CN111755658B - 一种新型薄膜电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型薄膜电池，包括柔性基底、拓展极耳、集电极层及电解液封装件；所述拓展极耳为设置于所述柔性基底的第一表面的金属箔层，所述柔性基底为绝缘基底；所述集电极层为导电材料粉末与粘结剂混合而成的浆料导电层；所述电解液封装件包括电解液容纳包与封装条；所述集电极层穿过所述封装条与所述电解液容纳包内的电解液接触；所述拓展极耳与所述电解液封装件通过所述集电极层实现电连接。本发明中提升了所述新型薄膜电池的化学稳定性，再通过身为金属箔层的拓展极耳与外部用电器相连，金属薄层因本身优异的机械性能与延展性能适应连接处的反复弯折，实现了在反复弯折的使用场景下保证其工作稳定性，降低生产成本的目的。

Description

一种新型薄膜电池
技术领域
本发明涉及薄膜电池领域，特别是涉及一种新型薄膜电池。
背景技术
随着技术的发展，在越来越多的场合，传统的软包电池与薄膜固态电池变得越来越不适用，而印刷薄膜电池则越来越多地被推到前台，广受业内人士的青睐。
印刷薄膜电池相比与传统层数软包电池和薄膜固态电池，有着柔性好，电池容量高和成本低的优势。，而现有技术中，印刷薄膜电池通常有两种方法与外部用电器相连接，一是通过金属电极连接电解液封装件与外部用电器，二是通过浆料层连接电解液封装件与外部用电器，对于金属电极，由于要与电解液接触，为避免与所述电解液反应，金属电极能选择的材料十分有限，影响电池生产成本；对于浆料层连接的电池，由于印刷过程浆料粘度和丝网孔径的要求，导电材料往往先撵磨成粉末再分散在粘结剂中，形成导电材料，印刷后再烘干，形成电极，而由于柔性电池的弯折和拉伸需要，如果将印刷制备的电极直接连接在外部用电器上，反复弯折与摩擦损伤不可避免，因此会使得印刷电极掉粉，在接触点形成较大电阻，或直接断路，进而影响柔性电池的使用。
因此，如何在柔性电池反复弯折的使用场景下保证其工作稳定性，并拓宽电极材料选择，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型薄膜电池，以解决现有技术中薄膜电池间的金属电极稳定性差，材料选择面窄的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种新型薄膜电池，包括柔性基底、拓展极耳、集电极层及电解液封装件；
所述拓展极耳为设置于所述柔性基底的第一表面的金属箔层，所述柔性基底为绝缘基底；
所述集电极层为导电材料粉末与粘结剂混合而成的浆料导电层；
所述电解液封装件包括电解液容纳包与封装条；
所述集电极层穿过所述封装条与所述电解液容纳包内的电解液接触；
所述拓展极耳与所述电解液封装件通过所述集电极层实现电连接。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述新型薄膜电池还包括背面极耳；
所述背面极耳为设置于所述柔性基底的第二表面的金属箔层；
所述背面极耳与所述拓展极耳电连接。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述拓展极耳与所述背面极耳之间通过超声焊接或冲孔铆接的方式穿过所述柔性基底实现电连接。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述拓展极耳与所述背面极耳在所述柔性基底上的投影的位置重合。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述柔性基底为柔性层压板；
所述柔性层压板由上至下依次包括层叠设置的上方绝缘层、金属导电层及下方绝缘层；
所述上方绝缘层和/或所述下方绝缘层具有窗口，通过所述窗口裸露出的所述金属导电层作为所述新型薄膜电池的拓展极耳。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述拓展极耳通过蒸镀或者复合金属箔再刻蚀设置于所述柔性基底的第一表面。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述拓展极耳为铜箔、铝箔或铁箔中至少一种。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述拓展极耳的厚度的范围为5微米至50微米，包括端点值。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述柔性基底的厚度范围为20微米至200微米，包括端点值。
