CN113328129A - 一种电池、电池骨架、结构化电池、结构件及生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种电池、电池骨架、结构化电池、结构件及生产工艺，涉及电池领域。电池包括第一电极区、电解质层和第二电极区；电池呈长条状，电池的直径小于或等于5mm。电池骨架、结构化电池和结构件基于电池实现。在电池当中，电池呈长条状，结构可塑性好，能够将电池制作呈所需形状的结构件，例如将其制作成三维网状结构，不仅能够发挥结构性元件的力学支撑作用，还能够用于储能，实现了结构功能和储能功能的结合。

Description

一种电池、电池骨架、结构化电池、结构件及生产工艺

【技术领域】

本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种电池、电池骨架、结构化电池、结构件及生产工艺。

【背景技术】

目前，电池的种类越来越多，所涉及的应用面也越来越广。传统的电池作为电动力设备的能量来源，仅仅具备储能的作用，为了延长续航时间，需要增大电池的能量密度或者是总容量。目前，增大能量密度的方式研究进展相对缓慢，通常都采用增大电池总容量的方式来实现对续航时间的提升。但是，这会直接造成设备总重量增加，对于行进型设备(例如电动车辆、飞行器等)而言无疑是增大了行进负载，这对于续航时间又会造成负面影响。这些问题的存在使目前提升相关设备的续航时间的手段收效甚微。

有鉴于此，特提出本申请。

【发明内容】

为了解决现有技术中用电设备存在的续航时间难以有效提升的技术问题，本发明的实施例提供了一种电池、电池骨架、结构化电池、结构件及生产工艺。

本发明的实施例提供一种电池，其包括依次叠设的：第一电极区、电解质层和第二电极区；电池呈长条状，电池的直径小于或等于5mm。

优选地，电解质层沿第一电极区的周向设置并包覆于第一电极区的外侧，第二电极区沿电解质层的周向设置并包覆于电解质层的外侧。

优选地，第一电极区包括第一电极层和第一集流体，第一电极层沿第一集流体的周向设置并包覆于第一集流体的外侧；第二电极区包括第二电极层和第二集流体，第二电极层沿电解质层的周向设置并包覆于电解质层的外侧，第二集流体沿第二电极层的周向设置并包覆于第二电极层的外侧。

为了进一步解决上述技术问题，本发明的实施例还提供一种用于制备上述的电池的生产工艺，其包括：形成第一电极区；在形成第一电极区时，同时在第一电极区的表面叠设形成电解质层；在形成电解质层时，同时在电解质层的表面叠设形成第二电极区。其中，电池呈长条状，电池的直径小于或等于5mm。

优选地，第一电极区、电解质层和第二电极区均通过增材制造的方式形成。

为了进一步解决上述技术问题，本发明的实施例还提供一种电池骨架，其包括上述的电池，在电池上设置连接节点，多个电池通过连接节点连接形成空间网架结构。

为了进一步解决上述技术问题，本发明的实施例还提供一种结构化电池，其包括上述的电池骨架。

优选地，结构化电池还包括第一电极板和第二电极板，电池骨架设于第一电极板和第二电极板之间；电池骨架的第一电极区与第一电极板电性连接，电池骨架的第二电极区与第二电极板电性连接；或第一电极区和第二电极区中任意一者同时与第一电极板和第二电极板电性连接。

优选地，结构化电池的电池骨架中至少有部分电池垂直于第一电极板和/或第二电极板设置。

为了进一步解决上述技术问题，本发明的实施例还提供一种结构件，其包括上述的结构化电池。

与现有技术相比，本发明的实施例提供的技术方案的有益效果包括：

1.在电池当中，电池呈长条状，结构可塑性好，能够将电池制作呈所需形状的结构件，例如将其制作成三维网状结构，不仅能够发挥结构性元件的力学支撑作用，还能够用于储能，实现了结构功能和储能功能的结合。

电池同时具备了电池和结构性元件的功能，在作为电池提供电能的同时，还能够发挥力学作用。使用方便，灵活度高，能够根据实际使用需求对电池的构型进行灵活调整。

另外，由于电池的结构可塑性好，电池能够很好地适应其安装区域的形状，能够根据安装区域的不同形状调整自身的形状，结构适应性好，安装起来更加方便，能够适应不同形状的安装区域。

2.采用“电解质层沿第一电极区的周向设置并包覆于第一电极区的外侧，第二电极区沿电解质层的周向设置并包覆于电解质层的外侧”的方式，能够进一步提高电池的结构稳定性，并提高其电池安全性和电池工作稳定性。

