BR112019017436B1 - Bateria de lítio flexível - Google Patents
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Abstract
a presente invenção se refere a uma bateria de lítio fle-xível que compreende uma primeira camada coletora de corrente e uma se-gunda camada coletora de corrente, em que uma primeira camada coletora de corrente tem uma primeira superfície externa e uma primeira superfície in-terna, e a segunda camada coletora de corrente tem uma segunda superfície externa e uma segunda superfície interna; há uma estrutura de cola prensada entre a primeira superfície interna e a segunda superfície interna para formar um espaço vedado e fechado, em que há uma camada de sistema eletroquí-mico disposta nesse espaço vedado e fechado, em que a camada de sistema eletroquímico compreende uma primeira camada de material ativo, uma se-gunda camada de material ativo e uma camada eletricamente isolante dis-posta entre a primeira camada de material ativo e a segunda camada de ma-terial ativo; e há uma camada de adesivo flexível disposta entre a primeira superfície interna e a primeira camada de material ativo e/ou entre a segunda superfície interna e a segunda camada de material ativo, em que essa cama-da de adesivo flexível consiste em um adesivo e um aditivo eletricamente condutor, em que o adesivo consiste em um coloide linearmente estruturado e um coloide estereoscopicamente estruturado.
Description
[0001] A presente invenção se refere a uma estrutura de bateria, em particular, a uma bateria de lítio flexível.
[0002] Em requisitos de tecnologia humana, vários dispositivos eletrônicos vestíveis são desenvolvidos de forma correspondente. A fim de tornar os dispositivos eletrônicos vestíveis adequados à tendência de finura e leveza, a distribuição de espaço no dispositivo eletrônico se torna uma questão importante. Uma bateria flexível que pode ser disposta em um não-plano pode ser uma das soluções para esse problema. Favor consultar a Figura 1, que é uma vista em corte transversal de uma estrutura da bateria de lítio flexível convencional. Conforme mostrado, tal bateria de lítio flexível 10 inclui uma primeira camada coletora de corrente 12, uma segunda camada coletora de corrente 14 e uma estrutura de cola 16 prensada entre a primeira camada coletora de corrente 12 e a segunda camada coletora de corrente 14 para formar um espaço fechado 18. Uma primeira camada de material ativo 20, uma camada de isolamento elétrico 22 e uma segunda camada de material ativo 24 estão dispostas sequencialmente no espaço fechado 18. Uma camada de sistema eletroquímico 26 é formada pela primeira camada de material ativo 20, a camada de isolamento elétrico 22 e segunda camada de material ativo 24. A primeira camada de material ativo 20 posta em contato com a primeira camada coletora de corrente 12 e a segunda camada de material ativo 24 posta em contato com a segunda camada coletora de corrente 14. A bateria de lítio flexível 10 é caracterizada pelo fato de que a totalidade pode ser flexão dinâmica. No entanto, durante a flexão, a camada coletora de corrente 12, 14 é facilmente separada das camadas de material ativo adjacentes 20, 24 para provocar um curto-circuito.
[0003] Em vista dos fatores acima, a invenção fornece um bateria de lítio flexível totalmente nova a fim de superar os problemas acima mencionados.
[0004] É um objetivo principal dessa invenção fornecer uma bateria de lítio flexível, e uma camada de adesivo flexível é disposta entre a camada coletora de corrente e a camada de material ativo, para evitar um curto-circuito causado separando-se a camada coletora de corrente e a camada de material ativo durante a flexão de bateria.
[0005] Além disso, é outro objetivo dessa invenção fornecer uma bateria de lítio flexível. A camada de sistema eletroquímico e a camada de adesivo flexível são vedadas no espaço fechado, que forma pela primeira camada coletora de corrente, a segunda camada coletora de corrente e a estrutura de cola.
[0006] A fim de implementar o acima mencionado, essa invenção divulga uma bateria de lítio flexível. A bateria inclui uma primeira camada coletora de corrente e uma segunda camada coletora de corrente, em que a primeira camada coletora de corrente tem uma primeira superfície externa e uma primeira superfície interna, e a segunda camada coletora de corrente tem uma segunda superfície externa e uma segunda superfície interna, e uma estrutura de cola prensada entre a primeira superfície interna e a segunda superfície interna. A estrutura de cola é estrutura fechada e sua superfície superior e inferior é aderida à primeira superfície interna e à segunda superfície interna, respectivamente. Portanto, um espaço fechado é formado pela estrutura de cola, pela primeira camada coletora de corrente e pela segunda camada coletora de corrente. Uma camada de sistema eletroquímico e pelo menos uma camada de adesivo flexível são dispostas no espaço fechado e adjacentes à superfície interna da estrutura de cola. A camada de sistema eletroquímico inclui uma primeira camada de material ativo, uma segunda camada de material ativo e uma camada eletricamente isolante disposta entre a primeira camada de material ativo e a segunda camada de material ativo. A camada de adesivo flexível é disposta entre a primeira superfície interna e a primeira camada de material ativo e/ou entre a segunda superfície interna e a segunda camada de material ativo. A camada de adesivo flexível é composta por um adesivo e um aditivo eletricamente condutor, em que o adesivo consiste em um polímero linear e um polímero reticulado.
