CN111554962B - 柔性电池和柔性显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柔性电池及柔性显示设备，所述柔性电池包括多个第一区段和连接两个第一区段的第二区段，所述第一区段配置为存储电能，所述第二区段具有柔性；所述第一区段包括正极片及与所述正极片电绝缘的负极片，所述第二区段包括第一电连接部及与所述第一电连接部电绝缘的第二电连接部，所述第一电连接部电性连接两个第一区段的正极片，所述第二电连接部电性连接两个第一区段的负极片。通过设置具有柔性的第二区段，使柔性电池能够实现弯曲变形；同时，由于第一区段通过第二区段实现电性连接而形成一个完整的电池，仅需简单的电池管理电路进行管理，电池的容量也更为稳定。

Description

柔性电池和柔性显示设备

技术领域

本发明涉及一种柔性电池和柔性显示设备。

背景技术

柔性终端设备由于能够弯曲折叠，逐渐受到广大用户的青睐。柔性终端设备的设计和实现，需要依赖于结构组件单体柔性的实现。显示面板、电路板和电池是柔性终端设备的重要组件，其中柔性显示面板(例如AMOLED屏)、柔性电路板等已经取得了突破性进展，而柔性电池仍处于初始的研发阶段，目前还较难产品化。

发明内容

为解决上述技术问题中，本发明提供一种能够实现弯曲变形的柔性电池和柔性显示设备。

本发明提供一种柔性电池，所述柔性电池包括电芯，所述电芯包括多个第一区段和连接两个第一区段的第二区段，所述第一区段配置为存储电能，所述第二区段具有柔性；所述第一区段包括正极片及与所述正极片电绝缘的负极片，所述第二区段包括第一电连接部及与所述第一电连接部电绝缘的第二电连接部，所述第一电连接部电性连接两个第一区段的正极片，所述第二电连接部电性连接两个第一区段的负极片。

进一步的，所述第二区段的平均厚度小于第一区段的平均厚度。

进一步的，所述柔性电池包括柔性结构层，所述第二区段和相邻的两个第一区段围成空间，所述柔性结构层至少部分位于所述空间内。

进一步的，所述正极片包括第一集流体层及第一正极材料层，所述负极片包括第二集流体层及第一负极材料层，所述第一电连接部包括与第一集流体层相连的第三集流体层，所述第二电连接部包括与第二集流体层相连的第四集流体层。

进一步的，所述第二区段设有开孔，所述开孔为半孔和/或通孔。

进一步的，相邻的两个所述第二区段的开孔错位设置，或相邻的两个所述第二区段的开孔的延伸方向垂直。

进一步的，所述柔性电池包括柔性结构层，所述柔性结构层至少部分位于所述开孔内。

进一步的，所述第一区段具有垂直于厚度方向的第一表面及第二表面，所述柔性结构层覆盖于所述第一表面和第二表面中的至少一个。

进一步的，所述正极片包括第一集流体层及第一正极材料层，所述负极片包括第二集流体层及第一负极材料层，所述第一电连接部包括与所述第一集流体层同层设置的第三集流体层及与第一正极材料层同层设置的第二正极材料层，所述第二电连接部包括与所述第二集流体层同层设置第四集流体层及与第一负极材料层同层设置的第二负极材料层，所述第二区段配置为存储电能。

进一步的，所述电芯包括层叠设置的多个子单元及位于相邻的两个子单元之间的介质层，所述介质层配置为使位于介质层相反两侧的子单元能够相对所述介质层滑动。

进一步的，所述第二区段具有与相邻的第一区段相连的弧形轮廓。

进一步的，所述第二区段包括沿远离所述第一区段设置的多个子区段，相邻的子区段之间的轮廓为弧形，多个所述子区段的刚度依次降低。

进一步的，所述第二区段自一个第一区段向相邻的另一第一区段延伸，且延伸方向为曲线。

进一步的，所述柔性电池的弯曲半径与所述第一区段的长度和第二区段的长度之比正相关；所述柔性电池的储能容量与所述第一区段的长度和第二区段的长度之比正相关。

本发明还提供一种柔性显示设备，所述柔性显示设备包括柔性显示面板及如前所述的柔性电池。

进一步的，所述柔性显示设备包括铰链，所述铰链包括多个支撑部及多个转动部，所述支撑部对所述柔性电池进行支撑，相邻的两个支撑部通过转动部可转动地连接；所述柔性电池位于所述柔性显示面板和所述铰链之间，或所述铰链位于所述柔性显示面板和柔性电池之间。

进一步的，所述柔性显示设备包括散热元件，所述散热元件包括正对所述第一区段的第一散热区及正对所述第二区段的第二散热区，所述第二散热区具有柔性且连接相邻的两个第一散热区。

进一步的，所述柔性显示设备包括第一收纳元件及第二收纳元件，所述第一收纳元件用于收纳柔性电池，所述第二收纳元件用于收纳柔性显示面板，所述柔性电池处于收纳状态时与所述柔性显示面板至少部分脱离。

