CN111969133A - 一种电池的制备方法及制得的电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池的制备方法，涉及电池技术领域，本发明包括以下步骤：(1)将正极活性材料涂覆在正极集流体上，将负极活性材料涂覆在负极集流体上，辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；(2)将卷芯或叠芯置于模具中，注入封装材料进行封装，注入电解质，待封装材料聚合后，制得电池。本发明还提供上述制备方法制得的电池及另一种电池的制备方法、制得的电池。本发明的有益效果在于：采用本发明中的制备方法，不仅可以使得电芯有很好的防水效果，还可以简化目前电池的制备工艺提高生产效率。解决卷芯或者叠芯由于自重会沉入底部与外界接触，造成电池失效的问题。

Description

一种电池的制备方法及制得的电池
技术领域
本发明涉及电池制备技术领域，具体涉及一种电池的制备方法及制得的电池。
背景技术
人类生活进入20世纪后，人类进入了电器时代。电成为了人类现代文明社会不可或缺的一部分，为了方便的存储电力，人类先后发明了许多的储能器件。例如，干电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池。特别是进入21世纪以后，储能器件由原来只给电子元器件供能，发展为消费电池(应用于消费电子元器件的储能器件)、动力电池和储能电池。随着社会的发展，对储能器件的性能要求也越来越多。在消费电子领域，越来越多的便携式电子元器件在人类的生活中扮演着日益重要的角色，因此希望储能器件具有良好的柔性。例如，小米的手环、apple的智能手表、智能衣服和各种头戴式耳机。目前这些电子设备都是使用的传统的锂电池进行供能。但是传统的电池为了满足性能要求只能进电池做小，从而造成的影响就是这些便携式电子元器件的待机时间很多，经常需要充电。在动力电池领域，目前使用锂电池和镍氢电池和铅酸电池作为动力电池。动力电池由于使用场景的特殊性，对电池的散热性、防水性、阻燃性和安全性要求很高。因此，人们急需一种方法可以制备出具有良好柔性，散热性、防水性、阻燃性的储能器件。
目前的市场上的电池一般采取四种封装方式包装：圆柱、方形、扣式和软包。其中封装材料使用钢壳、铝壳和铝塑膜对储能器件进行封装。采用钢壳、铝壳的电池散热性和阻燃性一般，因此目前使用钢壳、铝壳封装的锂电池作为动力电池的新能源汽车经常发生自燃事件。采用钢壳、铝壳和铝塑膜封装的锂电池作为动力电池，需要使用防水材料额外对电池进行防水封装。
传统的电池之所以采用钢壳、铝壳和铝塑膜对电池进行封装，是由于锂电池最开始的应用场景是传统的电子设备，例如手机。这些传统的电子设备体积小，因此需要电池的封装材料在保证满足性能的条件下越薄越好。但是随着社会的发展，电池的应用场景也越来越广泛，对电池的性能要求越多。传统材料的封装方法难以满足这些新增的市场需求。例如，对于新的可穿戴电子设备需要电池具有良好的柔性、对于新能源汽车上的电池需要电池具有优异的防水性能。
发明内容
本发明旨在提出一种新的封装材料和新的封装工艺，满足电池越来越广泛的应用场景。解决目前封装材料和封装工艺导致的电池防水性差和柔性差。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
本发明提供一种电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备卷芯或叠芯：将正极活性材料涂覆或者喷涂在正极集流体上，将负极活性材料涂覆或者喷涂在负极集流体上，进行辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将制得的正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；
(2)封装电池：将制得的卷芯或叠芯置于模具中，注入封装材料进行封装，注入电解质，待封装材料聚合后，即制得电池；所述封装的封装材料包括硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
有益效果：采用本发明中的制备方法，采用硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷对卷芯、叠芯进行封装，不仅可以使得电芯有很好的防水效果，还可以简化目前电池的制备工艺提高生产效率。当使用的是柔性材料封装时，由于可以及时释放每次弯曲时产生的应力，从而制备的电池具有良好的柔性。
由于电池长时间在温度超过100℃下环境下放置电池性能会发生快速衰减从而失效，且这种高温失效是不可逆的，本发明的封装材料可以在常温和100℃以下对电池进行封装，在100℃以下对电池进行封装可以提高封装效率。
能够有效降低电池的成本和提升良品率。采用传统的铝塑膜封装时需要在180℃以上进行3次热封，这三次热封会产生电池鼓包和短路，从而降低了电池生产过程中的良率。
本发明使用防水和柔性材料对卷芯、叠芯进行封装，在源头上使制得的电池具有防水性和柔性。当使用封装材料为硅胶时电池还有很好的阻燃效果。
本发明对电芯制备过程进行改进，与现有技术制备的柔性电池相比，采用本发明中的工艺制备的电池对于相同容量的电池，采用本发明的制备方法制得的电池能量密度更高、成本更低和更加安全，由于使用铝塑膜制备的超薄柔性电池，会在弯曲的过程中因为应力集中破坏电池结构，引发电池短路，而采用本发明中电池的制备方法，封装材料可以缓解释放应力从而避免这个问题，电池能量密度可以达到300Wh/kg以上，同时利于电池的大规模生产，降低生产成本。
优选地，所述在步骤(2)中注入封装材料后进行真空处理0-180min。
优选地，所述硅胶包括导热硅胶。
有益效果：当封装材料是硅胶中的导热硅胶时，电池还具有很好的散热性能。
优选地，将封装后的电池进行老化和化成。
优选地，所述老化步骤包括将封装后的电池置于25-80℃静置6-24h。
优选地，所述正极活性材料的制备方法包括以下步骤：将正极材料、粘结剂、导电剂和溶剂混合，即制得正极活性材料。
优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
优选地，所述负极活性材料的制备方法包括以下步骤：将负极材料、粘结剂、导电剂和溶剂混合，即制得负极活性材料。
优选地，所述溶剂为去离子水。
优选地，所述正极材料包括磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)、镍钴锰三元正极材料(NCM)、镍钴铝三元正极材料(NCA)、Ni(OH)2、NiO(OH)中的一种或多种。
优选地，所述负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、碳硅负极、钛酸锂、储氢合金、氧化镉粉、锌片中的一种或多种。
优选地，所述电解质包括固态电解质和液体电解质。
优选地，所述液态电解质包括溶剂和锂盐，所述溶剂包括乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、乙酸乙酯(EA)、四氢呋喃(THF)、乙腈(AN)中的一种或多种，所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、双(全氟乙基磺酰)亚胺锂(LiBETI)和三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)中的一种或多种。
优选地，所述液态电解质包括氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液。