3.生产工艺无需再对电池进行组装，成型后可以直接得到电池，简单方便，更有利于保障电池的结构完整性。

4.电池骨架中，电池形成空间网架结构，形成的电池骨架具备更好的结构支撑性能，也更加能够适应对更大体积的物件进行力学支撑，力学强度更高。同时，呈空间网架结构的电池骨架具有非常大的表面积，可以获得更高的电池容量。

5.结构化电池当中，第一电极板和第二电极板对电池骨架具有封装和保护作用，并且有助于将所受到的结构力进行分散，使结构力更加均匀地传递到电池骨架当中。这样有助于提升结构化电池的整体结构性能，减小因为局部受力过大而发生变形的可能。

其中，第一电极板类似于传统锂电池的正极端，第二电极板类似于传统锂电池的负极端。与传统锂电池不同的是，在第一电极板、电池骨架和第二电极板的配合下，结构化电池还可以作为结构性功能件发挥结构支持的作用。也就是说，结构化电池不仅可以作为电池使用，还可以用于替代结构元件或结构元件的一部分，实现储能部分和结构部分的结合，不仅增大了总体储能总量，而且不会导致总体重量和体积明显变化，对于有效延长用电设备的续航时间来说具有积极作用。

6.结构件中，由于使用结构化电池对结构件进行了替代或部分替代，即用结构化电池来制作整个结构件或结构件的一部分，可以减少对结构件原材料的使用量，更加节约资源。而且由于是用结构化电池对原来的结构件进行替代，无需对设备结构进行重新设计。使结构件在具备结构功能的基础上，额外具备了储能的功能。这对于增大设备的储能总量，延长续航时间具有积极作用。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的电池的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的电池的横截面的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的变形中电池的结构示意图；

图4为本发明实施例2提供的电池骨架的结构示意图；

图5为本发明实施例2提供的另一种构型的电池骨架的结构示意图；

图6为本发明实施例2中电池呈连续锯齿状时的电池组装示意图；

图7为本发明实施例2中电池呈连续锯齿状时构成的电池骨架的结构示意图；

图8为本发明实施例2中电池呈连续波浪形时的电池组装示意图；

图9为本发明实施例2中电池呈连续波浪形时构成的电池骨架的结构示意图；

图10为本发明实施例3提供的结构化电池的结构示意图；

图11为本发明实施例3提供的结构化电池的电路结构示意图；

图12为本发明实施例3的第一个变性中结构化电池的电路结构示意图；

图13为本发明实施例3的第二个变性中结构化电池的电路结构示意图；

图14为本发明其他的实施例中结构化电池的结构示意图；

图15为本发明实施例7中挤出成型设备的结构示意图。

附图标记说明：

电池100；第一电极区110；第一集流体111；第一电极层112；电解质层120；第二电极区130；第二电极层131；第二集流体132；

电池骨架200；

结构化电池300；第一电极板310；第二电极板320；

第一挤出管710；第二挤出管720；第三挤出管730；第四挤出管740；第五挤出管750。

【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中的附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的内容可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

请参照图1和图2，本实施例提供一种电池100。

电池100包括依次叠设的：第一电极区110、电解质层120和第二电极区130。

电池呈长条状，电池的直径小于或等于5mm。可以理解，电池的直径可以是5mm、4mm、3mm、2mm、1mm等，也可以是200μm、100μm、50μm、20μm等，且不限于此。

其中，第一电极区110和第二电极区130中一者为正极，另一者为负极。

需要说明的是，电池100呈“长条状”指的是：电池100的直径较小，其外形类似于细丝，其长度并不做具体限定，可以根据实际需要灵活调整其长度。

在电池100当中，电池100呈长条状，结构可塑性好，能够将电池100制作呈所需形状的结构件，例如将其制作成三维网状结构，不仅能够发挥结构性元件的力学支撑作用，还能够用于储能，实现了结构功能和储能功能的结合。

通过以上改进，电池100同时具备了电池和结构性元件的功能，在作为电池提供电能的同时，还能够发挥力学作用。使用方便，灵活度高，能够根据实际使用需求对电池100的构型进行灵活调整。

