本發明屬于電池技術領域,具體的是涉及一種柔性鋰離子電池及其制備方法和電子產品。
背景技術:
隨著科技的進步,在電子產品極大豐富的同時各類電子產品小型化趨勢日益明顯。特別是在可穿戴設備、醫療器械、精密儀器儀表等領域,對電子產品中的關鍵部件如電路板、電池等提出了更高的要求。
例如隨著智能穿戴設備的流行,越來越多人選擇智能穿戴設備,但是智能穿戴設備存在結構上的缺陷,穿戴設備在弧形位置不能安裝電池,導致智能穿戴設備整體電池的能量較低。現有的智能穿戴設備由于多數是貼合人體設計,需要反正的彎折,但是現有的鋰離子二次電池不反復彎折,從而由于電池的局限性嚴重制約了柔性電子產品特別是智能穿戴設備的發展。
技術實現要素:
本發明的目的在于克服現有技術的上述不足,提供一種柔性薄膜電池及其制備方法,以及解決現有鋰離子二次電池不反復彎折的不足。
本發明的另一目的在于提供一種電子產品,以及解決現有電子產品使電池不反復彎折而制約電子產品應用的不足。
為了實現上述發明目的,本發明的一方面,提供了一種柔性鋰離子電池。所述柔性鋰離子電池包括柔性殼體、設于所述殼體內的電芯和電解液,所述電芯由正極、負極和層疊于所述正極與負極之間的隔膜構成;其中,
所述正極包括正極集流體和涂設在所述正極集流體表面的正極材料層,所述正極材料層是由若干段正極材料層組成,相鄰兩段正極材料層之間具有間隔區間;
所述負極包括負極集流體和涂設在所述負極集流體表面的負極材料層,所述負極材料層是由若干段負極材料層組成,相鄰兩段負極材料層之間具有間隔區間;
且所述正極所含的若干段正極材料層與所述負極所含的若干段負極材料層一一對應,所述正極所含的間隔區間與所述負極所含的間隔區間一一對應;所述正極所含的間隔區間、所述負極所含的間隔區間與隔膜以及柔性殼體形成密封區間,所述正極所含的若干段正極材料層與所述負極所含的若干段負極材料層以及柔性殼體形成由所述密封區間串聯的若干電池單體,所述電解液填充于所述電池單體內。
本發明的另一方面,提供了一種柔性鋰離子電池的制備方法。所述制備方法包括如下步驟:
在正極集流體表面分段涂設正極材料層制得正極,并使得所述正極材料層是由若干段正極材料層組成,相鄰兩段正極材料層之間具有間隔區間;
在負極集流體表面分段涂設負極材料層制得負極,并使得所述負極材料層是由若干段負極材料層組成,相鄰兩段負極材料層之間具有間隔區間;
將隔膜層疊結合在所述正極和所述負極之間形成電芯,并使得正極所含的若干段正極材料層與所述負極所含的若干段負極材料層一一對應,所述正極所含的間隔區間與所述負極所含的間隔區間一一對應;
將所述電芯置于柔性殼體內進行封裝處理,并注入電解液和陳化處理后進行二次封裝處理,其中,所述二次封裝處理是將所述正極所含的間隔區間、所述負極所含的間隔區間與隔膜以及柔性殼體形成密封區間,所述正極所含的若干段正極材料層與所述負極所含的若干段負極材料層以及柔性殼體形成由所述密封區間串聯的電池單體,所述電解液填充于所述電池單體內。
本發明的又一方面,提供了一種電子產品。所述電子產品是以本發明柔性鋰離子電池本發明所述的制備方法制備的柔性鋰離子電池作為電源。
與現有技術相比,本發明柔性鋰離子電池由于含有由正負極所含的間隔區間與隔膜以及殼體形成密封區間,且所述密封區間串聯由正極所含的若干段正極材料層與所述負極所含的若干段負極材料層以及殼體形成電池單體,由于密封區間沒有電極材料,因此,本發明柔性鋰離子電池可以在密封區間處折疊,賦予本發明柔性鋰離子電池優異可反復折疊的柔性。同時也解決了現有柔性鋰離子電池在彎曲的過程中電池極片易掉粉的問題,從而保證本發明柔性鋰離子電池的安全性能和循環性能。另外,本發明柔性鋰離子電池電芯是直接將正負極進行層疊處理,不經過如現有鋰離子電池電芯的卷芯處理,因此,本發明柔性鋰離子電池厚度薄。