优选地，所述固态电解质包括无机固态电解质、聚合物电解质和凝胶聚合物电解质。
优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氧化乙烯(PEO)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚四氟乙烯(PTFE)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)中的一种或多种。
优选地，所述导电剂包括碳纳米管(CNT)、炭黑(SP)、石墨粉、纳米碳纤维、石墨烯和镍粉中的一种或多种。
优选地，所述封装材料还包括添加剂，所述添加剂为硅胶色粉。
优选地，所述硅胶色粉的添加量为封装材料总量的0-30％。
优选地，将步骤(3)中注入封装的封装材料的模具置于真空环境下30min。
本发明还提供一种由上述制备方法制得的电池。
有益效果：本发明中的电池具有优异的防水性。
本发明还提供另一种电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备卷芯或叠芯：将正极活性材料涂覆或喷涂在正极集流体上，将负极活性材料涂覆或喷涂在负极集流体上，进行辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将制得的正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；
(2)封装电池：将制得的卷芯或叠芯放置在模具中，注入封装的封装材料进行封装后，注入电解质，待封装材料聚合后，即制得电池；所述封装材料包括硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；
所述模具包括封装主体和盖板，所述封装主体上均设有容纳卷芯或叠芯的凹槽，所述盖板盖合在凹槽上，将卷芯或叠芯放置在凹槽内。
有益效果：采用本发明中的方法对电池进行封装不仅具有上一种方法的优点，还可以解决上一种方法的问题(由于上一种方法采用的材料在聚合反应发生前是液体，因此卷芯或者叠芯由于自重会沉入底部与外界接触，造成电池失效)。采用该方法可以将电池的制备工艺由串联式改进为并联式，可以提高生产效率。
采用本发明的制备方法，无需更厚的封装层，提高了电池的能量密度。
优选地，将制得的电池进行老化和化成。
优选地，所述老化步骤包括将封装后的电池置于0-80℃静置0-100h。
优选地，所述封装主体和盖板均由封装材料制成，所述封装材料包括塑料、橡胶、硅脂或硅胶。
有益效果：采用橡胶、硅脂或硅胶材料可以使制得的电池具有柔性。
优选地，所述塑料包括环氧树脂、聚丙烯、聚乙烯、聚氨基甲酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸树酯、聚甲醛树酯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯中的一种或多种。
优选地，所述橡胶包括聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性弹性体中的一种或多种。
有益效果：采用环氧树脂能够提高电池的防水性。
优选地，所述封装材料还包括添加剂，所述添加剂为着色剂、阻燃剂、散热剂、润滑剂或粘结剂。
有益效果：当使用柔性材料、导热材料和阻燃材料封装时，电池具有良好的柔性、阻燃性和导热性。
优选地，所述添加剂的添加量为封装材料总量的0-30％。
优选地，所述正极活性材料的制备方法包括以下步骤：将正极材料、粘结剂、导电剂和溶剂均匀混合，即制得正极活性材料。
优选地，所述负极活性材料的制备方法包括以下步骤：将负极材料、粘结剂、导电剂和溶剂均匀混合，即制得负极活性材料。
优选地，所述正极材料包括磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)、镍锰酸锂、镍钴锰三元正极材料(NCM)、镍钴铝三元正极材料(NCA)、富锂层状材料、Ni(OH)2、NiO(OH)中的一种或多种。
优选地，所述负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、碳硅负极、钛酸锂、储氢合金、氧化镉粉、锌片中的一种或多种。
优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氧化乙烯(PEO)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚四氟乙烯(PTFE)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)中的一种或多种。
优选地，所述导电剂包括碳纳米管(CNT)、炭黑(SP)、石墨粉、纳米碳纤维、石墨烯和镍粉中的一种或多种。
优选地，所述液态电解质包括溶剂和锂盐，所述溶剂包括乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、乙酸乙酯(EA)、四氢呋喃(THF)、乙腈(AN)中的一种或多种，所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、双(全氟乙基磺酰)亚胺锂(LiBETI)和三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)中的一种或多种。
优选地，所述电解质包括固态电解质和液体电解质。
优选地，所述液态电解质包括氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液。
优选地，所述固态电解质包括无机固态电解质、聚合物电解质和凝胶聚合物电解质。
本发明还提供一种由上述制备方法制得的电池。
有益效果：本发明制得的电池具有优异的防水性。且本发明制得的电池不会因电池自身重量沉入底部，电池分布均匀、安全性良好。
本发明中的制备获得的电池与现有技术中的电池相比，对于相同容量的电池，采用本发明的制备方法制得的电池能量密度更高、成本更低，电池能量密度可以达到300Wh/kg以上。
本发明的优点在于：采用本发明中的制备方法，采用硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷对卷芯、叠芯进行封装，不仅可以使得电芯有很好的防水效果，还可以简化目前电池的制备工艺提高生产效率。当使用的是柔性材料封装时，由于可以及时释放每次弯曲时产生的应力，从而制备的电池具有良好的柔性。
由于电池在长时间在温度超过100℃下环境下放置电池性能会发生快速衰减从而失效，且这种高温失效是不可逆的，本发明的封装材料可以在常温和100℃以下对电池进行封装，在100℃以下对电池进行封装可以提高封装效率。
能够有效降低电池的成本和提升良品率。采用传统的铝塑膜封装时需要在180℃以上进行3次热封，这三次热封会产生电池鼓包和短路，从而提高了电池生产过程中的良率。
本发明使用防水和柔性材料对卷芯、叠芯进行封装，在源头上使制得的电池具有防水性和柔性。当使用封装材料为硅胶时电池还有很好的阻燃效果。
本发明对电芯制备过程进行改进，与现有技术制备的柔性电池相比，采用本发明中的工艺制备的电池对于相同容量的电池，采用本发明的制备方法制得的电池能量密度更高、成本更低和更加安全，由于使用铝塑膜制备的超薄柔性电池，会在弯曲的过程中因为应力集中破坏电池结构，引发电池短路，而采用本发明中电池的制备方法，封装材料可以缓解释放应力从而避免这个问题，电池能量密度可以达到300Wh/kg以上，同时利于电池的大规模生产，降低生产成本。