因此，电池100可以被用于构建成结构型零部件，用于替代用电设备中原本的零部件，这样可以使用电设备中的储能部分的总容量变大，在不增加总体积的情况下增加了储能能力，使续航时间得到了提升。此外，使用电池100来代替原来的零部件，还可以节省相应零部件的原材料，更加绿色环保。其中，当把电池100应用在行进型用电设备(例如电动车辆、飞行器等)当中时，使用电池100代替行进型用电设备中原来的至少部分零部件，就可以增大整体的电池总容量，并且不会导致整体重量发生明显变化，这对于延长行进型用电设备的续航时间来说具有显著作用。

另外，由于电池100的结构可塑性好，电池100能够很好地适应其安装区域的形状，能够根据安装区域的不同形状调整自身的形状，结构适应性好，安装起来更加方便，能够适应不同形状的安装区域。

其中，第一电极区110、电解质层120和第二电极区130三者均沿电池100的长度方向延伸设置，电解质层120设于第一电极区110和第二电极区130之间。

具体的，第一电极区110位于电池100的内部。第一电极区110包括第一电极层112和第一集流体111，第一电极层112包覆于第一集流体111的外侧。

在本实施例中，第一集流体111呈圆柱状，第一电极层112呈厚度均匀的圆筒状，第一电极层112套设于第一集流体111的外侧，第一电极层112和第一集流体111同轴心设置。通过该设计，第一电极区110的结构非常匀称，有助于提高电池100的输出电流、电压的稳定性。

其中，第一电极区110作为正极，第一集流体111由正极集流体材料制成，第一电极层112由正极材料制成。具体的，第一集流体111由铝制成，第一电极层112由锂离子电池正极材料制成。第一集流体111材质为铝，具有一定的力学性能，能够发挥结构性功能。在第一集流体111的支持下，电池100也具备了力学结构性能。

进一步地，电解质层120呈厚度均匀的圆筒状，电解质层120套设于第一电极层112的外侧，电解质层120、第一电极层112和第一集流体111三者同轴心设置。电解质层120采用固态电解质。这样的话，一方面能够提升电池100整体的结构稳定性，另一方面还有助于提高电池的安全性能。

在本实施例中，第二电极区130位于电池100的外侧。第二电极区130包括第二电极层131和第二集流体132，第二集流体132包覆于第二电极层131的外侧。

第二集流体132和第二电极层131均呈厚度均匀的圆筒状，第二电极层131套设于电解质层120的外侧，第二集流体132套设于第二电极层131的外侧，第二集流体132、第二电极层131、电解质层120、第一电极层112和第一集流体111五者同轴心设置。

其中，第二电极区130作为负极，第二集流体132由负极集流体材料制成，第二电极层131由负极材料制成。具体的，第二集流体132由铜制成，第二电极层131由锂离子电池负极材料制成。第二集流体132材质为铜，同样具有一定的力学性能，能够发挥结构性功能。

通过该设计，电池100的结构更加匀称，使其结构性能发挥地更好，在第二集流体132和第一集流体111的共同支持下，电池100的力学结构性能得到了明显提升。此外，这还有助于进一步提高电池100的输出电流、电压稳定性。

需要说明的是，在本发明其他的实施例中，第一集流体111和第二集流体132二者中可以只有一者具有力学结构性能。第一电极区110和第二电极区130的极性可以互换，也就是说，第一电极区110也可以制作为负极，第二电极区130也可以制作为正极。另外，第二集流体132、第二电极层131、电解质层120和第一电极层112可以是圆筒状以外的形状，例如矩形筒状；第一集流体111可以是圆柱状以外的形状，例如棱柱状，且具体形状不限于此，可以根据实际需要灵活调整。电解质层120可以直接包覆于第一电极区110的外侧，第二电极区130可以直接包覆于电解质层120的外侧，为了获得更高的结构稳定性，可以将第一电极区110、电解质层120和第二电极区130三者同轴心设置。

在本实施例的一个变形中，如图3所示，第一电极区110和第二电极区130平行间隔设置，电解质层120设于第一电极区110和第二电极区130之间。

可以理解，电池100并不局限于锂电池，还可以是其他类型的电池。

实施例2

请参照图4，本实施例提供一种电池骨架200，电池骨架200包括多个实施例1中的电池100。其中，在电池100上设置连接节点，多个电池100通过连接节点连接形成空间网架结构，以形成电池骨架200。

电池100形成空间网架结构，形成的电池骨架200具备更好的结构支撑性能，也更加能够适应对更大体积的物件进行力学支撑，力学强度更高。

在本实施例中，电池骨架200包括若干根电池100，这些电池100均呈直条状且长度均相同，这些电池100逐层堆叠形成栅格状空间网架结构。其中，栅格的形状可以是菱形(如图4所示)、正方形(如图5所示)、长方形等，且不限于此。

