CN109286337B - 一种电池及其制作方法、应用方法、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池及其制作方法、应用方法、电子设备，涉及电池技术领域，为解决现有的电池存在的结构复杂，体积较大，而且发电来源不易得等问题。所述电池包括电池板，电池板能够在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下，阳离子传输子单元分别与对应的离子接收子单元和其中一个离子供给子单元接触，阴离子传输子单元分别与对应的离子接收子单元和另一个离子供给子单元接触；在第二状态下，阳离子传输子单元与对应的离子接收子单元和其中一个离子供给子单元不接触，阴离子传输子单元与对应的离子接收子单元和另一个离子供给子单元不接触。本发明提供的电池用于为用电设备供电。

Description

一种电池及其制作方法、应用方法、电子设备

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及其制作方法、应用方法、电子设备。

背景技术

随着人们生活质量的不断提高，各类电子产品逐渐应用到人们的生活中，而为了提高电子产品的实用性，电子产品中一般会安装电池，该电池能够实现为电子产品供电，以使得电子产品能够正常工作。但是现有技术中的电池大多结构复杂，体积较大，而且发电来源不易得，因此，亟待开发一种新型结构的电池，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池及其制作方法、应用方法、电子设备，用于解决现有的电池存在的结构复杂，体积较大，而且发电来源不易得等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种电池，包括电池板，所述电池板包括：

相对设置的第一基板和第二基板；

设置在所述第一基板和所述第二基板之间的至少一个电压生成单元，所述电压生成单元包括：设置在所述第一基板上、且各自独立的离子接收子单元和两个离子供给子单元；以及设置在所述第二基板上、且各自独立的阳离子传输子单元和阴离子传输子单元；其中，所述阳离子传输子单元在所述第一基板上的正投影，分别与所述离子接收子单元在所述第一基板上的正投影和其中一个所述离子供给子单元在所述第一基板上的正投影部分重叠；所述阴离子传输子单元在所述第一基板上的正投影，分别与所述离子接收子单元在所述第一基板上的正投影和另一个所述离子供给子单元在所述第一基板上的正投影部分重叠；所述阳离子传输子单元作为所述电压生成单元的正极，所述阴离子传输子单元作为所述电压生成单元的负极；

所述电池板能够在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态下，所述阳离子传输子单元分别与对应的所述离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元接触，所述阴离子传输子单元分别与对应的所述离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元接触；在所述第二状态下，所述阳离子传输子单元与对应的所述离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元不接触，所述阴离子传输子单元与对应的所述离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元不接触。

进一步地，所述电池板包括多个所述电压生成单元，多个所述电压生成单元串联在一起；或者，多个所述电压生成单元并联在一起。

进一步地，当多个所述电压生成单元串联在一起时，相邻的两个电压生成单元共用同一个所述离子供给子单元，且该离子供给子单元用于为其中一个电压生成单元中的所述离子接收子单元提供阳离子，为另一个电压生成单元中的所述离子接收子单元提供阴离子。

进一步地，多个串联在一起的所述电压生成单元呈弓字形排列在所述第一基板和所述第二基板之间。

进一步地，所述第一基板和所述第二基板为柔性基板；所述离子接收子单元、所述离子供给子单元、所述阳离子传输子单元和所述阴离子传输子单元均具有柔性。

进一步地，所述第一基板和所述第二基板能够以预设折线弯折，使所述电池呈多层的折叠结构，且位于所述预设折线处的电压生成单元中的离子接收子单元、离子供给子单元、阳离子传输子单元和阴离子传输子单元中的一个或多个能够在弯折力的作用下被拉伸。

进一步地，所述离子接收子单元包括含有淡水的聚氨酯水凝胶，所述离子供给子单元包括含有氯化钠的聚氨酯水凝胶，所述阳离子传输子单元包括含有氨基的丙烯酸类水凝胶，所述阴离子传输子单元包括含有羧基的丙烯酸类水凝胶。

进一步地，所述电池包括层叠设置、且串联在一起的多个电池板。

进一步地，在相邻的所述电池板之间的连接处，相邻的所述电池板中相靠近的基板上设置有过孔；

在相邻的所述电池板之间，相连接的两个电压生成单元中，位于上层的电池板的电压生成单元中的所述阳离子传输子单元穿过所述过孔，与位于下层的电池板的电压生成单元中的阴离子传输子单元连接；

或者，位于上层的电池板的电压生成单元中的所述阴离子传输子单元穿过所述过孔，与位于下层的电池板的电压生成单元中的阳离子传输子单元连接；

或者，位于下层的电池板的电压生成单元中的所述阳离子传输子单元穿过所述过孔，与位于上层的电池板的电压生成单元中的阴离子传输子单元连接；

或者，位于下层的电池板的电压生成单元中的所述阴离子传输子单元穿过所述过孔，与位于上层的电池板的电压生成单元中的阳离子传输子单元连接。

进一步地，在相邻的所述电池板中，位于上层的电池板的第二基板复用为位于下层的电池板的第一基板；或位于上层的电池板的第一基板复用为位于下层的电池板的第二基板；或位于上层的电池板的第一基板复用为位于下层的电池板的第一基板；或位于上层的电池板的第二基板复用为位于下层的电池板的第二基板。

进一步地，所述电池还包括充电控制单元，所述充电控制单元分别与所述电压生成单元的正极和所述电压生成单元的负极连接，用于在所述第一基板和所述第二基板处于第一状态时，向所述电压生成单元的正极和所述电压生成单元的负极施加充电电信号。

