阅读说明：本技术 一种柔性电池及其制备方法 (Flexible battery and preparation method thereof ) 是由 韩海涛 郭鹏 于 2019-12-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种柔性电池,包括正极端和负极端,所述正极端包括第一基材、正极集电极、阴极材料层、电解液层和隔膜,所述正极集电极设置在所述第一基材的第一表面,所述阴极材料层设置在所述正极集电极的第一表面,电解液层设置在所述阴极材料层的第一表面,隔膜覆盖在所述电解液层的第一表面,所述负极端包括第二基材、负极集电极、粘合层和阳极材料层,所述负极集电极设置在所述第二基材的第二表面,所述粘合层沿着所述负极集电极的周边设置在所述第二基材的第二表面,所述阳极材料层设置在所述负极集电极的第二表面,所述正极端和所述负极端通过所述隔膜的第一表面和所述阳极材料的第二表面对位贴合设置。本发明结构简单,便于规模化生产。(The invention provides a flexible battery, which comprises a positive terminal and a negative terminal, wherein the positive terminal comprises a first substrate, a positive collector, a cathode material layer, an electrolyte layer and a diaphragm, the positive electrode collector is arranged on the first surface of the first substrate, the cathode material layer is arranged on the first surface of the positive electrode collector, the electrolyte layer is arranged on the first surface of the cathode material layer, and the diaphragm covers the first surface of the electrolyte layer, the negative electrode end comprises a second substrate, a negative electrode collector, an adhesive layer and an anode material layer, the negative electrode collector is arranged on the second surface of the second substrate, the adhesive layer is disposed on the second surface of the second substrate along a periphery of the negative collector, the anode material layer is arranged on the second surface of the negative collector, and the positive end and the negative end are oppositely attached to each other through the first surface of the diaphragm and the second surface of the anode material. The invention has simple structure and is convenient for large-scale production.)

一种柔性电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及电池储能技术领域，具体而言，涉及一种柔性电池及一种柔性电池的制备方法。

背景技术

目前广泛使用的电池包括干电池和蓄电池等，其中用的最多的普通干电池，而这类电池含汞和铅，生产时对人体和环境都有害，废电池不经任何处理而随意丢弃，对环境保护具有相当大的危害，同时电池的体积较大，携带不方便，不适用于微电子产品，而且现有电池普遍采用柱状、纽扣或方形结构，均为硬质不可弯曲的形态，不适应柔性产品的应用，针对上述问题，出现了一种柔性电池，可用于智能卡、音乐贺卡、电子标签、电子报纸、射频识别器、手机、手提电脑等产品，适用市场规模较大，但是该种柔性电池大多采用逐层叠加的方式生产，工艺难度大，不便于规模化生产。

发明内容

本发明提出了一种新的柔性电池及其制备方法，要解决的技术问题是现有柔性电池正负极不同面、采用逐层叠加的方式生产，工艺难度大的问题。

有鉴于此，本发明提出了一种新的柔性电池，所述柔性电池包括正极端和负极端，所述正极端包括第一基材、正极集电极、阴极材料层、电解液层和隔膜，所述正极集电极设置在所述第一基材的第一表面，所述阴极材料层设置在所述正极集电极的第一表面，所述电解液层设置在所述阴极材料层的第一表面，所述隔膜覆盖在所述电解液层的第一表面，所述负极端包括第二基材、负极集电极、粘合层和阳极材料层，所述负极集电极设置在所述第二基材的第二表面，所述粘合层沿着所述负极集电极的周边设置在所述第二基材的第二表面，所述阳极材料层设置在所述负极集电极的第二表面，所述正极端和所述负极端通过所述隔膜的第一表面和所述阳极材料的第二表面对位贴合设置。

在该技术方案中，柔性电池包括正极端和负极端，其中正极端包括第一基材、正极集电极、阴极材料层、电解液层和隔膜，正极集电极、阴极材料和电解液层由下至上依次印刷在第一基材上，并通过隔膜包覆，负极端包括第二基材、负极集电极、粘合层和阳极材料层，粘合层沿着负极集电极的周边印刷在第二基材的第二表面，负极集电极的第二表面印刷阳极材料层，由此负极集电极、阳极材料层通过粘合层粘合在第二基材的第二表面，正极端与负极端通过隔膜与阳极材料对位贴合，即正极端与负极端之间使用隔膜完全隔离开，可以针对负极端和正极端分开同时进行制作，制作工艺简易化，有效提高了柔性电池的生产效率，便于规模化生产，能够在使得柔性电池正负极位于同一面的同时，有效避免内部短路，降低了柔性电池自放电率，提高柔性电池的可利用率，方便了应用。