采用这种方法对电池进行封装不仅具有上一种方法的优点，还可以解决上一种方法的问题(由于上一种方法采用的材料在聚合反应发生前是液体，因此卷芯或者叠芯由于自重会沉入底部与外界接触，造成电池失效)。采用该方法可以将电池的制备工艺由串联式改进为并联式，可以提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例中电池的正视图。
图2为本发明实施例中正极极片、隔膜、负极极片的叠放的结构示意图。
图3为实施例7中电池折弯测试图。
图4为本发明实施例1中制备的电池未弯折的充放电性能图。
图5为本发明实施例1中电池折弯100次后充放电性能图。
图6为本发明实施例1中电池100小时防水测试充放电性能图。
图7为本发明实施例11中电池封装完成前的结构示意图。
图8为本发明实施例11中电池封装完成后的结构示意图。
图9为本发明实施例11中电池封装完成后的截面结构示意图。
图10为本发明实施例9-实施例10、实施例12-实施例14中电池封装完成前的结构示意图。
图11为本发明实施例9-实施例10、实施例12-实施例14中电池封装完成后的结构示意图。
图12为本发明实施例14中电池封装前的结构示意图。
图13为本发明实施例14中电池封装完成后的结构示意图。
图14为本发明实施例9中制备的电池弯曲测试的充放电性能图。
图15为本发明实施例10中制备的电池防水测试性能图。
图中：叠芯或卷芯1；封装材料2；正极3；负极4；正极极片5；负极极片6；隔膜7；封装主体8；盖板9。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
需要说明的是，在本文中，如若存在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。
实施例1
电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)正极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以钴酸锂为正极材料，称取47.5g的钴酸锂(LCO)、1g的聚偏氟乙烯(PVDF)、1g的炭黑(SP)、0.5g的碳纳米管(CNT)和25g的N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合分散，即制得正极活性材料；
(2)负极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以人造石墨为负极材料，称取23.5g的人造石墨、0.375g的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、0.625g的丁苯橡胶(SBR)、0.5g的炭黑(SP)和12.5g的去离子水混合分散，即制得负极活性材料；
(3)将制得的正极活性材料涂覆在铝箔上，涂覆量为40mg/m2，将负极活性材料涂覆在铜箔上涂覆量为20mg/m2，分别在4.5Mpa、4.8Mpa条件下进行辊压后，于80℃烘烤24h，即制得正极极片5和负极极片6，如图2所示，将正极极片5、隔膜7、负极极片6构成的叠层依次卷绕呈卷芯1，正极极片5在里层，负极极片6在外层；涂覆正极活性材料的正极极片5朝向隔膜7一侧，涂覆负极活性材料的负极极片6朝向隔膜7一侧；然后安装电池正极和电池负极，电池正极与电池负极的安装方式为现有技术；
(4)制备尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)的立方体空心模具；
(5)称取15g硅胶A胶，15g硅胶B胶，0.1g黑色着色剂置于烧杯中，混匀制得液体前驱体，将卷芯1置于模具中心，卷芯1的长度方法沿模具长度方向设置，卷芯1的宽度方向沿模具的宽度方向设置，卷芯1的宽度为负极极片6的宽度，然后将液体前驱体注入模具，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将模具置于真空环境下30min，30min后取出，静置4h，静置完成后，对电池进行注液，注液量为1.6g，注入的锂盐为1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的电解液，溶剂为乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，乙烯碳酸酯与碳酸二甲酯的体积比为1:1；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图1所示，本实施例中封装材料2的前驱体为硅胶A胶和硅胶B胶；硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(6)将步骤(5)中制备好的电池于老化房25℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
对本实施例中的电池进行电化学性能测试，对电池的电压、内阻、容量进行测定，测定方法采用广州蓝奇电子实业有限公司的BK-600A电池内阻测试仪进行测量电池内阻和电压。容量用深圳市新威尔电子公司的高精度电池性能测试系统CT-4008-5V6A-S1设备进行测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为4.197V、内阻为86.19mΩ、容量为508.76mAh。
实施例2
电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)正极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以磷酸铁锂为正极材料，称取47.5g的磷酸铁锂(LFP)、1g的聚偏氟乙烯(PVDF)、1g的炭黑(SP)、0.5g的碳纳米管(CNT)和25g的N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合分散，即制得正极活性材料；
(2)负极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以人造石墨为负极材料，称取23.5g的人造石墨、0.375g的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、0.625g的丁苯橡胶(SBR)、0.5g的炭黑(SP)和12.5g的去离子水混合分散，即制得负极活性材料；
(3)将制得的正极活性材料涂覆在铝箔上，将负极活性材料涂覆在铜箔上，进行辊压后，于80℃烘烤24h，即制得正极极片5和负极极片6，如图2所示，将正极极片5、隔膜7、负极极片6构成的叠层依次卷绕呈卷芯1，正极极片5在里层，负极极片6在外层；涂覆正极活性材料的正极极片5朝向隔膜7一侧，涂覆负极活性材料的负极极片6朝向隔膜7一侧；
(4)制备尺寸为8*36*20(厚度8mm、宽度36mm、长度20mm)的立方体空心模具；