基于上述电池的技术方案，本发明的第二方面提供一种电子设备，包括上述电池。

基于上述电池的技术方案，本发明的第三方面提供一种电池的制作方法，用于制作上述电池，所述制作方法包括：

制作第一基板和第二基板；

在所述第一基板上制作至少一组第一离子单元，所述一组第一离子单元包括各自独立的离子接收子单元和两个离子供给子单元；

在所述第二基板上制作至少一组第二离子单元，所述第二离子单元与所述第一离子单元一一对应，所述一组第二离子单元包括各自独立的阳离子传输子单元和阴离子传输子单元；

将制作有所述第一离子单元的第一基板和制作有所述第二离子单元的第二基板对合，使所述第一离子单元和所述第二离子单元均位于所述第一基板和所述第二基板之间；所述阳离子传输子单元在所述第一基板上的正投影，分别与对应的所述离子接收子单元在所述第一基板上的正投影和对应的其中一个所述离子供给子单元在所述第一基板上的正投影部分重叠；所述阴离子传输子单元在所述第一基板上的正投影，分别与对应的所述离子接收子单元在所述第一基板上的正投影和对应的另一个所述离子供给子单元在所述第一基板上的正投影部分重叠；所述阳离子传输子单元作为所述电压生成单元的正极，所述阴离子传输子单元作为所述电压生成单元的负极；

所述电池板能够在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态下，所述阳离子传输子单元分别与对应的所述离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元接触，所述阴离子传输子单元分别与对应的所述离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元接触；在所述第二状态下，所述阳离子传输子单元与对应的所述离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元不接触，所述阴离子传输子单元与对应的所述离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元不接触。

进一步地，所述制作第一基板和第二基板的步骤具体包括：

采用热塑性半结晶聚合物，通过原子层沉积技术制作所述第一基板和/或所述第二基板；

或者，采用热塑性非结晶聚合物，通过原子层沉积技术制作所述第一基板和/或所述第二基板。

基于上述电池的技术方案，本发明的第四方面提供一种电池的应用方法，应用于上述电池，所述应用方法包括：

放电操作，控制电池板处于第一状态，使电压生成单元中的阳离子传输子单元分别与对应的离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元接触，使电压生成单元中的阴离子传输子单元分别与对应的离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元接触，通过所述阳离子传输子单元和所述阴离子传输子单元放电。

进一步地，当所述电池还包括充电控制单元时，所述应用方法还包括：

充电操作，在所述电池板处于第一状态时，向所述电压生成单元的正极和所述电压生成单元的负极施加充电电信号，对所述电压生成单元进行充电。

进一步地，所述应用方法还包括：

停止放电操作，控制所述电池板处于第二状态；或者，控制所述电池板处于第一状态，并断开所述电池与用电设备之间的连接。

本发明提供的技术方案中，电池板包括第一基板、第二基板和设置在两基板之间的至少一个电压生成单元，该电压生成单元中包括阳离子传输子单元、阴离子传输子单元、离子接收子单元和两个离子供给子单元，当第一基板和第二基板合拢时，两个离子供给子单元能够分别通过阳离子传输子单元和阴离子传输子单元向离子接收子单元传输阳离子和阴离子，使得在离子接收子单元的两侧形成电势差，进而产生电压，该电压能够通过阳离子传输子单元和阴离子传输子单元导出至用电设备，从而实现为用电设备供电。可见，本发明提供的电池中，通过控制电压生成单元中的子单元之间的相互接触，实现控制阳离子和阴离子的定向移动，从而产生能够为用电设备供电的电压，发电来源易得。而且，电压生成单元中仅包括几个子单元，通过控制各子单元之间固定的接触方式即可实现产生电压，使得本发明提供的电池具有简单的结构。另外，由于电压生成单元中的各子单元的尺寸能够根据实际需要设置，而且能够小至几毫米，因此，本发明提供的电池的体积不受限制，使得该电池的应用范围更加广泛。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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为本发明实施例提供的电池板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电压生成单元呈弓字形排列示意图；

图3为本发明实施例提供的折叠结构的电池板的结构示意图。

附图标记：

1-电池板， 11-第一基板，

12-第二基板， 13-电压生成单元，

131-离子供给子单元， 132-离子接收子单元，

133-阳离子传输子单元， 134-阴离子传输子单元。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的电池及其制作方法、应用方法、电子设备，下面结合说明书附图进行详细描述。

如背景技术所述，现有的电池一般存在结构复杂，体积较大，而且发电来源不易得等问题，基于这些问题的存在，本发明的发明人从海洋生物电鳗的发电原理中得到灵感，电鳗发电来源于体内行列排列的发电细胞，在需要发电时每个发电细胞都可以产生微弱的电压，很多个发电细胞串联在一起，变产生了较高的电压，基于这种发电方式，本发明的发明人经研究发现可制作多个小的发电微元(即下面所述的电压生成单元中的子单元)，令发电微元之间接触并产生电压，再将产生的电压累积导出，实现发电功能。

具体地，请参阅图1，本发明实施例提供的电池包括电池板1，所述电池板1包括：

相对设置的第一基板11和第二基板12；

设置在第一基板11和第二基板12之间的至少一个电压生成单元13，电压生成单元13包括：设置在第一基板11上、且各自独立的离子接收子单元132和两个离子供给子单元131；以及设置在第二基板12上、且各自独立的阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134；其中，阳离子传输子单元133在第一基板11上的正投影，分别与离子接收子单元132在第一基板11上的正投影和其中一个离子供给子单元131在第一基板11上的正投影部分重叠；阴离子传输子单元134在第一基板11上的正投影，分别与离子接收子单元132在第一基板11上的正投影和另一个离子供给子单元131在第一基板11上的正投影部分重叠；阳离子传输子单元133作为电压生成单元13的正极，阴离子传输子单元134作为电压生成单元13的负极；