可选地，在所述的新型薄膜电池中，所述新型薄膜电池为三明治结构电池。
本发明所提供的新型薄膜电池，包括柔性基底、拓展极耳、集电极层及电解液封装件；所述拓展极耳为设置于所述柔性基底的第一表面的金属箔层，所述柔性基底为绝缘基底；所述集电极层为导电材料粉末与粘结剂混合而成的浆料导电层；所述电解液封装件包括电解液容纳包与封装条；所述集电极层穿过所述封装条与所述电解液容纳包内的电解液接触；所述拓展极耳与所述电解液封装件通过所述集电极层实现电连接。本发明中通过由化学性质较稳定的集电极与所述电解液封装件直接接触，提升了所述新型薄膜电池的化学稳定性，再通过身为金属箔层的拓展极耳与外部用电器相连，金属薄层因本身优异的机械性能与延展性能适应连接处的反复弯折，同时，由于不再与所述电解液封装件相接触，金属箔层的材料选择也得到拓展，实现了在反复弯折的使用场景下保证其工作稳定性，并拓宽电极材料选择，降低生产成本的目的。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的新型薄膜电池的一种具体实施方式的结构示意图；
图2至图5为本发明提供的新型薄膜电池的拓展极耳与集电极层的两种连接方式的结构示意图；
图6为本发明提供的新型薄膜电池的另一种具体实施方式的结构示意图；
图7至图8为本发明提供的新型薄膜电池的又一种具体实施方式的极耳的连接示意图；
图9至图10为本发明提供的新型薄膜电池可与外部用电器连接的区域示意图；
图11至图12为本发明提供的新型薄膜电池还一种具体实施方式的柔性基底结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种新型薄膜电池，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括柔性基底100、拓展极耳200、集电极层300及电解液封装件；
所述拓展极耳200为设置于所述柔性基底100的第一表面的金属箔层，所述柔性基底100为绝缘基底；
所述集电极层300为导电材料粉末与粘结剂混合而成的浆料导电层；
所述电解液封装件包括电解液容纳包410与封装条420；
所述集电极层200穿过所述封装条410与所述电解液容纳包420内的电解液接触；
所述拓展极耳200与所述电解液封装件通过所述集电极层300实现电连接。
具体地，所述拓展极耳200通过蒸镀或者复合金属箔再刻蚀设置于所述柔性基底100的第一表面，上述两种方法技术成熟，即良品率高且成本低廉，当然也可采用其它方法。
而所述拓展极耳200与所述集电极层300有两种接触设置的方法，一种是所述集电极层300部分覆盖所述拓展极耳200，如图2与图3所示，另一种是所述集电极层300完全覆盖所述拓展极耳200，如图4与图5所示。
另外，所述拓展极耳200为铜箔、铝箔或铁箔中至少一种，由于不再需要与电解液直接接触，所述拓展极耳200的材料选择范围得以扩大。
所述拓展极耳200的厚度的范围为5微米至50微米，包括端点值，如5.0微米、20.3微米或50.0微米中任一个；所述柔性基底100的厚度范围为20微米至200微米，包括端点值，如20.0微米、132.0微米或200.0微米中任一个。上述的厚度范围既保证了所述拓展极耳200有良好的弯折性能以适应卷对卷印刷生产过程中以及连接电子产品后的拉伸与弯折，也使得所述拓展极耳200有足够的导电性能，此外，上述厚度范围的柔性基底100，有利于支持更多种类的链接方式。
作为一种优选实施方式，所述新型薄膜电池为三明治结构电池，如图6所示，所述三明治电池指两个所述拓展极耳200分别设置于两个不同的所述柔性基底100上，且两个所述柔性基底100上下包覆所述新型薄膜电池，其结构的爆炸示意图如图6所示。