[0007] Em que o polímero linear é produzido a partir de um polímero linear. O polímero linear é selecionado a partir de fluoreto de polivinilideno (PVDF), PVDF-HFP, politetrafluoroeteno (PTFE), cola de ácido acrílico, epóxi, PEO, poliacrilonitrila (PAN), carboximetil celulose (CMC), estireno-butadieno (SBR), polimetilacrilato, poliacrilamida, polivinilpirrolidona (PVP) e combinações dos mesmos.
[0008] Em que o polímero reticulado é produzido a partir de um polímero reticulado. O polímero reticulado é selecionado a partir de epóxi, resina de ácido acrílico, poliacrilonitrila (PAN) e combinações dos mesmos com estrutura de rede, ou poli-imida (PI) e derivados dos mesmos com estrutura de escada.
[0009] Em que a razão em peso entre o aditivo eletricamente condutor e o adesivo é de 1:1 a 7:3.
[0010] Em que a razão em peso entre o aditivo eletricamente condutor e o polímero reticulado é de 5:2 a 7:3.
[0011] Em que a razão em peso entre o polímero linear e o polímero reticulado é de 3:2 a 9:1.
[0012] Em que uma espessura da camada de adesivo flexível é de 4 a 10 μm.
[0013] Em que um formato do aditivo eletricamente condutor é formato esférico, formato tubular ou formato semelhante à folha ou uma combinação dos mesmos.
[0014] Em que o aditivo eletricamente condutor com formato esférico é negro de fumo.
[0015] Em que um tamanho de partícula médio do aditivo eletricamente condutor com formato esférico é de 40 nm.
[0016] Em que uma área de superfície do aditivo eletricamente condutor com formato esférico é de 60 a 300 m2/g.
[0017] Em que o aditivo eletricamente condutor com formato tubular é um tubo de carbono.
[0018] Em que um diâmetro do aditivo eletricamente condutor com formato tubular é de 5 a 150 nm, e um comprimento do aditivo eletricamente condutor com formato tubular é de 5 a 20 nm.
[0019] Em que uma área de superfície do aditivo eletricamente condutor com formato tubular é de 20 a 400 m2/g.
[0020] Em que o aditivo eletricamente condutor com formato semelhante à folha é grafite, grafeno ou uma combinação dos mesmos.
[0021] Em que um tamanho de partícula médio do aditivo eletricamente condutor com formato semelhante à folha é de 3,5 nm.
[0022] Em que uma área de superfície do aditivo eletricamente condutor com formato semelhante à folha é de 20 m2/g.
[0023] A Figura 1 é uma vista em corte transversal da bateria de lítio flexível convencional.
[0024] A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma modalidade da bateria de lítio flexível dessa invenção.
[0025] A Figura 3 é uma vista ampliada parcial da Figura 2 dessa invenção.
[0026] A Figura 4 é um diagrama esquemático de outra modalidade da bateria de lítio flexível dessa invenção. NÚMEROS DE REFERÊNCIA (Técnica Anterior) 10 Bateria de lítio flexível 12 Primeira camada coletora de corrente 14 Segunda camada coletora de corrente 16 Estrutura de cola 18 Espaço fechado 20 Primeira camada de material ativo 22 Camada eletricamente isolante 24 Segunda camada de material ativo 26 Camada de sistema eletroquímico (Essa invenção) 30 Bateria de lítio flexível 12 Primeira camada coletora de corrente 14 Segunda camada coletora de corrente 16 Estrutura de cola 18 Espaço fechado 20 Primeira camada de material ativo 22 Camada eletricamente isolante 24 Segunda camada de material ativo 26 Camada de sistema eletroquímico 32 Primeira camada de adesivo flexível 34 Aditivo eletricamente condutor 36 Segunda camada de adesivo flexível a primeira superfície externa b primeira superfície interna c segunda superfície externa d segunda superfície interna e superfície interna T vão
[0027] A invenção fornece um bateria de lítio flexível para solucionar o problema do curto-circuito causado por meio de separação da camada coletora de corrente e da camada de material ativo durante a flexão da bateria.