电池板1能够在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下，阳离子传输子单元133分别与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131接触，阴离子传输子单元134分别与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131接触；在第二状态下，阳离子传输子单元133与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131不接触，阴离子传输子单元134与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131不接触。

上述电池板1的工作过程如下：

在第一状态下，电池板1中的第一基板11和第二基板12合拢，使得电压生成单元13中的阳离子传输子单元133分别与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131接触，阴离子传输子单元134分别与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131接触，从而使得其中一个离子供给子单元131中的阳离子通过阳离子传输子单元133传输至离子接收子单元132的一侧，另一个离子供给子单元131中的阴离子通过阴离子传输子单元134传输至离子接收子单元132的另一侧，实现在离子接收子单元132的两侧形成电势差，产生能够对外界用电设备供电的电压，该电压能够通过电压生成单元13的电极导出。需要说明，电压生成单元13的电极包括正极(即阳离子传输子单元133)和负极(即阴离子传输子单元134)，在将电压生成单元13产生的电压导出时，可通过将电压生成单元13的电极与电池中的柔性印刷电路连接，实现将产生的电压导出。

在第二状态下，电池板1中的第一基板11和第二基板12分离，使得电压生成单元13中的阳离子传输子单元133与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131不接触，阴离子传输子单元134与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131不接触，从而使得其中一个离子供给子单元131中的阳离子无法通过阳离子传输子单元133传输至离子接收子单元132的一侧，另一个离子供给子单元131中的阴离子也无法通过阴离子传输子单元134传输至离子接收子单元132的另一侧，使得电压生成单元13无法产生电压。

需要说明，上述离子供给子单元131和离子接收子单元132之间具有离子浓度差，因此，当阳离子传输子单元133分别与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131接触时，离子供给子单元131中的阳离子自然会通过阳离子传输子单元133传输至离子接收子单元132；同样的，当阴离子传输子单元134分别与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131接触时，另一个离子供给子单元131中的阴离子自然会通过阴离子传输子单元134传输至离子接收子单元132；而在离子传输的过程中，电子会向相反的电向流动，从而产生电流。

值得注意，上述阳离子传输子单元133能够实现仅对阳离子进行传输，以及上述阴离子传输子单元134能够实现仅对阴离子进行传输均是与阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134的内部结构有关，其中阳离子传输子单元133具有与阳离子更好的亲和性，能够为阳离子的传输提供“离子通道”；而阴离子传输子单元134具有与阴离子更好的亲和性，能够为阴离子的传输提供“离子通道”。

上述电池板1中可包括一个或多个电压生成单元13，每个电压生成单元13均能够独立产生电压。各电压生成单元13包括的离子供给子单元131、离子接收子单元132、阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134的尺寸大小可根据实际需要设置，具体可制作成几毫米大小。

根据上述电池的具体结构和工作过程可知，本发明实施例提供的电池包括电池板1，该电池板1包括第一基板11、第二基板12和设置在两基板之间的至少一个电压生成单元13，该电压生成单元13中包括阳离子传输子单元133、阴离子传输子单元134、离子接收子单元132和两个离子供给子单元131，当第一基板11和第二基板12合拢时，两个离子供给子单元131能够分别通过阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134向离子接收子单元132传输阳离子和阴离子，使得在离子接收子单元132的两侧形成电势差，进而产生电压，该电压能够通过阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134导出至用电设备，从而实现为用电设备供电。可见，本发明实施例提供的电池中，通过控制电压生成单元13中的子单元之间的相互接触，实现控制阳离子和阴离子的定向移动，从而产生能够为用电设备供电的电压，发电来源易得。而且，电压生成单元13中仅包括几个子单元，通过控制各子单元之间固定的接触方式即可实现产生电压，使得本发明实施例提供的电池具有简单的结构。另外，由于电压生成单元13中的各子单元的尺寸能够根据实际需要设置，而且能够小至几毫米，因此，本发明实施例提供的电池的体积不受限制，使得该电池的应用范围更加广泛。

需要说明，本发明实施例提供的电池的应用范围非常广泛，具体可应用在手机、平板电脑、显示屏、机器人等设备中。

当上述实施例提供的电池中，电池板1包括多个电压生成单元13时，该多个电压生成单元13可根据实际需要连接，示例性的，将多个电压生成单元13串联在一起；或者，将多个电压生成单元13并联在一起；当然也可以将一部分电压生成单元13先串联在一起，再与剩余的电压生成单元13并联在一起；或者，将一部分电压生成单元13先并联在一起，再与剩余的电压生成单元13串联在一起。

具体地，当电压生成单元13串联在一起时，可将一个电压生成单元13的正极与另一个电压生成单元13的负极连接；当电压生成单元13并联在一起时，可将一个电压生成单元13的正极与另一个电压生成单元13的正极连接，并将该一个电压生成单元13的负极与该另一个电压生成单元13的负极连接。

需要说明，上述多个电压生成单元13的具体连接方式可根据实际需要产生的电压值确定，此处不再赘述。

在一些实施例中，当多个电压生成单元13串联在一起时，相邻的两个电压生成单元13共用同一个离子供给子单元131，且该离子供给子单元131用于为其中一个电压生成单元13中的离子接收子单元132提供阳离子，为另一个电压生成单元13中的离子接收子单元132提供阴离子。

