是通過簡單且持續的制造工藝制造膜電池。

經由通過使用具有延展特性的材料制造柔性電源的部件，可滿足柔性特性。然而，根據迄今為止提出的技術，難以同時滿足耐久性和柔性特性。例如，提出將具有柔性特性的聚合物膜(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯)作為膜電池的包裝材料。然而，由于大部分聚合物膜不能夠完全地阻擋濕氣或氣體的滲透以及具有不足的耐強酸或強堿腐蝕性，因此可產生技術限制例如電解質的泄漏或變干。

盡管一些聚合物膜(例如聚丙烯)具有足夠大的耐強酸或強堿腐蝕性，這些聚合物膜具有導致膜電池制造工藝方面的復雜性的其它物理性質。例如，盡管絲網印刷是可降低制造成本的薄膜形成方法，但是通過絲網印刷直接在聚丙烯上形成層是困難的，因為聚丙烯具有低的表面能和疏水性。另外，根據現有技術，在構成膜電池的電極和電解質之間的接觸性質隨著長期運行而惡化。例如，發生電極和電解質之間的分離或者物理接觸惡化。

發明內容

本發明提供能夠同時滿足耐久性和柔性特性的袋型柔性膜電池。

本發明還提供在電極和電解質之間具有優異的結合特性的袋型柔性膜電池。

本發明還提供能夠改進制造工藝中的生產率的袋型柔性膜電池。

本發明還提供能夠改進制造工藝中的生產率的袋型柔性膜電池的制造方法。

本發明的實施方式提供包括包含基于纖維素的聚合物的聚合物電解質層的袋型柔性膜電池。具體地，所述膜電池包括：正極結構，其包括正極袋、正極導電碳層和正極層；負極結構，其包括負極袋、負極導電碳層和負極層；以及在所述正極和負極結構之間的聚合物電解質層，其中所述聚合物電解質層可為包含基于纖維素的聚合物的凝膠型電解質。

在一些實施方式中，所述聚合物電解質層可包含包括所述基于纖維素的聚合物和強度增強聚合物的聚合物基體。此時，所述基于纖維素的聚合物和所述強度增強聚合物之間的重量比可在約1∶99～約99∶1的范圍內。

在其它實施方式中，所述基于纖維素的聚合物可為如下的至少一種：纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丁基纖維素、羥丙基纖維素、硝酸纖維素、乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素以及羧甲基纖維素。

在另一些實施方式中，所述強度增強聚合物可包括如下的至少一種：基于聚偏氟乙烯的聚合物、聚氯乙烯衍生物、基于丙烯腈的聚合物衍生物、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚酰亞胺、聚砜以及聚氨酯。此時，所述基于聚偏氟乙烯的聚合物包括如下的至少一種：聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-共聚-六氟丙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-三氟乙烯)以及聚(偏氟乙烯-共聚-四氟乙烯)；所述基于丙烯腈的聚合物衍生物包括如下的至少一種：丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，以及聚丙烯腈；和基于丙烯酸酯的聚合物可包括如下的至少一種：聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸丁酯。