进一步的，所述第一收纳元件及第二收纳元件为卷轴，所述柔性电池处于收纳状态时与所述柔性显示面板脱离。

进一步的，所述柔性显示设备包括第一粘结层，所述第一粘结层包括第一粘结面及第二粘结面，所述第一粘结面的剥离力大于第二粘结面的剥离力；所述第一粘结面与所述柔性显示面板接合，所述第二粘结面在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述柔性电池接合，在所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述柔性电池脱离；或所述第一粘结面用于与所述柔性电池接合，所述第二粘结面在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述柔性显示面板接合，在所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述柔性显示面板脱离。

进一步的，所述柔性显示设备包括第一粘结层及第二粘结层，所述第一粘结层包括第一粘结面及第二粘结面，所述第二粘结层包括第三粘结面及第四粘结面，所述第一粘结面的剥离力大于第二粘结面的剥离力，所述第三粘结面的剥离力大于第四粘结面的剥离力；所述第一粘结面与所述柔性显示面板接合，所述第三粘结面与所述柔性电池接合，所述第二粘结面在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述第四粘结面接合，在所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述第四粘结面脱离。

进一步的，所述柔性显示设备包括镀层，所述镀层设置于所述第二粘结面与所述第四粘结面之间。

本发明中，通过设置具有柔性的第二区段，使柔性电池能够实现弯曲变形；同时，由于第一区段通过第二区段实现电性连接而形成一个完整的电池，仅需简单的电池管理电路进行管理，电池的容量也更为稳定。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的柔性电池的俯视示意图。

图2是图1所示的柔性电池的侧视示意图。

图3是图2沿A-A线的剖视示意图。

图4是图2沿B-B线的剖视示意图。

图5是本发明第二实施方式的柔性电池的第一区段的剖视图，剖切线方向与图4的剖切线相同。

图6是图1所示的柔性电池的局部结构示意图，其中第二区段未发生弯曲变形。

图7是图1所示的柔性电池的局部结构示意图，其中第二区段发生弯曲变形。

图8是本发明第三实施方式的柔性电池的侧视示意图。

图9是本发明第四实施方式的柔性电池的侧视示意图。

图10是本发明第五至第八实施方式的柔性电池的侧视示意图。

图11是本发明第九实施方式的柔性电池的俯视示意图。

图12是图11沿C-C线的剖视示意图。

图13是本发明第十实施方式的柔性电池的侧视示意图。

图14是本发明第十一实施方式的柔性电池的俯视示意图。

图15是图14沿E-E线的剖视示意图。

图16是图15所示的第二区段的剖视示意图。

图17是本发明第十二实施方式的柔性电池的剖视示意图。

图18是本发明第十三实施方式的柔性电池的俯视示意图。

图19是本发明第十四实施方式的柔性电池的俯视示意图。

图20是本发明第十五实施方式的柔性电池的俯视示意图。

图21是图20所示柔性电池的侧视示意图。

图22是本发明第十六实施方式的柔性电池的侧视示意图。

图23是本发明第十七实施方式的柔性电池的俯视示意图。

图24是本发明第十八实施方式的柔性电池的俯视示意图。

图25是本发明第一实施方式的柔性显示设备的侧视示意图。

图26是本发明第二实施方式的柔性显示设备的侧视示意图。

图27是本发明第三实施方式的柔性显示设备的侧视示意图。

图28是本发明第四实施方式的柔性显示设备的侧视示意图。

图29是本发明第五实施方式的柔性显示设备的侧视示意图。

图30是本发明第六实施方式的柔性显示设备的侧视示意图。

图31是本发明第七实施方式的柔性显示设备的侧视示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明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。本发明说明书以及权利要求书中使用的“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。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并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，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本发明提供一种柔性电池，所述柔性电池包括多个第一区段和连接两个第一区段的所述第二区段，所述第一区段配置为存储电能，所述第二区段具有柔性；所述第一区段包括正极片及与所述正极片电绝缘的负极片，所述第二区段包括第一电连接部及与所述第一电连接部电绝缘的第二电连接部，所述第一电连接部电性连接两个第一区段的正极片，所述第二电连接部电性连接两个第一区段的负极片。通过设置具有柔性的第二区段，使柔性电池能够实现弯曲变形；同时，由于第一区段通过第二区段实现电性连接而形成一个完整的电池，仅需简单的电池管理电路进行管理，电池的容量也更为稳定。

请结合图1及图2，在第一实施方式中，柔性电池100包括电芯1，所述电芯1包括多个第一区段11及连接相邻两个第一区段11的第二区段12。所述第一区段11用于存储电能，刚度(通常以弹性模量E来衡量)较大，不易发生变形，柔性电池的电源管理电路(未图示)可设置于第一区段11；所述第二区段12刚度较小而具有柔性，从而使柔性电池整体能够发生弯曲变形或折叠变形。所述第二区段12和相邻的两个第一区段围成空间110，所述空间110为弯曲变形提供了缓冲空间并用于释放弯曲时产生的应力。多个第一区段11沿第一方向(图2中的水平方向)顺次排列，相邻的两个第一区段11之间均设置有一个第二区段12。第二区段12在第二方向(图2中的竖直方向)上的厚度小于第一区段11在第二方向上的厚度。沿第二方向，第二区段12顺次包括上端部、中间部位和下端部。其中，第二区段12连接在第一区段11的中间部位，第一区段11在第二方向上的上端部和下端部均不直接与第二区段12相连，所述空间110即设置在所述上端部和第二区段12的上表面之间、所述下端部和第二区段12的下表面之间。

