一種柔性鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種生產(chǎn)成本低、陰極材料的利用率較高的柔性鋰離子電池，包括由寬度為2-20mm的陽極帶、寬度為1-19mm的陰極帶、設(shè)置于陽極帶和陰極帶之間的隔膜組成的電極組件、包裝袋和電芯支柱，電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，并且電芯支柱和電極組件均設(shè)置于包裝袋內(nèi)，陽極帶上焊接有陽極極耳，陰極帶上焊接有陰極極耳，電芯支柱設(shè)置為表面絕緣且可彎曲的柱體。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的陽極活性物質(zhì)層和陰極活性物質(zhì)層均是通過簡單的涂布分別設(shè)置在陽極和陰極集流體上，從而簡化了工藝，降低了生產(chǎn)成本；而且陰極活性物質(zhì)層均有陽極活性物質(zhì)層對應(yīng)，從而提高了陰極活性物質(zhì)的利用率。
【專利說明】一種柔性鋰離子電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種生產(chǎn)成本低、陰極材料的利用率較高的柔性鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]穿戴式電子設(shè)備以其時尚性、新奇感吸引著用戶的眼球，如智能眼鏡，智能戒指、智能腕帶和智能腕表等商品逐漸成為人們關(guān)注的焦點之一。這些電子產(chǎn)品的形狀各異，它們對鋰離子電池的形狀也提出了不同的要求，但它們對鋰離子電池的共同要求是體積小且需要一定量的形變。在此背景下，具有柔性的線性電池以其柔韌性及可根據(jù)產(chǎn)品要求對形狀進行組合的特性，成為穿戴式電子設(shè)備的首選。
[0003]LG公司前不久報道了一款cable-type電池(見Advanced Materials),其先將銅線以螺旋的方式纏繞在圓形柱上，去除圓柱后，形成空心螺旋型陽極集流體，然后在銅線上濺鍍N1-Sn合金作為陽極活性物質(zhì)，再在其表面包裹隔離膜，然后在隔離膜外纏繞金屬鋁線作為陰極集電體，再在陰極集流體上刷上一層陰極材料，接著將其封裝在熱塑管中，灌注電解液后，激活成為柔性線狀電池。
[0004]該制作工藝所制得的電池具有柔韌性，可用于穿戴式電子設(shè)備，但該工藝也存在著美中不足的地方:
一是N1-Sn合金是通過濺鍍的方法設(shè)置在銅線上，而濺鍍工藝相對較為復雜，且需要專門的價格昂貴的設(shè)備，因此生產(chǎn)成本較高；
二是金屬鋁線作為陰極集流體，螺旋狀纏繞的銅線和鋁線之間存在空隙，部分在鋁線上涂覆的陰極材料無陽極活性物質(zhì)與之對應(yīng)，從而造成陰極材料的浪費，導致陰極材料的利用率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能夠大大提高陰極材料使用效率且具有較好的柔韌性的柔性鋰離子電池。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種柔性鋰離子電池，包括由寬度為2-20_的陽極帶、寬度為1-19_的陰極帶、設(shè)置于所述陽極帶和所述陰極帶之間的隔膜組成的電極組件、包裝袋、電解液和電芯支柱，所述電極組件螺旋地纏繞在所述電芯支柱上，并且所述電芯支柱和所述電極組件均設(shè)置于所述包裝袋內(nèi)，所述陽極帶上焊接有陽極極耳，所述陰極帶上焊接有陰極極耳，所述電芯支柱設(shè)置為表面絕緣且可彎曲的柱體。
[0007]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，所述電芯支柱的直徑為0.5-50_，其可彎曲弧度為0-180°，使得整個電池的柔韌性得到保障。