本發明柔性鋰離子電池制備方法將正極所含的正極材料層分段涂設在正集流體上,負極所含的負極材料層分段涂設在負集流體上,將正極與負極按照各段正極電極材料層與各段負極電極材料層一一對應設置,經封裝后形成電池單體;并將正負極所含的間隔區間也一一對應設置,經封裝后形成密封區間,由于密封區間沒有電極材料,因此,封裝形成的電池可以在密封區間處折疊,賦予電池柔性,其厚度薄。
本發明電子產品由于是采用本發明柔性鋰離子電池作為電源,因此,提高了電子產品彎折特性,并保證了電子產品電源供電的穩定性。
附圖說明
圖1是本發明實施例柔性鋰離子電池所含電芯的結構示意圖;
圖2是本發明實施例柔性鋰離子電池所含正極的前視圖;
圖3是本發明實施例柔性鋰離子電池所含正極一結構的主視圖;
圖4是本發明實施例柔性鋰離子電池所含正極另一結構的主視圖;
圖5是本發明實施例柔性鋰離子電池的柔性殼體與電芯封裝后的結構示意圖;
圖6是用于二次封裝本發明實施例柔性鋰離子電池的封裝夾具結構示意圖;
圖7是本發明實施例柔性鋰離子電池結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白,以下結合實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。
一方面,本發明實施例提供了一種柔性鋰離子電池。所述柔性鋰離子電池結構如圖1至5所示,其包括柔性殼體01、設于所述殼體內的電芯02和電解液03。
其中,上述柔性鋰離子電池所含的柔性殼體01可以是柔性鋰離子電池常規的殼體材料,如選用但不僅僅為鋁塑膜。
上述柔性鋰離子電池所含的電解液03也可以是鋰離子電池常用的電解液,對于上述柔性鋰離子電池而言,對電解液03沒有特別的要求。
上述柔性鋰離子電池所含的電芯02的結構如圖1所示,其包括正極1和負極2以及層疊于所述正極1和負極2之間的隔膜3。
其中,上述正極1結構如圖1-4所示,其包括正極集流體11和分段涂設在正極集流體11表面的若干段正極材料層12,且相鄰兩段正極材料層12之間具有間隔區間。也即是說,上述正極1所含的正極材料層12是由若干段正極材料層構成,具體的如正極材料層121、正極材料層122、正極材料層123、、、正極材料層12n(n≥2)組成;相鄰兩段電極材料層之間具有間隔,具體的如間隔111、間隔112、間隔113、、、間隔11(n-1)。這樣,若干段正極材料層12將集流體11分成若干區間,具體的是涂設有若干段正極材料層12的電極材料層區間,如正極材料層區間111’、正極材料層區間112’、正極材料層區間113’、、、正極材料層區間11n’,和相鄰電極材料層區間的間隔區間,如間隔區間111、間隔區間112、間隔區間113、、、間隔區間11(n-1)。
在上述正極1實施例中,作為本發明的一實施例,所述相鄰兩段正極材料層12之間的所述間隔寬度為2-6mm。該間隔寬度能夠賦予含有該上述正極的電池可以在該間隔區間處彎折,賦予上述柔性鋰離子電池良好的柔性。當然,該間隔寬度也可以大于0小于2,這樣的間隔由于較小,組裝成電芯02和上述柔性鋰離子電池后,由于無電極材料的密封區間04間距較小,會使得上述柔性鋰離子電池可以彎折的幅度相對較小。當然,該間隔寬度也可以大于6,這樣的間隔由于較大,當正負集流體長度一定的情況下,組裝成電芯02和上述柔性鋰離子電池后,由于無電極材料的密封區間04間距較大,雖然可以使得上述柔性鋰離子電池可以彎折的幅度相對較大,但是會由于組裝的含有電極材料層的電池單體05數量較小,使得上述柔性鋰離子電池能量密度較小。因此,可以根據實際的上述柔性鋰離子電池應用需要,進行調整相鄰兩段電極材料層之間的所述間隔寬度,使得組裝的電芯02和上述柔性鋰離子電池既有合理的彎折幅度又有高的能量密度。
