本發(fā)明涉及儲(chǔ)能器件領(lǐng)域,尤其涉及一種柔性電池及其制備方法。
背景技術(shù):
由于鋰離子電池具有諸多優(yōu)點(diǎn),例如電壓高、體積小、質(zhì)量輕、比容量高、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小和循環(huán)壽命長等,使得其在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用得到了空前的發(fā)展,包括移動(dòng)電話、攝像機(jī)、筆記本電腦以及其它便攜式電器等。隨著對移動(dòng)便捷設(shè)備的技術(shù)開發(fā)和其需求的增長,作為能源的二次電池的需求急劇增長。這樣的二次電池中,對具有高能量密度和放電電壓的鋰二次電池的研究被廣泛進(jìn)行,目前已獲得廣泛應(yīng)用。
隨著消費(fèi)者的趣向,電子設(shè)備逐漸趨于小型化、薄型化、異型化。在此類電池設(shè)計(jì)中的,需要使電池的形狀隨設(shè)備的形狀而實(shí)現(xiàn)多樣化,并且需要有效地使用設(shè)備的內(nèi)部空間,因此許多電池需要以具有柔性的方式而設(shè)計(jì)。
于2013年8月14日公開的中國專利申請公布號為CN103247768A的專利文獻(xiàn)公開了一種電能供應(yīng)單元及其陶瓷隔離層,所述陶瓷隔離層設(shè)于第一電極基板與第二電極基板之間,由復(fù)數(shù)陶瓷顆粒藉由雙接著劑系統(tǒng)黏著形成,雙接著劑系統(tǒng)包含線性高分子與架橋高分子。使用該陶瓷隔離層相當(dāng)于固態(tài)電解質(zhì),可以有效的防止正負(fù)電極接觸導(dǎo)致的短路,但同時(shí)卻大大降低了電池的動(dòng)力學(xué)性能,使得活性離子難以來回遷移;并且用陶瓷隔離層很難和膠體進(jìn)行粘接,原因是陶瓷主要為金屬氧化物Al2O3,很難和膠體形成范德華力或者有效的化學(xué)鍵,從而導(dǎo)致封裝的失效。
于2013年7月10日授權(quán)公告的中國專利申請授權(quán)公告號為CN203056029U的專利文獻(xiàn)公開了一種薄膜柔性鋰電池電芯,其包括由上至下依次疊置的鋰薄膜片、絕緣隔膜片和陽極隔膜片,且鋰薄膜片和陽極薄膜片側(cè)邊分別連有陰極極耳和陽極極耳,并且使用固態(tài)電解質(zhì)。該結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)在于必須外連極耳,造成能量密度的損失以及材料和工序成本的浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于背景技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種柔性電池及其制備方法,其能提高柔性電池的封裝強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種柔性電池及其制備方法,其能提高柔性電池的動(dòng)力學(xué)性能和能量密度。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種柔性電池及其制備方法,其能提高柔性電池的生產(chǎn)連續(xù)性、降低成本、簡化工序。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,在第一方面,本發(fā)明提供了一種柔性電池,其包括第一極片、第一封裝膠、第二極片、第二封裝膠、隔離膜以及非固態(tài)電解質(zhì)。第一極片包括:第一集流體,折疊并形成至少一個(gè)收容空間;以及第一膜片,設(shè)置在第一集流體的形成各收容空間的相對的兩個(gè)內(nèi)側(cè)表面上。第一封裝膠圍繞對應(yīng)的第一膜片并粘覆在第一集流體的內(nèi)側(cè)表面上。第二極片與第一極片電極性相反,數(shù)量上與收容空間數(shù)量對應(yīng),且各第二極片包括:第二集流體,插置于對應(yīng)一個(gè)收容空間;以及第二膜片,設(shè)置在第二集流體兩個(gè)內(nèi)表面上。第二封裝膠圍繞對應(yīng)的第二膜片并粘覆在對應(yīng)的第二集流體的內(nèi)表面上。隔離膜插置于各收容空間并將各收容空間中的第一極片和第二極片隔開,且各收容空間對應(yīng)的隔離膜與該收容空間對應(yīng)的第一封裝膠和第二封裝膠粘接。非固態(tài)電解質(zhì)用于浸漬第一膜片、第二膜片以及隔離膜。