CN104241554A - 柔性电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池，该电池包括：柔性壳；在柔性壳中的电极组件，电极组件具有在第一方向上的长度、在垂直于第一方向的第二方向上的宽度以及在垂直于第一方向和第二方向的第三方向上的厚度，长度大于宽度并且大于厚度；以及在柔性壳与电极组件之间的柔性密封件，柔性密封件包覆在电极组件周围。该电池是柔性的。

Description

柔性电池
技术领域
实施方式涉及柔性电池（flexible battery）。
背景技术
近来，随着重量轻和小尺寸的移动电子设备的发展，用于为移动电子设备供电的电池不但对于驱动使用而且对于备用使用都日益变得小型化和重量轻。
发明内容
实施方式涉及一种电池，其包括：柔性壳；在柔性壳中的电极组件，电极组件具有在第一方向上的长度、在垂直于第一方向的第二方向上的宽度以及在垂直于第一方向和第二方向的第三方向上的厚度，长度大于宽度并且大于厚度；以及在柔性壳与电极组件之间的柔性密封件，柔性密封件包覆在电极组件周围。该电池是柔性的。
电极组件的长度与电极组件的宽度的比率可以为10:1或更大。
电极组件的长度与电极组件的宽度的比率可以为大约10:1至大约100:1。
电极组件的宽度与电极组件的厚度的比率可以为大约0.5:1至大约1.5:1。
密封件可具有小于电极组件的长度的宽度。密封件可以沿着第一方向螺旋地卷绕在电极组件周围。
密封件可以沿着与电极组件的第一方向交叉的方向包覆。
密封件可以由聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酰亚胺（PI）或其混合物制成。
密封件可以是可热收缩带，该可热收缩带由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）或其混合物制成。
电极组件可以包括第一电极板、第二电极板以及第一电极板与第二电极板之间的隔离物。第一电极板、第二电极板和隔离物可以是可柔性变形的。
第一电极板、第二电极板和隔离物可以关于沿着第一方向延伸的轴被螺旋地卷绕。
第一电极板、第二电极板和隔离物可以关于沿着第二方向延伸的轴被螺旋地卷绕。
第一电极板、第二电极板和隔离物可以沿着第三方向堆叠至预定厚度。
第一电极板可以包括第一集流器和涂覆在第一集流器上的第一活性材料，第一集流器具有小于20μm的厚度。第二电极板可以包括第二集流器和涂覆在第二集流器上的第二活性材料，第二集流器具有小于20μm的厚度。
第一电极板可以包括第一集流器。第二电极板可以包括第二集流器。第一集流器和第二集流器均可具有网孔或泡沫（foam）的形式。
第一电极板和第二电极板均可以包括具有大约1μm至大约200μm的直径的多个通孔。
柔性壳可以包括薄膜形式的金属层、在金属层的第一表面上的第一绝缘层以及在金属层的第二表面上的第二绝缘层。
电极组件可以在第三方向上比在第一方向上或者第二方向上更容易弯曲。
电池可弯曲成三角形、矩形、五边形、六边形、梯形、圆形、椭圆形、螺旋形、蜿蜒（meandering）形、锯齿形或正弦曲线形。
一种电子设备可以具有用于弯曲成如上所述的形状的电池的容纳区。
实施方式还涉及一种电子设备，该电子设备包括用于电池的容纳区，该容纳区具有一形状，该电池弯曲而与容纳区的形状一致。
附图说明
特征将通过参照附图详细描述示例性实施方式而对于本领域技术人员而言变得明显，在附图中：
图1A至图1C分别示出描绘根据一实施方式的柔性电池的透视图、局部放大透视图和截面图，图1D为示出根据一实施方式的柔性电池中的电极组件和密封件的透视图；
图2示出描绘根据一实施方式的柔性电池的电极组件的局部放大透视图；
图3示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的电极组件的局部放大透视图；
图4示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的电极组件的局部放大透视图；
图5示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的电极组件的局部放大透视图；
图6A至图6C分别示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的透视图、局部放大透视图和截面图，图6D示出描绘根据另一实施方式的柔性电池中的电极组件和密封件的透视图；