在另一實施例中,所述若干段正極材料層12中每一段電極材料層的寬度為8-12mm。所述正極材料層12的厚度可以根據上述柔性鋰離子電池實際應用的容量和厚度要求進行調整,如正極集流體11單面的正極材料層12的厚度為55-120μm。通過對每一段正極材料層的寬度和厚度進行控制,賦予上述柔性鋰離子電池良好的電化學性能,如穩定的循環性能和高能量密度。
一實施例中,上述正極1所含的正極集流體11可以是鋰離子電池正極常用的正極集流體,如可以是鋁箔,當然也可以是其他常用的正極集流體材料。
上述正極1所含的正極材料層12包括正極活性材料、導電劑、正極粘結劑。該正極活性材料、導電劑、正極粘結劑含量的比例可以是常規鋰離子電池正極活性層中的比例。其中,所述正極活性材料可以但不僅僅為鈷酸鋰(如lc800d)、三元正極材料(如pc10)、磷酸鐵鋰(如xc-116)、錳酸鋰(如lmo-hb)中的至少一種,所述正極粘結劑可以但不僅僅為pvdf(如hsv-900)、丙烯酸酯(如la133)中的至少一種,所述導電劑可以但不僅僅為碳納米管(cnt-s)、導電碳黑(super-p)中的至少一種。
另外,圖2至4所示的正極1僅僅上述正極1的一種結構而已,該正極材料層12優選的是在正極集流體11相對的兩個表面上均涂設正極材料層12構成上述正極1。兩個表面上涂設的正極材料層12中,正極集流體11一面涂設的正極材料層12與另一表面涂設的正極材料層12每一段的位置和尺寸均是一一對應的,那么一面相鄰兩段正極材料層12之間的間隔區間與另一表面相鄰兩段正極材料層12之間的間隔區間的位置和尺寸也均是一一對應的。
上述負極2結構跟圖2-4所示的正極1夠相同,其包括負極集流體21和分段涂設在負極集流體21表面的若干段負極材料層22,且相鄰兩段負極材料層22之間具有間隔區間。也即是說,上述負極2所含的負極材料層22是由若干段負極材料層22n(n≥2),相鄰兩段電極材料層22之間具有間隔。這樣,若干段負極材料層22將負極集流體21分成若干區間,具體的是涂設有若干段負極材料層22的電極材料層區間和相鄰電極材料層區間的間隔區間。
在上述負極2實施例中,作為本發明的一實施例,所述相鄰兩段負極材料層22之間的所述間隔寬度為2-6mm,優選為3-6mm,當然也可以是2-7mm,優選為3-7mm。該間隔寬度能夠賦予含有該上述柔性鋰離子電池可以在該間隔處彎折,賦予上述柔性鋰離子電池良好的柔性。如同上述正極1相同,該負極2所含的相鄰兩段負極材料層22之間的所述間隔寬度大小影響上述柔性鋰離子電池的彎折幅度大小和能量密度,可以配合正極1所含間隔寬度和根據實際的電池應用需要,進行調整相鄰兩段負極材料層22之間的所述間隔寬度,使得組裝的電芯02和上述柔性鋰離子電池既有合理的彎折幅度又有高的能量密度。
在另一實施例中,所述若干段負極材料層22中每一段電極材料層的寬度為8-12mm,所述負極材料層22的厚度可以根據上述柔性鋰離子電池實際應用的容量和厚度要求進行調整,如負極集流體21單面的負極材料層22的厚度為60-140μm。通過對每一段負極材料層的寬度和厚度進行控制,賦予上述柔性鋰離子電池良好的電化學性能,如穩定的循環性能和高能量密度。
一實施例中,上述負極2所含的負極集流體21可以是鋰離子電池負極常用的負極集流體,如可以是銅箔,當然也可以是其他常用的負極集流體材料。