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,在第二方面,本發(fā)明提供了一種柔性電池的制備方法,用于制備根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的柔性電池,其包括步驟:確定第一集流體的彎折形成收容空間的數(shù)量;對應(yīng)將形成的收容空間,在第一集流體的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面上間歇地設(shè)置第一膜片,以形成第一極片;對應(yīng)將形成的收容空間,在各第二集流體的兩個(gè)內(nèi)表面上設(shè)置第二膜片,以形成第二極片;將全部第一極片、全部隔離膜、全部第二極片進(jìn)行干燥除水;在第一集流體的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面上圍繞各第一膜片粘覆第一封裝膠;在第二集流體的對應(yīng)的內(nèi)表面上圍繞各第二膜片粘覆第二封裝膠;將隔離膜復(fù)合到設(shè)置有第一膜片和粘覆有第一封裝膠的第一集流體上,并進(jìn)行熱壓形成復(fù)合體;使非固態(tài)電解質(zhì)浸漬第一膜片以及隔離膜;將復(fù)合體在第一集流體的間歇處折疊與所述確定的收容空間的數(shù)量對應(yīng)的次數(shù),以形成所述確定數(shù)量的收容空間;將設(shè)置有第二膜片和粘覆有第二封裝膠的各第二集流體對應(yīng)插入到一個(gè)收容 空間,并進(jìn)行熱輥壓;以及進(jìn)行化成,制成柔性電池。
本發(fā)明的有益效果如下:
在根據(jù)本發(fā)明的柔性電池中,第一封裝膠及第二封裝膠分別粘覆在對應(yīng)的第一集流體和第二集流體上,用于粘接隔離膜,因?yàn)楦綦x膜含有孔隙,與第一封裝膠及第二封裝膠的表面接觸面積更大甚至形成相連粘接體,大大提升了物體間的粘接力,從而提高柔性電池的封裝強(qiáng)度;使用非固態(tài)電解質(zhì)相比于使用固態(tài)電解質(zhì),可以提高柔性電池在的動(dòng)力學(xué)性能及能量密度,且能降低成本;此外,也且能提高柔性電池的生產(chǎn)連續(xù)性、降低成本、簡化工序。
附圖說明
圖1為根據(jù)本發(fā)明的柔性電池的一實(shí)施例的立體圖;
圖2為沿圖1的A~A線所作的剖視圖;
圖3為圖1的分解立體圖;
圖4為根據(jù)本發(fā)明的柔性電池的一實(shí)施例的立體圖;
圖5為根據(jù)本發(fā)明的柔性電池的一實(shí)施例的立體圖;
圖6為根據(jù)本發(fā)明的柔性電池的一實(shí)施例的立體圖。
其中,附圖標(biāo)記說明如下:
1 第一極片 31 第二集流體
11 第一集流體 311 內(nèi)表面
111 收容空間 32 第二膜片
112 內(nèi)側(cè)表面 4 第二封裝膠
113 外側(cè)表面 5 隔離膜
12 第一膜片 W 寬度方向
2 第一封裝膠 L 長度方向
3 第二極片 T 厚度方向
具體實(shí)施方式
下面參照附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的柔性電池及其制備方法。
首先說明根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池。
參照圖1至圖6,根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池包括:第一極片1、第一封裝膠2、第二極片3、第二封裝膠4、隔離膜5、以及非固態(tài)電解質(zhì)(未示出)。第一極片1包括:第一集流體11,折疊并形成至少一個(gè)收容空間111;以及第一膜片12,設(shè)置在第一集流體11的形成各收容空間111的相對的兩個(gè)內(nèi)側(cè)表面112上。第一封裝膠2圍繞對應(yīng)的第一膜片12并粘覆在對應(yīng)的第一膜片12所設(shè)置的第一集流體11的內(nèi)側(cè)表面112上。第二極片3與第一極片1電極性相反,數(shù)量上與收容空間111數(shù)量對應(yīng),且各第二極片3包括:第二集流體31,插置于對應(yīng)一個(gè)收容空間111;以及第二膜片32,設(shè)置在第二集流體31的兩個(gè)內(nèi)表面311上。第二封裝膠4圍繞對應(yīng)的第二膜片32并粘覆在對應(yīng)的第二膜片32所設(shè)置的第二集流體31的內(nèi)表面311上。隔離膜5,插置于各收容空間111,并將各收容空間111中的第一極片1和第二極片3隔開并將第一極片1的第一膜片12及第一封裝膠2與第二極片3的第二膜片32及第二封裝膠4隔開,各收容空間111對應(yīng)的隔離膜5與該收容空間111對應(yīng)的第一封裝膠2和第二封裝膠4粘接。所述非固態(tài)電解質(zhì)用于浸漬第一膜片12、第二膜片32以及隔離膜5。在此說明的是,內(nèi)側(cè)表面112和內(nèi)表面311均是相對收容空間111而言的,因?yàn)榈谝患黧w11形成至少一個(gè)收容空間111,而第二集流體31插置于對應(yīng)一個(gè)收容空間111。