[0028] Favor consultar a Figura 2, conforme mostrado, a bateria de lítio flexível 30 de acordo com a invenção consiste principalmente em uma primeira camada coletora de corrente 12, uma segunda camada coletora de corrente 14, uma estrutura de cola 16 e uma camada de sistema eletroquímico 26. A primeira camada coletora de corrente 12 tem uma primeira superfície externa a e uma primeira superfície interna b. A segunda camada coletora de corrente tem uma segunda superfície externa c e uma segunda superfície interna d. A estrutura de cola 16 é prensada entre a primeira superfície interna b e a segunda superfície interna d. Mais especificamente, a estrutura de cola 16 é estrutura fechada e sua superfície superior e inferior é aderida à primeira superfície interna b da primeira camada coletora de corrente 12 e da segunda superfície interna d da segunda camada coletora de corrente 14, respectivamente. Portanto, um espaço fechado 18 é formado pela estrutura de cola 16, pela primeira camada coletora de corrente 12 e da segunda camada coletora de corrente 14. A camada de sistema eletroquímico 26 é disposta no espaço fechado 18 e adjacente à superfície interna e da estrutura de cola 16. Na direção da primeira camada coletora de corrente 12 até a segunda camada coletora de corrente 14, a camada de sistema eletroquímico 26 inclui uma primeira camada de material ativo 20, uma segunda camada de material ativo 24 e uma camada eletricamente isolante 22 dispostas entre a primeira camada de material ativo 20 e a segunda camada de material ativo 24. Uma primeira camada de adesivo flexível 32 é disposta entre a primeira superfície interna b e a primeira camada de material ativo 20. Como a mesma com a primeira camada de material ativo 20, a primeira camada de adesivo flexível 32 está adjacente à superfície interna e da estrutura de cola 16. A primeira camada de adesivo flexível 32 é composta por um adesivo e um aditivo eletricamente condutor 34, com o adesivo que consiste em um polímero linear e um polímero reticulado.
[0029] A camada de sistema eletroquímico 26 e a primeira camada de adesivo flexível 32 estão completamente vedadas dentro da primeira camada coletora de corrente 12, da segunda camada coletora de corrente 14 e a estrutura de cola 16. E a camada de cola 16 é ainda uma cola vedante flexível após as reações de polimerização. Portanto, a camada de sistema eletroquímico 26 e a primeira camada de adesivo flexível 32 não são danificadas facilmente após serem flexionadas muitas vezes.
[0030] A razão em peso entre o aditivo eletricamente condutor e o adesivo é de 1:1 a 7:3. A razão em peso entre o aditivo eletricamente condutor e o polímero reticulado é de 5:2 a 7:3. A razão em peso entre o polímero linear e o polímero reticulado é de 3:2 a 9:1. A espessura da primeira camada adesiva flexível 32 é de 4 a 10 μm.
[0031 ] O formato do aditivo eletricamente condutor 34 é formato esférico, formato tubular ou formato semelhante à folha, ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, quando o formato do aditivo eletricamente condutor 34 for formato esférico, o aditivo eletricamente condutor 34 pode ser o negro de fumo. Uma tamanho de partícula médio do aditivo eletricamente condutor 34 com formato esférico é de 40 nm. Uma área de superfície do aditivo eletricamente condutor 34 com formato esférico é de 60 a 300 m2/g. Quando o formato do aditivo eletricamente condutor 34 é formato tubular, o aditivo eletricamente condutor 34 pode ser o tubo de carbono. Um diâmetro do aditivo eletricamente condutor com formato tubular é de 5 a 150 nm, e um comprimento do aditivo eletricamente condutor com formato tubular é de 5 a 20 nm. Uma área de superfície do aditivo eletricamente condutor com formato tubular é de 20 a 400 m2/g. Quando o formato do aditivo eletricamente condutor 34 tiver o formato semelhante à folha, o aditivo eletricamente condutor 34 poderá ser grafite, grafeno ou uma combinação dos mesmos. Um tamanho de partícula médio do aditivo eletricamente condutor 34 com formato semelhante à folha é de 3,5 nm. Uma área de superfície do aditivo eletricamente condutor com formato semelhante à folha é de 20 m2/g.