具体地，在实际制作电池时，当电池板1中包括多个串联在一起的电压生成单元13时，可设置相邻的两个电压生成单元13共用同一个离子供给子单元131，这样相当于缩小了每个电压生成单元13的体积，从而减小了每一个电压生成单元13所占的空间，使得在电池板1的第一基板11和第二基板12之间能够设置更多的电压生成单元13。而且，由于共用的离子供给子单元131能够为其中一个电压生成单元13中的离子接收子单元132提供阳离子，为另一个电压生成单元13中的离子接收子单元132提供阴离子，因此，保证了该共用的离子供给子单元131能够向共用该离子供给子单元131的各电压生成单元13中提供足够的阳离子和阴离子，使得各电压生成单元13产生的电压相互独立，不受彼此影响。

在一些实施例中，可设置多个串联在一起的电压生成单元13呈弓字形排列在第一基板11和第二基板12之间，如图2所示。

具体地，将多个串联在一起的电压生成单元13呈弓字形排列在第一基板11和第二基板12之间，可设置多个电压生成单元13依次首尾连接，并将相邻的电压生成单元13之间共用一个离子供给子单元131，这样不仅使得电池板1能够实现较小的体积，而且还能够更好的利用第一基板11和第二基板12之间的空间，使得第一基板11和第二基板12之间能够设置更多的电压生成单元13。

进一步地，上述实施例提供的电池中，电池板1包括的第一基板11和第二基板12可选为柔性基板；电池板1中的电压生成单元13包括的离子接收子单元132、离子供给子单元131、阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134均具有柔性。

具体地，设置第一基板11和第二基板12为柔性基板，并设置位于第一基板11和第二基板12之间的电压生成单元13包括的各子单元均具有柔性，使得形成的整个电池板1具有柔性，这样电池板1在实际应用时，可根据实际应用需要进行弯折，从而使得电池的应用范围更加广泛。示例性的，本发明实施例提供的电池可应用于各种柔性数码电子产品、医疗产品。

在一些实施例中，上述第一基板11和第二基板12能够以预设折线弯折(如图3所示，按照箭头方向弯折)，使电池呈多层的折叠结构，且位于预设折线处的电压生成单元13中的离子接收子单元132、离子供给子单元131、阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134中的一个或多个能够在弯折力的作用下被拉伸。

具体地，当上述电池板1包括的第一基板11、第二基板12和电压生成单元13中的各种子单元均具有柔性时，可将电池板1以预设折线弯折，形成为多层折叠的结构，从而有效缩小电池所占用的空间。而且，由于电压生成单元13包括的各子单元具有良好的柔性，因此，在对电池板1进行弯折时，各子单元均能够在弯折力的作用下被拉伸，从而保证各子单元之间继续维持原有的接触状态，从而保证了折叠后的电池仍然能够实现良好的供电性能。

进一步地，上述实施例提供的电压生成单元13中包括的各子单元的种类多种多样，示例性的，上述离子接收子单元132包括含有淡水的聚氨酯水凝胶，离子供给子单元131包括含有氯化钠的聚氨酯水凝胶，阳离子传输子单元133包括含有氨基的丙烯酸类水凝胶，阴离子传输子单元134包括含有羧基的丙烯酸类水凝胶。

具体地，当电压生成单元13中的各子单元为上述列举的水凝胶时，在第一状态下，含有氨基的丙烯酸类水凝胶分别与对应的含有淡水的聚氨酯水凝胶和其中一个含有氯化钠的聚氨酯水凝胶接触，含有羧基的丙烯酸类水凝胶分别与对应的含有淡水的聚氨酯水凝胶和另一个含有氯化钠的聚氨酯水凝胶接触，使得其中一个含有氯化钠的聚氨酯水凝胶中的钠离子经含有氨基的丙烯酸类水凝胶传输至含有淡水的聚氨酯水凝胶的一侧，并使得另一个含有氯化钠的聚氨酯水凝胶中的氯离子经含有羧基的丙烯酸类水凝胶传输至含有淡水的聚氨酯水凝胶的另一侧，从而实现在含有淡水的聚氨酯水凝胶的两侧形成电势差，产生能够对外界用电设备供电的电压。

由于水凝胶具有良好的柔性，将电压生成单元13中的各子单元设置为上述列举的水凝胶时，所制作的电压生成单元13具有良好的柔性，更有利于电池的柔性化。另外，由于水凝胶具有生物亲和性，采用水凝胶制作的电压生成单元13也具有生物亲和性，因此，本发明实施例提供的电池包括上述电压生成单元13时，还适合应用在人体内植设备的供电领域。

进一步地，上述实施例提供的电池可以包括层叠设置、且串联在一起的多个电池板1。

具体地，本发明实施例提供的电池可包括一块电池板1或多块电池板1，当电池包括多块电池板1时，可设置多块电池板1层叠设置，并将多块电池板1串联在一起，从而实现具有更大的供电量的电池。

当上述实施例提供的电池包括层叠设置、且串联在一起的多个电池板1时，多个电池板1可通过多种方式实现连接，示例性的，在相邻的电池板1之间的连接处，相邻的电池板1中相靠近的基板上可设置有过孔；在相邻的电池板1之间，相连接的两个电压生成单元13中，位于上层的电池板1的电压生成单元13中的阳离子传输子单元133穿过过孔，与位于下层的电池板1的电压生成单元13中的阴离子传输子单元134连接；或者，位于上层的电池板1的电压生成单元13中的阴离子传输子单元134穿过过孔，与位于下层的电池板1的电压生成单元13中的阳离子传输子单元133连接；或者，位于下层的电池板1的电压生成单元13中的阳离子传输子单元133穿过过孔，与位于上层的电池板1的电压生成单元13中的阴离子传输子单元134连接；或者，位于下层的电池板1的电压生成单元13中的阴离子传输子单元134穿过过孔，与位于上层的电池板1的电压生成单元13中的阳离子传输子单元133连接。

