[發(fā)明專利]柔性電池及其折疊電芯和制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010463055.1
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113745627A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 支春義;趙偉;唐子杰;李洪飛;朱加雄
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 劉曉敏

本發(fā)明公開了一種柔性電池及其折疊電芯和制作方法，通過間歇式或橫/豎條紋擠壓涂布方式在正、負極箔材上涂布電極材料，其中涂布有電極材料的位置形成單元區(qū)域，而空白位置形成間歇區(qū)域，然后對單元區(qū)域進行折疊或卷繞制成折疊電芯，制作方便，節(jié)省去傳統(tǒng)模切工序，一體性好，封裝方便；將折疊電芯封裝成柔性電池，柔性電池中折疊或卷繞部分形成厚度較厚的儲能單元作為能量儲存點，保證電池能量密度，而柔性電池中厚度較薄的柔性單元作為電池彎曲點來提供電池柔性，確保柔性電池同時具有較好的柔性和能量密度。另外柔性電池還加設有緩沖結(jié)構，可以固定單元、減小間歇單元交界處應力，利于包膜整形封裝，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

技術領域

本發(fā)明屬于柔性電池技術領域，具體涉及一種柔性電池及其折疊電芯和制作方法。

背景技術

近些年來，柔性電子技術作為一種新興技術，引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關注，越來越多的柔性電子器件開始涌現(xiàn)出來，如柔性電子顯示器、有機發(fā)光二極管OLED、印刷RFID、柔性健康醫(yī)療產(chǎn)品等。這給他們的能源供給器件提供了廣闊的發(fā)展空間。

柔性電池在使用過程中需要在一定的彎折半徑范圍內(nèi)可以實現(xiàn)反復的彎折而不會失效，業(yè)內(nèi)人士在柔性電池的電極材料本身、電池結(jié)構、電池薄膜化等方面做了很多探索，一些電池材料能在一定程度上減少彎曲處材料脫落的問題，但不能從根本上解決問題；電池薄膜化又大大限制了電池的容量；結(jié)構的改進減小了電池的能量密度，還在一定程度上影響了電池的柔性。

如公開號CN106207195B，名稱為“一種疊片式柔性電池及其制作方法”，其公開了一種疊片式柔性電池及其制作方法，(1)沖切出正極載流體；正極載流體包括兩個以上的正極載流片、正極連接片和正極極耳焊接片，相鄰正極載流片之間通過正極連接片串聯(lián)；(2)沖切出負極載流體；負極載流體包括兩個以上的負極載流片、負極連接片和負極極耳焊接片，相鄰負極載流片之間通過負極連接片串聯(lián)；(3)在正極載流片的表面涂覆正極材料，在負極載流片的表面涂覆負極材料；(4)利用疊片工藝將正極載流體、負極載流體和隔膜層疊形成電芯，正極載流片與負極載流片的層疊位置重合，相互重疊的正極載流片和負極載流片組成電芯單體；(5)將電芯放入鋁塑膜中進行封裝。該方法需要通過模切等方式來獲得所需規(guī)則或不規(guī)則形狀的極片，在模切過程容易出現(xiàn)毛刺等制程不良，最終影響電池成品率；而且通過角封減小了凹處不平整帶來的鋁塑膜易壞的風險，增加電芯制成、封裝難度。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述的不足，本發(fā)明目的在于，提供一種柔性電池及其折疊電芯和制作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術方案是：

一種折疊電芯，其包括依次疊置的正極片、隔膜和負極片，所述正極片包括正極箔材及間歇涂布在該正極箔材上的電極材料；所述負極片包括負極箔材及間歇涂布在該負極箔材上的電極材料；其中所述正極箔材和負極箔材涂布有電極材料的部分形成單元區(qū)域，未涂布空白的部分形成間歇區(qū)域，對單元區(qū)域進行折疊或卷繞形成儲能單元，相鄰兩儲能單元之間的間歇區(qū)域形成柔性單元，該柔性單元和儲能單元為一體連接結(jié)構。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述柔性單元和儲能單元連接過渡處設有內(nèi)緩沖材料形成內(nèi)緩沖層，有效減少彎曲應力集中。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，在所述正極箔材的表面上涂有碳等可以增強正極材料與正極箔材粘結(jié)性的材料，形成厚度為1～5μm的增粘涂層。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，在所述負極箔材的內(nèi)表面上涂有碳等可以增強負極材料與負極箔材粘結(jié)性的材料，形成厚度為1～5μm的增粘涂層；在負極箔材的外表面上涂覆具有粘結(jié)性的高分子材料，如PVDF、SBR等，厚度為1-5μm。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述正極片的數(shù)量為一片，所述負極片的數(shù)量為兩片，所述隔膜的數(shù)量為兩片，所述負極片、隔膜、正極片、隔膜和負極片依次疊置，提升電池容量。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述正極箔材上的電極材料與所述負極箔材上的電極材料相對正，確保單元區(qū)域和間歇區(qū)域能明顯區(qū)分。