本实施方式中，柔性电池为单电池，因而不应理解为多个独立的单电池通过柔性转接线(第二区段12)串联或并联形成的电池组。本实施方式中，第二区段12的数量为多个，用于连接相邻的两个第一区段11；在其他实施方式，第二区段的数量也可以是一个，第一区段的数量对应为两个。

本实施方式中，所述第二区段12的厚度较第一区段11小，从而使得它们的连接处形成空间110、使得第二区段12具有柔性容易变形，例如第二区段12的厚度为第一区段11的厚度的1/3。容易理解的是，第二区段12的厚度增加会导致结构刚度增大而柔性减小，而第二区段12的厚度减小会导致其柔性增大而结构刚度减弱，具体的厚度可根据实际需求进行选择，其中的一个较合适的厚度范围是：第二区段12厚度为第一区段11厚度的1/8到2/3。

请结合图3及图4，所述第一区段11包括正极片101、负极片102、使所述正极片101和负极片102电性绝缘的第一隔膜115及对正极片和负极片进行封装的第一封装部116，所述第二区段12包括第一电连接部103、第二电连接部104、使所述第一电连接部103和第二电连接部104保持电绝缘的第二隔膜125及对第一电连接部103和第二电连接部104进行封装的第二封装部126。所述第一电连接部103电性连接两个第一区段11的正极片101，所述第二电连接部104电性连接两个第一区段11的负极片102，从而使多个第一区段及第二区段构成一个完整的单电池。相比于串联或并联的电池组，单电池的电池管理电路较为简单，同时单电池的容量也更为稳定。

所述正极片101包括第一集流体层111及第一正极材料层112，所述负极片102包括第二集流体层113及第一负极材料层114，所述第一电连接部103包括第三集流体层121，所述第二电连接部104包括第四集流体层123。由于第二区段12比第一区段11少几个膜层(即第一正极材料层112及第一负极材料层114)，因此，第二区段12的厚度较小。当然，柔性电池还包括位于第一区段11内的电解液，图中未进行显示，电解液能够通过所述第一隔膜115及第二隔膜125。

本实施方式中，第一集流体层111和第三集流体层121一体相连，两者的材料相同(例如为铜箔)，以方便两者同步制作或提供；第二集流体层113和第四集流体层123一体相连，两者的材料相同(例如为铝箔)，以方便两者同步制作或提供；第一隔膜115和第二隔膜125一体相连，两者的材料相同(例如为聚烯烃)，以方便两者同步制作或提供。当然，在其他实施方式中，集流体层或隔膜也可分开设置。可选的，在第一集流体层111涂覆第一正极材料层112而形成正极片，在第二集流体层113涂覆第一负极材料层114而形成负极片102。第一正极材料层112的材料包括正极活性物质，正极活性物质例如为LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4中一种或多种；第一负极材料层114的材料包括负极活性物质，负极活性物质例如为锂金属和锂合金中的一种或多种。所述第一封装部116和第二封装部126实际为电池的封装层，例如为铝塑膜或其他薄膜封装层。该封装层具有一定的柔性，可实现一定程度的形变。

请结合图5，在第二实施方式中，与图3所示结构不同的是，第一区段11可包括多个单元10，每个单元包括正极片101、负极片102及第一隔膜115。可选的，相邻的单元之间可以共用部分膜层，例如图5中的第一集流体层111，从而有利于减小第一区段11的厚度，降低柔性电池的尺寸，同时也有利于降低成本。

在其他实施方式中，第一区段11和第二区段12的厚度不同也可以通过卷绕圈数的不同来实现，例如卷绕圈数较多的区域为第一区段11，卷绕圈数较少的区域为第二区段。此时，第二区段12也用于存储电能，但储能容量低于第一区段。

请结合图6及图7，其中W为第一区段11的长度(长度方向为柔性电池处于展开状态时第一区段和第二区段的排列方向，其垂直于弯曲半径)，t1为第一区段11的厚度(可理解为指向弯曲中心的方向上的尺寸)，D为第二区段12的长度，t2为第二区段12的厚度，R为第二区段12的弯曲半径，K为第一区段11和第二区段12的长度之和，即K＝W+D。本实施方式中，t1的取值为不小于1mm且不大于20mm，t2的取值为不小于0.03mm～且不大于2mm。若t1的取值过小会影响柔性电池的容量，t1取值过大则会影响柔性电池的曲率半径；t2的取值过小会导致第二区段的结构强度小，多次弯曲后可能会损坏，t2的取值过大则会影响柔性电池的弯曲性能。