在根據(jù)本發(fā)明的柔性電池中,第一封裝膠2及第二封裝膠4分別粘覆在對應(yīng)的第一集流體11和第二集流體31上,用于粘接隔離膜5,因?yàn)楦綦x膜5含有孔隙,與第一封裝膠2及第二封裝膠4的表面接觸面積更大甚至形成相連粘接體,大大提升了物體間的粘接力,從而提高柔性電池的封裝強(qiáng)度;使用非固態(tài)電解質(zhì)相比于使用固態(tài)電解質(zhì),可以提高柔性電池在的動(dòng)力學(xué)性能及能量密度,且能降低成本;此外,也能提高柔性電池的生產(chǎn)的連續(xù)性、降低成本、簡化工序。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,各收容空間111內(nèi)的隔離膜5可以為一條或多條,可以是單層或多層,可以視實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,參照圖1至圖3、圖4、圖5,第一集流體11可折疊并形成一個(gè)收容空間111,且第二極片3在數(shù)量上為一個(gè)。在此需說明的是,本發(fā)明對第一集流體11可折疊并形成的收容空間111的數(shù)量及第二極片3的數(shù)量不做限制,第一集流體11可折疊 并形成的收容空間111的數(shù)量及第二極片3的數(shù)量可根據(jù)需要做適應(yīng)性改變,例如,在圖6示出的例子中,第一集流體11可折疊并形成兩個(gè)收容空間111,且第二極片3數(shù)量上為兩個(gè),同理,第一集流體11可折疊并形成的收容空間111的數(shù)量也可為三個(gè)以上,且對應(yīng)地,第二極片3的數(shù)量為三個(gè)以上。當(dāng)然,對于柔性電池而言,要求柔性電池越薄(即在圖中沿厚度方向T),則所需形成的收容空間111數(shù)量越少,最薄時(shí),采用一個(gè)收容空間111。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,第一集流體11的厚度可為20μm~100μm。當(dāng)?shù)谝患黧w11的厚度小于20μm時(shí),由于第一集流體11含有孔隙,會(huì)使空氣中的水汽進(jìn)入,導(dǎo)致柔性電池最終脹氣失效。當(dāng)?shù)谝患黧w11的厚度大于100μm時(shí),第一集流體11的的柔韌性不足并且影響能量密度,不適合用來制作柔性電池。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,參照圖1至圖3、圖4、圖5,折疊的第一集流體11的外側(cè)表面113可用作第一極耳。從而本發(fā)發(fā)明的柔性電池不需要外接第一極耳,通過采用第一集流體11直接形成的第一極耳,可提高能量密度,且可以根據(jù)產(chǎn)品的需要便利地選擇第一極耳的位置、尺寸、形狀,提高了產(chǎn)品的適應(yīng)性。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,各收容空間111中的第一膜片12距離相應(yīng)第一集流體11的內(nèi)側(cè)表面112的各邊緣不小于2mm。該距離可為第一封裝膠2的對應(yīng)寬度,該距離不小于2mm主要是為了給第一封裝膠2留出足夠的空間,保證封裝的可靠性。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,第一集流體11可為鋁箔、銅箔、不銹鋼箔中的一種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,第一極片1的電極性可為正,第一膜片12中的活性材料為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、三元體系中的至少一種。