[0008]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，所述電芯支柱設(shè)置為多孔聚合物柱體或經(jīng)過絕緣處理的金屬柱體。
[0009]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，所述金屬柱體的材質(zhì)為銅箔或鋁箔，銅箔和鋁箔的柔韌性較好。
[0010]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，所述絕緣處理為在金屬柱體表面涂覆絕緣膠或者包覆有聚合物薄膜。制作時，可以將厚度為30-100 μ m的金屬箔(銅箔或鋁箔)圍成空心金屬管，然后在空心金屬管的外表面涂覆絕緣膠或者包覆有聚合物薄膜。涂覆絕緣膠或者包覆聚合物薄膜是為了防短路，空心金屬管不僅具有支撐作用，而且本身具有柔韌性。所述聚合物薄膜設(shè)置為聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或者聚碳酸酯薄膜。聚合物薄膜可以使用常用的隔離膜，絕緣膠為環(huán)氧膠、聚氨酯膠或聚酰亞胺膠等。
[0011]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，所述實心多孔聚合物柱體的材質(zhì)為孔隙率為30-80%的聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或聚氯乙烯，這種聚合物柱體不僅具有支撐效果，而且由于其多孔結(jié)構(gòu)，還具有較好的吸液和儲液性能，有利于提高電池的循環(huán)性能，而且還能為整個電池提供緩沖，減少電池在外力撞擊時的形變。
[0012]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，所述陽極帶包括陽極集流體和涂布在所述陽極集流體的單面或雙面的陽極活性物質(zhì)層；所述陰極帶包括陰極集流體和涂布在所述陰極集流體的單面或雙面的陰極活性物質(zhì)層，并且所述陽極活性物質(zhì)層的寬度比所述陰極活性物質(zhì)層的寬度大0.5-lmm，所述陽極活性物質(zhì)層的長度比所述陰極活性物質(zhì)層的長度大0.5-lmm。以防止鋰枝晶的析出導致的短路問題的發(fā)生。
[0013]其中，所述陽極集流體設(shè)置為銅箔，所述陽極集流體的厚度為8-30 μ m，所述陰極集流體設(shè)置為鋁箔，所述陰極集流體的厚度為10-40 μ m。銅箔和鋁箔均具有較好的柔韌性，銅箔和鋁箔的厚度太大，則柔韌性不夠好，銅箔和鋁箔的厚度太小，其所起到的支撐作用又不夠。
[0014]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，當陰極集流體的單面涂布陰極活性物質(zhì)層，且陽極集流體的單面涂布陽極活性物質(zhì)層時，所述陰極活性物質(zhì)層與所述陽極活性物質(zhì)層相對設(shè)置，以實現(xiàn)正常的充放電。
[0015]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，其制備包括以下步驟:
第一步，在陽極集流體的單面或雙面涂布陽極活性物質(zhì)層，冷壓后，分切成寬度為
2-20mm的陽極帶，陽極帶上焊接有陽極極耳；
第二步，在陰極集流體的單面或雙面涂布陰極活性物質(zhì)層，冷壓后，分切成寬度為l-19mm的陰極帶，陰極帶上焊接有陰極極耳；
第三步，選取一根表面絕緣且可彎曲的圓柱形材料作為電芯支柱，將第一步制得的陽極帶、隔離膜和第二步制得的陰極帶依次疊放，組成電極組件，然后將所述電極組件螺旋地纏繞在所述電芯支柱上(即陽極帶、隔離膜和陰極帶作為一個整體螺旋地纏繞在電芯支柱上)，形成中心設(shè)有電芯支柱的電芯；此時，電極組件的形狀就像彈簧一樣，當然，電極組件的兩末端需要用粘膠等進行固定。