图7A至图7M示出描绘根据其它不同实施方式的柔性电池的二维弯曲（warp）的平面图；
图8示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的三维弯曲的平面图；
图9A和图9B分别示出描绘其中安装有根据一实施方式的柔性电池的一外部装置（external set）的后视图和截面图；
图10示出描绘其中安装有根据一实施方式的柔性电池的另一外部装置的后视图；以及
图11a和图11b示出描绘根据另一实施方式的第一电极板或第二电极板的截面图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述示例实施方式；然而，示例实施方式可以以不同的形式实施并且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。而是，提供这些示例实施方式使得本公开将透彻和完整，并且将向本领域技术人员全面传达示例性实施例。
在图中，为了图示的清晰，可以夸大层和区域的尺寸。相同的附图标记始终表示相同的元件。如这里使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任意和所有组合。
此外，这里使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不意欲对其限制。如这里使用的，单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文清晰地另外表示。还将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
将理解，虽然术语第一、第二等可以用于此来描述不同的构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个构件、元件、区域、层或/部分与另一构件、元件、区域、层或/部分。因而，例如，以下讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分，而不脱离教导。
此外，这里使用的术语“隔离物（separator）”包括通常用于液态电解质电池的隔离物，该液态电解质电池使用对于所述隔离物具有非常小亲和力的液态电解质。此外，这里使用的术语“隔离物”包括本征固态聚合物电解质和/或凝胶固态聚合物电解质，其中电解质牢固地接合至隔离物，使得电解质和隔离物应该解释为彼此相同。因此，隔离物的含义应该被定义为具有与其在本公开的上下文中的含义一致的含义。
图1A至图1C示出描绘根据一实施方式的柔性电池的透视图、局部放大透视图和截面图，图1D示出根据一实施方式的柔性电池中的电极组件和密封件的透视图。
如图1A至图1D所示，根据实施方式的柔性电池1包括：可充电电极组件110、包覆电极组件110的密封件120以及保护电极组件110免受外部环境影响的外壳130。
电极组件110在第一方向上长于在第二方向上。例如，电极组件110的第一方向长度与第二方向长度的比率可以为10:1或更大，例如在大约10:1至100:1的范围内。这里，第一方向和第二方向彼此垂直。
电极组件110可以包括第一电极板111、第二电极板112以及插设在其间的隔离物113。第一电极板111、第二电极板112和隔离物113可以沿着第一方向被卷绕。电极组件110可以使用第二方向作为卷绕轴沿着第一方向被卷绕。因此，电极组件110可以在垂直于第一方向和第二方向的第三方向上容易地弯曲或弯折。在举例示出的实施方式中，假定第一方向被定义为X轴，第二方向被定义为Y轴，第三方向被定义为Z轴，电极组件110可以使用Y轴作为卷绕轴沿着第一方向被卷绕。因此，电极组件110可以沿着Z轴容易地弯曲或弯折。作为示例，电极组件110可以具有矩形或正方形的截面形状。在举例示出的实施方式中，电极组件110的截面中宽度与厚度的比率（或者Y轴长度与Z轴长度的比率）可以大约在0.5:1至1.5:1的范围内。例如，电极组件110的宽度与厚度的比率可以大约为1:1。如果电极组件110的截面基本上为矩形，则自由度可以增加，并且电极组件110的柔性可以得到改善。
如上所述，柔性电池1的厚度可以被定义在第三方向（例如，Z轴）上，柔性电池1的宽度可以被定义在第二方向（例如，Y轴）上。
第一电极板111可以是正电极板，第二电极板112可以是负电极板，反之亦然。第一电极板111可以包括第一集流器（未示出）和第一活性材料（未示出），第二电极板112可以包括第二集流器（未示出）和第二活性材料（未示出）。