[0032] O polímero linear é produzido a partir de um polímero linear com determinada flexibilidade. O polímero linear é selecionado a partir de fluoreto de polivinilideno (PVDF), PVDF-HFP, politetrafluoroeteno (PTFE), cola de ácido acrílico, epóxi, PEO, poliacrilonitrila (PAN), carboximetil celulose (CMC), estireno-butadieno (SBR), polimetilacrilato, poliacrilamida, polivinilpirrolidona (PVP) e combinações dos mesmos.
[0033] Quando o polímero reticulado for produzido a partir de um polímero reticulado, o polímero reticulado será selecionado a partir de epóxi, resina de ácido acrílico, poliacrilonitrila (PAN) e combinações dos mesmos com estrutura de rede ou poli-imida (PI) e derivados dos mesmos com estrutura de escada.
[0034] De acordo com a invenção, a característica do polímero reticulado tem boa estabilidade térmica e tolerância térmica é utilizada. Durante o tratamento térmico no processo de montagem da bateria flexível, tal como o processo de prensagem a quente, já que o polímero reticulado pode suportar altas temperaturas sem fundição, e comparado com o polímero linear, em que o polímero reticulado tem mais ramificações estereoscopicamente estruturadas, de modo que sob as condições de processo de alta temperatura (ou alta temperatura e pressão), o polímero reticulado possa impedir a cristalinidade do polímero linear. Portanto, o tamanho de cristal e o grau de cristalinidade do polímero linear são limitados. O impedimento estérico causado pela cristalização é reduzido, de modo que os íons possam passar de modo mais suave.
[0035] O aditivo eletricamente condutor 34 tem capacidade aprimorar características de condução elétrica entre a primeira camada de material ativo 20 e a primeira camada coletora de corrente 12. O espaço que precisa ser preenchido com o polímero linear e o polímero reticulado é adicionalmente reduzido devido à presença do aditivo eletricamente condutor 34. Por exemplo, o espaço, que precisa ser preenchido com o polímero linear e o polímero reticulado, será o vão T entre os dois aditivos eletricamente condutores adjacentes 34. Portanto, a cristalização causada por tratamento térmico ou tratamento por pressurização do polímero linear pode ser evitada de modo eficaz para aumentar a flexibilidade, conforme mostrado na Figura 3.
[0036] Com referência à Figura 3, quando a bateria é flexionada pela força externa, o aditivo eletricamente condutor 34 também pode servir como um ponto de apoio para a primeira camada de adesivo flexível 32. Isto é, quando o tamanho do aditivo eletricamente condutor 34 é pequeno e o número de impurezas é grande o suficiente, o número de pontos de apoio é relativamente grande. De modo que a deformação da camada adesiva entre quaisquer dois pontos de apoio seja significativamente reduzida em comparação com a de um adesivo sem adicionar o aditivo eletricamente condutor 34. Em vista do que foi descrito acima, a condição adesiva da primeira camada de adesivo flexível 32 e a primeira superfície interna b da primeira camada coletora de corrente 12, e a primeira camada de material ativo 20 são muito aprimoradas.
[0037] Embora o aditivo eletricamente condutor 34 e a camada de adesivo descrita acima estejam presentes apenas em um único lado da camada de isolamento elétrico 22 da bateria de lítio flexível 30, as pessoas versadas nessa técnica também podem dispor a mesma estrutura do outro lado. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 4, uma segunda camada de adesivo flexível 36 pode ser disposta entre a segunda superfície interna d e a segunda camada de material ativo 24 isolado ou alternativamente junto à primeira camada de adesivo flexível 32. A composição da segunda camada de adesivo flexível 36 é a mesma que da primeira camada de adesivo flexível 32.
[0038] A invenção sendo, assim, descrita, será óbvio que a mesma pode ser variada de muitas formas. Tais variações não devem ser consideradas como um afastamento da essência e do escopo da invenção, e todas essas modificações, conforme será óbvio para um versado na técnica, devem ser incluídas no escopo das reivindicações anexas.