通过以上设计，电池骨架200具备更加规整、稳定的空间力学构型以及力学支撑能力。

需要说明的是，在堆叠形成栅格状空间网架结构时，电池100还可以是被制作成连续锯齿状，如图6和图7所示，由此可知，电池100由于其特殊的长条状结构，具有很好地结构可塑性，在构建电池骨架200的空间网架结构时，可以根据实际需要，灵活调整电池骨架200的空间网架结构的具体形状，同时还可以对用于构建该空间网架结构的电池100的形状进行灵活调整，只要能够顺利搭建出所需的空间网架结构即可。

在本实施例的一个变形中，电池骨架200中的电池100还可以是连续波浪形，如图8和图9所示，且不限于此。电池骨架200中的电池100的形状可以灵活调整，电池骨架200的空间构型也可以灵活调整。

实施例3

请参照图10和图11，本实施例提供一种结构化电池300，结构化电池300包括：第一电极板310、第二电极板320和实施例2中的电池骨架200。

电池骨架200设于第一电极板310和第二电极板320之间。电池骨架200的电池100的第一电极区110的第一集流体111与第一电极板310电性连接，电池骨架200的电池100的第二电极区130的第二集流体132与第二电极板320电性连接。

结构化电池300当中，第一电极板310和第二电极板320对电池骨架200具有封装和保护作用，并且有助于将所受到的结构力进行分散，使结构力更加均匀地传递到电池骨架200当中。这样有助于提升结构化电池300的整体结构性能，减小因为局部受力过大而发生变形的可能。

其中，第一电极板310类似于传统锂电池的正极端，第二电极板320类似于传统锂电池的负极端。与传统锂电池不同的是，在第一电极板310、电池骨架200和第二电极板320的配合下，结构化电池300还可以作为结构性功能件发挥结构支持的作用。也就是说，结构化电池300不仅可以作为电池使用，还可以用于替代结构元件或结构元件的一部分，实现储能部分和结构部分的结合，不仅增大了总体储能总量，而且不会导致总体重量和体积明显变化，对于有效延长用电设备的续航时间来说具有积极作用。

此外，由于使用结构化电池300对结构性元件进行了替代或部分替代，即替代结构元件或结构元件的一部分，二者高度集成，可以有效减少设备重量。而且由于是用结构化电池300对原来的结构元件进行替代，因此无需对设备结构进行重新设计。

在本实施例中，第一电极板310和第二电极板320平行间隔设置。电池骨架200中的电池100均呈直条状，电池100一端与第一电极板310在结构上固定连接，另一端与第二电极板320在结构上固定连接，若干电池100围成栅格状空间网架结构。具体的，电池100与第一电极板310、第二电极板320的夹角均为60°，栅格的形状呈菱形。

可以理解，电池100与第一电极板310、第二电极板320的夹角可以灵活调整，栅格形状可以不同，电池骨架200的构型可以根据实际需求灵活调整。

请参照图12，在本实施例的第一个变形中，电池骨架200的电池100一端的第一电极区110的第一集流体111和第一电极板310电性连接，电池骨架200的电池100另一端的第一电极区110的第一集流体111和第二电极板320电性连接。电池骨架200的电池100的第二电极区130的第二集流体132可以通过单独设置一电路进行引出。此时，第一电极板310和第二电极板320都为正极端。

请参照图13，在本实施例的第二个变形中，电池骨架200的电池100一端的第二电极区130的第二集流体132和第一电极板310电性连接，电池骨架200的电池100另一端的第二电极区130的第二集流体132和第二电极板320电性连接。电池骨架200的电池100的第一电极区110的第一集流体111可以通过单独设置一电路进行引出。此时，第一电极板310和第二电极板320都为负极端。

需要说明的是，也可以不设置第一电极板310和第二电极板320，将电池骨架200直接作为结构化电池300来使用。

请参照图14，在本发明其他的实施例中，结构化电池300的电池骨架200的电池100堆叠形成矩形栅格空间网架结构，其中，部分电池100垂直于第一电极板310和第二电极板320设置，部分电池100平行于第一电极板310和第二电极板320设置。且不限于此。

实施例4

本实施例提供一种结构件，结构件包括实施例3中的结构化电池300。其中，结构化电池300可以是替代结构件的一部分，也可以是将整个结构件都利用结构化电池300来制作形成。