[0016]第四步，將中心設(shè)有電芯支柱的電芯置于包裝袋中，注入電解液，活化，得到柔性鋰離子電池。陰極極耳和陽極極耳可以從電池同一個方向伸出，也可以從電池的不同的方向伸出，甚至可以從電池的相反方向伸出。
[0017]其中，電極組件的制作方法還可以是:先將三層隔離膜組成隔離膜袋，然后將陰極帶和陽極帶分別裝入隔離膜袋中，并保證陰極帶和陽極帶之間設(shè)有隔離膜。在這種情況下，空心金屬管外圍包覆的聚合物薄膜即由一層隔離膜充當。[0018]第三步還可以采用如下方式:選取一根表面絕緣且可彎曲的圓柱形材料作為電芯支柱，先將陰極帶或陽極帶螺旋地纏繞在電芯支柱上，然后套上隔離膜袋，然后再在隔離膜袋上纏陽極帶或陰極帶，形成中心設(shè)有電芯支柱的電芯。
[0019]作為本發(fā)明柔性鋰離子電池的一種改進，第一步和第二步所述的分切均為激光分切，激光分切具有精度高、易操作的特點。
[0020]本發(fā)明中，陽極活性物質(zhì)層包括陽極活性物質(zhì)、導電劑和粘接劑，其中，陽極活性物質(zhì)為石墨、硅和硅合金中的至少一種，導電劑為超導碳、乙炔黑、碳納米管和碳纖維中的至少一種，粘接劑為聚偏氟乙烯和丁苯橡膠中的至少一種。
[0021]陰極活性物質(zhì)層包括陰極活性物質(zhì)、導電劑和粘接劑，其中，陰極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰中的至少一種，導電劑為超導碳、乙炔黑、碳納米管和碳纖維中的至少一種，粘接劑為聚偏氟乙烯和丁苯橡膠中的至少一種。
[0022]隔離膜為聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯復合薄膜。
[0023]本發(fā)明中，螺旋的圈數(shù)大于2圈，可以根據(jù)需要進行選擇。
[0024]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的陽極活性物質(zhì)層和陰極活性物質(zhì)層均是通過簡單的涂布分別設(shè)置在陽極集流體和陰極集流體上，而無需采用濺鍍這種操作復雜、生產(chǎn)成本高的工藝，從而簡化了工藝，降低了生產(chǎn)成本；而且陰極活性物質(zhì)層均有陽極活性物質(zhì)層對應(yīng)，從而大大提高了陰極活性物質(zhì)的利用率。采用本發(fā)明的方法制得的電池具有較好的柔韌性，可以用作穿戴式電子設(shè)備的能源供應(yīng)者。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合具體實施例詳細描述本發(fā)明及其有益效果，但是，本發(fā)明的實施例并不局限于此。
[0026]實施例1
本實施例提供的一種柔性鋰離子電池，包括由寬度為5_的陽極帶、寬度為4.5_的陰極帶、設(shè)置于陽極帶和陰極帶之間的隔膜組成的電極組件、包裝袋、電解液和電芯支柱，電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，并且電芯支柱和電極組件均設(shè)置于包裝袋內(nèi)，陽極帶上焊接有陽極極耳，陰極帶上焊接有陰極極耳，電芯支柱為由厚度為50 μ m的金屬銅箔圍成的外徑為IOmm的空心銅管，空心銅管的外圍涂有一層厚度為10 μ m的環(huán)氧膠層，空心銅管的可彎曲弧度為0-180°。
[0027]其中，陽極帶包括厚度為20 μ m的銅箔和涂布在銅箔的兩面的陽極活性物質(zhì)層，陽極活性物質(zhì)層包括陽極活性物質(zhì)天然石墨、粘接劑丁苯橡膠和導電劑超導碳，三者的質(zhì)量比依次為96:2:2 ;陰極帶包括厚度為20 μ m的鋁箔和涂布在鋁箔的兩面的陰極活性物質(zhì)層，陰極活性物質(zhì)層包括陰極活性物質(zhì)鈷酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導電劑乙炔黑，三者的質(zhì)量比依次為96:2:2。
[0028]其制備方法包括以下步驟:
第一步，在厚度為20 μ m的銅箔的兩面均勻地涂布陽極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為40 μ m，激光分切成寬度為5mm的陽極帶，在陽極帶的末端焊接陽極極耳；第二步，在厚度為20 μ m的鋁箔的兩面均勻地涂布陰極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為30 μ m，激光分切成寬度為4.5mm的陰極帶，在陰極帶的末端焊接陰極極耳；
第三步，將厚度為50 μ m的金屬銅箔圍成一個外徑為IOmm的空心銅管，然后在空心銅管的外圍涂上一層厚度為IOym的環(huán)氧膠層，將表面涂有環(huán)氧膠層的空心銅管(可彎曲弧度為0-180° )作為電芯支柱，將第一步得到的陽極帶、厚度為16μπι的聚乙烯膜和第二步得到的陰極帶依次疊放，組成電極組件，然后將該電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，形成中心設(shè)有電芯支柱的電芯，電極組件的兩個末端采用粘膠等固定，螺旋的圈數(shù)為10圈，以此為標準來設(shè)計陽極帶和陰極帶的長度，且陽極膜片的長度大于陰極膜片的長度，陰極極耳和陽極極耳從電池的同一個方向伸出。
[0029]第四步，將中心設(shè)有電芯支柱的電芯置于包裝袋(如包裝鋁箔)中，注入電解液，活化，得到柔性鋰離子電池。
[0030]實施例2
本實施例提供的一種柔性鋰離子電池，包括由三層厚度為12ym的聚乙烯膜組成的隔離膜、寬度為7mm的陽極帶和寬度為6.4mm的陰極帶組成的電極組件(陰極帶和陽極帶分別放置于兩層聚乙烯膜之間，并且陰極帶和陽極帶之間隔著一層聚乙烯膜)、包裝袋和電芯支柱，電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，并且電芯支柱和電極組件均設(shè)置于包裝袋內(nèi)，陽極帶上焊接有陽極極耳，陰極帶上焊接有陰極極耳，電芯支柱為由厚度為70 μ m的金屬鋁箔圍成的外徑為20_的空心鋁管，空心鋁管的絕緣層由位于內(nèi)側(cè)的一層隔離膜充當?？招匿X管的可彎曲弧度為0-180°。
[0031]其中，陽極帶包括厚度為12 μ m的銅箔和涂布在銅箔的兩面的陽極活性物質(zhì)層，陽極活性物質(zhì)層包括陽極活性物質(zhì)人造石墨、粘接劑聚偏氟乙烯和導電劑碳納米管，三者的質(zhì)量比依次為95:3:2 ;陰極帶包括厚度為16 μ m的鋁箔和涂布在鋁箔的兩面的陰極活性物質(zhì)層，陰極活性物質(zhì)層包括陰極活性物質(zhì)鎳酸鋰、粘接劑丁苯橡膠和導電劑碳纖維，三者的質(zhì)量比依次為98:1:1。
[0032]其制備方法包括以下步驟:
第一步，在厚度為12 μ m的銅箔的一面均勻地涂布陽極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為30 μ m，激光分切成寬度為7mm的陽極帶，在陽極帶的末端焊接陽極極耳；第二步，在厚度為16 μ m的鋁箔的一面均勻地涂布陰極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為25 μ m，激光分切成寬度為6.4mm的陰極帶，在陰極帶的末端焊接陰極極耳；
第三步，將厚度為70 μ m的金屬鋁箔圍成一個外徑為20mm的空心鋁管，其可彎曲弧度為0-180°，作為電芯支柱，先將三層厚度為12μπι的聚乙烯膜組成隔離膜袋，然后將第二步得到的陰極帶和第一步得到的陽極帶分別裝入隔離膜袋中，并保證陰極帶和陽極帶之間設(shè)有隔離膜，并且陰極活性物質(zhì)層與陽極活性物質(zhì)層相對設(shè)置，組成電極組件，然后將該電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，形成中心設(shè)有電芯支柱的電芯，電極組件的兩個末端采用粘膠等固定，螺旋的圈數(shù)為20圈，以此為標準來設(shè)計陽極帶和陰極帶的長度，且陽極膜片的長度大于陰極膜片的長度，陰極極耳和陽極極耳從電池的相反方向伸出。