柔性电池的弯曲半径R可通过其他参数(例如第一区段11的长度W、厚度t1及第二区段12的长度D、厚度t2)来确定。容易理解的是，R>0.5*t1，否则无法实现弯曲；此外，当第一区段11的长度W越大，第二区段的长度D越小时，第一区段11和弯曲的第二区段12所组成曲线的曲率越小，对应的弯曲半径R的值也就越大，亦即R与W/D正相关，由于第一区段11主要用于存储电量，因而柔性电池的储能容量也与W/D正相关。本实施方式中，K＝10mm(误差小于正负0.5mm)，对应的，柔性电池的弯曲半径R大于3mm。实际中，可根据需求增大或减小K的值，例如当柔性电池用于柔性手机时，可减小K的值，当柔性电池用于柔性显示器时，则可以适当增大K的值。容易理解的是，由于改变第一区段的长度W、厚度t1及第二区段的长度D、厚度t2等数值，柔性电池的储能容量也相应发生了变化，因此可基于柔性电池的储能要求、对弯曲半径R的要求来设计各部分结构的尺寸。

请结合图8，在第三实施方式中，所述柔性电池12还包括柔性结构层2，所述柔性结构层2设置于所述空间110内，起到吸能、缓冲的作用，进一步改善弯曲性能。所述电芯1包括垂直于厚度方向的第一表面117和第二表面118，所述第一表面117及第二表面118形成于所述第一区段11，所述柔性结构层2的外轮廓与所述第一表面117或第二表面118平齐，从而保证柔性电池与其他元件(例如柔性显示面板)的接触面较为平整，有利于提高组装精度。

所述柔性结构层2的材料可选择发泡高分子材料，例如发泡PP(聚丙烯)、发泡PE(聚乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)等；柔性结构层的材料也可以是橡胶类材料，例如丁苯橡胶、全氟橡胶、硅胶等，还可以是其他可固化的有机材料。柔性结构层2的弹性变形可以反复吸收和分散电池弯曲时所生的应力，避免第二区段12在弯曲时所产生不能恢复的死折，以提高柔性电池弯曲疲劳寿命。柔性结构层2可通过印刷、涂布或模具填充等方式成型后固化形成。可选的，柔性结构层2还配置为导出柔性电池充电或放电时产生的热量，因此柔性结构层2也可选择有一定导热能力的绝缘材料(例如上述PP材料)，由于多数塑料导热性不强，因而可在材料中添加少量导热填料，但基本不会影响原材料的特性。可选的，柔性结构层2还可配置为隔热层，例如选用PE材料，当柔性电池用于柔性手机时，柔性结构层2可避免电池产生的热量直接传导至用户的手。

请结合图9，在第四实施方式中，所述柔性结构层2覆盖于所述第一表面117和第二表面118，柔性结构层2可以缓解局部断差、开孔设计或其他工艺造成的应力应变集中，降低局部损坏的风险。当然，柔性结构层2也可以仅第一表面117和第二表面118中的一个。

请结合图10，在第五至第八实施方式中，第二区段12的位置或形状还可做其他变形。如图10a及10b所示，所述第二区段12在厚度方向上的一个端部与第一区段11在厚度方向上的一个端部重合；如图10c及10d所示，空间110的截面形状为梯形、三角形，不同于前述实施方式(图2、图10a、10b)的矩形。需要注意的是，虽然图10c和10d中第二区段12边缘(与第一区段11连接处)的厚度与第一区段11相等，但整体上第二区段12仍具有一定柔性，即只要保证第二区段12的平均厚度小于第一区段的平均厚度。类似于前述实施方式，所述空间内也可以填充前述柔性结构层。可选的，柔性结构层也可以覆盖于所述第一表面117和第二表面118中的至少一个。

请结合图11至图12，在第九实施方式中，第二区段12上设置有与空间110连通的开孔120，所述开孔120可以是半孔(一侧开孔)，也可以是通孔(两侧开孔)。设置开孔120可使第二区段12在弯曲时的应力得到进一步释放，从而在更大程度上增大第二区段12的柔性。

请结合图13，在第十实施方式中，也可以在第二区段12设置多个开孔120，即可使第二区段12具有柔性。第二区段12未设置开孔的区域的厚度与第一区段11的厚度相同，也可以用于储存电能，有利于提高柔性电池的容量。所述第二区段12设置开孔的区域的剖视图如图3所示，第二区段12未设置开孔的区域的剖视图如图4或图5所示。可以理解的是，第二区段12未设置开孔的区域的厚度与第一区段11的厚度相同，但开孔区域的厚度必然小于第一区段11的厚度(开孔区域的厚度甚至为0)，因此第二区段12的平均厚度小于第一区段11的厚度。

请结合图14及图15，在第十一实施方式中，所述柔性电池包括多个第一区段11及多个第二区段12，所述第二区段12连接相邻的两个第一区段11，所述第二区段设有多个开孔120，第一区段11应理解为相邻的两个开孔120之间的区域，其他区域可视为第二区段12。所述开孔120可以是半孔，也可以是通孔，本实施方式中开孔120为通孔，相邻的第二区段12的开孔120呈平行设置；优选的，为了使柔性电池弯曲时所受的应力更为分散，相邻的第二区段12的开孔120呈平行且错位设置。