上述負極2所含的負極材料層22包括負極活性材料、導電劑、負極粘結劑。該負極活性材料、導電劑、負極粘結劑含量的比例可以是常規鋰離子電池負極活性層中的比例。其中,所述負極活性材料可以但不僅僅為人造石墨(hsg),天然石墨(如amu-1)、鈦酸鋰(如yl-t104)中的至少一種,所述負極粘結劑但不僅僅為丁苯乳膠(如sd-6156)、丙烯酸酯(如la133)、羧甲基纖維素鈉(如crt3000pa)中的至少一種,所述導電劑但不僅僅為碳納米管(cnt-s)、導電碳黑(super-p)中的至少一種。
另外,上述負極2所含的負極材料層22優選的是在負極集流體21相對的兩個表面上均涂設負極材料層22構成上述負極2。兩個表面上涂設的負極材料層22中,負極集流體21一面涂設的負極材料層22與另一表面涂設的負極材料層22每一段的位置和尺寸均是一一對應的,那么一面相鄰兩段負極材料層22之間的間隔區間與另一表面相鄰兩段負極材料層22之間的間隔區間的位置和尺寸也均是一一對應的。
這樣,當將上述結構的正極1和負極2與隔膜3層疊形成電芯02后,正極1所含的若干段正極材料層12與負極2所含的若干段負極材料層22一一對應設置,此時,若干段正極材料層12相鄰兩段正極材料層之間的間隔區域與若干段負極材料層22相鄰兩段負極材料層之間的間隔區域也一一對應設置,隔膜3層疊在相鄰正極1和負極2之間,層疊形成電芯02的結構如圖1所示。
在上述電芯02的各實施例的基礎上,上述各實施例中的電芯02可以是如下結構:
第一種,包括一片正極1和一片負極2,該正極1和負極2之間通過層疊結合的隔膜3隔開。且正極1所含的若干段正極材料層12與負極2所含的若干段負極材料層22一一對應設置,此時,若干段正極材料層12相鄰兩段正極材料層之間的間隔區域與若干段負極材料層22相鄰兩段負極材料層之間的間隔區域也一一對應設置。
第二種,包括至少一片正極1和至少兩片負極2,且正極1、負極2交替層疊,每相鄰正極1與負極2之間通過層疊結合的隔膜3隔開。且正極1所含的若干段正極材料層12與負極2所含的若干段負極材料層22一一對應設置,此時,若干段正極材料層12相鄰兩段正極材料層之間的間隔區域與若干段負極材料層22相鄰兩段負極材料層之間的間隔區域也一一對應設置。
第三種,包括至少兩片正極1和至少一片負極2,且正極1、負極2交替層疊,每相鄰正極1與負極2之間通過層疊結合的隔膜3隔開。且正極1所含的若干段正極材料層12與負極2所含的若干段負極材料層22一一對應設置,此時,若干段正極材料層12相鄰兩段正極材料層之間的間隔區域與若干段負極材料層22相鄰兩段負極材料層之間的間隔區域也一一對應設置。
上述各實施例中的電芯02中的隔膜3可以鋰離子電池常用的隔膜,所述隔膜3的厚度可以但不限于為9~20μm,隔膜3優選為高分子凝膠隔膜,這樣,當電芯在封裝時,可以直接對若干段正極材料層12相鄰兩段正極材料層之間的間隔區域與若干段負極材料層22相鄰兩段負極材料層之間的間隔區域直接熱壓合,與柔性殼體01一起形成密封區間04,此時,一一對應設置對若干段正極材料層12與若干段負極材料層22與隔膜3和柔性殼體01形成電池單體05,且電解液03填充于各電池單體05內。當隔膜3為其他非凝膠隔膜時,可以在隔膜3與間隔區域處表面涂設如熱熔膠粘結層,在封裝時起到粘合作用,從而形成密封區間04。這樣,封裝形成的上述柔性鋰離子電池結構如圖7所示,是由所述密封區間04串聯的若干電池單體05構成。由于密封區04間沒有電極材料,因此,上述柔性鋰離子電池可以在密封區間04處折疊,賦予上述柔性鋰離子電池可以被反復折疊的優異柔性。從而有效解決了現有鋰離子電池在彎曲的過程中電池極片易掉粉的問題,從而保證上述柔性鋰離子電池的安全性能和循環性能。另外,上述鋰離子電池電芯是直接將正負極進行層疊處理,不經過如現有鋰離子電池電芯的卷芯處理,因此,本發明柔性鋰離子電池厚度薄。