将电池中的各电池板1按照上述列举的方式连接，不仅能够保证各电池板1之间连接的牢固性，而且不需要增加额外的连接线，更好的简化了电池的制作工艺，降低了制作成本。

进一步地，当上述实施例提供的电池包括层叠设置、且串联在一起的多个电池板1时，在相邻的电池板1中，可设置位于上层的电池板1的第二基板12复用为位于下层的电池板1的第一基板11；或设置位于上层的电池板1的第一基板11复用为位于下层的电池板1的第二基板12；或设置位于上层的电池板1的第一基板11复用为位于下层的电池板1的第一基板11；或设置位于上层的电池板1的第二基板12复用为位于下层的电池板1的第二基板12。

具体地，当设置位于上层的电池板1的第二基板12复用为位于下层的电池板1的第一基板11；或者设置位于上层的电池板1的第一基板11复用为位于下层的电池板1的第二基板12时，可在复用的基板的一侧制作属于其中一个电池板1的离子供给子单元131和离子接收子单元132，在复用的基板的另一侧制作属于另一个电池板1的阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134。当设置位于上层的电池板1的第一基板11复用为位于下层的电池板1的第一基板11时，可在复用的第一基板11的两侧分别制作属于上层电池板1的离子接收子单元132和离子供给子单元131，以及属于下层电池板1的离子接收子单元132和离子供给子单元131。当设置位于上层的电池板1的第二基板12复用为位于下层的电池板1的第二基板12时，可在复用的第二基板12的两侧分别制作属于上层电池板1的阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134，以及属于下层电池板1的阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134。

上述设置相邻的电池板1之间共用同一个基板，不仅有效减小了电池的厚度，更有利于电池的薄型化，还很好的节约了电池的制作成本。

进一步地，上述实施例提供的电池还包括充电控制单元，充电控制单元分别与电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极连接，用于在第一基板11和第二基板12处于第一状态时，向电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极施加充电电信号。

具体地，上述电压生成单元13产生电压的原理为：其中一个离子供给子单元131经阳离子传输子单元133向离子接收子单元132传输阳离子，另一个离子供给子单元131经阴离子传输子单元134向离子接收子单元132传输阴离子，由于离子流动使得电子向相反的方向流动，从而产生电流，在离子接收子单元132的两侧产生电压。

根据上述电压生成单元13产生电压的过程可知，由于离子供给子单元131和离子接收子单元132之间存在离子浓度差，使得离子能够由离子供给子单元131经过传输子单元流动至离子接收子单元132，且在该离子流动的过程中，电压生成单元13产生电压，而当离子供给子单元131和离子接收子单元132之间的离子浓度平衡后，将不再有离子从离子供给子单元131流动到离子接收子单元132，此时即相当于电压生成单元13产生的电量被用完。

当电压生成单元13产生的电量被消耗完后，可将充电控制单元分别与电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极连接，并在第一基板11和第二基板12处于第一状态时，通过充电控制单元向电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极施加充电电信号，该充电电信号能够让传输至离子接收子单元132的阳离子和阴离子按照各自的传输路径返回对应的离子供给子单元131中，重新形成离子供给子单元131和离子接收子单元132之间的浓度差，即实现对电压生成单元13的充电过程。

可见，在电压生成单元13产生的电量被消耗完后，可通过充电控制单元为电压生成单元13重新进行充电，从而实现对本发明实施例提供的电池的反复使用。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括上述实施例提供的电池。

由于上述实施例提供的电池具有发电来源易得、结构简单、尺寸不受限制、柔性可弯折、薄型化、制作工艺简单和制作成本低等优点，因此，本发明实施例提供的电子设备在包括上述实施例提供的电池时，同样具有上述优点，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种电池的制作方法，用于制作上述实施例提供的电池，所述制作方法包括：

制作第一基板11和第二基板12；

在第一基板11上制作至少一组第一离子单元，一组第一离子单元包括各自独立的离子接收子单元132和两个离子供给子单元131；

在第二基板12上制作至少一组第二离子单元，第二离子单元与第一离子单元一一对应，一组第二离子单元包括各自独立的阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134；

将制作有第一离子单元的第一基板11和制作有第二离子单元的第二基板12对合，使第一离子单元和第二离子单元均位于第一基板11和第二基板12之间；阳离子传输子单元133在第一基板11上的正投影，分别与对应的离子接收子单元132在第一基板11上的正投影和对应的其中一个离子供给子单元131在第一基板11上的正投影部分重叠；阴离子传输子单元134在第一基板11上的正投影，分别与对应的离子接收子单元132在第一基板11上的正投影和对应的另一个离子供给子单元131在第一基板11上的正投影部分重叠；阳离子传输子单元133作为电压生成单元13的正极，阴离子传输子单元134作为电压生成单元13的负极；

电池板1能够在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下，阳离子传输子单元133分别与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131接触，阴离子传输子单元134分别与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131接触；在第二状态下，阳离子传输子单元133与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131不接触，阴离子传输子单元134与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131不接触。