由于使用结构化电池300对结构件进行了替代或部分替代，即用结构化电池300来制作整个结构件或结构件的一部分，可以有效减轻用电设备的重量。而且由于是用结构化电池300对原来的结构件进行替代，因此无需对设备结构进行重新设计。使结构件在具备结构功能的基础上，额外具备了储能的功能。这对于增大设备的储能总量，延长续航时间具有积极作用。

特别是将结构件应用于行进型用电设备(例如电动车辆、飞行器等)当中时，可以增大整体的电池总容量，并且不会导致整体重量发生明显变化，这对于延长行进型用电设备的续航时间来说具有显著作用。

实施例5

本实施例提供一种电动车辆，其包括实施例4中的结构件。

在电动车辆中，将结构化电池300做成结构件或者结构件的一部分，此时，新的结构件不仅可以发挥原本的结构件的结构性功能，而且还可以储存电能，这样大大提高了电动车辆对电能的储存能力，在不改变原本的车载电池的容量的情况下，就能够延长续航时间。此外，在保持整车的电池总容量不变的情况下，可以将原本的车载电池的容量做得更小，使整车重量更小，这样也可以延长整车的续航时间。

需要说明的是，本实施例中的电动车辆可以是电动滑板车、电动平衡车、电动自行车、电动摩托车、电动轨道交通车等，且不限于此。

在电动车辆中，能源器件和结构部件分别占系统总重很大的比例，为了简化用能设备的设计，方便维修和更换，储能器件通常被集中放置在一个位置，并通过机械紧固件进行固定，这无疑增加了整个设备的体积、降低了体积的利用效率。本实施例所提供的电动车辆将储能器件和结构部件“合二为一”，可以极大地节省设备空间并减小整体重量，这将在整体性能提升方面获得可观的收益，对于提高续航能力、简化整体结构而言具有积极意义。

实施例6

本实施例提供一种飞行器，其包括实施例4中的结构件。

在飞行器中，将结构化电池300做成结构件或者结构件的一部分，此时，新的结构件不仅可以发挥原本的结构件的结构性功能，而且还可以储存电能，这样大大提高了飞行器对电能的储存能力，在不改变原本的电池的容量的情况下，就能够延长续航时间。此外，在保持飞行器的电池总容量不变的情况下，可以将原本的电池的容量做得更小，使飞行器重量更小，这样也可以延长整车的续航时间。

需要说明的是，本实施例中的飞行器可以是无人机、飞行汽车、电动载人飞机、航天器等，且不限于此。

在飞行器中，能源器件和结构部件分别占系统总重的30％和20％左右，为了简化用能设备的设计，方便维修和更换，储能器件通常被集中放置在一个位置，并通过机械紧固件进行固定，这无疑增加了整个设备的体积、降低了体积的利用效率。本实施例所提供的飞行器将储能器件和结构部件“合二为一”，可以极大地节省设备空间并减小整体重量，这将在整体性能提升方面获得可观的收益，对于提高续航能力、简化整体结构而言具有积极意义。

可以理解，实施例4中的结构件还可以应用于其他的用电设备当中，并不局限于此。

实施例7

本实施例提供一种实施例1中的电池的制备工艺，包括：

形成第一电极区；

在形成第一电极区时，同时在第一电极区的表面叠设形成电解质层；

在形成电解质层时，同时在电解质层的表面叠设形成第二电极区。

其中，电池呈长条状，电池的直径小于或等于5mm。

具体的，可以通过增材制造的方式形成第一电极区、电解质层和第二电极区。这样的话，无需再对电池进行组装，成型后可以直接得到电池，简单方便，更有利于保障电池的结构完整性。

需要说明的是，在本发明其他的实施例中，还可以考虑采用挤出成型设备来制作电池，如图15所示。其中，该设备包括第一挤出管710、第二挤出管720、第三挤出管730、第四挤出管740和第五挤出管750。

第一挤出管710、第二挤出管720、第三挤出管730、第四挤出管740和第五挤出管750均呈圆筒状，第一挤出管710的外径小于第二挤出管720的内径，第二挤出管720的外径小于第三挤出管730的内径，第三挤出管730的外径小于第四挤出管740的内径，第四挤出管740的外径小于第五挤出管750的内径。

第四挤出管740容置于第五挤出管750的管腔中，第三挤出管730容置于第四挤出管740的管腔中，第二挤出管720容置于第三挤出管730的管腔中，第一挤出管710容置于第二挤出管720的管腔中。