當(dāng)然,第一膜片12還可包括其它物質(zhì),如導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,第一封裝膠2可為丙烯酸酯類膠、環(huán)氧樹脂類膠、有機(jī)硅類膠、熱熔類膠中的至少一種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,第二集流體31的厚度可為20μm~100μm。當(dāng)?shù)诙黧w31的厚度小于20μm時(shí),由于第二集流體31含有孔隙,會(huì)使空氣中的水汽進(jìn)入,導(dǎo)致柔性電池最終脹氣失效。當(dāng) 第二集流體31的厚度大于100μm時(shí),第二集流體31的柔韌性不足并且影響能量密度,不適合用來制作柔性電池。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,參照圖1至圖2、圖4以及圖6,第二集流體31部分可插入對應(yīng)一個(gè)收容空間111中以使該第二集流體31部分(在圖中,外露部分的位置沿寬度W方向)外露并用作第二極耳。從而本發(fā)發(fā)明的柔性電池不需要外接第二極耳,通過采用第二集流體31直接形成的第二極耳,可提高能量密度,且可以根據(jù)產(chǎn)品的需要便利地選擇第二極耳的位置、尺寸、形狀,提高了產(chǎn)品的適應(yīng)性。在此需要說明的是,當(dāng)采用圖6所示的柔性電池時(shí),每個(gè)第二集流體31均有外露部分,均可以用作第二極耳,且它們之間需要電連接在一起。當(dāng)然,在圖6中,每個(gè)第二集流體31的外露部分也可以沿長度L方向設(shè)置,從而便于在同側(cè)進(jìn)行電連接。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,各收容空間111中的第二膜片32距離相應(yīng)第二集流體31的內(nèi)表面311的各邊緣不小于2mm。該距離可為第二封裝膠4的對應(yīng)寬度,該距離不小于2mm主要是為了給第二封裝膠4留出足夠的空間,保證封裝的可靠性。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,第二集流體31可為鋁箔、銅箔、不銹鋼箔中的一種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,第二極片3的電極性可為負(fù),第二膜片32的活性材料為天然石墨、人造石墨中的至少一種。當(dāng)然,第二膜片32還可包括其它物質(zhì),如導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,第二封裝膠4可為丙烯酸酯類膠、環(huán)氧樹脂類膠、有機(jī)硅類膠、熱熔類膠中的至少一種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,隔離膜5可為聚烯烴基材、表面涂有粘接劑的聚烯烴基材中的至少一種。相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的隔離膜5不含有陶瓷涂層,由此,可以提高隔離膜5與第一封裝膠2及第二封裝膠4粘接的可靠性。在一實(shí)施例中,所述粘接劑可為SBR、PVDF中的一種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,非固態(tài)電解質(zhì)可為含有LiPF6的液態(tài)電解液或者含有LiPF6的凝膠電解液中的一種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,參照圖1至圖3、圖4、圖5、圖6,所述柔性電池的外輪廓可沿寬度方向W形成臺(tái)階。在此需說明的是,本發(fā)明的柔性電池的外輪廓并不限于此,可根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思和精神做出更改,形成任意形狀的異形柔性電池。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,參照圖4,所述柔性電池的外輪廓可沿寬度方向W和長度方向L均形成臺(tái)階。在此需說明的是,本發(fā)明的柔性電池的外輪廓并不限于此,可根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思和精神做出更改,形成任意形狀的異形柔性電池。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性電池的一實(shí)施例中,參照圖5,所述柔性電池的外輪廓沿寬度方向W和長度方向L均不形成臺(tái)階。