第一电极板111可以通过在第一集流器上涂覆第一活性材料而形成，作为示例，第一活性材料由金属氧化物、金属硫化物或者特定聚合物制成。
第一集流器可以包括例如铝、钛或其合金。作为示例，第一集流器可以是薄膜、板条（lath）、穿孔的金属或者网的形式。为了将柔性电池1作为薄膜电池提供，第一集流器的厚度可以小于例如20μm。
第一接头（tab）111a可以形成在第一集流器中以延伸预定长度至外壳130的外部。第一接头111a可以包括例如铝、钛或其合金。第一接头111a的外围的部分区域可以被第一绝缘膜111b覆盖，从而不会由于外壳130的金属层而短路。
采用的第一活性材料可以根据所制造的电池的种类而改变。例如，在制造锂电池或者锂离子电池的情况下，能够嵌入和脱嵌锂离子的任何适合材料都可以被用作第一活性材料。例如，第一活性材料可以包括不包含锂的金属硫化物或氧化物（诸如TiS2、MoS2、NbSe2或V2O5），或者由通式LixMO2表示的锂复合氧化物，其中M为一种或多种过渡金属，根据电池的充电或放电状态通常为0.05≤x≤1.10。作为示例，过渡金属M可以为Co、Ni或Mn。锂复合氧化物的特定示例可以包括LiCoO2、LiNiO2、LiNiyCo1-yO2(0<y<1)或LiMn2O4。锂复合氧化物可以产生高电压，并且可以具有优良的能量密度。
锂钴氧化物或者锂镍氧化物可以被用作第一活性材料，以获得高电压、高体积密度以及良好的循环寿命特性。锂复合氧化物可以通过根据所需的成分比率将锂的碳酸盐、醋酸盐、氧化物或氢氧化物以及钴、锰或镍的碳酸盐、醋酸盐、氧化物或氢氧化物研磨和混合并且在600至1000℃的范围内的温度下在氧气氛中烧结该混合物来制备。此外，当利用上述第一活性材料中的其中一种来形成电极时，可以进一步添加适合的导电剂或者粘合剂。
第二电极板112可以通过将第二活性材料涂覆到第二集流器上而形成。
第二集流器可以包括例如铜、镍或其合金。作为示例，第二集流器可以是薄膜、板条、穿孔的金属或者网的形式。为了将柔性电池1作为薄膜电池提供，第二集流器的厚度可以小于例如20μm。
此外，第二接头112a可以形成在第二集流器中以延伸预定长度至外壳130的外部。第二接头112a可以包括例如铜、镍或其合金。第二接头112a的外围的部分区域可以被第二绝缘膜112b覆盖，从而不会由于外壳130的金属层而短路。
采用的第二活性材料可以根据制造的电池的种类而改变。例如，在制造锂二次电池的情况下，作为示例，能够掺杂和去掺杂锂离子的任何适合材料（诸如几乎不石墨化的碳基材料或类石墨的碳材料）都可以被用作第二活性材料。例如，第二活性材料可以是含碳的材料，诸如有机聚合物混合物烧结产物、碳纤维或者活性炭，其通过在适当温度下将热分解的碳、焦炭（诸如沥青焦炭、针状焦碳或石油焦炭）、石墨、类玻璃的碳、酚醛树脂、呋喃树脂等烧结并且将其碳化来制备。能够掺杂和去掺杂锂离子的材料的示例也可以包括诸如聚乙炔或聚吡咯的聚合物或者诸如SnO2的氧化物。当利用上述第二活性材料中的其中一种来形成电极时，可以进一步添加本领域广泛使用的导电剂或者粘合剂。
隔离物113可以是例如多孔的聚烯烃基隔离物或者陶瓷隔离物。聚烯烃基的隔离物可以具有聚丙烯（PP）/聚乙烯（PE）/PP的三层柱形多孔结构，或者可以具有PP或PE的单层网状多孔结构。陶瓷隔离物可以例如通过将陶瓷涂覆到聚烯烃基隔离物的表面上或者将陶瓷涂覆到无纺布的表面上而获得。作为示例，陶瓷可以是氧化铝。
聚合物电解质层可以被用作隔离物113。在此情况下，聚合物电解质层可以仅完全围绕第二电极板（负电极板）112。聚合物电解质层可以包括例如具有膜隔离特性的聚合物固体电解质或者具有向其添加的增塑剂的凝胶电解质。
如果隔离物不包括聚合物电解质层，则会需要单独的电解质。在柔性电池1中使用的电解质可以包括溶解在非质子溶剂或者具有这些溶剂中的两种或更多种的混合溶剂中的锂盐。锂盐的示例可以包括LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)（其中x和y是自然数）、LiCl、LiI、或其混合物。非质子溶剂的示例可以包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、苄腈、乙腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、γ-丁内酯、二氧戊环、4-甲基二氧戊环、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、二氧六环（dioxane）、1,2-二甲氧基乙烷、环丁砜、二氯乙烷、氯苯、硝基苯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲基异丙基酯、碳酸乙丁酯、碳酸二丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸二丁酯、二乙烯基乙二醇、二甲基醚或其混合物。