本发明所提供的新型薄膜电池，包括柔性基底100、拓展极耳200、集电极层300及电解液封装件；所述拓展极耳200为设置于所述柔性基底100的第一表面的金属箔层，所述柔性基底100为绝缘基底；所述集电极层300为导电材料粉末与粘结剂混合而成的浆料导电层；所述电解液封装件包括电解液容纳包410与封装条420；所述集电极层200穿过所述封装条410与所述电解液容纳包420内的电解液接触；所述拓展极耳200与所述电解液封装件通过所述集电极层300实现电连接。本发明中通过由化学性质较稳定的集电极与所述电解液封装件直接接触，提升了所述新型薄膜电池的化学稳定性，再通过身为金属箔层的拓展极耳200与外部用电器相连，金属薄层因本身优异的机械性能与延展性能适应连接处的反复弯折，同时，由于不再与所述电解液封装件相接触，金属箔层的材料选择也得到拓展，实现了在反复弯折的使用场景下保证其工作稳定性，并拓宽电极材料选择，降低生产成本的目的。
在具体实施方式一的基础上，进一步对所述新型薄膜电池做改进，得到具体实施方式二，其结构示意图如图7与图8所示，包括柔性基底100、拓展极耳200、集电极层300及电解液封装件；
所述拓展极耳200为设置于所述柔性基底100的第一表面的金属箔层，所述柔性基底100为绝缘基底；
所述集电极层300为导电材料粉末与粘结剂混合而成的浆料导电层；
所述电解液封装件包括电解液容纳包410与封装条420；
所述集电极层200穿过所述封装条410与所述电解液容纳包420内的电解液接触；
所述拓展极耳200与所述电解液封装件通过所述集电极层300实现电连接；
所述新型薄膜电池还包括背面极耳500；
所述背面极耳500为设置于所述柔性基底100的第二表面的金属箔层；
所述背面极耳500与所述拓展极耳200电连接。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式的新型薄膜电池增设了所述背面极耳500，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
本具体实施方式中为所述新型薄膜电池增设了所述背面极耳500，为方便所述集电极层300设置，一般是先在所述柔性基底100上设置所述金属箔层，即所述拓展极耳200，再在所述拓展极耳200表面设置所述集电极层300，实现所述集电极层300与所述拓展极耳200的电连接，具体可分为两种如具体实施方式一中的两种连接方式，即部分覆盖与全覆盖，但无论哪种覆盖方式，都没有留给所述拓展极耳200多少能用来与外部用电器连接的区域，而本具体实施方式，在所述柔性基底100的背面设置了与所述拓展极耳200电连接的背面极耳500，即除了利用所述拓展极耳200与外部用电器电连接，还可通过所述背面极耳500电连接，大大增加了所述新型薄膜电池的连接方式，增强了所述新型薄膜电池的泛用性。
图7与图8仅给出了电池的极耳与所述柔性基底100的连接方式，所述新型薄膜电池的其余结构与上述具体实施方式相同，因此未给出。图9与图10给出了增设所述背面极耳500后所述新型薄膜电池可与外部用电器电连接的区域，可以看出可用区域明显增大，能提供更多种电连接方式，当然，图中标注的“电极连接区域”并非实际结构，而是示意区域。
当然，所述背面极耳500的厚度范围可参考所述拓展极耳200的厚度范围，为5微米至50微米，包括端点值，如5.0微米、16.3微米或50.0微米中任一个。
更进一步地，所述拓展极耳200与所述背面极耳500之间通过超声焊接或冲孔铆接的方式穿过所述柔性基底100实现电连接，上述两种方式对所述柔性基底100破坏小，成本低。再进一步地，所述拓展极耳200与所述背面极耳500在所述柔性基底100上的投影的位置重合，更方便安排所述薄膜电池的连接位置，实现外部用电器上设置电池区域的统一设计，进一步增加泛用性。
在具体实施方式二的基础上，进一步对所述新型薄膜电池做改进，得到具体实施方式三，其结构示意图如图11及图12所示，包括柔性基底100、拓展极耳200、集电极层300及电解液封装件；
所述拓展极耳200为设置于所述柔性基底100的第一表面的金属箔层，所述柔性基底100为绝缘基底；
所述集电极层300为导电材料粉末与粘结剂混合而成的浆料导电层；
所述电解液封装件包括电解液容纳包410与封装条420；