(5)称取18g环氧树脂A胶(主剂)，9g环氧树脂B胶(硬化剂)，0.1g黑色着色剂置于烧杯中，混匀制得液体前驱体，将卷芯1置于模具中心，卷芯1的长度方法沿模具长度方向设置，卷芯1的宽度方向沿模具的宽度方向设置，卷芯1的宽度为负极极片6的宽度，然后将液体前驱体注入模具，将模具置于真空环境下30min，30min后取出，静置4h，静置完成后，对电池进行注液，注液量为1.6g，注入的锂盐为1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的电解液，溶剂为乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，乙烯碳酸酯与碳酸二甲酯的体积比为1:1；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图1所示，本实施例中封装材料2的前驱体为环氧树脂A胶和环氧树脂B胶；环氧树脂A胶和环氧树脂B胶(JH-301)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(6)将步骤(5)中制备好的电池于老化房50℃静置12h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为3.727V、内阻为104.36mΩ、容量为518.37mAh。
实施例3
电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)正极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以钴酸锂为正极材料，称取47.5g的钴酸锂(LCO)、1g的聚偏氟乙烯(PVDF)、1g的炭黑(SP)、0.5g的碳纳米管(CNT)和25g的N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合分散，即制得正极活性材料；
(2)负极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以人造石墨为负极材料，称取23.5g的人造石墨、0.375g的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、0.625g的丁苯橡胶(SBR)、0.5g的炭黑(SP)和12.5g的去离子水混合分散，即制得负极活性材料；
(3)将制得的正极活性材料涂覆在铝箔上，将负极活性材料涂覆在铜箔上，进行辊压后，于80℃烘烤24h，即制得正极极片5和负极极片6，如图2所示，将正极极片5、隔膜7、负极极片6构成的叠层依次卷绕呈卷芯1，正极极片5在里层，负极极片6在外层；涂覆正极活性材料的正极极片5朝向隔膜7一侧，涂覆负极活性材料的负极极片6朝向隔膜7一侧；
(4)制备尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)的立方体空心模具；
(5)称取15g导热硅胶A胶，15g导热硅胶B胶，0.1g蓝色着色剂置于烧杯中，混匀制得液体前驱体，将卷芯1置于模具中心，卷芯1的长度方法沿模具长度方向设置，卷芯1的宽度方向沿模具的宽度方向设置，卷芯1的宽度为负极极片6的宽度，然后将液体前驱体注入模具，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将模具置于真空环境下30min，30min后取出，静置4h，静置完成后，对电池进行注液，注液量为1.6g，注入的锂盐为1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的电解液，溶剂为乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，乙烯碳酸酯与碳酸二甲酯的体积比为1:1；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图1所示，本实施例中封装材料2的前驱体为导热硅胶A胶和导热硅胶B胶；本实施例中的导热硅胶A胶和导热硅胶B胶(JH-907)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(6)将步骤(5)中制备好的电池于老化房80℃静置6h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为4.202V、内阻为98.658mΩ、容量为506.45mAh。
实施例4
电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)正极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以三元材料NCM为正极材料，称取47.5g的三元材料NCM、1g的聚偏氟乙烯(PVDF)、1g的炭黑(SP)、0.5g的碳纳米管(CNT)和25g的N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合分散，即制得正极活性材料；
(2)负极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以天然石墨为负极材料，称取23.5g的天然石墨、0.375g的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、0.625g的丁苯橡胶(SBR)、0.5g的炭黑(SP)和12.5g的去离子水混合分散，即制得负极活性材料；
(3)将制得的正极活性材料涂覆在铝箔上，将负极活性材料涂覆在铜箔上，进行辊压后，于80℃烘烤24h，即制得正极极片5和负极极片6，如图2所示，将正极极片5、隔膜7、负极极片6构成的叠层依次卷绕呈卷芯1，正极极片5在里层，负极极片6在外层；涂覆正极活性材料的正极极片5朝向隔膜7一侧，涂覆负极活性材料的负极极片6朝向隔膜7一侧；
(4)制备尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)的立方体空心模具；
(5)称取15g导热硅胶A胶，15g导热硅胶B胶，0.1g黑色着色剂置于烧杯中，混匀制得液体前驱体，将卷芯1置于模具中心，卷芯1的长度方法沿模具长度方向设置，卷芯1的宽度方向沿模具的宽度方向设置，卷芯1的宽度为负极极片6的宽度，然后将液体前驱体注入模具，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将模具置于真空环境下30min，30min后取出，静置4h，静置完成后，对电池进行注液，注液量为1.6g，注入的锂盐为1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的电解液，溶剂为乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，乙烯碳酸酯与碳酸二甲酯的体积比为1:1；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图1所示，本实施例中封装材料2的前驱体为导热硅胶A胶和导热硅胶B胶；
(6)将步骤(5)中制备好的电池于老化房50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为4.216V、内阻为94.453mΩ、容量为506.45mAh。
实施例5
电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)正极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以Ni(OH)2为正极材料，称取23.4g Ni(OH)2、1g的氧化钴(CoO)、0.3g的Y2O3和15g粘结剂浓度为2％的HPMC，混合分散，即制得正极活性材料；15g粘结剂浓度为2％的HPMC表示将15g HPMC溶解于NMP液体中，HPMC的质量浓度为2％；以CoO和Y2O3为导电剂；