电极组件110是柔性可变形的。为了提供柔性，第一集流器和/或第二集流器可以是网孔形式。在其它实施例中，第一集流器和/或第二集流器可以是泡沫（foam）形式。例如，第一集流器可以由泡沫化的铝制成，第二集流器可以由泡沫化的铜和/或泡沫化的镍制成。第二集流器（负电极板）可以由碳纤维制成。在此情况下，第二集流器本身能够掺杂和去掺杂锂离子，从电池容量的角度来看这会是有利的。
此外，为了增加电极组件110的柔性，多个精细通孔1113a可以布置在第一电极板1110a或第二电极板1120a中，如图11A所示。例如，具有大约1至200μm的直径的多个精细通孔1113a可以布置在第一或第二集流器1111a中。这里，活性材料1112a可以填充第一或第二集流器1111a中的精细通孔1113a。
在另一实施例中，为了进一步增加电极组件110的柔性，多个精细通孔1113b可以贯穿第一电极板1110b或第二电极板1120b中的第一和第二活性材料1112b以及贯穿第一或第二集流器1111b布置，如图11B所示。多个精细通孔1113b可以形成为穿过第一电极板1110b或第二电极板1120b。例如，具有大约1至200μm的直径的多个精细通孔1113b可以布置在第一电极板1110b或第二电极板1120b中。
此外，为了提高电极组件110的柔性，上述构造的全部可以应用于一个电极组件110。
在电池制造工艺中，密封件120可以包覆电极组件110，从而允许电极组件110保持预定形状。例如，密封件120可以沿着第一方向被螺旋地卷绕在电极组件周围。在示例性实施方式中，密封件120可以关于电极组件110的第一方向形成直角、钝角或锐角，并且可以包覆电极组件110。密封件120可以在关于电极组件110的卷绕方向形成直角、钝角或锐角的同时包覆电极组件110。例如，密封件120可以被卷绕多次以关于电极组件110的第一方向形成钝角或锐角而非直角，由此提高电极组件110的柔性。具有比电极组件110的长度小的宽度的密封件120可以被卷绕多次以关于电极组件110的第一方向形成钝角或锐角，由此提高电极组件110的柔性。
作为示例，密封件120可以由从聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酰亚胺（PI）和其混合物的组选择的其中一种制成。在其它实施例中，密封件120可以是可热收缩带。在一示例性实施方式中，可热收缩带可以由从聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和其混合物的组选择的其中一种制成。
外壳130可以围绕电极组件110和密封件120，由此保护其免受外部环境影响。外壳130可以是袋或包（envelope）的形式。此外，外壳130可以包括围绕电极组件110和密封件120的一部分（例如，大致顶部分）的第一外壳131和围绕电极组件110和密封件120的另一部分（例如，大致底部分）的第二外壳132。外壳130还可以包括形成在第一外壳131与第二外壳132之间的熔和区133。虽然图1C将电极组件110的容纳区示为仅形成在第一外壳131中并且将熔和区133示为形成在外壳130的大致底部分处，然而在其它实施例中电极组件110的容纳区可以形成在第一外壳131和第二外壳132二者中并且熔和区133可以形成在外壳130的大致中心部分处。
为了允许柔性电池1被柔性地弯曲，外壳130可以包括：金属层131a，具有包括第一表面和第二表面的薄膜的形式；第一绝缘层131b，形成在金属层131a的第一表面上；以及第二绝缘层131c，形成在金属层131a的第二表面上。金属层131a可以由从铝、铜、镍和不锈钢的组选择的其中一种制成。第一绝缘层131b可以为热粘合剂层，并且可以由例如改性的聚烯烃树脂诸如流延聚丙烯（CPP）或丙烯、丁烯和乙烯的三元共聚物制成。第二绝缘层131c可以由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或尼龙制成。熔和区133可以以使得第一外壳131的第一绝缘层131b和第二外壳132的第一绝缘层（未示出）彼此热粘合的方式形成在电极组件110的外部上。