具体地，所制作的第一基板11和第二基板12可选为柔性基板，可在第一基板11上制作含有氯化钠的聚氨酯水凝胶和含有淡水的聚氨酯水凝胶，其中含有氯化钠的聚氨酯水凝胶作为离子供给子单元131，含有淡水的聚氨酯水凝胶作为离子接收子单元132；在第二基板12上制作含有氨基的丙烯酸类水凝胶和含有羧基的丙烯酸类水凝胶，其中含有氨基的丙烯酸类水凝胶作为阳离子传输子单元133，含有羧基的丙烯酸类水凝胶作为阴离子传输子单元134。在完成第一基板11、第二基板12以及位于各基板上的子单元之后，可将第一基板11和第二基板12对合，使得各基板上的子单元均位于第一基板11和第二基板12之间。完成第一基板11和第二基板12的对合后，电池板1能够在第一状态和第二状态之间进行切换，其中第一状态为第一基板11和第二基板12合拢，即阳离子传输子单元133分别与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131接触，阴离子传输子单元134分别与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131接触；第二状态为第一基板11和第二基板12分离，即阳离子传输子单元133与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131不接触，阴离子传输子单元134与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131不接触。

需要说明，上述作为不同子单元的水凝胶可制作成具有一定厚度的凸块形状，但不仅限于此。

采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池的工作过程已在结构部分详细说明，此处不再赘述。

采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，通过控制电压生成单元13中的子单元之间的相互接触，实现控制阳离子和阴离子的定向移动，从而产生能够为用电设备供电的电压，发电来源易得。而且，电压生成单元13中仅包括几个子单元，通过控制各子单元之间固定的接触方式即可实现产生电压，使得采用本发明实施例提供制作方法制作的电池具有简单的结构。另外，由于电压生成单元13中的各子单元的尺寸能够根据实际需要设置，而且能够小至几毫米，因此，采用本发明实施例提供制作方法制作的电池的体积不受限制，使得该电池的应用范围更加广泛。

进一步地，上述第一基板11和第二基板12的制作方法多种多样，示例性的，上述制作第一基板11和第二基板12的步骤具体包括：

采用热塑性半结晶聚合物，通过原子层沉积技术制作第一基板11和/或第二基板12；或者，采用热塑性非结晶聚合物，通过原子层沉积技术制作第一基板11和/或第二基板12。

更详细地说，当采用热塑性半结晶聚合物，通过原子层沉积技术制作第一基板11和/或第二基板12时，可具体采用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，通过卷对卷原子层沉积技术制作基板。由于PEN具有良好的热膨胀系数和良好的阻水阻氧性能，而且柔软可弯折，因此采用PEN制作的基板同样具有良好的热膨胀系数、阻水阻氧性能和柔性。当采用热塑性非结晶聚合物，通过原子层沉积技术制作第一基板11和/或第二基板12时，可具体采用聚碳酸酯(PC)制作基板，另外，还可以在该基板上沉积一层SiNx，以提升基板与水凝胶之间的贴合性能。

采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，电池板1可包括多个电压生成单元13，多个电压生成单元13串联在一起；或者，多个电压生成单元13并联在一起。

进一步地，采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，当多个电压生成单元13串联在一起时，相邻的两个电压生成单元13共用同一个离子供给子单元131，且该离子供给子单元131用于为其中一个电压生成单元13中的离子接收子单元132提供阳离子，为另一个电压生成单元13中的离子接收子单元132提供阴离子。

进一步地，采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，多个串联在一起的电压生成单元13呈弓字形排列在第一基板11和第二基板12之间。

进一步地，采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，第一基板11和第二基板12为柔性基板；离子接收子单元132、离子供给子单元131、阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134均具有柔性。

进一步地，采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，第一基板11和第二基板12能够以预设折线弯折，使电池呈多层的折叠结构，且位于预设折线处的电压生成单元13中的离子接收子单元132、离子供给子单元131、阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134中的一个或多个能够在弯折力的作用下被拉伸。

进一步地，采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，包括层叠设置、且串联在一起的多个电池板1。

进一步地，采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，在相邻的电池板1之间的连接处，相邻的电池板1中相靠近的基板上设置有过孔；在相邻的电池板1之间，相连接的两个电压生成单元13中，位于上层的电池板1的电压生成单元13中的阳离子传输子单元133穿过过孔，与位于下层的电池板1的电压生成单元13中的阴离子传输子单元134连接；或者，位于上层的电池板1的电压生成单元13中的阴离子传输子单元134穿过过孔，与位于下层的电池板1的电压生成单元13中的阳离子传输子单元133连接；或者，位于下层的电池板1的电压生成单元13中的阳离子传输子单元133穿过过孔，与位于上层的电池板1的电压生成单元13中的阴离子传输子单元134连接；或者，位于下层的电池板1的电压生成单元13中的阴离子传输子单元134穿过过孔，与位于上层的电池板1的电压生成单元13中的阳离子传输子单元133连接。

进一步地，采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，在相邻的电池板1中，位于上层的电池板1的第二基板12复用为位于下层的电池板1的第一基板11；或位于上层的电池板1的第一基板11复用为位于下层的电池板1的第二基板12；或位于上层的电池板1的第一基板11复用为位于下层的电池板1的第一基板11；或位于上层的电池板1的第二基板12复用为位于下层的电池板1的第二基板12。

进一步地，采用本发明实施例提供的制作方法制作的电池中，电池还包括充电控制单元，充电控制单元分别与电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极连接，用于在第一基板11和第二基板12处于第一状态时，向电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极施加充电电信号。

本发明实施例还提供了一种电池的应用方法，应用于上述实施例提供的电池，所述应用方法包括：

放电操作，控制电池板1处于第一状态，使电压生成单元13中的阳离子传输子单元133分别与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131接触，使电压生成单元13中的阴离子传输子单元134分别与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131接触，通过阳离子传输子单元133和阴离子传输子单元134放电。