[0033]第四步，將中心設(shè)有電芯支柱的電芯置于包裝袋(如包裝鋁箔)中，注入電解液，活化，得到柔性鋰離子電池。
[0034]實施例3 本實施例提供的一種柔性鋰離子電池，包括由寬度為3mm的陽極帶、寬度為2.2_的陰極帶、設(shè)置于陽極帶和陰極帶之間的隔膜組成的電極組件、包裝袋和電芯支柱，電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，并且電芯支柱和電極組件均設(shè)置于包裝袋內(nèi)，陽極帶上焊接有陽極極耳，陰極帶上焊接有陰極極耳，電芯支柱為實心多孔聚合物柱體，該柱體的材質(zhì)為孔隙率為50%的聚乙烯，該柱體的可彎曲弧度為0-180°。
[0035]其中，陽極帶包括厚度為30 μ m的銅箔和涂布在銅箔的兩面的陽極活性物質(zhì)層，陽極活性物質(zhì)層包括陽極活性物質(zhì)硅、粘接劑丁苯橡膠和導電劑碳納米管，三者的質(zhì)量比依次為92:4:4 ;陰極帶包括厚度為30 μ m的鋁箔和涂布在鋁箔的兩面的陰極活性物質(zhì)層，陰極活性物質(zhì)層包括陰極活性物質(zhì)錳酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導電劑乙炔黑，三者的質(zhì)量比依次為95:2:3。
[0036]本實施例提供的一種柔性鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟:
第一步，在厚度為30 μ m的銅箔的兩面均勻地涂布陽極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為50 μ m，激光分切成寬度為3mm的陽極帶，在陽極帶的末端焊接陽極極耳；第二步，在厚度為30 μ m的鋁箔的兩面均勻地涂布陰極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為46 μ m，激光分切成寬度為2.2mm的陰極帶，在陰極帶的末端焊接陰極極耳；
第三步，將材質(zhì)為孔隙率為50%的聚乙烯的實心多孔聚合物柱體作為電芯支柱，其可彎曲弧度為0-180°，將第一步得到的陽極帶、厚度為20 μ m的聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯復合薄膜和第二步得到的陰極帶依次疊放，組成電極組件，然后將該電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，形成中心設(shè)有電芯支柱的電芯，電極組件的兩個末端采用粘膠等固定，螺旋的圈數(shù)為15圈，以此為標準來設(shè)計陽極帶和陰極帶的長度，且陽極膜片的長度大于陰極膜片的長度，陰極極耳和陽極極耳從電池的同一個方向伸出；
第四步，將中心設(shè)有電芯支柱的電芯置于包裝袋(如包裝鋁箔)中，注入電解液，活化，得到柔性鋰離子電池。
[0037]實施例4
本實施例提供的一種柔性鋰離子電池，包括由寬度為2.3_的陽極帶、寬度為1.4_的陰極帶、設(shè)置于陽極帶和陰極帶之間的隔膜組成的電極組件、包裝袋和電芯支柱，電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，并且電芯支柱和電極組件均設(shè)置于包裝袋內(nèi)，陽極帶上焊接有陽極極耳，陰極帶上焊接有陰極極耳，電芯支柱為實心多孔聚合物柱體，該柱體的材質(zhì)為孔隙率為70%的聚丙烯，該柱體的可彎曲弧度為0-180°。