以这种方式，柔性电池1可以被提供为能够以例如能够以多种方式弯曲的不同形式设计。
特别地，根据实施方式的柔性电池1可以具有在大约10:1至大约100：1的范围内的长宽比。柔性电池1的厚度或宽度可以长于其长度。因此，根据实施方式的柔性电池1可以被容纳在各种变形的容纳区中，而不是传统的电池容纳区中。
例如，各种弯曲的容纳区，包括像三角形、矩形、五边形、六边形、梯形、圆形、椭圆形、螺旋形、蜿蜒形（meander）、锯齿形或正弦曲线一样成形的容纳区，可以形成在外部装置中，根据实施方式的柔性电池1可以被容纳在该容纳区中。
因此，根据实施方式，外部装置的设计或者电路的构造可以不受外部装置的被柔性电池1占用的容纳区限制，使得外部装置可以具有更宽泛的各种形状并且可以进一步小型化、更纤薄和重量更轻。
图2示出描绘根据一实施方式的柔性电池的电极组件的局部放大透视图。
如图2所示，电极组件110可以通过使用第二方向作为卷绕轴沿着第一方向被卷绕而形成。第一电极板111、第二电极板112和隔离物113可以使用第二方向作为卷绕轴而沿着第一方向被卷绕多次。以这种方式，第一方向（例如X轴）可以变为卷绕方向，由此允许电极组件110沿着第三方向（例如Z轴）更容易弯曲。
第一接头111a可以电连接到第一电极板111，第二接头112a可以电连接到第二电极板112。第一接头111a和第二接头112a可以沿着第一方向延伸预定长度至电极组件110的外部。第一接头111a和第二接头112a延伸的方向可以实质上平行于第一方向。
如上所述，当第一接头111a和第二接头112a实质上平行于第一方向延伸时，采用平行延伸的第一接头111a和第二接头112a的柔性电池可以在制造电池的过程中更容易处理。
图3示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的电极组件的局部放大透视图。
如图3所示，第一接头311a和第二接头312a可以沿着第二方向延伸到电极组件310的外部。第一接头311a和第二接头312a沿着实质上平行于第二方向的方向延伸。
图4示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的电极组件的局部放大透视图。
如图4所示，电极组件410可以通过使用第一方向作为卷绕轴沿着第二方向卷绕而形成。第一电极板411、第二电极板412和隔离物413可以使用第一方向作为卷绕轴沿着第二方向被卷绕多次。如上所述，当第一方向被用作卷绕轴时，第一电极板411、第二电极板412和隔离物413的宽度增加，由此有助于第一电极板411、第二电极板412和隔离物413的对准。
此外，第一接头411a和第二接头412a可以沿着第一方向延伸到电极组件410的外部。第一接头411a和第二接头412a可以在实质上平行于第一方向的方向上延伸。在一些实施例中，第一接头411a和第二接头412a可以在实质上平行于第二方向的方向上延伸。
图5示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的电极组件的局部放大透视图。
如图5所示，电极组件510可以以堆叠的形式提供。第一电极板511、第二电极板512以及插设在其间的隔离物513可以在垂直于第一方向和第二方向的第三方向上堆叠至预定厚度。
此外，第一接头511a和第二接头512a可以沿着第一方向延伸到电极组件510的外部。在一些实施例中，第一接头511a和第二接头512a可以沿着平行于第二方向的方向延伸。
图6A至图6C示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的透视图、局部放大透视图和截面图，图6D为示出根据另一实施方式的柔性电池中的电极组件和密封件的透视图。
鉴于结构和材料，图6A至图6D所示的柔性电池2可以与图1A至图1D所示的柔性电池1基本上相同，以下的描述将集中于柔性电池1和柔性电池2之间的差异上。
如图6A至图6D所示，根据实施方式的柔性电池2包括电极组件210、密封件220以及外壳230。电极组件210基本上为圆柱形。因此，密封件220和外壳230也可以基本上为圆柱形。
电极组件210可以通过使用第一方向为卷绕轴沿着第二方向卷绕而形成。第一电极板211、第二电极板212以及插设在其间的隔离物213可以使用第一方向（例如X轴）作为卷绕轴沿着第二方向（例如Y轴）被卷绕多次而成实质上圆柱形的形式，由此完成圆柱电极组件210。
