CN105355850A - 柔性电极及包含该电极的电池 - Google Patents

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刘强
王琳霞
余大卫
华文
张景明
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Abstract

本发明提供一种柔性电极及包含该电极的电池，电极包括导电基材，所述导电基材上涂覆有活性材料层，涂覆活性材料层的所述导电基材上挖有贯穿活性材料层上表面和导电基材下表面的若干孔洞，每个所述孔洞周边的部分均为连通的。本发明所述的柔性电极通过流苏状或梳齿状的结构，来达到增加柔性电极柔性的目的。

Description

柔性电极及包含该电极的电池
技术领域
本发明属于蓄电装置领域，尤其是涉及一种柔性电极、包含该柔性电极的电池。
背景技术
采用传统技术制造的柔性电极，一般没有柔性或者柔性较差，随着电池厚度增加，电池会完全失去柔性。
目前解决电池柔性的方法大概有：
多只小电池串并联，这项技术以APPLE公司的表带式电池专利为代表，其缺点在于，小电池制造困难，生产成本高，难以产业化实现；多只电池串并联会产生电池容量及电压不均匀而导致要附加控制电路和产生安全隐患的问题；
柔性材料和柔性电极。目前以柔性材料和柔性电极制造的电池厚度较低，一般最大厚度在1mm左右，从而导致电池整体容量偏低；
近年来，随着智能手机技术的发展以及人们对便携式电子产品要求的提高，智能手表、手环等可穿戴电子产品逐渐成为开发的重点。而这些产品面临着电池容量低、不可弯曲的缺点，制约着电子产品的发展。因此要求电池薄型化、柔性化。
电池是由正柔性电极、负柔性电极、隔膜等经过卷绕或叠片等方法制造。其中正柔性电极和负柔性电极分别由正柔性电极活性材料、负柔性电极活性材料和导电基材等组成。所以为了开发柔性电池产品必须提高电池内部组件的柔性。因此如何设计一种柔性柔性电极成为本领域技术人员研究的课题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种柔性柔性电极、包含该柔性电极的电池，以解决电池柔性的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种柔性电极，包括导电基材，所述导电基材上涂覆有活性材料层，涂覆活性材料层的所述导电基材上挖有贯穿活性材料层上表面和导电基材下表面的若干孔洞，每个所述孔洞周边的部分均为连通的。
所述孔洞为阵列式排布。
所述孔洞为长方形、圆形、菱形、波浪形、锯齿形或花瓣形。
包含上述的柔性电极的柔性电池。
所述电池为叠片式结构：包括柔性电池外壳和位于所述柔性电池外壳内的电池主体，以及灌注于所述柔性电池外壳内的电解液，所述电池主体包括一个或者多个顺序叠放的柔性电极单元，所述柔性电极单元包括顺序叠放的正极片、柔性隔膜和负极片，所述正极片包括正极集流体和阵列式设置在所述正极集流体上的多个正极活性材料层，所述负极片包括负极集流体和阵列式设置在所述负极集流体上的多个负极活性材料层，所述正极片和所述负极片具有对应设置的阵列间隙空位，所述对应设置的阵列间隙空位用于所述柔性电池进行平面二位方向的弯折，所述阵列间隙空位的宽度为5mm-50mm。
所述电池卷绕时以一侧边为中心轴进行卷绕。
所述电池卷绕时进行反复对折式卷绕。
所述电池卷绕时以一侧边为始端，以一定的宽度进行正反折式卷绕。
所述电池卷绕时进行对折后，以重叠的两侧边为中心轴进行卷绕；或者所述电池卷绕时进行对折后，以重叠的两侧边为始端，以一定的宽度进行正反折式卷绕。
对上述的柔性电池的应用。
相对于现有技术，本发明所述的柔性电极具有以下优势：
(1)本发明所述的柔性电极通过将涂覆完活性材料的基材裁切出孔洞结构，来达到增加电极柔性的目的；
(2)上述柔性电极卷绕成电池后，电池的柔性也大大增强；
(3)本发明所述柔性电池可以应用于表带、项圈等环形产品，制作简单，成本低。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明柔性电极的结构示意图(阴影部分为裁掉部分)；
图2为电池卷绕方式一结构示意图；
图3为电池卷绕方式二结构示意图；
图4为电池卷绕方式三结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种柔性电极，包括导电基材，所述导电基材上涂覆有活性材料层，涂覆活性材料层的所述导电基材上挖有贯穿活性材料层上表面和导电基材下表面的若干孔洞，每个所述孔洞周边的部分均为连通的。