如通過控制上述正極1和負極2以及隔膜3的厚度,如將一層正極1厚度設置為0.120mm,兩層負極2厚度為0.25mm,三層隔膜3厚度為0.075mm,兩層鋁塑膜厚度為0.226,最終保證上述柔性鋰離子電池最薄能做到0.7mm。
相應地,在上文所述的柔性鋰離子電池的基礎上,本發明實施例還提供了上文柔性鋰離子電池的一種制備方法。結合圖1-5,該制備方法包括如下步驟:
步驟s1:在正極集流11表面分段涂設正極材料層12,并使得所述正極材料層12是由若干段正極材料層組成,相鄰兩段正極材料層之間具有間隔區間;
步驟s2:在負極集流體21表面分段涂設負極材料層22,并使得所述負極材料層22是由若干段負極材料層組成,相鄰兩段負極材料層之間具有間隔區間;
步驟s3:將隔膜層3疊結合在所述正極1和所述負極2之間形成電芯02,并使得正極1所含的若干段正極材料層12與所述負極2所含的若干段負極材料層22一一對應,所述正極1所含的間隔區間與所述負極2所含的間隔區間一一對應;
步驟s4:將所述電芯02置于柔性殼體01內封裝處理,并注入電解液03和陳化處理后進行二次封裝處理。
具體地,上述步驟s1中,正極集流體11、正極材料層12和相鄰兩段正極材料層之間具有間隔區間等均如同上文柔性鋰離子電池中正極1。上述步驟s2中,負極集流體21、負極材料層22和相鄰兩段負極材料層之間具有間隔區間等也均如同上文柔性鋰離子電池中負極2。為了節約篇幅,在此不再贅述。其中,涂設正極材料層12和負極材料層22的方法可以是將正極材料層12漿料和負極材料層22漿料采用噴涂法或是轉移涂布法等對應涂設到集流體表面。待涂設完畢后,可以經過后續的對輥后碾壓至工藝厚度、制片等工藝處理正極材料層12和負極材料層22,從而形成正極1和負極2。另外,上述步驟s1和步驟s2并沒有先后順序。
另外,上述制備正極1和負極2的方法還可以直接在大片集流體上涂設大片電極材料層,然后對大片電極進行制片形成正極1和負極2。具體制片可以是常規的制片工藝,如采用分切工藝可采用整卷分成小卷極片的工藝,也可以采用沖片機沖成一塊極片,也可以采用模切機,將極片切成多極耳的機構,如圖2和圖3所示。
上述步驟s3中,形成的電芯02結構如上文柔性鋰離子電池中的電芯結構,為了節約篇幅,在此也不再贅述。其中,組裝電芯02的過程可以是在電芯組裝專用導槽內進行。該專用的導槽可以只上端開口的凹槽,將柔性殼體01置于凹槽底部,然后在柔性殼體01上按照電芯02的結構組裝電芯。
上述步驟s4中,將電芯02與柔性殼體01的封裝處理可以是按照鋰離子電池特別是軟性鋰離子電池常規組裝處理。注入電解液03和陳化處理的方法也可以是鋰離子電池常規的方法處理。將電芯02與柔性殼體01的封裝處理處理的電池結構如圖5所示。
待陳化處理完畢后,對組裝后的電池進行二次封裝處理方法或者所要達到的效果是:將所述正極1所含的間隔區間、所述負極2所含的間隔區間與隔膜3以及柔性殼體01形成密封區間04,所述正極1所含的若干段正極材料層12與所述負極2所含的若干段負極材料層22以及柔性殼體01形成由所述密封區間04串聯的電池單體05,如圖7所示。此時,電解液03填充于所述電池單體05內。