(2)负极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以储氢合金为负极材料，称取23.5g的LaNi5储氢合金、0.625g的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、0.375g的丁苯橡胶(SBR)、0.25g的碳纳米管(CNT)和10g的去离子水混合分散，即制得负极活性材料；
(3)将制得的正、负极活性材料分别涂覆在两片泡沫镍上，涂覆量分别为30mg/m2、20mg/m2，于11Mpa条件下进行辊压后，于60℃烘烤24h，即制得正极极片5和负极极片6，如图2所示，将正极极片5、隔膜7、负极极片6构成的叠层依次卷绕呈卷芯1，正极极片5在里层，负极极片6在外层；涂覆正极活性材料的正极极片5朝向隔膜7一侧，涂覆负极活性材料的负极极片6朝向隔膜7一侧；
(4)制备尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)的立方体空心模具；
(5)称取15g导热硅胶A胶，15g导热硅胶B胶，0.1g黑色着色剂置于烧杯中，混匀制得液体前驱体，将卷芯1置于模具中心，卷芯1的长度方法沿模具长度方向设置，卷芯1的宽度方向沿模具的宽度方向设置，卷芯1的宽度为负极极片6的宽度，在封装材料封装时预留一个口进行注液，然后将液体前驱体注入模具，将模具置于真空环境下30min，30min后取出，静置4h，静置完成后，对电池进行注液，注液量为1.6g，电解液为6mol/L的KOH水溶液，注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图1所示；本实施例中封装材料2的前驱体为导热硅胶A胶和导热硅胶B胶；硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(6)将步骤(5)中制备好的电池于50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为1.297V、内阻为86.139mΩ、容量为510.671mAh。
实施例6
电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)正极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以Ni(OH)2正极材料，称取23.4g Ni(OH)2、1g的氧化钴(CoO)、0.3g的Y2O3和15g粘结剂浓度为2％的HPMC，混合分散，即制得正极活性材料；15g粘结剂浓度为2％的HPMC表示将15g HPMC溶解于NMP液体中，HPMC的质量浓度为2％；以CoO和Y2O3为导电剂；
(2)负极活性材料的制备：在氩气保护的手套箱中，以LaNi5储氢合金为负极材料，称取23.5g的LaNi5储氢合金、0.625g的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、0.375g的丁苯橡胶(SBR)、0.25g的碳纳米管(CNT)、0.25g镍粉和10g的去离子水混合分散，即制得负极活性材料；
(3)将制得的正、负极活性材料分别涂覆在两片泡沫镍上，涂覆量分别为30mg/m2、25mg/m2，于11Mpa条件下进行辊压后，于60℃烘烤24h，即制得正极极片5和负极极片6，如图2所示，将正极极片5、隔膜7、负极极片6构成的叠层依次卷绕呈卷芯1，正极极片5在里层，负极极片6在外层；涂覆正极活性材料的正极极片5朝向隔膜7一侧，涂覆负极活性材料的负极极片6朝向隔膜7一侧；
(4)制备尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)的立方体空心模具；
(5)称取18g环氧树脂A胶，9g环氧树脂B胶，0.1g白色着色剂置于烧杯中，混匀制得液体前驱体，将卷芯1置于模具中心，卷芯1的长度方法沿模具长度方向设置，卷芯1的宽度方向沿模具的宽度方向设置，卷芯1的宽度为负极极片6的宽度，然后将液体前驱体注入模具，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将模具置于真空环境下30min，30min后取出，静置4h，静置完成后，对电池进行注液，注液量为1.6g，电解液为6mol/L的KOH水溶液，注液后化成，对化成后的电池采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图1所示；本实施例中封装材料2的前驱体为环氧树脂A胶和环氧树脂B胶；环氧树脂A胶和环氧树脂B胶(JH-301)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(6)将步骤(5)中制备好的电池于老化房50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为1.304V、内阻为106.459mΩ、容量为506.519mAh。
实施例7
本实施例与实施例6的区别之处在于：称取10g聚二甲基硅氧烷预聚体A和1g聚二甲基硅氧烷固化剂B，混匀制得液体前驱体，其中聚二甲基硅氧烷预聚体A和聚二甲基硅氧烷固化剂B均购买自天威泰达科技有限公司。
实施例8
对实施例1中制得的电池的充放电循环性能进行测定：
将实施例1中制得的电池命名为电池A、电池B和电池C，其中电池A作为空白对照组，电池B和C作为实验组分别进行弯曲测试和防水测试，其中电池B进行100次弯曲测试，将电池C在封住正极后把电池完全浸泡在自来水中100h。
弯折测试方法：如图3所示，第一步，将电池右半部分朝逆时针方向弯折30°同时将电池左半部分朝顺时针方向弯折30°，第一步完成记弯曲一次，第二步，将电池右半部分顺逆时针方向弯折30°，同时将电池左半部分朝逆时针方向弯折30°，第二步完成记弯曲一次。
图4、图5、图6分别为电池A、电池B、电池C的电池循环性能测试结果，图中实线分别表示放电容量，虚线分别表示充电容量和放电容量保持率，其中放电容量曲线位于最上方。
表1为实施例1中制得的电池的循环性能测试结果表
Figure BDA0002706153210000141
Figure BDA0002706153210000151
从表1、图3-图5可以看出，采用本发明的两种制备方法制得的电池，在经过大量折弯测试后和防水测试后仍然保持良好的电化学循环性能，因此，本发明制备的电池具有良好的柔性和防水性。
实施例3和实施例4中使用导热硅胶封装卷芯1，使电池在具有良好的柔性和防水性同时还具有良好的阻燃性和导热性，实施例2中使用环氧树脂封装卷芯1，电池具有良好的防水性能，但是由于电池结构设计的厚而短不具有柔性，实施例5由于采用环氧树脂进行封装，具有优异的柔性和防水性。实施例1和实施例6中制备的电池具有良好的柔性、防水性和阻燃性。
实施例9
本实施例中正极活性材料与负极活性材料的制备方法与实施例1相同，本实施例与实施例1的区别之处在于：
(1)将正极极片5、隔膜7、负极极片6依次层叠成叠芯1，然后安装电池正极3和电池负极4，电池正极3与电池负极4的安装方式为现有技术；