所述第一区段11的结构与第一实施方式相同，具体可参照图3。请结合图16，所述第二区段12包括第一电连接部103、第二电连接部104及第二隔膜125，所述第一电连接部103包括与所述第一集流体层111同层设置(可以理解为在同一工艺中形成)的第三集流体层121及与第一正极材料层112同层设置的第二正极材料层122，所述第二电连接部104包括与所述第二集流体层113同层设置第四集流体层123及与第一负极材料层114同层设置的第二负极材料层124。所述第一隔膜115与第二隔膜125同层设置而构成隔膜，所述第一封装部116与第二封装部126同层设置而共同构成封装层。换言之，第一电连接部103可视为正极片，第二电连接部104可视为负极片，两者在实现两个第一区段电性连接的同时，也能存储一部分电量，亦即所述第二区段12也可用于存储电能。本实施方式中，所述开孔120贯穿了电芯1及封装层2，在电池成型之后再成型贯穿的开孔120。在其他实施方式中，也可以仅在正极片、负极片及隔膜上开孔，而封装层不开孔。

请结合图17，在第十二实施方式中，相比于第十一实施方式，所述柔性电池还包括柔性结构层2，所述柔性结构层2设置于所述开孔120内。类似于前述实施方式，柔性结构层2可选择发泡高分子材料或橡胶类材料，柔性结构层2的弹性变形可以反复吸收和分散电池弯曲时所生的应力，避免第二区段12在弯曲时产生不能恢复的死折，以提高柔性电池弯曲疲劳寿命。同样类似前述实施方式，柔性结构层2还可以覆盖于第一表面117和第二表面118中的至少一个。若同时存在空间110和开孔120，柔性结构层2可填充于空间110和开孔120内。

请结合图18，在第十三实施方式中，柔性电池包括多个第一区段11及多个第二区段12，所述第二区段12连接相邻的两个第一区段11，所述第二区段12设有多个开孔120，第一区段11可理解为相邻的四个第一开孔120之间所围成的区域(如图18中虚线所示)，第二区段12则是第一区段11之外的部分。与前述实施方式不同的是，相邻的第二区段12的开孔120呈垂直设置，因而在垂直的两个方向上释放柔性电池所受应力，使柔性电池在垂直的两个方向上都能进行弯曲或折叠，有利于实现柔性显示设备的在垂直的两个方向上的折叠或弯曲。

请结合图19，在第十四实施方式中，本实施方式的柔性电池包括多个第一区段11及多个第二区段12，所述第二区段12连接相邻的两个第一区段11，所述第二区段12具有与相邻第一区段11相连的弧形轮廓，弧形轮廓相比于平直的轮廓，有利于进一步降低第二区段12的局部应力集中情况，提高可靠度；该区域若进行图案化，对应的开孔也应对应弧形进行设计。所述第二区段12包括沿远离所述第一区段11的方向设置的多个子区段，即第一子区段127、第二子区段128及第三子区段129，相邻的子区段之间的轮廓为弧形。其中第三子区段129距离第二区段12的中心线最近，相应的，第二区段12在弯曲时，第一子区段127、第二子区段128、第三子区段129的形变量依次增大。所述第一子区段127、第二子区段128及第三子区段129的刚度依次降低，使得弯曲时变形越大的区域刚度越小，有利于使柔性电池更容易实现弯曲变形。子区段的刚度的改变可通过调整开孔密度、开孔大小等方式来实现。在其他实施方式中，子区段的数量也可以根据需要增加或减少。

请结合图20及图21，在第十五实施方式中，柔性电池包括多个第一区段11及多个第二区段12，所述第二区段12连接相邻的两个第一区段11，所述第二区段12自一个第一区段11向相邻的另一第一区段11延伸，且延伸方向为曲线，从而使得第二区段12具有预变形结构，预变形的方向与弯曲变形的方向一致，从而进一步降低第二区段12在弯曲时所受的应力。本实施方式中，所述曲线为正弦曲线，即在第二区段12的厚度方向上形成起伏结构，有利于增大柔性电池的可变形量。

请结合图22，在第十六实施方式中，相比于图20所示的结构，柔性电池还包括柔性结构层2，所述柔性结构层2填充于空间和/或开孔内且覆盖于第一区段11及第二区段12的上、下表面。在其他实施方式中，所述柔性结构层2可以仅填充于空间内或仅覆盖于第一区段11及第二区段12的一侧表面。在一些实施方式中，所述柔性结构层2可以仅填充于空间110A(标号参照图21)中，而不填充空间110B(标号参照图21)，较少的填充物允许第二区段12实现更大的弯曲角度。

请结合图23，在第十七实施方式中，本实施方式的柔性电池结合了图19及图20、21的第二区段12的结构，即本实施方式的第二区段12包括弧形轮廓的同时沿曲线延伸，从而进一步降低第二区段发生弯曲变形的应力，改善弯曲性能。