[0038]其中，陽極帶包括厚度為35 μ m的銅箔和涂布在銅箔的兩面的陽極活性物質(zhì)層，陽極活性物質(zhì)層包括陽極活性物質(zhì)硅-碳合金、粘接劑丁苯橡膠和導電劑超導碳，三者的質(zhì)量比依次為97:2:1 ;陰極帶包括厚度為32 μ m的鋁箔和涂布在鋁箔的兩面的陰極活性物質(zhì)層，陰極活性物質(zhì)層包括陰極活性物質(zhì)磷酸鐵鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導電劑乙炔黑，三者的質(zhì)量比依次為97:1:2。
[0039]其制備方法包括以下步驟:
第一步，在厚度為35 μ m的銅箔的兩面均勻地涂布陽極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為70 μ m，激光分切成寬度為2.3mm的陽極帶，在陽極帶的末端焊接陽極極耳； 第二步，在厚度為32 μ m的鋁箔的兩面均勻地涂布陰極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為68 μ m，激光分切成寬度為1.4mm的陰極帶，在陰極帶的末端焊接陰極極耳；
第三步，將材質(zhì)為孔隙率為70%的聚丙烯的實心多孔聚合物柱體作為電芯支柱，將第一步得到的陽極帶、厚度為16 μ m的聚乙烯薄膜和第二步得到的陰極帶依次疊放，組成電極組件，然后將該電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，電極組件的兩個末端采用粘膠等固定，螺旋的圈數(shù)為5圈，以此為標準來設(shè)計陽極帶和陰極帶的長度，形成中心設(shè)有電芯支柱的電芯，陰極極耳和陽極極耳從電池的同一個方向伸出；
第四步，將中心設(shè)有電芯支柱的電芯置于包裝袋(如包裝鋁箔)中，注入電解液，活化，得到柔性鋰離子電池。
[0040]實施例5
本實施例提供的一種柔性鋰離子電池，包括由寬度為IOmm的陽極帶、寬度為9 _的陰極帶、設(shè)置于陽極帶和陰極帶之間的隔膜組成的電極組件、包裝袋和電芯支柱，電極組件螺旋地纏繞在電芯支柱上，并且電芯支柱和電極組件均設(shè)置于包裝袋內(nèi)，陽極帶上焊接有陽極極耳，陰極帶上焊接有陰極極耳，電芯支柱為實心多孔聚合物柱體，該柱體的材質(zhì)為孔隙率為30%的聚氯乙烯，該柱體的可彎曲弧度為0-180°。
[0041]其中，陽極帶包括厚度為10 μ m的銅箔和涂布在銅箔的兩面的陽極活性物質(zhì)層，陽極活性物質(zhì)層包括陽極活性物質(zhì)天然石墨、粘接劑丁苯橡膠和導電劑乙炔黑，三者的質(zhì)量比依次為95:2:3 ;陰極帶包括厚度為10 μ m的鋁箔和涂布在鋁箔的兩面的陰極活性物質(zhì)層，陰極活性物質(zhì)層包括陰極活性物質(zhì)鎳鈷錳酸鋰、粘接劑聚偏氟乙烯和導電劑超導碳，三者的質(zhì)量比依次為94:3:3。
[0042]其制備方法包括以下步驟:
第一步，在厚度為IOym的銅箔的兩面均勻地涂布陽極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為15 μ m，激光分切成寬度為IOmm的陽極帶，在陽極帶的中部焊接陽極極耳；第二步，在厚度為IOym的鋁箔的兩面均勻地涂布陰極活性物質(zhì)層，冷壓后，陽極活性物質(zhì)層的厚度為13 μ m，激光分切成寬度為9mm的陰極帶，在陰極帶的中部焊接陰極極耳；第三步，將材質(zhì)為孔隙率為30%的聚氯乙烯的實心聚合物圓柱形柱體作為電芯支柱，先將第一步得到的陽極帶纏繞在電芯支柱上，然后套上厚度為16μπι的聚乙烯薄膜袋，再將第二步得到的陰極帶纏繞在隔離膜袋上，形成中心設(shè)有電芯支柱的電芯，電極組件的兩個末端采用粘膠等固定，螺旋的圈數(shù)為30圈，以此為標準來設(shè)計陽極帶和陰極帶的長度，且陽極膜片的長度大于陰極膜片的長度，陰極極耳和陽極極耳從電池的同一個方向伸出；第四步，將中心設(shè)有電芯支柱的電芯置于包裝袋(如包裝鋁箔)中，注入電解液，活化，得到柔性鋰離子電池。