(2)还包括模具的制备：取10g硅胶A胶、10g硅胶B胶、0.1g黑色着色剂均匀混合制得封装材料，将封装材料制备成封装主体8和盖板9，本实施例中封装材料的制备方法为现有技术，如图10和图11所示，封装主体8成长方体状，封装主体8的顶壁开设容纳叠芯1的凹槽，盖板9成长方体状，盖板9与封装主体8的顶壁匹配，封装主体8的尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)，盖板9的尺寸为1*30*80(厚度1mm、宽度30mm、长度80mm)，本实施例中封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶，二者混合后在常温下聚合反应固化，硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(3)称取5g硅胶A胶、5g硅胶B胶，0.1g黑色着色剂置于烧杯中，混匀制得液体封装材料，将叠芯1置于封装主体8的凹槽内，叠芯1的长度方向沿封装主体8长度方向设置，叠芯1的宽度方向沿封装主体8的宽度方向设置，然后将液体封装材料注入凹槽内，将盖板9盖合在凹槽上，与凹槽内的液体封装材料接触，完成第一次封装，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将封装主体8和盖板9置于真空环境下30min后取出，对电池进行注入液态电解质，注液量为1.6g，注入1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的电解质，电解质的溶剂为乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，乙烯碳酸酯与碳酸二甲酯的体积比为1:1；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图11所示，本实施例中封装的封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶；硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(4)将步骤(3)中制备好的电池于老化房50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为4.20V、内阻为61.25mΩ、容量为407.36mAh。
实施例10
本实施例中正极活性材料与负极活性材料的制备方法与实施例1相同，本实施例与实施例1的区别之处在于：
(1)将正极极片5、隔膜7、负极极片6依次层叠成叠芯1，然后安装电池正极3和电池负极4，电池正极3与电池负极4的安装方式为现有技术；
(2)还包括模具的制备：取10g硅胶A胶、10g硅胶B胶、0.1g黑色着色剂均匀混合制得封装材料，将封装材料制备成封装主体8和盖板9，本实施例中封装材料的制备方法为现有技术，如图10和图11所示，封装主体8成长方体状，封装主体8的顶壁开设容纳电池的凹槽，盖板9成长方体状，盖板9与封装主体8的顶壁匹配，封装主体8的尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)，盖板9的尺寸为1*30*80(厚度1mm、宽度30mm、长度80mm)，本实施例中封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶，二者混合后在常温下聚合反应固化，硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；本实施例中的封装材料也可以采用现有技术中的其他柔性材料。
(3)称取18g环氧树脂A胶(主剂)，9g环氧树脂B胶(硬化剂)，0.1g黑色着色剂置于烧杯中，混匀制得液体封装材料，将叠芯1置于封装主体8凹槽内，叠芯1的长度方法沿封装主体8长度方向设置，叠芯1的宽度方向沿封装主体8的宽度方向设置，然后将液体封装材料注入凹槽内，将盖板9盖合在凹槽上，与凹槽内的液体封装材料接触，完成第一次封装，将封装主体8和盖板9置于真空环境下30min后取出，对电池进行注入液态电解质，注液量为1.6g，注入1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的电解质，电解质的溶剂为乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，乙烯碳酸酯与碳酸二甲酯的体积比为1:1；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图11所示，本实施例中封装材料为环氧树脂A胶和环氧树脂B胶；环氧树脂A胶和环氧树脂B胶(JH-301)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(4)将步骤(3)中制备好的电池于老化房50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为4.2V、内阻为56.34mΩ、容量为412.36mAh。
实施例11
本实施例中正极活性材料与负极活性材料的制备方法与实施例2相同，本实施例与实施例2的区别之处在于：
(1)将正极极片5、隔膜7、负极极片6依次层叠成叠芯1，然后安装电池正极3和电池负极4，电池正极3与电池负极4的安装方式为现有技术；
(2)还包括模具的制备：取20g热塑性弹性体(TPE)和0.1g黑色着色剂，制得封装材料，将封装材料制备成封装主体8和盖板9，本实施例中封装材料的制备方法为现有技术。如图7和图8示，封装主体8成长方体状，封装主体8的顶壁开设容纳电池的凹槽，盖板9成长方体状，盖板9与凹槽匹配，封装主体8的尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)，盖板9的尺寸为1*28*78(厚度1mm、宽度28mm、长度78mm)；本实施例中封装材料为塑性弹性体，塑性弹性体购买自东莞市品塑高分子科技有限公司；本实施例中的封装材料也可以采用现有技术中的其他柔性材料。
(3)称取5g硅胶A胶，5g硅胶B胶置于烧杯中，混匀制得液体封装材料，将叠芯1置于封装主体8凹槽内，叠芯1的长度方法沿封装主体8长度方向设置，叠芯1的宽度方向沿封装主体8的宽度方向设置，然后将液体封装材料注入凹槽内，将盖板9盖合在凹槽上，与凹槽内的液体封装材料接触，完成第一次封装，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将封装主体8和盖板9置于真空环境下30min后取出，对电池进行注入液态电解质，注液量为1.6g，注入1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的电解液，电解质的溶剂为乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，乙烯碳酸酯与碳酸二甲酯的体积比为1:1；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图8所示，本实施例中的封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶，硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(4)将步骤(3)中制备好的电池于老化房50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为4.20V、内阻为62.89mΩ、容量为408.73mAh。
实施例12
本实施例中正极活性材料与负极活性材料的制备方法与实施例1相同，本实施例与实施例1的区别之处在于：
(1)将正极极片5、隔膜7、负极极片6依次层叠成叠芯1，然后安装电池正极3和电池负极4，电池正极3与电池负极4的安装方式为现有技术；
