[發明專利]可變扇形的異形電池

在審

• 申請號: 202010158442.4
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111446485A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 何敏華
• 申請（專利權）人: 廣西華政新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M4/13;H01M4/134;H01M4/136;H01M4/1395;H01M4/1397;H01M10/058
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 靳浩

本發明公開了一種可變扇形的異形電池，其包括由隔膜和正負極片組成的電芯結構，填充于電芯結構中的凝膠狀電解液，以及與正負極片電連接的正負極耳，碳布和隔膜裁剪為圓形，其中，以碳布為基體，硅納米棒為模板，采用水熱碳化方法，然后加入鎳單原子和氫氧化鎳，利用電沉積法在硅碳復合材料表面生成鎳單原子/氫氧化鎳活性層，得到碳布負載硅/鎳單原子/單層氫氧化鎳核殼納米結構的負極片材料；將碳布、鉬單原子和二硫化鉬利用電沉積法在碳布表面生成鉬單原子/二硫化鉬的活性層，得到碳布負載鉬單原子/二硫化鉬的金屬硫化物正極片材料。本發明在規定的電池設計容量下，正負極片更薄更軟，滿足不同扇形弧度的多次對折要求。

技術領域

本發明涉及電池生產領域。更具體地說，本發明涉及一種可變扇形的異形電池。

背景技術

許多智能手機、智能手表和其他可穿戴產品等的內部設置復雜，空間緊致有限，需要的電池形狀各異。為了適應時代的進步，開發特殊形狀的電池越來越多，比如有圓形電池、 C形電池、電弧電池、六角形電池、扇形電池、三角形電池、超薄電池等，但是大部分的異形電池都設置為固定形狀，不便于不同空間位置的調整。為了解決固定形狀的異形電池不便于調整的問題，現有技術公開了一種柔性二次電池及其組件，公告號為CN 109273755 A，其通過不設置集流體等硬質結構，使電池具有柔性，便于長條形異形電池的卷折、彎折，電池的形狀調節。但是對于圓形電池調整為各種扇形形狀時，需要多次對折，對柔性要求更高，對折難度更大。并且現有技術的柔性電池以含鋰金屬氧化物作為正電極的活性物質，合金或硅碳作為負電極的活性物質，又兼具集流體功能，要求具有一定厚度的活性物質以滿足電池設計容量和電流傳輸，參見電池設計容量的計算為電池設計容量＝涂層面密度×活物質比例×活物質克容量×極片涂層面積。因此，目前的柔性電池難以做得更薄，不利于多次對折。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種可變扇形的異形電池，其針對現有技術的柔性電池以含鋰金屬氧化物作為正電極的活性物質，合金或硅碳作為負電極的活性物質，電極片難以做得更薄，不利于多次對折的問題。

本發明通過對正負極片的材料進行處理，使得正負極片的韌性好，正負極片材料的比容量高，在規定的電池設計容量下，正負極片更薄更軟，滿足不同扇形弧度的多次對折要求。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了可變扇形的異形電池，其包括：由隔膜、正極片和負極片組成的電芯結構，填充于電芯結構中的電解液，與正極片電連接的正極耳，以及與負極片電連接的負極耳，所述電解液為凝膠狀電解液；

所述負極片由以下方法構建得到：以碳布為基體，硅納米棒為模板，采用水熱碳化方法，在碳布表面構建硅納米棒的硅碳復合材料，然后加入鎳單原子和氫氧化鎳，利用電沉積法在硅碳復合材料表面生成鎳單原子/氫氧化鎳活性層，得到碳布負載硅/鎳單原子/單層氫氧化鎳核殼納米結構的負極片材料；

所述正極片由以下方法構建得到：將碳布、鉬單原子和二硫化鉬利用電沉積法在碳布表面生成鉬單原子/二硫化鉬的活性層，得到碳布負載鉬單原子/二硫化鉬的金屬硫化物正極片材料；

其中，所述碳布和隔膜裁剪為圓形，通過壓合工藝將正極片和負極片分別貼合在隔膜兩側，外包裝通過軟包裝膜封裝，正極耳的一端和負極耳的一端置于軟包裝膜外，以便于與外部設備電連接。

優選的是，凝膠電解液為包括鋰鹽的非水溶劑和凝膠因子組成的電解液；所述隔膜為無紡布薄膜。

優選的是，隔膜為具有離子導通和電子絕緣的三層結構隔膜。

優選的是，水熱碳化方法具體為：在密封體系中，將碳布和硅納米棒置于230-280℃的水中反應3-4小時，得到在碳布表面構建硅納米棒的硅碳復合材料。