因此，不同于图1A所示的柔性电池1，图6A所示的柔性电池2不仅可以在第三方向（例如Z轴）上容易地弯曲，而且可以在垂直于第三方向的第一方向（例如X轴）和/或第二方向（例如Y轴）上容易地弯曲。
因而，柔性电池2可以以不同的方式弯曲，即，以2D方式或3D方式弯曲。
图7A至图7M示出描绘根据不同实施方式的柔性电池的二维弯曲的平面图。
用于图示弯曲的柔性电池可以与图1A至图1D所示的柔性电池相同。作为示例，柔性电池1的弯曲可以在通过第一方向（例如X轴）和第三方向（例如Z轴）形成的平面上以2D方式进行。
如图7A和图7B所示，柔性电池3和4可以以螺旋的形式彼此不接触地弯曲，或者以螺旋的形式彼此接触地弯曲。接头（第一接头或第二接头）可以位于柔性电池3或4的最外端或最内端。
如图7C和图7D所示，柔性电池5和6可以以蜿蜒的形式彼此不接触地弯曲或者以蜿蜒的形式彼此接触地弯曲。
如图7E、图7F、图7G、图7H、图7I、图7J和图7K所示，柔性电池7、8、9、10、11、12和13可以分别以三角形、矩形、梯形、五边形、六边形、圆形或者椭圆形的形式弯曲。熔和区133可以形成为从外壳130的厚度角度相对接近外壳130的一侧。例如，熔和区133可以位于具有小曲率半径的区域中，以允许电池容易地弯曲。
如图7L和图7M所示，柔性电池14和15可以以锯齿形式或正弦曲线的形式（例如，余弦波）弯曲。
根据实施方式的柔性电池可以根据外部装置的空间特性或限制而设计成不同的形式。柔性电池的弯曲形式不限于这里所示的形式。
图8示出描绘根据另一实施方式的柔性电池的三维弯曲的平面图。
用于图示弯曲的柔性电池2可以与图6A至图6D所示的柔性电池相同。此外，例如，柔性电池2的弯曲可以在通过第一方向（例如X轴）和第二方向（例如Y轴）形成的平面上以及通过第二方向（例如Y轴）和第三方向（例如Z轴）形成的表面上以3D方式进行。柔性电池16的弯曲可以在通过第一方向（例如X轴）和第三方向（例如Z轴）形成的平面上进行。
如上所述，根据实施方式的柔性电池16不仅可以以2D方式自由地弯曲，而且可以以3D方式自由地弯曲，由此允许柔性电池16弯曲，而不受外部装置的空间特性或限制妨碍。
图9A和图9B示出描绘其中安装有根据实施方式的柔性电池的外部装置的后视图和截面图。
如图9A和图9B所示，柔性电池1可以被容纳在额外容纳区中，该额外容纳区不同于传统电池容纳区。例如，额外容纳区611a可以设置为包括沿着形成外部装置610的壳体611的周边的基本上矩形平面。柔性电池1可以被容纳在该额外容纳区611a中。例如，电路板619可以位于传统电池容纳区中，由此提供被进一步小型化并且与传统壳体相比具有更宽泛的不同形式的外部装置610。
在图9A和图9B中，作为示例，附图标记612表示电连接到柔性电池1的保护电路模块，附图标记613表示照相模块，附图标记614表示扬声器模块，附图标记615表示USIM芯片，附图标记616表示外部存储器件，附图标记617表示显示器件，附图标记618表示保护盖。所示的外部装置610可以是例如智能电话。
图10示出描绘其中安装有根据实施方式的柔性电池的另一外部装置的后视图。
如图10所示，可以设置额外容纳区611a，该额外容纳区611a具有沿着形成外部装置620的壳体611的周边和内部的基本上闭合的曲形。柔性电池1可以被容纳在额外容纳区611a中。此外，电路板619a和619b可以进一步设置在柔性电池1的内部或外部。
用于柔性电池1的容纳类型仅为了图示而提供，图7A至图7M所示的柔性电池2至15也可以以2D方式被容纳在外部装置中。此外，图8所示的柔性电池16可以以3D方式被容纳在外部装置中。另外，根据实施方式的柔性电池也可以以这里没有示出的各种方式被容纳在外部装置中。
通过总结和回顾的方式，已经开发了具有高能量密度或输出密度并且可充电的锂离子二次电池。对于紧凑的或便携式的电子设备，有效地使用电子设备中的容纳空间是有利的。
实施方式提供了能够以所需的形式设计的柔性电池。因而，外部装置的设计或电路的构造（诸如在电子设备中）不受提供被电池占用的传统空间的需要限制。因此，外部装置可以具有更宽泛的各种形状并且可以被进一步小型化、更纤薄和重量更轻。