[0043]需要說明的是，根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些等同修改和變更也應(yīng)當落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性鋰離子電池，其特征在于:包括由寬度為2-20mm的陽極帶、寬度為l_19mm的陰極帶、設(shè)置于所述陽極帶和所述陰極帶之間的隔膜組成的電極組件、包裝袋、電解液和電芯支柱，所述電極組件螺旋地纏繞在所述電芯支柱上，并且所述電芯支柱和所述電極組件均設(shè)置于所述包裝袋內(nèi)，所述陽極帶上焊接有陽極極耳，所述陰極帶上焊接有陰極極耳，所述電芯支柱設(shè)置為表面絕緣且可彎曲的柱體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性鋰離子電池，其特征在于:所述電芯支柱的直徑為0.5-50mm，其可彎曲弧度為0-180°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性鋰離子電池，其特征在于:所述電芯支柱設(shè)置為實心多孔聚合物柱體或經(jīng)過絕緣處理的金屬柱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性鋰離子電池，其特征在于:所述金屬柱體的材質(zhì)為銅箔或鋁箔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性鋰離子電池，其特征在于:所述絕緣處理為在金屬柱體表面涂覆絕緣膠或者包覆有聚合物薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性鋰離子電池，其特征在于:所述多孔聚合物柱體的材質(zhì)為孔隙率為30-80%的聚乙纟布、聚丙纟布、聚碳酸酷或聚氣乙火布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性鋰離子電池，其特征在于:所述陽極帶包括陽極集流體和涂布在所述陽極集流體的單面或雙面的陽極活性物質(zhì)層；所述陰極帶包括陰極集流體和涂布在所述陰極集流體的單面或雙面的陰極活性物質(zhì)層，并且所述陽極活性物質(zhì)層的寬度比所述陰極活性物質(zhì)層的寬度大0.5-lmm，所述陽極活性物質(zhì)層的長度比所述陰極活性物質(zhì)層的長度大0.5-lmm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柔性鋰離子電池，其特征在于:當陰極集流體的單面涂布陰極活性物質(zhì)層，且陽極集流體的單面涂布陽極活性物質(zhì)層時，所述陰極活性物質(zhì)層與所述陽極活性物質(zhì)層相對設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的柔性鋰離子電池，其特征在于，其制備包括以下步驟: 第一步，在陽極集流體的單面或雙面涂布陽極活性物質(zhì)層，冷壓后，分切成寬度為2-20mm的陽極帶，在陽極帶上焊接陽極極耳； 第二步，在陰極集流體的單面或雙面涂布陰極活性物質(zhì)層，冷壓后，分切成寬度為l-19mm的陰極帶,在陰極帶上焊接陰極極耳； 第三步，選取一根表面絕緣且可彎曲的柱體作為電芯支柱，將第一步制得的陽極帶、隔離膜和第二步制得的陰極帶依次疊放，組成電極組件，然后將所述電極組件螺旋地纏繞在所述電芯支柱上，形成中心設(shè)有電芯支柱的電芯； 第四步，將中心設(shè)有電芯支柱的電芯置于包裝袋中，注入電解液，活化，得到柔性鋰離子電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的柔性鋰離子電池，其特征在于:第一步和第二步所述的分切均為激光分切。
【文檔編號】H01M10/0525GK103915646SQ201410113230
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】涂健, 胡海波, 劉凱, 劉志航 申請人:湖南立方新能源科技有限責任公司