请结合图24，在第十八实施方式中，在前述实施方式的基础上，所述第二区段12包括层叠设置的多个子单元12A及位于相邻的两个子单元之间的介质层13，子单元12A相当于或类似于前面实施方式中的第二区段12。可选的，子单元12A包括第一电连接部103、第二电连接部104、使所述第一电连接部103和第二电连接部104保持电绝缘的第二隔膜125及对第一电连接部103和第二电连接部104进行封装的第二封装部126，具体结构如图4所示。所述介质层13配置为使位于介质层13相反两侧的子单元12A能够相对所述介质层13滑动，从而使得第二区段的弯曲性能得到进一步提升。本实施方式中，仅需设置一个介质层即能进一步增大柔性电池的弯曲性能；在其他实施方式中，也可设置多个介质层。可选的，介质层13采用低摩擦系数的材料制作，例如PTFE(聚四氟乙烯)。由于封装层(即第一封装部及第二封装部)具有柔性，因而可以提供一定的层间错动的变形余量。需要注意的是，介质层13两侧的子单元12A不能共用膜层。

在其他实施方式中，电芯可以只包括第一区段，第一区段包括层叠设置的多个另一子单元，另一子单元包括正极片101、负极片102、使所述正极片101和负极片102电性绝缘的第一隔膜115及对正极片和负极片进行封装的第一封装部116，具体结构如图3所示。相邻两个另一子单元之间可设置介质层，同样可使柔性电池具有良好的弯曲性能。

另一方面，本发明还提供一种柔性显示设备，例如为柔性手机、柔性显示器、柔性穿戴装置(例如柔性智能手表)等。请结合图25，在第一实施方式中，所述柔性显示设备包括柔性显示面板200及前述任一实施方式所述的柔性电池100，所述柔性电池100设置于柔性显示面板200的非显示侧(使用中远离用户的一侧)。通常来说，柔性电池的可弯曲部分的面积大于等于柔性显示面板可卷曲区域的面积，以在弯曲时提供一定的余量。所述柔性电池100和柔性显示面板200之间可通过柔性胶进行连接。可选的，柔性胶采用区域化方式设计，例如为多个平行于折叠轴的长条形胶固定，相比于一体式的结构，更加有利于第二区段12的局部应变释放。当然，柔性显示设备还可以包括其他元器件，例如柔性主板、处理装置、存储装置、通讯装置等，只要这些元件的结构及安装位置不影响柔性电池和柔性显示面板的弯曲即可，具体结构不再赘述。当然，柔性显示设备还可以选择全固态柔性电池代替上述柔性电池。

可选的，柔性显示设备还包括铰链300，所述柔性电池100位于所述柔性显示面板200和所述铰链300之间，柔性电池100和柔性显示面板200可通过柔性胶进行接合。所述铰链300包括多个支撑部301及多个转动部302，所述支撑部301对所述柔性电池100进行支撑，相邻的两个支撑部301通过转动部302可转动地连接，从而使铰链300在对柔性电池进行支撑的同时，允许柔性电池弯曲或折叠。请结合图26，在第二实施方式中，所述铰链300位于所述柔性显示面板200和柔性电池100之间，铰链300的结构则与图25所示的结构相同。

请结合图27，在第三实施方式中，柔性显示设备包括柔性电池100、柔性显示面板200及散热元件400，所述散热元件400设置于所述柔性电池100、柔性显示面板200之间，用于导出柔性电池100和柔性显示面板200产生的热量。所述柔性电池100包括电芯1及柔性结构层2，所述电芯1包括多个第一区段11及第二区段12，第二区段12具有柔性且连接两个第一区段11，所述柔性结构层2位于所述电芯和所述散热元件400之间，所述柔性结构层2可以吸收和分散柔性电池弯曲时所生的应力，对弯曲部分提供支撑力，还用于提供较为平整的结合面，且可将柔性电池充放电产生的热量向散热元件400传递。也就是说，柔性结构层可实现前述的柔性胶的功能。

可选的，所述散热元件400采用导热性较好的金属制成，例如铜、铝或其合金等，散热元件400包括正对所述第一区段11的第一散热区401及正对所述第二区段12的第二散热区402，所述第二散热区402具有柔性且连接相邻的两个第一散热区401，所述第二散热区402因设有多个开口4021从而具有良好的柔性变形能力，从而使得散热元件400可以与柔性电池100及柔性显示面板200同步发生弯曲变形，使得第一散热区401始终与柔性电池100、柔性显示面板200贴靠，保证良好的散热性。在其他实施方式中，也可以通过减薄第二散热区的厚度来实现第二散热区的柔性，或者用半孔代替开口4021。

请结合图28，在第四实施方式中，本实施方式的柔性显示设备包括柔性电池100、柔性显示面板200、第一收纳元件500及第二收纳元件600，所述第一收纳元件500用于收纳柔性电池100，所述第二收纳元件用于收纳柔性显示面板600及其他元件，所述柔性电池100处于收纳状态时与所述柔性显示面板200部分脱离，在某些实施方式中，两者也可完全脱离。通过设置第一收纳元件500及第二收纳元件600，可使柔性电池100和柔性显示面板200可以分开收纳，有利于降低柔性电池和柔性显示面板的总厚度；同时，分开收纳也可避免柔性电池100和柔性显示面板200一起变形时变形量过大，难以恢复到展开状态。展开后柔性电池100在与柔性显示面板背面(非显示面)结合，能起到背部支撑的作用，有利于提高柔性显示面板200的支撑性、平整性及抗挤压、抗冲击能力。此外，也无需在主机(可理解为柔性显示面板与除柔性电池之外的元件所组成的整体)上单独分配电池收纳空间，有利于柔性显示设备的轻薄化设计。