接下來說明根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法用于制備根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的柔性電池,其包括步驟:確定第一集流體11的彎折形成收容空間111的數(shù)量;對應(yīng)將形成的收容空間111,在第一集流體11的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面112上間歇地設(shè)置第一膜片12,以形成第一極片1;對應(yīng)將形成的收容空間111,在各第二集流體31的兩個(gè)內(nèi)表面311上設(shè)置第二膜片32,以形成第二極片3;將全部第一極片1、全部隔離膜5、全部第二極片3進(jìn)行干燥除水;在第一集流體11的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面112上圍繞各第一膜片12粘覆(涂覆或貼覆)第一封裝膠2;在第二集流體31的對應(yīng)的內(nèi)表面311上圍繞各第二膜片32粘覆(涂覆或貼覆)第二封裝膠4;將隔離膜5復(fù)合到設(shè)置有第一膜片12和粘覆有第一封裝膠2的第一集流體11上,并進(jìn)行熱壓形成復(fù)合體;使非固態(tài)電解質(zhì)浸漬第一膜片12、第二膜片32以及隔離膜5;將復(fù)合體在第一集流體11的間歇處折疊與所述確定的收容空間111的數(shù)量對應(yīng)的次數(shù),以形成所述確定數(shù)量的收容空間111;將設(shè)置有第二膜片32和粘覆有第二封裝膠4的各第二集流體31對應(yīng)插入到一個(gè)收容空間111,并進(jìn)行熱輥壓;以及進(jìn)行化成,制成柔性電池。在此說明的是,內(nèi)側(cè)表面112和內(nèi)表面311均是相對收容空間111而言的,因?yàn)榈谝患黧w11形成至少一個(gè)收容空間111,而第二集流體31插置于對應(yīng)一個(gè)收容空間111。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法中,干燥除水的溫度可為 60℃~90℃,干燥除水的時(shí)間可為4h~12h。干燥除水的溫度和干燥除水的時(shí)間是相互的影響因素,當(dāng)溫度和時(shí)間均過低時(shí),除水不充分,導(dǎo)致柔性電池脹氣失效;當(dāng)溫度和時(shí)間均過高時(shí),對隔離膜5的收縮和膜片(即第一膜片12和第二膜片32)的發(fā)揮均有影響。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法中,干燥除水的濕度為不大于2%RH??梢员苊馑M(jìn)入膜片(即第一膜片12和/或第二膜片32)中,最終導(dǎo)致柔性電池脹氣失效。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法中,熱壓溫度可為70℃~90℃,熱壓壓力可為0.2MPa~1MPa,熱壓時(shí)間可為1s~10s。溫度、壓力和時(shí)間是相互影響的因素,當(dāng)溫度、壓力、時(shí)間過低(即溫度小于90℃、熱壓壓力小于0.2MPa、熱壓時(shí)間小于1s)時(shí),不僅界面的貼合程度不緊密,也會(huì)使封裝區(qū)域(即第一封裝膠2和第二封裝膠4)的封裝效果不佳;當(dāng)溫度、壓力、時(shí)間過高(即溫度大于90℃、熱壓壓力大于1MPa、熱壓時(shí)間大于10s)時(shí),隔離膜5容易收縮,有短路的風(fēng)險(xiǎn),并且膜片(即第一膜片12和/或第二膜片32)的顆粒會(huì)脫落,影響容量的發(fā)揮。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法中,噴涂的非固態(tài)電解質(zhì)量可為0.0020g/mAh~0.0030g/mAh。當(dāng)非固態(tài)電解質(zhì)的量小于0.0030g/mAh時(shí),使柔性電池的動(dòng)力學(xué)性能降低,難以發(fā)揮出足夠的容量;當(dāng)非固態(tài)電解質(zhì)的量大于0.0030g/mAh時(shí),過多的非固態(tài)電解質(zhì)會(huì)破壞隔膜與膜片之間的貼合程度,使柔性電池的柔韌性降低。