[發(fā)明專利]柔性集合式全固態(tài)薄膜電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010165564.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN111342141A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂延彬;呂江波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東浩訊科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/058
• 分類號(hào): H01M10/058;H01M10/0562;H01M10/04;H01M2/02
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發(fā)明提供了一種柔性集合式全固態(tài)薄膜電池和一種柔性集合式全固態(tài)薄膜電池制備方法，其中，柔性集合式全固態(tài)薄膜電池包括：基底；多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體，分別沉積于基底切割劃分的多個(gè)基底片上；柔性層，沉積于多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體的頂部，多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體固定于柔性層上，形成陣列排布的整體結(jié)構(gòu)，多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體之間通過(guò)嵌入柔性層的薄膜式導(dǎo)線連接。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，克服了大面積基底及薄膜電池的脆性特點(diǎn)，能夠適用于可穿戴設(shè)備對(duì)于電池的可彎曲需求，在應(yīng)用于可穿戴設(shè)備時(shí)，能夠隨著身體運(yùn)動(dòng)而自由改變形狀，一個(gè)柔性集合式全固態(tài)薄膜電池里含有多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整電池的容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種柔性集合式全固態(tài)薄膜電池和一種柔性集合式全固態(tài)薄膜電池制備方法。

背景技術(shù)

全固態(tài)薄膜電池是一種全固態(tài)電池，厚度一般只有幾微米。與傳統(tǒng)鋰電池相比，具有超強(qiáng)循環(huán)壽命、極低自放電率、極高放電倍率、較高能量密度、無(wú)線充電等優(yōu)勢(shì)，使其成為業(yè)界公認(rèn)的最具有應(yīng)用潛力和產(chǎn)業(yè)化前景的技術(shù)。

可穿戴設(shè)備要求供能裝置具有高容量，并且隨著身體各部分的運(yùn)動(dòng)而具備可彎曲的特點(diǎn)。然而，現(xiàn)有技術(shù)中全固態(tài)薄膜電池主要沉積在陶瓷、玻璃、云母等基底上，這類基底最大的特點(diǎn)就是脆性大，難以彎曲，同時(shí)由于全固態(tài)薄膜電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是無(wú)機(jī)非金屬薄膜該種材料也具有極強(qiáng)的脆性，這種缺點(diǎn)極大地限制了該類產(chǎn)品在可穿戴設(shè)備上的應(yīng)用。

因此，如何在提高電池容量滿足高容量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電池的可彎曲適應(yīng)于可穿戴設(shè)備應(yīng)用成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提供一種柔性集合式全固態(tài)薄膜電池和一種柔性集合式全固態(tài)薄膜電池制備方法，通過(guò)增加柔性層封裝克服現(xiàn)有全固態(tài)薄膜電池的脆性問題，利用多電池模塊集成提高電池容量來(lái)滿足可穿戴設(shè)備對(duì)電源的需求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種柔性集合式全固態(tài)薄膜電池，包括：基底；多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體，分別沉積于基底切割劃分的多個(gè)基底片上；柔性層，沉積于多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體的頂部，多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體固定于柔性層上，形成陣列排布的整體結(jié)構(gòu)，多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體之間通過(guò)嵌入柔性層的薄膜式導(dǎo)線連接。

本方案中，柔性層可以覆蓋全固態(tài)薄膜電池電芯的全部，包括頂面和全部側(cè)面并延伸到基底上，基底和柔性層組成封裝結(jié)構(gòu)，基底切割劃分為多個(gè)基底片，既不影響封裝結(jié)構(gòu)的密閉性，而且整個(gè)全固態(tài)薄膜電池形成了基底側(cè)不相連接而頂側(cè)連為一體的可折疊或半折疊結(jié)構(gòu)，能夠適用于可穿戴設(shè)備對(duì)于電池的可彎曲需求，同時(shí)一個(gè)柔性集合式全固態(tài)薄膜電池里含有多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體，有效提高了電池容量，能夠適用于可穿戴設(shè)備對(duì)于電池的高容量需求，本發(fā)明提出的柔性集合式全固態(tài)薄膜電池以全固態(tài)薄膜電池單體作為小單元，這些全固態(tài)薄膜電池單體通過(guò)柔性層形成陣列排布的整體結(jié)構(gòu)，克服了大面積全固態(tài)薄膜電池基底及電解質(zhì)等的脆性特點(diǎn)，在應(yīng)用于可穿戴設(shè)備時(shí)能夠隨身體運(yùn)動(dòng)而自由改變形狀。由于增加了柔性層，一個(gè)柔性集合式全固態(tài)薄膜電池里含有多個(gè)全固態(tài)薄膜電池單體，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整本發(fā)明提出的柔性集合式全固態(tài)薄膜電池的容量，以滿足不同可穿戴設(shè)備對(duì)于電源容量的需求。

薄膜式導(dǎo)線能實(shí)現(xiàn)全固態(tài)薄膜電池單體的連接，可以為并聯(lián)、串聯(lián)或者混聯(lián)，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇設(shè)置，薄膜式導(dǎo)線的布局根據(jù)柔性集合式全固態(tài)薄膜電池輸出電壓或容量需求來(lái)確定，導(dǎo)線的材料可以為Cu、Ag、Al、Au、Ni及其合金，具有一定柔性。

優(yōu)選地，全固態(tài)薄膜電池單體與基底片一一對(duì)應(yīng)。

本方案中，全固態(tài)薄膜電池單體與基底片一一對(duì)應(yīng)，基地片在一定程度上能夠自由活動(dòng)，一定程度上克服了大面積全固態(tài)薄膜電池基底及電解質(zhì)等的脆性特點(diǎn)，在一定程度上能夠折疊或半折疊自由改變形狀。