柔性电池100与柔性显示面板200相配接的表面上可分别设置接触端子，用以实现电连接，为保证对位精度，可设置磁铁进行定位，以保证柔性显示设备处于展开状态时，柔性电池100与柔性显示面板200可以实现稳定的电性连接。

本实施方式中，第一收纳元件500及第二收纳元件600为卷轴，柔性电池100的一端固定于第一收纳元件500，从而能够被第一收纳元件500卷绕；柔性显示面板200的一端固定于第二收纳元件600，从而能够被第二收纳元件600卷绕。柔性电池100和柔性显示面板200处于收纳状态时脱离。若仅设置一个收纳元件，收纳元件的半径则需设计得较大，以同时卷绕柔性电池100和柔性显示面板200，不利于节约空间。在其他实施方式中，柔性电池也可以在多次折叠后进行收纳。

请结合图29，在第五实施方式中，柔性显示设备包括柔性电池100、柔性显示面板200及第一粘结层700，所述第一粘结层700包括第一粘结面701及第二粘结面702，所述第一粘结面701的剥离力大于第二粘结面702的剥离力(粘贴在一起的材料从接触面进行单位宽度剥离时所需要的最大力)，本实施方式中，第一粘结面701的剥离力大于550gf/inch，第二粘结面702的剥离力小于200gf/inch。所述第一粘结面701与所述柔性电池100接合，所述第二粘结面702在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述柔性显示面板200接合，在所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述柔性显示面板200脱离。所述第一粘接层700可通过化学键结合力与上下界面接合，也可以通过氢键、分子间作用力、大气压力、静电力等其他结合力形式与上下界面接合。所述第一粘结层700材料可以是各种高分子胶层，如亚克力系、环氧系、硅胶系粘结剂；也可以是其他低粘结合膜层，如橡胶、硅胶等；还可以是硅氧烷镀层、表面活性剂涂层。可选的，第一粘结面701及第二粘结面702的剥离力可以通过不同黏度的材料来实现，第一粘结面701与上层界面的分子间作用力较大，第二粘结面702与下层界面的分子间作用力较小。

请结合图30，在第六实施方式中，相对于图29的实施方式，柔性显示设备还包括第二粘结层800，所述第二粘结层800包括第三粘结面801及第四粘结面802，所述第三粘结面801的剥离力大于第四粘结面802的剥离力；所述第一粘结面701与所述柔性电池100结合，所述第三粘结面801与所述柔性显示面板200接合，所述第二粘结面702在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述第四粘结面802接合，在所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述第四粘结面802脱离。可选的，第三粘结面801的剥离力大于550gf/inch，第四粘结面802的剥离力小于200gf/inch。

在其他实施方式中，第一粘结面还可用于与所述柔性电池接合，第二粘结面在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述柔性显示面板接合，所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述柔性显示面板脱离。

请结合图31，在第七实施方式中，相比于图30所示的实施方式，柔性显示设备包括镀层900，所述镀层900设置于所述第二粘结面702与所述第四粘结面802之间，镀层900可调节第二粘结面702与所述第四粘结面802之间的结合力。镀层的上下表面分别用于与第二粘结面702及所述第四粘结面802接合。第二粘结面702和第四粘结面802的结合力，由镀层900的上表面与第二粘结面702的作用力及镀层900的下表面与第四粘结面802的作用力来决定，即实现对第二粘结面702与所述第四粘结面802之间的结合力的调节。可选的，第二粘结面702与所述第四粘结面802的剥离力有所差异，以使柔性显示设备在折叠时与剥离力较小的表面脱离。

容易理解的是，若设置粘接层及镀层等结构，需开设通孔以允许柔性电池的接触端子与柔性显示面板的接触端子接触，从而为柔性显示面板供电。

本发明中，通过设置具有柔性的第二区段，使柔性电池能够实现弯曲变形；同时，由于第一区段通过第二区段实现电性连接而形成一个完整的电池，仅需简单的电池管理系统进行管理，电池的容量也更为稳定。

强调一点，只要不明显冲突，以上各实施方式之间可相互组合。比如，不同实施方式中实现某一相同或类似功能的不同元件可相互替换，或者作进一步地叠加，以加强该功能。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施方式揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (21)

1.一种柔性电池，其特征在于，所述柔性电池包括多个第一区段和连接两个第一区段的第二区段，所述第一区段配置为存储电能，所述第二区段具有柔性；

所述第一区段包括正极片及与所述正极片电绝缘的负极片；所述第二区段包括层叠设置的多个子单元及位于相邻的两个子单元之间的介质层，所述介质层配置为使位于介质层相反两侧的两个子单元能够相对所述介质层滑动；所述子单元包括第一电连接部及与所述第一电连接部电绝缘的第二电连接部，所述第一电连接部电性连接两个第一区段的正极片，所述第二电连接部电性连接两个第一区段的负极片。