这里已经公开了示例实施方式，虽然采用了特定术语，但是它们仅以一般性和说明性的含义使用和解释，而不用于限制目的。在某些情况下，如对本领域技术人员而言明显的，自提交本申请之时起，结合特定实施方式所述的特征、特性和/或元件可以被单独使用或者可以与结合其他实施方式所述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另外具体表述。因此，本领域技术人员将理解，可以进行形式上和细节上的不同改变，而不脱离权利要求阐述的精神和范围。
本申请要求2013年6月14日提交且发明名称为“Flexible Battery（柔性电池）”的美国临时申请No.61/835,031的优先权，其整体通过引用结合于此。

Claims (20)

1.一种电池，包括：
柔性壳；
在所述柔性壳中的电极组件，所述电极组件具有在第一方向上的长度、在垂直于所述第一方向的第二方向上的宽度以及在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上的厚度，所述长度大于所述宽度并且大于所述厚度；以及
在所述柔性壳与所述电极组件之间的柔性密封件，所述柔性密封件包覆在所述电极组件周围，
其中所述电池是柔性的。
2.根据权利要求1所述的电池，其中所述电极组件的长度与所述电极组件的宽度的比率为10:1或更大。
3.根据权利要求1所述的电池，其中所述电极组件的长度与所述电极组件的宽度的比率为10:1至100:1。
4.根据权利要求1所述的电池，其中所述电极组件的宽度与所述电极组件的厚度的比率为0.5:1至1.5:1。
5.根据权利要求1所述的电池，其中：
所述密封件具有小于所述电极组件的所述长度的宽度，以及
所述密封件沿着所述第一方向被螺旋地卷绕在所述电极组件周围。
6.根据权利要求1所述的电池，其中所述密封件沿着与所述电极组件的所述第一方向交叉的方向被包覆。
7.根据权利要求1所述的电池，其中所述密封件由聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺或其混合物制成。
8.根据权利要求1所述的电池，其中所述密封件是可热收缩带，所述可热收缩带由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或其混合物制成。
9.根据权利要求1所述的电池，其中：
所述电极组件包括第一电极板、第二电极板和所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔离物，以及
所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔离物是可柔性变形的。
10.根据权利要求9所述的电池，其中所述第一电极板、所述第二电极板以及所述隔离物关于沿着所述第一方向延伸的轴被螺旋地卷绕。
11.根据权利要求9所述的电池，其中所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔离物关于沿着所述第二方向延伸的轴被螺旋地卷绕。
12.根据权利要求9所述的电池，其中所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔离物沿着所述第三方向被堆叠至预定厚度。
13.根据权利要求9所述的电池，其中：
所述第一电极板包括第一集流器和涂覆在所述第一集流器上的第一活性材料，所述第一集流器具有小于20μm的厚度；以及
所述第二电极板包括第二集流器和涂覆在所述第二集流器上的第二活性材料，所述第二集流器具有小于20μm的厚度。
14.根据权利要求9所述的电池，其中：
所述第一电极板包括第一集流器，
所述第二电极板包括第二集流器，以及
所述第一集流器和所述第二集流器均具有网孔或泡沫的形式。
15.根据权利要求9所述的电池，其中所述第一电极板和所述第二电极板均包括具有1μm至200μm的直径的多个通孔。
16.根据权利要求1所述的电池，其中所述柔性壳包括薄膜形式的金属层、在所述金属层的第一表面上的第一绝缘层以及在所述金属层的第二表面上的第二绝缘层。
17.根据权利要求1所述的电池，其中所述电极组件在所述第三方向上比在所述第一方向上或者所述第二方向上更容易弯曲。
18.根据权利要求1所述的电池，其中所述电池可弯曲成三角形、矩形、五边形、六边形、梯形、圆形、椭圆形、螺旋形、蜿蜒形、锯齿形或正弦曲线形。
19.一种电子设备，具有用于弯曲成根据权利要求18所述的形状的电池的容纳区。
20.一种电子设备，包括用于电池的容纳区，所述容纳区具有一形状，所述电池弯曲而与所述容纳区的所述形状一致。
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