具体地，控制电池板1中的第一基板11和第二基板12合拢，使电池板1处于第一状态，使得电压生成单元13中的阳离子传输子单元133分别与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131接触，阴离子传输子单元134分别与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131接触，从而使得其中一个离子供给子单元131中的阳离子通过阳离子传输子单元133传输至离子接收子单元132的一侧，另一个离子供给子单元131中的阴离子通过阴离子传输子单元134传输至离子接收子单元132的另一侧，实现在离子接收子单元132的两侧形成电势差，产生能够对外界用电设备供电的电压，该电压能够通过电压生成单元13的电极导出。

采用本发明实施例提供的电池的应用方法能够通过控制电压生成单元13中的子单元之间的相互接触，实现控制阳离子和阴离子的定向移动，从而产生能够为用电设备供电的电压，发电来源易得。而且，本发明实施例提供的电池的应用方法通过控制各子单元之间固定的接触方式即可实现产生电压，操作简单便捷。

进一步地，当上述实施例提供的电池还包括充电控制单元时，本发明实施例提供的应用方法还包括：

充电操作，在电池板1处于第一状态时，向电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极施加充电电信号，对电压生成单元13进行充电。

具体地，上述电压生成单元13产生电压的原理为：其中一个离子供给子单元131经阳离子传输子单元133向离子接收子单元132传输阳离子，另一个离子供给子单元131经阴离子传输子单元134向离子接收子单元132传输阴离子，由于离子流动使得电子向相反的方向流动，从而产生电流，在离子接收子单元132的两侧产生电压。

根据上述电压生成单元13产生电压的过程可知，由于离子供给子单元131和离子接收子单元132之间存在离子浓度差，使得离子能够由离子供给子单元131经过传输子单元流动至离子接收子单元132，且在该离子流动的过程中，电压生成单元13产生电压，而当离子供给子单元131和离子接收子单元132之间的离子浓度平衡后，将不再有离子从离子供给子单元131流动到离子接收子单元132，此时即相当于电压生成单元13产生的电量被用完。

当电压生成单元13产生的电量被消耗完后，可对电池进行充电操作，具体可将充电控制单元分别与电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极连接，并在第一基板11和第二基板12处于第一状态时，通过充电控制单元向电压生成单元13的正极和电压生成单元13的负极施加充电电信号，该充电电信号能够让传输至离子接收子单元132的阳离子和阴离子按照各自的传输路径返回对应的离子供给子单元131中，重新形成离子供给子单元131和离子接收子单元132之间的浓度差，即实现对电压生成单元13的充电过程。

可见，采用本发明实施例提供的电池的应用方法，在电压生成单元13产生的电量被消耗完后，可通过充电控制单元为电压生成单元13重新进行充电，从而实现电池的反复使用。

进一步地，上述实施例提供的应用方法还包括：

停止放电操作，控制电池板1处于第二状态；或者，控制电池板1处于第一状态，并断开电池与用电设备之间的连接。

具体地，在实际应用电池的过程中，在一些情况下，需要控制电池停止为用电设备供电，而控制电池停止为用电设备供电得方法有很多，示例性的，可控制电池板1处于第二状态；或者，控制电池板1处于第一状态，并断开电池与用电设备之间的连接。

更详细地说，对于控制电池板1处于第二状态的方式，可具体控制电池板1中的第一基板11和第二基板12分离，使得电压生成单元13中的阳离子传输子单元133与对应的离子接收子单元132和其中一个离子供给子单元131不接触，阴离子传输子单元134与对应的离子接收子单元132和另一个离子供给子单元131不接触，从而使得其中一个离子供给子单元131中的阳离子无法通过阳离子传输子单元133传输至离子接收子单元132的一侧，另一个离子供给子单元131中的阴离子也无法通过阴离子传输子单元134传输至离子接收子单元132的另一侧，使得电压生成单元13无法产生电压。

对于控制电池板1处于第一状态，并断开电池与用电设备之间的连接的方式，是通过断开电池与用电设备(负载)之间的连接，使得用电设备不耗电。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件″上″或″下″时，该元件可以″直接″位于另一元件″上″或″下″，或者可以存在中间元件。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种电池，其特征在于，包括电池板，所述电池板包括：

相对设置的第一基板和第二基板；

设置在所述第一基板和所述第二基板之间的至少一个电压生成单元，所述电压生成单元包括：设置在所述第一基板上、且各自独立的离子接收子单元和两个离子供给子单元；以及设置在所述第二基板上、且各自独立的阳离子传输子单元和阴离子传输子单元；其中，所述阳离子传输子单元在所述第一基板上的正投影，分别与所述离子接收子单元在所述第一基板上的正投影和其中一个所述离子供给子单元在所述第一基板上的正投影部分重叠；所述阴离子传输子单元在所述第一基板上的正投影，分别与所述离子接收子单元在所述第一基板上的正投影和另一个所述离子供给子单元在所述第一基板上的正投影部分重叠；所述阳离子传输子单元作为所述电压生成单元的正极，所述阴离子传输子单元作为所述电压生成单元的负极；