所述孔洞为阵列式排布。
所述孔洞为长方形、圆形、菱形、波浪形、锯齿形或花瓣形。(孔的形状是否应该有多种，椭圆形，长方形，锯齿形，方形，波浪形，小孔形，大孔形，菱形等等，孔与孔之间可以平行，垂直，斜交，极片可以两边开孔也可以四边都开孔)图中未示出。
包含上述的柔性电极的柔性电池。
所述电池为叠片式结构：包括柔性电池外壳和位于所述柔性电池外壳内的电池主体，以及灌注于所述柔性电池外壳内的电解液，所述电池主体包括一个或者多个顺序叠放的柔性电极单元，所述柔性电极单元包括顺序叠放的正极片、柔性隔膜和负极片，所述正极片包括正极集流体和阵列式设置在所述正极集流体上的多个正极活性材料层，所述负极片包括负极集流体和阵列式设置在所述负极集流体上的多个负极活性材料层，所述正极片和所述负极片具有对应设置的阵列间隙空位，所述对应设置的阵列间隙空位用于所述柔性电池进行平面二位方向的弯折，所述阵列间隙空位的宽度为5mm-50mm。图中未示出。
所述电池卷绕时以一侧边为中心轴进行卷绕。如图2所示。
所述电池卷绕时进行反复对折式卷绕。如图4所示。
所述电池卷绕时以一侧边为始端，以一定的宽度进行正反折式卷绕。如图3所示，
所述电池卷绕时进行对折后，以重叠的两侧边为中心轴进行卷绕；或者所述电池卷绕时进行对折后，以重叠的两侧边为始端，以一定的宽度进行正反折式卷绕。图中未示出。
上述柔性电池的应用。该柔性电池可以应用于表带、项圈等环形产品。应用时，卷绕后的电池中的梳齿或者流苏是垂直于表带或者项圈的长度方向的，这样梳齿之间的缝隙就可以增加电池的柔性，满足电池弯曲的需求。
这种柔性电池包括锂离子电池、碱性电池、超级电容器等；这种电池由正极、负极、隔膜材料经卷绕后制得；每个长条孔可以均匀分布也可以不均匀分布；正极和负极均为此结构，但可以具体尺寸相同也可以略有差异；正、负极所对应的孔空隙位相同；所用金属箔：铜，铝，镍，不锈钢，铁，金，银等材质；厚度在5微米到100微米；正、负极活性物质可以为锂离子电池活性层或超级电容器活性层；制作时可以为先裁切再涂布，也可以先涂布再裁切；裁切方式可以用模切、激光切割等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1.一种柔性电极，包括导电基材，所述导电基材上涂覆有活性材料层，其特征在于：涂覆活性材料层的所述导电基材上挖有贯穿活性材料层上表面和导电基材下表面的若干孔洞，每个所述孔洞周边的部分均为连通的。
2.根据权利要求1所述的柔性电极，其特征在于：所述孔洞为阵列式排布。
3.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其特征在于：所述孔洞为长方形、圆形、菱形、波浪形、锯齿形或花瓣形。
4.包含权利要求1-3任一项所述的柔性电极的柔性电池。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于：所述电池为叠片式结构：包括柔性电池外壳和位于所述柔性电池外壳内的电池主体，以及灌注于所述柔性电池外壳内的电解液，所述电池主体包括一个或者多个顺序叠放的柔性电极单元，所述柔性电极单元包括顺序叠放的正极片、柔性隔膜和负极片，所述正极片包括正极集流体和阵列式设置在所述正极集流体上的多个正极活性材料层，所述负极片包括负极集流体和阵列式设置在所述负极集流体上的多个负极活性材料层，所述正极片和所述负极片具有对应设置的阵列间隙空位，所述对应设置的阵列间隙空位用于所述柔性电池进行平面二位方向的弯折，所述阵列间隙空位的宽度为5mm-50mm。
6.根据权利要求4所述的电池，其特征在于：所述电池卷绕时以一侧边为中心轴进行卷绕。
7.根据权利要求4所述的电池，其特征在于：所述电池卷绕时进行反复对折式卷绕。
8.根据权利要求4所述的电池，其特征在于：所述电池卷绕时以一侧边为始端，以一定的宽度进行正反折式卷绕。
9.根据权利要求4所述的电池，其特征在于：所述电池卷绕时进行对折后，以重叠的两侧边为中心轴进行卷绕；或者所述电池卷绕时进行对折后，以重叠的两侧边为始端，以一定的宽度进行正反折式卷绕。
10.对权利要求4-9任一项所述的柔性电池的应用。
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