[發明專利]柔性固態多層疊平板鋰離子電池組件及電池封裝方法

有效

• 申請號: 201711051865.0
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107706450B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 王家雄
• 申請（專利權）人: 王家雄
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058;H01M2/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本申請實施例提供的柔性固態多層疊平板鋰離子電池組件呈現于此。它由許多包含背靠背多層疊互相并聯的電化學電池的鋰離子電池組所構成，其中所有電化學電池均使用了固態電解質，電池組用柔性高分子材料封裝密封。電池組被混合成一些電池區間，每個電池組的正負極終端被分別連接到相對應的由邊側開關所控制的邊側終端。每個電池區間第一個電池組的正極終端與最后一個電池組的負極終端分別被進一步連接到一個正極旋轉開關和一個負極旋轉開關。利用這些不同的開關和電控盒，電池組件的輸入輸出電壓和電流可以被自由調控。

相關申請的交叉引用

本申請要求美國專利申請No.15/340,995的優先權權益,該專利申請于2016年11月2日提交,該專利申請通過引用方式結合于此。

技術領域

本申請涉及一種由多個鋰離子電池組構成的柔性固態多層疊平板鋰離子電池組件，其中每個電池組由一些固態電化學電池組成。本發明還具備不同電池組之間可變的電子連接設計以控制電池組件的輸入/輸出電流和電壓。本發明所相關的鋰離子電池組件具有柔性、安全、輕薄、快速充電、可調節輸出功率、以及可與太陽能組件對接等特征。

背景技術

鋰離子電池已經被開發了幾十年，與傳統的鉛酸或鋅錳電池不同的是，鋰離子電池使用非水電解質溶液。隨著鋰離子電池的發展，不同材料已被用于電極或電解質。例如，正極材料包括不同的過渡金屬氧化物，如LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiV₂O₅以及它們的組合。主要的負極材料仍然是碳家族，包含中間相碳微球(MCMB)、人造石墨、碳涂覆天然石墨、石墨、硅、以及金屬合金。盡管許多電解質目前被開發應用于鋰離子電池，最流行的電解質依然是LiPF₆、LiClO₄、LiBF₄等，并與一些諸如碳酸丙烯酯(PC)和碳酸乙烯酯(EC)之類的碳酸鹽溶劑混合。此外，其它材料，例如隔膜、添加劑、以及阻燃劑，已經被應用于提升鋰離子電池的性能與安全性。

鑒于其高能量密度且對環境無污染，鋰離子電池(LiBs)已經取代鎳－金屬氫化物(Ni－MH)及鎳－鎘(Ni－Cd)二次電池而被應用于從手機、手提電腦到電動汽車的不同領域。與其廣泛的研究和應用相比，鋰離子電池在其形狀與結構方面顯示出更少的選擇性。基本形狀上有紐扣、平板、圓筒及方塊形狀。隨著薄膜鍍膜技術的發展以及固態電解質的應用，薄膜和柔性鋰離子電池已經受到了越來越多的關注。特別是一些諸如柔性平板顯示器之類的柔性電子產品的出現，要求使用柔性鋰離子電池。所以，柔性鋰離子電池近年吸引了諸多關注。例如，美國專利5,552,239號和5,478,668號描述了具有折疊或卷繞結構的大容量可充電矩形或圓筒形鋰離子電池。美國專利5,498,489號也揭示了一種包含折疊式或層疊式電化學電池鋰離子結構的鋰離子電池，這些電化學電池具有折疊式的連續性、且有柔性的位于初級與次級離散電極板之間的高分子層壓電解質。