在一實施例中,步驟s4中的所述二次封裝處理是借助封裝夾具完成,所述封裝夾06具結構如圖6所示,其包括上夾具61和下夾具62,所述上夾具61和下夾具62均設有與所述若干段正極材料層12或若干段負極材料層22尺寸對應的凹槽63,同時所述上夾具61和下夾具62均設有與所述正極1所含的間隔區間或所述負極2所含的間隔區間尺寸對應的凸起64,且所述上夾具61和下夾具62設置的所述凸起64與所述凹槽63交替設置,所述上夾具61設置的凸起64與下夾具62設置的凸起64相對,以實現上述柔性鋰離子電池的密封區間04的形成,所述上夾具61設置的凹槽63與下夾具62設置的凹槽63相對,以實現上述柔性鋰離子電池的電池單體05的形成。在該封裝夾06的作用下,通對凸起64對正極1所含的間隔區間或所述負極2所含的間隔區間施壓,使得該無電極材料區間結合在一起,如借助隔膜3表面涂設的或者直接是凝膠隔膜3特性進行壓合,如熱壓合,使得正極1所含的間隔區間或所述負極2所含的間隔區間緊密結合一體形成上述柔性鋰離子電池的密封區間04,這樣,正極材料層12或若干段負極材料層22由于處在封裝夾06的凹槽63處,其自動就形成了上述柔性鋰離子電池的電池單體05,此時電解液03也會被積壓至若干個電池單體05內,從而形成如圖7所示的柔性鋰離子電池。因此,封裝夾06有效提高了上述柔性鋰離子電池的二次封裝的效率和電池的穩定性能。
由上述可知,上述柔性鋰離子電池制備方法使得制備的柔性鋰離子電池具有無電極材料和電解液03的若干個密封區間04和含有電極材料和電解液的若干個電池單體05,且密封區間04與電池單體05交替設置,也即是所述密封區間04串聯的電池單體05。這樣,封裝形成的柔性鋰離子電池所含的密封區間04由于沒有電極材料和電解液,因此,封裝形成的柔性鋰離子電池可以在密封區間04處折疊,賦予電池柔性,若干個電池單體05則具有電能輸出功能。另外,上述柔性鋰離子電池制備方法特別是借助了封裝夾06,不僅使得該方法效率高,而且保證了封裝形成的柔性鋰離子電池性能穩定和安全性能。
又一方面,在上文柔性鋰離子電池及其制備方法的基礎上,本發明實施例還提供了一種電子產品。所述電子產品理所當然的是包括電路板以及相關的電子元件以及為電子元件提供工作的電源。其中,電源為上文所述的柔性鋰離子電池。優選的電路板是柔性電路板。這樣,本實施例電子產品可以根據使用狀態反復彎折。如上述本發明電池可以設置在手表腕帶里面,也可以防止在需要反復完成的電子產品屏幕下方等,有效促進了柔性電子產品的發展。
現結合具體實例,對本發明實施例柔性鋰離子電池及其制備方法進行進一步詳細說明。
實施例1
本實施例提供一種柔性鋰離子電池及其制備方法。
所述柔性鋰離子電池包括設置在柔性殼體內的由正極、負極、隔膜組成的電芯和電解液。其中,
柔性殼體為鋁塑膜,電解液為鋰離子電池電解液;
正極包括鋁箔集流體,和涂設在鋁箔表面正極材料層,且正極材料是由若干段正極材料層組成,相鄰兩段正極材料層之間具有間隔。其中,每一段正極材料層的寬度為10mm,厚度為92μm,相鄰兩段正極材料層之間的所述間隔寬度為3mm。正極材料、導電劑和pvdf粘結劑,且正極材料、導電劑和粘結劑的質量含量比為96%:2%:2%。
負極包括銅箔集流體,和涂設在銅箔表面負極材料層,且負極材料是由若干段負極材料層組成,相鄰兩段負極材料層之間具有間隔。其中,每一段負極材料層的寬度為12mm,厚度為102μm,相鄰兩段負極材料層之間的所述間隔寬度為4mm。負極材料層包含負極材料、導電劑和丁苯乳膠粘結劑和羧甲基纖維素鈉粘結劑,且負極材料、導電劑、羧甲基纖維素鈉粘結劑和丁苯乳膠粘結劑的質量含量比為96%:1.0%:1.2%:1.8%。
隔膜為高分子凝膠隔膜,其層疊于所述正極與負極之間形成電芯。
本實施例柔性鋰離子電池封裝方法:
s11:將正極材料漿料涂設鋁箔表面制備具有分段設置的正極材料層的正極,且相鄰兩正極材料層具有間隙;
s12:將負極材料漿料涂設銅箔表面制備具有分段設置的負極材料層的負極,且相鄰兩負極材料層具有間隙;