在上述任一技术方案中，优选地，所述电解液层包括锌盐。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一基材和所述第二基材均包括耐高温密封材料。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一基材和所述第二基材均包括PET聚脂薄膜。

在上述任一技术方案中，优选地，所述正极集电极和所述负极集电极均包括混合导电材料。

在上述任一技术方案中，优选地，所述正极集电极和所述负极集电极均包括导电石墨。

在上述任一技术方案中，优选地，所述阴极材料层包括氧化锰或二氧化锰。

在上述任一技术方案中，优选地，所述阳极材料层包括锌粉。

在上述任一技术方案中，优选地，所述隔膜采用微孔绝缘膜制作。

在上述任一技术方案中，优选地，所述隔膜采用微孔绝缘纸制作。

一种柔性电池的制备方法，包括：

将所述正极集电极印刷在所述第一基材的第一表面，将所述负极集电极印刷在所述第二基材的第二表面，进行烘干；

将所述阴极材料层印刷在烘干后的所述正极集电极的第一表面，将所述粘合层沿着所述负极集电极印刷在所述第二基材的第二表面，进行烘干；

将所述电解液层印刷在烘干后的所述阴极材料层的第一表面，在所述电解液层的第一表面附上所述隔膜制成正极端；

将所述阳极材料层印刷在烘干后的所述负极集电极的第二表面后进行烘干，组成所述负极端；

将所述正极端与所述负极端对位贴合，经热压合设备压合后组成柔性电池。

在该技术方案中，柔性电池包括正极端和负极端，其中正极端包括第一基材、正极集电极、阴极材料层、电解液层和隔膜，首先将所述正极集电极印刷在所述第一基材的第一表面后进行烘干，将所述阴极材料层印刷在烘干后的所述正极集电极的第一表面，进行烘干，然后将所述电解液层印刷在烘干后的所述阴极材料层的第一表面，在所述电解液层的第一表面附上所述隔膜制成正极端，负极端包括第二基材、负极集电极、粘合层和阳极材料层，在制作正极端的同时，可以首先将所述负极集电极印刷在所述第二基材的第二表面进行烘干，将所述粘合层沿着所述负极集电极的周边印刷在所述第二基材的第二表面进行烘干，然后将所述阳极材料层印刷在烘干后的所述负极集电极的第二表面后进行烘干，组成所述负极端，即第二基材的第二表面印刷负极集电极和粘合层，负极集电极的第二表面印刷阳极材料层，由此负极集电极、阳极材料层通过粘合层粘合在第二基材的第二表面，最后将所述正极端与所述负极端对位贴合，经热压合设备压合后组成柔性电池，即正极端与负极端通过隔膜与阳极材料对位贴合，正极端与负极端之间使用隔膜完全隔离开，使得可以针对负极端和正极端分开同时进行制作，制作工艺简易化，有效提高了柔性电池的生产效率，便于规模化生产，能够在使得柔性电池正负极位于同一面的同时，有效避免内部短路，降低了柔性电池自放电率，提高柔性电池的可利用率，方便了应用。

在上述任一技术方案中，优选地，所述正极集电极和所述负极集电极均由导电石墨、导电炭黑、石墨烯、粘结剂按质量比40％-70％：5％-20％：0.1％-2％：10％-30％构成。

在上述任一技术方案中，优选地，所述粘合层为EVA液态热熔胶，所述EVA液态热熔胶中EVA含量在20％-60％。

在上述任一技术方案中，优选地，所述阳极材料层为导电炭黑、阳极活性材料、粘结剂按质量比1％-30％：40％-80％：10％-30％构成。

在上述任一技术方案中，优选地，所述阴极材料层为导电炭黑、阴极活性材料、粘结剂按质量比3％-30％：40％-80％：10％-30％构成。

在上述任一技术方案中，优选地，所述电解液层为30％-90％的锌盐溶液构成。

与现有技术相比，本发明的优点在于：结构与生产工艺简单，通过将正极端与负极端对位贴合，经热压合设备压合后组成柔性电池，将电池正负极位于同一面，能够将柔性电池的正极端与负极端同时生产，充分提高柔性电池生产效率的同时，避免了正极端、负极端同时生产导致的电极异面的问题，方便了集成应用。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的一种柔性电池的拆分结构示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的一种柔性电池的制备方法的流程示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为:第一基材101、正极集电极102、阴极材料层103、电解液层104、隔膜105、第二基材106、负极集电极107、粘合层108、阳极材料层109。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