(2)还包括模具的制备：取20g聚丙烯(PP)、0.1g黑色着色剂均匀混合制得封装材料，将封装材料制备成封装主体8和盖板9，本实施例中封装材料的制备方法为现有技术，如图10和图11所示，封装主体8成长方体状，封装主体8的顶壁开设容纳电池的凹槽，盖板9成长方体状，盖板9与封装主体8的顶壁匹配，封装主体8的尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)，盖板9的尺寸为1*30*80(厚度1mm、宽度30mm、长度80mm)，本实施例中封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶，二者混合后在常温下聚合反应固化，硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；本实施例中的封装材料也可以采用现有技术中的其他柔性材料。
(3)称取5g硅胶A胶，5g硅胶B胶置于烧杯中，混匀制得液体封装材料，将叠芯1置于封装主体8的凹槽内，叠芯1的长度方向沿封装主体8长度方向设置，叠芯1的宽度方向沿封装主体8的宽度方向设置，然后将液体封装材料注入凹槽内，将盖板9盖合在凹槽上，与凹槽内的液体封装材料接触，完成第一次封装，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将封装主体8和盖板9置于真空环境下30min后取出，对电池进行注入液态电解质，注液量为1.6g，注入1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的电解质，电解质的溶剂为乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，乙烯碳酸酯与碳酸二甲酯的体积比为1:1；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图11所示，本实施例中封装的封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶，硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(4)将步骤(3)中制备好的电池于老化房50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为4.20V、内阻为58.47mΩ、容量为405.36mAh。
实施例13
本实施例中正极活性材料与负极活性材料的制备方法与实施例5相同，本实施例与实施例5的区别之处在于：
(1)将正极极片5、隔膜7、负极极片6依次层叠成叠芯1，然后安装电池正极3和电池负极4，电池正极3与电池负极4的安装方式为现有技术；
(2)还包括模具的制备：称取5g硅胶A胶、5g硅胶B胶、0.1g黑色着色剂均匀混合制得封装材料，将封装材料制备成封装主体8和盖板9，本实施例中封装材料的制备方法为现有技术，如图10和图11所示，封装主体8成长方体状，封装主体8的顶壁开设容纳电池的凹槽，盖板9成长方体状，盖板9与封装主体8的顶壁匹配，封装主体8的尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)，盖板9的尺寸为1*30*80(厚度1mm、宽度30mm、长度80mm)，本实施例中封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶，二者混合后在常温下聚合反应固化，硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；本实施例中的封装材料也可以采用现有技术中的其他柔性材料。
(3)称取5g硅胶A胶，5g硅胶B胶置于烧杯中，混匀制得液体封装材料，将叠芯1置于封装主体8的凹槽内，叠芯1的长度方向沿封装主体8长度方向设置，叠芯1的宽度方向沿封装主体8的宽度方向设置，然后将液体封装材料注入凹槽内，将盖板9盖合在凹槽上，与凹槽内的液体封装材料接触，完成第一次封装，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将封装主体8和盖板9置于真空环境下30min后取出，对电池进行注入液态电解质，注液量为1.6g，电解质为6mol/L的KOH水溶液；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图11所示，本实施例中封装的封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶；硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(4)将步骤(3)中制备好的电池于老化房50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为1.3V、内阻为66.58mΩ、容量为408.52mAh。
实施例14
本实施例中正极活性材料与负极活性材料的制备方法与实施例5相同，本实施例与实施例5的区别之处在于：
(1)将正极极片5、隔膜7、负极极片6依次层叠成叠芯1，然后安装电池正极3和电池负极4，电池正极3与电池负极4的安装方式为现有技术；
(2)还包括模具的制备：取20g热塑性弹性体(TPE)和0.1g黑色着色剂，制得封装材料，将封装材料制备成封装主体8和盖板9，本实施例中封装材料的制备方法为现有技术，如图12所示，封装主体8成长方体状，封装主体8的顶壁开设容纳电池的凹槽，盖板9与封装主体8的形状相同，盖板9与封装主体8对称设置，封装主体8的尺寸为3*30*80(厚度3mm、宽度30mm、长度80mm)，本实施例中封装材料为塑性弹性体，购买自东莞市品塑高分子科技有限公司；本实施例中的封装材料也可以采用现有技术中的其他柔性材料。
(3)称取5g硅胶A胶，5g硅胶B胶置于烧杯中，混匀制得液体封装材料，将叠芯1置于封装主体8的凹槽内，叠芯1的长度方向沿封装主体8长度方向设置，叠芯1的宽度方向沿封装主体8的宽度方向设置，然后将液体封装材料注入封装主体8的凹槽盖板9的凹槽内，将盖板9盖合在凹槽上，与凹槽内的液体封装材料接触，完成第一次封装，在封装材料封装时预留一个口进行注液，将封装主体8和盖板9置于真空环境下30min后取出，对电池进行注入液态电解质，注液量为1.6g，电解质为6mol/L的KOH水溶液；注液后采用相同的封装材料对电池的开口进行第二次封装，封装后的电池如图13所示，本实施例中封装的封装材料为硅胶A胶和硅胶B胶(JH-908)，购买自东莞市聚宏新材料科技有限公司；
(4)将步骤(3)中制备好的电池于老化房50℃静置24h，老化后对电池进行化成，本实施例中化成方法为现有技术。
采用实施例1中的方法对本实施例中的电池进行电化学性能测试。
测定结果：本实施例中制得的电池电压为1.30V、内阻为61.49mΩ、容量为413.27mAh。
实施例15
本实施例与实施例9的不同之处在于：将步骤(3)中的隔膜替换成固态电解质；步骤(3)中无需注入液态电解质。
实施例16
本实施例与实施例9的不同之处在于：将正极极片5、隔膜7、负极极片6构成的叠层依次卷绕呈卷芯。
实施例17
本实施例与实施例9的不同之处在于：封装主体呈哑铃形，盖板的形状根据封装主体的形状设置。
实施例18
本实施例与实施例9的不同之处在于：步骤(4)中将电池于老化房0℃静置100h。
实施例19
本实施例与实施例9的不同之处在于：步骤(4)中将电池于老化房80℃静置10h。
实施例20
本实施例与实施例10的不同之处在于：步骤(3)中先注入液态电解质，然后将液体封装材料注入凹槽内。
实施例21
选取实施例9中的电池样品进行弯曲测试，5000次弯曲测试后选取其中一个样品进行电池循环性能测试，选取实施例2中的电池进行防水测试。