2.根据权利要求1所述的柔性电池，其特征在于，所述第二区段的平均厚度小于所述第一区段的平均厚度。

3.根据权利要求2所述的柔性电池，其特征在于，所述柔性电池包括柔性结构层，所述第二区段和相邻的两个第一区段围成空间，所述柔性结构层至少部分位于所述空间内。

4.根据权利要求2所述的柔性电池，其特征在于，所述正极片包括第一集流体层及第一正极材料层，所述负极片包括第二集流体层及第一负极材料层，所述第一电连接部包括与第一集流体层相连的第三集流体层，所述第二电连接部包括与第二集流体层相连的第四集流体层。

5.根据权利要求1所述的柔性电池，其特征在于，所述第二区段设有开孔，所述开孔为半孔和/或通孔。

6.根据权利要求5所述的柔性电池，其特征在于，相邻的两个所述第二区段的开孔错位设置，或相邻的两个所述第二区段的开孔的延伸方向垂直。

7.根据权利要求5所述的柔性电池，其特征在于，所述柔性电池包括柔性结构层，所述柔性结构层至少部分位于所述开孔内。

8.根据权利要求7所述的柔性电池，其特征在于，所述第一区段具有垂直于厚度方向的第一表面及第二表面，所述柔性结构层覆盖于所述第一表面和第二表面中的至少一个。

9.根据权利要求5所述的柔性电池，其特征在于，所述正极片包括第一集流体层及第一正极材料层，所述负极片包括第二集流体层及第一负极材料层，所述第一电连接部包括与所述第一集流体层同层设置的第三集流体层及与第一正极材料层同层设置的第二正极材料层，所述第二电连接部包括与所述第二集流体层同层设置的第四集流体层及与第一负极材料层同层设置的第二负极材料层，所述第二区段配置为存储电能。

10.根据权利要求1所述的柔性电池，其特征在于，所述第二区段具有与相邻的第一区段相连的弧形轮廓。

11.根据权利要求1或10所述的柔性电池，其特征在于，所述第二区段包括沿远离所述第一区段顺次设置的多个子区段，相邻的子区段之间的轮廓为弧形，多个所述子区段的刚度依次降低。

12.根据权利要求1所述的柔性电池，其特征在于，所述第二区段自一个第一区段向相邻的另一第一区段延伸，且延伸方向为曲线。

13.根据权利要求1所述的柔性电池，其特征在于，所述柔性电池的弯曲半径与所述第一区段的长度和第二区段的长度之比正相关，所述柔性电池的储能容量与所述第一区段的长度和第二区段的长度之比正相关；

所述长度方向为所述柔性电池处于展开状态时第一区段和第二区段排列的方向。

14.一种柔性显示设备，其特征在于，所述柔性显示设备包括柔性显示面板及如权利要求1-13中任一项所述的柔性电池。

15.根据权利要求14所述的柔性显示设备，其特征在于，所述柔性显示设备包括铰链，所述铰链包括多个支撑部及多个转动部，所述支撑部对所述柔性电池进行支撑，相邻的两个支撑部通过转动部可转动地连接；

所述柔性电池位于所述柔性显示面板和所述铰链之间，或所述铰链位于所述柔性显示面板和柔性电池之间。

16.根据权利要求14所述的柔性显示设备，其特征在于，所述柔性显示设备包括散热元件，所述散热元件包括正对所述第一区段的第一散热区及正对所述第二区段的第二散热区，所述第二散热区具有柔性且连接相邻的两个第一散热区。

17.根据权利要求14所述的柔性显示设备，其特征在于，所述柔性显示设备包括第一收纳元件及第二收纳元件，所述第一收纳元件用于收纳柔性电池，所述第二收纳元件用于收纳柔性显示面板，所述柔性电池处于收纳状态时与所述柔性显示面板至少部分脱离。

18.根据权利要求17所述的柔性显示设备，其特征在于，所述第一收纳元件及第二收纳元件为卷轴，所述柔性电池处于收纳状态时与所述柔性显示面板脱离。

19.根据权利要求18所述的柔性显示设备，其特征在于，所述柔性显示设备包括第一粘结层，所述第一粘结层包括第一粘结面及第二粘结面，所述第一粘结面的剥离力大于第二粘结面的剥离力；

所述第一粘结面与所述柔性显示面板接合，所述第二粘结面在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述柔性电池接合，在所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述柔性电池脱离；或所述第一粘结面用于与所述柔性电池接合，所述第二粘结面在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述柔性显示面板接合，在所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述柔性显示面板脱离。

20.根据权利要求18所述的柔性显示设备，其特征在于，所述柔性显示设备包括第一粘结层及第二粘结层，所述第一粘结层包括第一粘结面及第二粘结面，所述第二粘结层包括第三粘结面及第四粘结面，所述第一粘结面的剥离力大于第二粘结面的剥离力，所述第三粘结面的剥离力大于第四粘结面的剥离力；

所述第一粘结面与所述柔性显示面板接合，所述第三粘结面与所述柔性电池接合，所述第二粘结面在所述柔性显示设备处于展开状态时与所述第四粘结面接合，在所述柔性显示设备处于弯曲状态时与所述第四粘结面脱离。

21.根据权利要求20所述的柔性显示设备，其特征在于，所述柔性显示设备包括镀层，所述镀层设置于所述第二粘结面与所述第四粘结面之间。

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