以下结合图1至图2对本发明进行进一步的说明。

如图1所示，一种柔性电池，所述柔性电池包括正极端和负极端，所述正极端包括第一基材101、正极集电极102、阴极材料层103、电解液层104和隔膜105，所述正极集电极102设置在所述第一基材101的第一表面，所述阴极材料层103设置在所述正极集电极102的第一表面，所述电解液层104设置在所述阴极材料层103的第一表面，所述隔膜105覆盖在所述电解液层104的第一表面，所述负极端包括第二基材106、负极集电极107、粘合层108和阳极材料层109，所述负极集电极107设置在所述第二基材106的第二表面，所述粘合层108沿着所述负极集电极107的周边设置在所述第二基材106的第二表面，所述阳极材料层109设置在所述负极集电极107的第二表面，所述正极端和所述负极端通过所述隔膜105的第一表面和所述阳极材料层109的第二表面对位贴合设置，所述电解液层104包括锌盐。

其中，柔性电池包括正极端和负极端，其中正极端包括第一基材101、正极集电极102、阴极材料层103、电解液层104和隔膜105，正极集电极102、阴极材料和电解液层104由下至上依次印刷在第一基材101上，并通过隔膜105包覆，负极端包括第二基材106、负极集电极107、粘合层108和阳极材料层109，粘合层108沿着负极集电极107的周边印刷在第二基材106的第二表面，负极集电极107的第二表面印刷阳极材料层109，由此负极集电极107、阳极材料层109通过粘合层108粘合在第二基材106的第二表面，正极端与负极端通过隔膜105与阳极材料层109对位贴合，即正极端与负极端之间使用隔膜105完全隔离开，可以针对负极端和正极端分开同时进行制作，制作工艺简易化，有效提高了柔性电池的生产效率，便于规模化生产，能够在使得柔性电池正负极位于同一面的同时，有效避免内部短路，降低了柔性电池自放电率，提高柔性电池的可利用率，方便了应用。

进一步地，所述第一基材101和所述第二基材106均包括耐高温密封材料，例如PET聚脂薄膜；所述正极集电极102和所述负极集电极107均包括混合导电材料，例如导电石墨；所述阴极材料层103包括氧化锰或二氧化锰，所述阳极材料层109包括锌粉；所述隔膜105采用微孔绝缘膜或微孔绝缘纸制作。

如图2所示，一种柔性电池的制备方法，包括：

步骤201，将所述正极集电极102印刷在所述第一基材101的第一表面，将所述负极集电极107印刷在所述第二基材106的第二表面，进行烘干；

步骤202，将所述阴极材料层103印刷在烘干后的所述正极集电极102的第一表面，将所述粘合层108沿着所述负极集电极107的周边印刷在所述第二基材106的第二表面，进行烘干；