s13:將步驟s11制備的正極和s12制備的負極按照圖1所示的結構關系將柔性正極與柔性負極交替層疊結合,且在相鄰柔性正極與柔性負極之間層疊凝膠隔膜將兩者隔開,形成柔性電芯。其中,在電芯中,正極所含的若干段正極材料層與負極所含的若干段負極材料層一一對應設置,同時若干段正極材料層相鄰兩段正極材料層之間的間隔區域與若干段負極材料層相鄰兩段負極材料層之間的間隔區域也一一對應設置;
s14:將所述電芯置于柔性殼體內進行封裝處理,并注入電解液,然后將其置于如圖6所示的封裝夾具內進行陳化處理,然后熱壓封裝夾具進行二次封裝處理,使得正極所含的間隔區間、所述負極所含的間隔區間與隔膜以及柔性殼體形成密封區間,正極所含的若干段正極材料層與所述負極所含的若干段負極材料層以及柔性殼體形成由所述密封區間串聯的電池單體,所述電解液填充于所述電池單體內。
實施例2
本實施例提供一種柔性鋰離子電池及其制備方法,其中,本實施例柔性鋰離子電池結構與實施例1中柔性鋰離子電池相同。不同在于本實施例柔性鋰離子電池正極所含的每一段正極材料層的寬度為12mm,厚度為70~78μm,相鄰兩段正極材料層之間的所述間隔寬度為2~3mm。正極材料層包含正極材料、導電劑和pvdf粘結劑,且正極材料、導電劑和粘結劑的質量含量比為97.0%:1.2%:1.8%。
負極所含的每一段負極材料層的寬度為14mm,厚度為92-100μm,相鄰兩段負極材料層之間的所述間隔寬度為2~3mm。負極材料層包含負極材料、導電劑和丁苯乳膠粘結劑和羧甲基纖維素鈉粘結劑,且負極材料、導電劑、羧甲基纖維素鈉粘結劑和丁苯乳膠粘結劑的質量含量比為96.5%:0.5%:1.2%:1.8%。
實施例3
本實施例提供一種柔性鋰離子電池及其制備方法,其中,本實施例柔性鋰離子電池結構與實施例1中柔性鋰離子電池相同。不同在于本實施例柔性鋰離子電池正極所含的每一段正極材料層的寬度為6-7mm,厚度為79-87μm,相鄰兩段正極材料層之間的所述間隔寬度為5-6mm。正極材料層包含正極材料、導電劑和pvdf粘結劑,且正極材料、導電劑和粘結劑的質量含量比為96.5%:1.5%:2.0%。
負極所含的每一段負極材料層的寬度為10mm,厚度為109-117μm,相鄰兩段負極材料層之間的所述間隔寬度為5-6mm。負極材料層包含負極材料、導電劑和丁苯乳膠粘結劑和羧甲基纖維素鈉粘結劑,且負極材料、導電劑、羧甲基纖維素鈉粘結劑和丁苯乳膠粘結劑的質量含量比為95.5%:1.0%:1.4%:2.1%。
實施例4
本實施例提供一種柔性鋰離子電池及其制備方法,其中,本實施例柔性鋰離子電池結構與實施例1中柔性鋰離子電池相同。不同在于本實施例柔性鋰離子電池正極所含的每一段正極材料層的寬度為6mm,厚度為97-105μm,相鄰兩段正極材料層之間的所述間隔寬度為5~6mm。正極材料層包含正極材料、導電劑和pvdf粘結劑,且正極材料、導電劑和粘結劑的質量含量比為95.5%:2.0%:2.5%。
負極所含的每一段負極材料層的寬度為8mm,厚度為118-126μm,相鄰兩段負極材料層之間的所述間隔寬度為4-5mm。負極材料層包含負極材料、導電劑和丁苯乳膠粘結劑和羧甲基纖維素鈉粘結劑,且負極材料、導電劑、羧甲基纖維素鈉粘結劑和丁苯乳膠粘結劑的質量含量比為95.0%:1.5%:1.5%::2.5%。
性能測試
將上述實施例1至4提供的柔性鋰離子電池進行如下相關性能測試,測試結果如下述表1中所示。
表1
由表1可知,本實施例提供的柔性鋰離子電池柔性好,可以在密封區間圖7所示柔性鋰離子電池的密封區間04處反復彎折,如實施例1可達反復彎折400次,而且其能量密度和循環性能優異。另外本實施例柔性鋰離子電池厚度液很薄。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。