所述电池板能够在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态下，所述阳离子传输子单元分别与对应的所述离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元接触，所述阴离子传输子单元分别与对应的所述离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元接触；在所述第二状态下，所述阳离子传输子单元与对应的所述离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元不接触，所述阴离子传输子单元与对应的所述离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元不接触。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池板包括多个所述电压生成单元，多个所述电压生成单元串联在一起；或者，多个所述电压生成单元并联在一起。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，当多个所述电压生成单元串联在一起时，相邻的两个电压生成单元共用同一个所述离子供给子单元，且该离子供给子单元用于为其中一个电压生成单元中的所述离子接收子单元提供阳离子，为另一个电压生成单元中的所述离子接收子单元提供阴离子。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，多个串联在一起的所述电压生成单元呈弓字形排列在所述第一基板和所述第二基板之间。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板为柔性基板；所述离子接收子单元、所述离子供给子单元、所述阳离子传输子单元和所述阴离子传输子单元均具有柔性。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板能够以预设折线弯折，使所述电池呈多层的折叠结构，且位于所述预设折线处的电压生成单元中的离子接收子单元、离子供给子单元、阳离子传输子单元和阴离子传输子单元中的一个或多个能够在弯折力的作用下被拉伸。

7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述离子接收子单元包括含有淡水的聚氨酯水凝胶，所述离子供给子单元包括含有氯化钠的聚氨酯水凝胶，所述阳离子传输子单元包括含有氨基的丙烯酸类水凝胶，所述阴离子传输子单元包括含有羧基的丙烯酸类水凝胶。

8.根据权利要求2～4中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池包括层叠设置、且串联在一起的多个电池板。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，在相邻的所述电池板之间的连接处，相邻的所述电池板中相靠近的基板上设置有过孔；

在相邻的所述电池板之间，相连接的两个电压生成单元中，位于上层的电池板的电压生成单元中的所述阳离子传输子单元穿过所述过孔，与位于下层的电池板的电压生成单元中的阴离子传输子单元连接；

或者，位于上层的电池板的电压生成单元中的所述阴离子传输子单元穿过所述过孔，与位于下层的电池板的电压生成单元中的阳离子传输子单元连接；

或者，位于下层的电池板的电压生成单元中的所述阳离子传输子单元穿过所述过孔，与位于上层的电池板的电压生成单元中的阴离子传输子单元连接；

或者，位于下层的电池板的电压生成单元中的所述阴离子传输子单元穿过所述过孔，与位于上层的电池板的电压生成单元中的阳离子传输子单元连接。

10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，在相邻的所述电池板中，位于上层的电池板的第二基板复用为位于下层的电池板的第一基板；或位于上层的电池板的第一基板复用为位于下层的电池板的第二基板；或位于上层的电池板的第一基板复用为位于下层的电池板的第一基板；或位于上层的电池板的第二基板复用为位于下层的电池板的第二基板。

11.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括充电控制单元，所述充电控制单元分别与所述电压生成单元的正极和所述电压生成单元的负极连接，用于在所述第一基板和所述第二基板处于第一状态时，向所述电压生成单元的正极和所述电压生成单元的负极施加充电电信号。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1～11中任一项所述的电池。

13.一种电池的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求1～11中任一项所述的电池，所述制作方法包括：

制作第一基板和第二基板；

在所述第一基板上制作至少一组第一离子单元，所述一组第一离子单元包括各自独立的离子接收子单元和两个离子供给子单元；

在所述第二基板上制作至少一组第二离子单元，所述第二离子单元与所述第一离子单元一一对应，所述一组第二离子单元包括各自独立的阳离子传输子单元和阴离子传输子单元；

将制作有所述第一离子单元的第一基板和制作有所述第二离子单元的第二基板对合，使所述第一离子单元和所述第二离子单元均位于所述第一基板和所述第二基板之间；所述阳离子传输子单元在所述第一基板上的正投影，分别与对应的所述离子接收子单元在所述第一基板上的正投影和对应的其中一个所述离子供给子单元在所述第一基板上的正投影部分重叠；所述阴离子传输子单元在所述第一基板上的正投影，分别与对应的所述离子接收子单元在所述第一基板上的正投影和对应的另一个所述离子供给子单元在所述第一基板上的正投影部分重叠；所述阳离子传输子单元作为所述电压生成单元的正极，所述阴离子传输子单元作为所述电压生成单元的负极；

所述电池板能够在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态下，所述阳离子传输子单元分别与对应的所述离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元接触，所述阴离子传输子单元分别与对应的所述离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元接触；在所述第二状态下，所述阳离子传输子单元与对应的所述离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元不接触，所述阴离子传输子单元与对应的所述离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元不接触。

14.根据权利要求13所述的电池的制作方法，其特征在于，所述制作第一基板和第二基板的步骤具体包括：

采用热塑性半结晶聚合物，通过原子层沉积技术制作所述第一基板和/或所述第二基板；

或者，采用热塑性非结晶聚合物，通过原子层沉积技术制作所述第一基板和/或所述第二基板。

15.一种电池的应用方法，其特征在于，应用于如权利要求1～11中任一项所述的电池，所述应用方法包括：

放电操作，控制电池板处于第一状态，使电压生成单元中的阳离子传输子单元分别与对应的离子接收子单元和其中一个所述离子供给子单元接触，使电压生成单元中的阴离子传输子单元分别与对应的离子接收子单元和另一个所述离子供给子单元接触，通过所述阳离子传输子单元和所述阴离子传输子单元放电。

16.根据权利要求15所述的电池的应用方法，其特征在于，当所述电池还包括充电控制单元时，所述应用方法还包括：

充电操作，在所述电池板处于第一状态时，向所述电压生成单元的正极和所述电压生成单元的负极施加充电电信号，对所述电压生成单元进行充电。

17.根据权利要求15或16所述的电池的应用方法，其特征在于，所述应用方法还包括：

停止放电操作，控制所述电池板处于第二状态；或者，控制所述电池板处于第一状态，并断开所述电池与用电设备之间的连接。