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法中,熱輥壓的溫度可為70℃~90℃,熱輥壓的壓力可為0.2MPa~1MPa。溫度和壓力是相互影響的因素,當(dāng)溫度、壓力過低(即溫度小于70℃、壓力小于0.2MPa)時(shí),不僅界面的貼合程度不緊密,也會(huì)使封裝區(qū)域(即第一封裝膠2和第二封裝膠4)的封裝效果不佳;當(dāng)溫度、壓力過高(即溫度大于90℃、壓力大于1MPa)時(shí),隔離膜5容易收縮,有短路的風(fēng)險(xiǎn),并且膜片(即第一膜片12和/或第二膜片32)的顆粒會(huì)脫落,影響容量的發(fā)揮。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法中,化成的電流為不大于0.1C。當(dāng)化成的電流大于0.1C時(shí),電流密度不均一,會(huì)造成這種柔性電池在采用含鋰的非固態(tài)電解質(zhì)時(shí)局部析鋰,也會(huì)影響容量的發(fā)揮。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的柔性電池的制備方法中,使非固態(tài)電解質(zhì)浸漬第一膜片12、第二膜片32以及隔離膜5的方法可為:在復(fù)合體的第一膜片12對應(yīng)的隔離膜5或者第二膜片32上噴涂非固態(tài)電解質(zhì)。在此需說明的是,所述非固態(tài)電解質(zhì)需避免噴到第一封裝膠2和第二封裝膠4上。
本發(fā)明的柔性電池可以應(yīng)用于表帶、裝飾品、可穿戴服飾上,攜帶方便、輕盈。
接下來說明根據(jù)本發(fā)明的柔性電池的制備方法的實(shí)施例、對比例、測試過程以及測試結(jié)果。
實(shí)施例1
確定第一集流體11的彎折形成收容空間111的數(shù)量為1;
在厚度為20μm的第一集流體11(銅箔)的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面112上間歇地涂覆設(shè)置兩處第一膜片12(活性材料為天然石墨),以形成第一極片1;
在厚度為20μm的第二集流體31(鋁箔)的兩個(gè)內(nèi)表面311上涂覆設(shè)置第二膜片32(活性材料為鈷酸鋰),以形成第二極片3;
將第一極片1、隔離膜5(聚烯烴基材)、第二極片3進(jìn)行干燥除水,干燥除水的溫度為60℃、干燥除水的時(shí)間為4h、干燥除水的濕度為2%RH;
在第一集流體11的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面112上圍繞各第一膜片12涂覆第一封裝膠2(環(huán)氧樹脂類膠);
在第二集流體31的對應(yīng)的內(nèi)表面311上圍繞各第二膜片32涂覆第二封裝膠4(環(huán)氧樹脂類膠);
將隔離膜5復(fù)合到涂覆設(shè)置有第一膜片12和粘覆有第一封裝膠2的第一集流體11上,并進(jìn)行熱壓形成復(fù)合體,熱壓溫度為70℃、熱壓壓力為0.2MPa、熱壓時(shí)間為1s;
在隔離膜5上對應(yīng)的第一膜片12區(qū)域噴涂含有LiPF6的液態(tài)電解液,電解液的量為0.0020g/mAh,以使電解液浸漬第一膜片12、以及隔離膜5;
將復(fù)合體在第一集流體11的間歇處折疊一次,以形成所述確定數(shù)量的收容空間111;
將涂覆設(shè)置有第二膜片32和粘覆有第二封裝膠4的第二集流體31對應(yīng) 插入到該收容空間111,并進(jìn)行熱輥壓,熱輥壓的溫度為70℃、熱輥壓的壓力為0.2MPa;以及
采用0.1C的電流進(jìn)行化成,制成柔性電池。
實(shí)施例2
確定第一集流體11的彎折形成收容空間111的數(shù)量為1;
在厚度為100μm的第一集流體11(不銹鋼箔)的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面112上間歇地涂覆設(shè)置兩處第一膜片12(活性材料為人造石墨),以形成第一極片1;
在厚度為100μm的第二集流體31(鋁箔)的兩個(gè)內(nèi)表面311上涂覆設(shè)置第二膜片32(活性材料為磷酸鐵鋰),以形成第二極片3;
將第一極片1、隔離膜5(表面涂有PVDF粘接劑的聚烯烴基材)、第二極片3進(jìn)行干燥除水,干燥除水的溫度為90℃、干燥除水的時(shí)間為12h、干燥除水的濕度為0.5%RH;