其中5000次弯曲。在实验的过程中在弯曲500次、2000次、5000次时分别测量容量。测量时先将电池的电压充到4.20，然后使用深圳新威尔电子有限公司的电池性能测试系统测量容量。
弯曲测试方法：第一步，将电池右半部分朝逆时针方向弯折30°同时将电池左半部分朝顺时针方向弯折30°；第二步，将电池右半部分顺逆时针方向弯折30°同时将电池左半部分朝逆时针方向弯折30°。这样反复进行5000次弯曲测试。
防水测试方法：第一步，将电池的正负极密封；第二步，将电池完全浸润在60cm高水桶的底部。测试时间为100h。
测试结果：表2为电池弯曲测试实验室数据。图12、图13分别为弯曲测试后电池的循环性能、防水测试后电池的循环性能，图中放电容量保持率曲线位于最上方。
表2为实施例9中制得的电池的弯曲性能测试结果表
Figure BDA0002706153210000221
从表2、图12可以看出，采用本发明制得的电池，在经过大量折弯测试后电池的容量依然保持在99％以上，电池在1C倍率下300次循环后容量保持在80％以上，说明电池具有良好的弯曲性能。从图13中，可以得到电池经过长时间的泡水测试后，在1C倍率充放电300次后依然可以保持90％以上的容量，证明电池有优异的防水性能。因此，本发明制备的电池具有良好的柔性和防水性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备卷芯或叠芯：将正极活性材料涂覆或者喷涂在正极集流体上，将负极活性材料涂覆或者喷涂在负极集流体上，进行辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将制得的正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；
(2)封装电池：将封装制得的卷芯或叠芯置于模具中，注入封装材料进行封装，注入电解质，待封装材料聚合后，即制得电池；所述封装材料包括硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的电池的制备方法，其特征在于：所述在步骤(2)中注入封装材料后进行真空处理0-180min。
3.根据权利要求1所述的电池的制备方法，其特征在于：将封装后的电池进行老化和化成。
4.根据权利要求1所述的电池的制备方法，其特征在于：所述硅胶包括导热硅胶。
5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的制备方法制得的电池。
6.一种电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备卷芯或叠芯：将正极活性材料涂覆或喷涂在正极集流体上，将负极活性材料涂覆或喷涂在负极集流体上，进行辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将制得的正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；
(2)封装电池：将制得的卷芯或叠芯放置在模具中，注入封装的封装材料进行封装后，注入电解质，待封装材料聚合后，即制得电池；所述封装材料包括硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；
所述模具包括封装主体和盖板，所述封装主体上均设有容纳卷芯或叠芯的凹槽，所述盖板盖合在凹槽上，将卷芯或叠芯放置在凹槽内。
7.根据权利要求6所述的电池的制备方法，其特征在于：所述封装主体和盖板均由封装材料制成，所述封装材料包括塑料、橡胶、硅脂或硅胶。
8.根据权利要求6所述的电池的制备方法，其特征在于：所述封装材料还包括添加剂，所述添加剂为着色剂、阻燃剂、散热剂、润滑剂或粘结剂。
9.根据权利要求6所述的电池的制备方法，其特征在于：所述盖板的形状与封装主体的形状相同，所述封装主体和盖板相互对称。
10.一种采用权利要求6-9中任一项所述的制备方法制得的电池。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021253993A1 (zh) * 2020-06-16 2021-12-23 深圳信达新能源科技有限公司 一种便携式储能器件的一体化封装方法
CN115207531A (zh) * 2022-08-24 2022-10-18 四川裕宁新能源材料有限公司 一种阻燃电池的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007265989A (ja) * 2006-03-02 2007-10-11 Sony Corp 電池素子外装材、これを用いた非水電解質二次電池及び電池パック
CN101908640A (zh) * 2009-06-03 2010-12-08 索尼公司 电池组件
CN103715380A (zh) * 2013-12-30 2014-04-09 深圳市格瑞普电池有限公司 一种柔性穿戴式锂电池
CN104425775A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 凸版印刷株式会社 锂离子电池用外包装材料
CN106098978A (zh) * 2016-08-17 2016-11-09 徐嘉陵 一种锌空气电池结构及封装工艺
WO2018135557A1 (ja) * 2017-01-23 2018-07-26 株式会社ダイセル 硬化性エポキシ樹脂組成物
CN109075280A (zh) * 2016-04-13 2018-12-21 株式会社半导体能源研究所 电池模块、电池模块的制造方法以及电子设备

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007265989A (ja) * 2006-03-02 2007-10-11 Sony Corp 電池素子外装材、これを用いた非水電解質二次電池及び電池パック
CN101908640A (zh) * 2009-06-03 2010-12-08 索尼公司 电池组件
CN104425775A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 凸版印刷株式会社 锂离子电池用外包装材料
CN103715380A (zh) * 2013-12-30 2014-04-09 深圳市格瑞普电池有限公司 一种柔性穿戴式锂电池
CN109075280A (zh) * 2016-04-13 2018-12-21 株式会社半导体能源研究所 电池模块、电池模块的制造方法以及电子设备
CN106098978A (zh) * 2016-08-17 2016-11-09 徐嘉陵 一种锌空气电池结构及封装工艺
WO2018135557A1 (ja) * 2017-01-23 2018-07-26 株式会社ダイセル 硬化性エポキシ樹脂組成物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021253993A1 (zh) * 2020-06-16 2021-12-23 深圳信达新能源科技有限公司 一种便携式储能器件的一体化封装方法
CN115207531A (zh) * 2022-08-24 2022-10-18 四川裕宁新能源材料有限公司 一种阻燃电池的制备方法

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