步骤203，将所述电解液层104印刷在烘干后的所述阴极材料层103的第一表面，在所述电解液层104的第一表面附上所述隔膜105制成正极端；

步骤204，将所述阳极材料层109印刷在烘干后的所述负极集电极107的第二表面后进行烘干，组成所述负极端；

步骤205，将所述正极端与所述负极端对位贴合，经热压合设备压合后组成柔性电池。

其中，柔性电池包括正极端和负极端，其中正极端包括第一基材101、正极集电极102、阴极材料层103、电解液层104和隔膜105，首先将所述正极集电极102印刷在所述第一基材101的第一表面后进行烘干，将所述阴极材料层103印刷在烘干后的所述正极集电极102的第一表面，进行烘干，然后将所述电解液层104印刷在烘干后的所述阴极材料层103的第一表面，在所述电解液层104的第一表面附上所述隔膜105制成正极端，负极端包括第二基材106、负极集电极107、粘合层108和阳极材料层109，在制作正极端的同时，可以首先将所述负极集电极107印刷在所述第二基材106的第二表面进行烘干，将所述粘合层108沿着所述负极集电极107的周边印刷在所述第二基材106的第二表面进行烘干，然后将所述阳极材料层109印刷在烘干后的所述负极集电极107的第二表面后进行烘干，组成所述负极端，即第二基材106的第二表面印刷负极集电极107和粘合层108，负极集电极107的第二表面印刷阳极材料层109，由此负极集电极107、阳极材料层109通过粘合层108粘合在第二基材106的第二表面，最后将所述正极端与所述负极端对位贴合，经热压合设备压合后组成柔性电池，即正极端与负极端通过隔膜105与阳极材料层109对位贴合，正极端与负极端之间使用隔膜105完全隔离开，使得可以针对负极端和正极端分开同时进行制作，制作工艺简易化，有效提高了柔性电池的生产效率，便于规模化生产，能够在使得柔性电池正负极位于同一面的同时，有效避免内部短路，降低了柔性电池自放电率，提高柔性电池的可利用率，方便了应用。

进一步地，所述正极集电极102和所述负极集电极107均由导电石墨、导电炭黑、石墨烯、粘结剂按质量比40％-70％：5％-20％：0.1％-2％：10％-30％构成；所述粘合层108为EVA液态热熔胶，所述EVA液态热熔胶中EVA含量在20％-60％；所述阳极材料层109为导电炭黑、阳极活性材料、粘结剂按质量比1％-30％：40％-80％：10％-30％构成；所述阴极材料层103为导电炭黑、阴极活性材料、粘结剂按质量比3％-30％：40％-80％：10％-30％构成；所述电解液层104为30％-90％的锌盐溶液构成。

实施例一，选取40％含量的导电石墨、5％含量的导电炭黑、0.1％含量的石墨烯、10％含量的粘结剂混合制作成正极集电极102和负极集电极107，选取EVA含量在20％的EVA液态热熔胶制作粘合层108，选取1％含量的导电炭黑、40％含量的阳极活性材料、10％含量的粘结剂制作阳极材料层109，选取3％含量的导电炭黑、40％含量的阴极活性材料、10％含量的粘结剂制作阴极材料层103，选取30％含量的锌盐溶液制作电解液层104，依次将正极集电极102印刷在第一基材101的第一表面、将阴极材料层103印刷在烘干后的正极集电极102的第一表面、将电解液层104印刷在烘干后的阴极材料层103的第一表面，然后在电解液层104的第一表面附上隔膜105制成正极端，与此同时，可以依次将负极集电极107印刷在第二基材106的第二表面进行烘干、将粘合层108印刷在烘干后的负极集电极107的第二表面进行烘干，然后将阳极材料层109沿着负极集电极107的周边印刷在第二基材106的第二表面上进行烘干，制成负极端，最后将正极端与负极端对位贴合，经热压合设备压合后组成完整的柔性电池。

实施例二，选取70％含量的导电石墨、20％含量的导电炭黑、2％含量的石墨烯、30％含量的粘结剂混合制作成正极集电极102和负极集电极107，选取EVA含量在60％的EVA液态热熔胶制作粘合层108，选取30％含量的导电炭黑、80％含量的阳极活性材料、30％含量的粘结剂制作阳极材料层109，选取30％含量的导电炭黑、80％含量的阴极活性材料、30％含量的粘结剂制作阴极材料层103，选取90％含量的锌盐溶液制作电解液层104，依次将正极集电极102印刷在第一基材101的第一表面、将阴极材料层103印刷在烘干后的正极集电极102的第一表面、将电解液层104印刷在烘干后的阴极材料层103的第一表面，然后在电解液层104的第一表面附上隔膜105制成正极端，与此同时，可以依次将负极集电极107印刷在第二基材106的第二表面进行烘干、将粘合层108印刷在烘干后的负极集电极107的第二表面进行烘干，然后将阳极材料层109沿着负极集电极107的周边印刷在第二基材106的第二表面上进行烘干，制成负极端，最后将正极端与负极端对位贴合，经热压合设备压合后组成完整的柔性电池。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明的技术方案提出了一种新的柔性电池及其制备方法，其结构与生产工艺简单，通过将正极端与负极端对位贴合，经热压合设备压合后组成柔性电池，将电池正负极位于同一面，能够将柔性电池的正极端与负极端同时生产，充分提高柔性电池生产效率的同时，避免了正极端、负极端同时生产导致的电极异面的问题，方便了集成应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。