在第一集流體11的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面112上圍繞各第一膜片12涂覆第一封裝膠2(丙烯酸酯類膠);
在第二集流體31的對應(yīng)的內(nèi)表面311上圍繞各第二膜片32涂覆第二封裝膠4(丙烯酸酯類膠);
將隔離膜5復(fù)合到涂覆設(shè)置有第一膜片12和粘覆有第一封裝膠2的第一集流體11上,并進(jìn)行熱壓形成復(fù)合體,熱壓溫度為90℃、熱壓壓力為1MPa、熱壓時(shí)間為10s;
在隔離膜5上對應(yīng)的第一膜片12區(qū)域噴涂含有LiPF6的凝膠態(tài)電解液,電解液的量為0.0030g/mAh,以使電解液浸漬第一膜片12、第二膜片32以及隔離膜5;
將復(fù)合體在第一集流體11的間歇處折疊一次,以形成所述確定數(shù)量的收容空間111;
將涂覆設(shè)置有第二膜片32和粘覆有第二封裝膠4的第二集流體31對應(yīng)插入到該收容空間111,并進(jìn)行熱輥壓,熱輥壓的溫度為90℃、熱輥壓的壓力為1MPa;以及
采用0.01C的電流進(jìn)行化成,制成柔性電池。
實(shí)施例3
確定第一集流體11的彎折形成收容空間111的數(shù)量為1;
在厚度為60μm的第一集流體11(鋁箔)的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面112上間歇地涂覆設(shè)置兩處第一膜片12(活性材料為三元材料),以形成第一極片1;
在厚度為60μm的第二集流體31(銅箔)的兩個(gè)內(nèi)表面311上涂覆設(shè)置第二膜片32(活性材料為人造石墨),以形成第二極片3;
將第一極片1、隔離膜5(表面涂有SBR粘接劑的聚烯烴基材)、第二極片3進(jìn)行干燥除水,干燥除水的溫度為75℃、干燥除水的時(shí)間為8h、干燥除水的濕度為1%RH;
在第一集流體11的對應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面112上圍繞各第一膜片12涂覆第一封裝膠2(有機(jī)硅類膠);
在第二集流體31的對應(yīng)的內(nèi)表面311上圍繞各第二膜片32涂覆第二封裝膠4(有機(jī)硅類膠);
將隔離膜5復(fù)合到涂覆設(shè)置有第一膜片12和粘覆有第一封裝膠2的第二集流體31上,并進(jìn)行熱壓形成復(fù)合體,熱壓溫度為80℃、熱壓壓力為0.6MPa、熱壓時(shí)間為6s;
在第二膜片32區(qū)域噴涂含有LiPF6的凝膠態(tài)電解液,電解液的量為0.0025g/mAh,以使電解液浸漬第一膜片12、第二膜片32以及隔離膜5;
將復(fù)合體在第一集流體11的間歇處折疊一次,以形成所述確定數(shù)量的收容空間111;
將涂覆設(shè)置有第二膜片32和粘覆有第二封裝膠4的第二集流體31對應(yīng)插入到該收容空間111,并進(jìn)行熱輥壓,熱輥壓的溫度為80℃、熱輥壓的壓力為0.6MPa;以及
采用0.05C的電流進(jìn)行化成,制成柔性電池。
對比例1
除隔離膜5采用表面含有陶瓷涂層的聚烯烴基材以外,其余與實(shí)施例1相同。
測試過程
將實(shí)施例1~3的柔性電池編號,依次編號為S1~S3,將對比例1中的柔性電池編號,編號為D1。對S1~S3及D1進(jìn)行容量和封裝性能測試。
容量測試方法為:將柔性電池組首先靜置3min;然后以0.5C的充電電流恒流充電至4.3V,再恒壓充電至0.05C,得到充電容量AGC0;靜置3min;再以0.5C的放電電流恒流放電至3.0V,得到首次放電容量D0;靜置3min之后完成容量測試。
封裝測試方法為:將柔性電池在85℃下恒溫存儲(chǔ)7天。最后觀察柔性電池是否有漏液和破裂的現(xiàn)象,并測試存儲(chǔ)后的封印處的粘接強(qiáng)度。
表1容量測試與封裝測試的測試結(jié)果
從表1可以看出,S1~S3的容量完全或幾乎完全得以發(fā)揮,并且柔性電池經(jīng)過存儲(chǔ)后沒有漏液和破裂的情況發(fā)生,封印處的粘接強(qiáng)度都十分良好。說明采用本發(fā)明的柔性電池的制備方法,可以制成封裝性能良好的柔性電池、提高柔性電池的封裝強(qiáng)度。并且本發(fā)明的柔性電池的制備方法十分適合實(shí)際生產(chǎn)操作。
D1的容量雖然也幾乎完全得以發(fā)揮,但與實(shí)施例1相比容量發(fā)揮得差些,而且D1發(fā)生了漏液,主要為隔離膜表面含有陶瓷涂層,說明陶瓷涂層很難和第一封裝膠及第二封裝膠(環(huán)氧樹脂類膠)形成范德華力或者有效的化學(xué)鍵,從而導(dǎo)致封裝的失效。