所述集电极层200穿过所述封装条410与所述电解液容纳包420内的电解液接触；
所述拓展极耳200与所述电解液封装件通过所述集电极层300实现电连接；
所述新型薄膜电池还包括背面极耳500；
所述背面极耳500为设置于所述柔性基底100的第二表面的金属箔层；
所述背面极耳500与所述拓展极耳200电连接；
所述柔性基底100为柔性层压板；
所述柔性层压板由上至下依次包括层叠设置的上方绝缘层110、金属导电层120及下方绝缘层130；
所述上方绝缘层110和/或所述下方绝缘层130具有窗口，通过所述窗口裸露出的所述金属导电层120作为所述新型薄膜电池的拓展极耳200。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式的限定了所述新型薄膜电池的柔性基底100，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
图11与图12仅给出了电池的所述柔性基底100的结构示意图，所述新型薄膜电池的其余结构与上述具体实施方式相同，因此未给出。
本具体实施方式中限定了所述柔性层压板，所述柔性层压板为两层绝缘层中间夹一层金属导电层120组成，所述窗口指在所述上方绝缘层110与所述下方绝缘层130上的开口，从开口中可露出所述金属导电层120，其他元件可通过所述窗口与作为拓展极耳200的所述金属导电层120电连接。
所述上方绝缘层110和/或所述下方绝缘层130具有窗口指所述柔性层压板可以是单面开口露出所述金属导电层120，也可以是双面开口。
采用所述柔性层压板，不需要像前述情况中，在单层的所述柔性基底100前后两面和分别设置所述拓展极耳200与所述背面极耳500才能实现所述新型薄膜电池正反两面均可电连接的目的，简化了流程工艺，同时提高了所述新型薄膜电池的稳定性，增加了所述新型薄膜电池连接的多样性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的新型薄膜电池进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种新型薄膜电池，其特征在于，包括柔性基底、拓展极耳、集电极层及电解液封装件；
所述拓展极耳为设置于所述柔性基底的第一表面的金属箔层，用于与外部用电器相连，所述柔性基底为绝缘基底；
所述集电极层为导电材料粉末与粘结剂混合而成的浆料导电层；所述集电极层部分覆盖或完全覆盖所述拓展极耳；所述集电极层印刷设置于所述拓展极耳上；
所述电解液封装件包括电解液容纳包与封装条；
所述集电极层穿过所述封装条与所述电解液容纳包内的电解液接触；
所述拓展极耳与所述电解液封装件通过所述集电极层实现电连接，所述拓展极耳在所述柔性基底上的投影与所述电解液容纳包在所述柔性基底上的投影不接触；
所述拓展极耳的厚度的范围为5微米至50微米，包括端点值；
所述柔性基底的厚度范围为20微米至200微米，包括端点值。
2.如权利要求1所述的新型薄膜电池，其特征在于，所述新型薄膜电池还包括背面极耳；
所述背面极耳为设置于所述柔性基底的第二表面的金属箔层；
所述背面极耳与所述拓展极耳电连接。
3.如权利要求2所述的新型薄膜电池，其特征在于，所述拓展极耳与所述背面极耳之间通过超声焊接或冲孔铆接的方式穿过所述柔性基底实现电连接。
4.如权利要求2所述的新型薄膜电池，其特征在于，所述拓展极耳与所述背面极耳在所述柔性基底上的投影的位置重合。
5.如权利要求1所述的新型薄膜电池，其特征在于，所述柔性基底为柔性层压板；
所述柔性层压板由上至下依次包括层叠设置的上方绝缘层、金属导电层及下方绝缘层；
所述上方绝缘层和/或所述下方绝缘层具有窗口，通过所述窗口裸露出的所述金属导电层作为所述新型薄膜电池的拓展极耳。
6.如权利要求1所述的新型薄膜电池，其特征在于，所述拓展极耳通过蒸镀或者复合金属箔再刻蚀设置于所述柔性基底的第一表面。
7.如权利要求1所述的新型薄膜电池，其特征在于，所述拓展极耳为铜箔、铝箔或铁箔中至少一种。
8.如权利要求1至7任一项所述的新型薄膜电池，其特征在于，所述新型薄膜电池为三明治结构电池。
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