Claims (3)
1. Bateria de lítio flexível (30) compreendendo: uma primeira camada coletora de corrente (12), que tem uma primeira superfície externa (a) e uma primeira superfície interna (b); uma segunda camada coletora de corrente (14), que tem uma segunda superfície externa (c) e uma segunda superfície interna (d); uma estrutura de cola (16), que é fechada e prensada entre a primeira superfície interna (b) e a segunda superfície interna (d), em que uma superfície superior e uma superfície inferior da estrutura de cola (16) são aderidas à primeira superfície interna (b) e à segunda superfície interna (d), respectivamente, e um espaço fechado (18) é formado pela estrutura de cola (16), pela primeira camada coletora de corrente (12) e pela segunda camada coletora de corrente (14); e uma camada de sistema eletroquímico (26), disposta no espaço fechado (18) e adjacente à superfície interna (e) da estrutura de cola (16), em que camada de sistema eletroquímico (26) inclui uma primeira camada de material ativo (20), uma segunda camada de material ativo (24) e uma camada eletricamente isolante disposta entre a primeira camada de material ativo e a segunda camada de material ativo (14); caracterizada por uma camada de adesivo flexível (34, 36) ser disposta entre a primeira superfície interna (b) e a primeira camada de material ativo (12) e/ou entre a segunda superfície interna (d) e a segunda camada de material ativo (14), em que a camada de adesivo flexível (34, 36) está adjacente à superfície interna (e) da estrutura de cola (16) e ser composta de um adesivo e pelo menos uma mistura de aditivos eletricamente condutores do mesmo, em que o adesivo consiste em um coloide linearmente estruturado e um coloide estereoscopicamente estruturado, em que o coloide linearmente estruturado é feito de um polímero linear, o polímero linear sendo selecionado de fluoreto de polivinilideno (PVDF), PVDF-HFP, politetrafluoroeteno (PTFE), cola de ácido acrílico, epóxi, PEO, poliacrilonitrila (PAN), carboximetilcelulose (CMC), estireno-butadieno (SBR), polimetilacrilato, poliacrilamida, polivinilpirrolidona (PVP) e combinações dos mesmos, em que o coloide estereoscopicamente estruturado é feito de um polímero reticulado, o polímero reticulado sendo selecionado de epóxi, resina de ácido acrílico, poliacrilonitrila (PAN) e combinações dos mesmos com estrutura de rede ou poliimida (PI) e seus derivados com estrutura de escada, em que a razão em peso entre o aditivo eletricamente condutor e o adesivo é de 1:1 a 7:3, a razão em peso entre o aditivo eletricamente condutor e o coloide estereoscopicamente estruturado é de 5:2 a 7:3 e a razão em peso do coloide linearmente estruturado e o coloide estruturado estereoscopicamente é de 3:2 a 9:1, em que um formato do aditivo eletricamente condutor é o formato semelhante a folha, o aditivo eletricamente condutor com formato semelhante a folha sendo selecionado de grafite, grafeno ou uma combinação dos mesmos e um tamanho médio de partícula do aditivo eletricamente condutor com formato semelhante a folha é 3,5 nm.
2. Bateria de lítio flexível (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma espessura da camada de adesivo flexível (34, 36) é de 4 a 10 μm.
3. Bateria de lítio flexível (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma área de superfície do aditivo eletricamente condutor com formato semelhante a folha é de 20 m2/g.
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| US20130135800A1 (en) * | 2010-10-29 | 2013-05-30 | Prologium Holding Inc. | Package structure of electronic modules with silicone sealing frame |
| US9039789B2 (en) * | 2010-12-08 | 2015-05-26 | Mie Industry And Enterprise Support Center | Method for manufacturing lithium secondary battery, method for manufacturing stacked battery, and method for manufacturing composite body |
| JP5754002B2 (ja) * | 2011-03-25 | 2015-07-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 耐熱可撓性電池、および耐熱可撓性電池の製造方法 |
| RU2524572C1 (ru) * | 2011-07-21 | 2014-07-27 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Биполярный электрод, биполярная аккумуляторная батарея с его использованием и способ изготовления биполярного электрода |
| JP5871302B2 (ja) * | 2011-08-03 | 2016-03-01 | 昭和電工株式会社 | 二次電池用負極および二次電池 |
| CN103247768A (zh) * | 2012-02-07 | 2013-08-14 | 辉能科技股份有限公司 | 一种电能供应单元及其陶瓷隔离层 |
| JP2014120199A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-30 | Samsung R&D Institute Japan Co Ltd | 固体電池 |
| JP2014182873A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd | 非水二次電池電極形成材料、非水二次電池電極、及び非水二次電池 |
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| CN104681762B (zh) * | 2013-10-22 | 2017-05-17 | 万向一二三股份公司 | 一种锂离子电池复合隔膜的制备方法 |
| EP3100293A1 (fr) * | 2014-01-27 | 2016-12-07 | Hutchinson | Electrode pour système de stockage de l'énergie électrique avec collecteur comportant une couche conductrice de protection et procédé de fabrication correspondant |
| CN105576280A (zh) * | 2014-10-09 | 2016-05-11 | 东莞新能源科技有限公司 | 柔性电池及其制备方法 |
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