第一挤出管710、第二挤出管720、第三挤出管730、第四挤出管740和第五挤出管750五者同轴心设置。

第一挤出管710用于挤出形成第一集流体，第二挤出管720用于挤出形成第一电极层，第三挤出管730用于挤出形成电解质层，第四挤出管740用于挤出形成第二电极层，第五挤出管750用于挤出形成第二集流体层。

采用上述挤出成型设备也能够实现第一电极区、电解质层和第二电极区的同步一体成型。

与现有技术相比，本发明的实施例提供的技术方案的有益效果包括：

1.在电池100当中，电池100呈长条状，结构可塑性好，能够将电池100制作呈所需形状的结构件，例如将其制作成三维网状结构，不仅能够发挥结构性元件的力学支撑作用，还能够用于储能，实现了结构功能和储能功能的结合。

电池100同时具备了电池和结构性元件的功能，在作为电池提供电能的同时，还能够发挥力学作用。使用方便，灵活度高，能够根据实际使用需求对电池100的构型进行灵活调整。

另外，由于电池100的结构可塑性好，电池100能够很好地适应其安装区域的形状，能够根据安装区域的不同形状调整自身的形状，结构适应性好，安装起来更加方便，能够适应不同形状的安装区域。

2.采用“电解质层沿第一电极区的周向设置并包覆于第一电极区的外侧，第二电极区沿电解质层的周向设置并包覆于电解质层的外侧”的方式，能够进一步提高电池的结构稳定性，并提高其电池安全性和电池工作稳定性。

3.生产工艺无需再对电池进行组装，成型后可以直接得到电池，简单方便，更有利于保障电池的结构完整性。

4.电池骨架中，电池形成空间网架结构，形成的电池骨架具备更好的结构支撑性能，也更加能够适应对更大体积的物件进行力学支撑，力学强度更高。同时，呈空间网架结构的电池骨架具有非常大的表面积，可以获得更高的电池容量。

5.结构化电池当中，第一电极板和第二电极板对电池骨架具有封装和保护作用，并且有助于将所受到的结构力进行分散，使结构力更加均匀地传递到电池骨架当中。这样有助于提升结构化电池的整体结构性能，减小因为局部受力过大而发生变形的可能。

其中，第一电极板类似于传统锂电池的正极端，第二电极板类似于传统锂电池的负极端。与传统锂电池不同的是，在第一电极板、电池骨架和第二电极板的配合下，结构化电池还可以作为结构性功能件发挥结构支持的作用。也就是说，结构化电池不仅可以作为电池使用，还可以用于替代结构元件或结构元件的一部分，实现储能部分和结构部分的结合，不仅增大了总体储能总量，而且不会导致总体重量和体积明显变化，对于有效延长用电设备的续航时间来说具有积极作用。

6.结构件中，由于使用结构化电池对结构件进行了替代或部分替代，即用结构化电池来制作整个结构件或结构件的一部分，可以减少对结构件原材料的使用量，更加节约资源。而且由于是用结构化电池对原来的结构件进行替代，无需对设备结构进行重新设计。使结构件在具备结构功能的基础上，额外具备了储能的功能。这对于增大设备的储能总量，延长续航时间具有积极作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种电池，其特征在于，包括依次叠设的：第一电极区、电解质层和第二电极区；所述电池呈长条状，所述电池的直径小于或等于5mm。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电解质层沿所述第一电极区的周向设置并包覆于所述第一电极区的外侧，所述第二电极区沿所述电解质层的周向设置并包覆于所述电解质层的外侧。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一电极区包括第一电极层和第一集流体，所述第一电极层沿所述第一集流体的周向设置并包覆于所述第一集流体的外侧；所述第二电极区包括第二电极层和第二集流体，所述第二电极层沿所述电解质层的周向设置并包覆于所述电解质层的外侧，所述第二集流体沿所述第二电极层的周向设置并包覆于所述第二电极层的外侧。

4.一种用于制备如权利要求1-3任一项所述的电池的生产工艺，其特征在于，包括：

形成所述第一电极区；

在形成所述第一电极区时，同时在所述第一电极区的表面叠设形成所述电解质层；

在形成所述电解质层时，同时在所述电解质层的表面叠设形成所述第二电极区；

其中，所述电池呈长条状，所述电池的直径小于或等于5mm。

5.根据权利要求4所述的电池的生产工艺，其特征在于，所述第一电极区、所述电解质层和所述第二电极区均通过增材制造的方式形成。

6.一种电池骨架，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的电池，在所述电池上设置连接节点，多个所述电池通过所述连接节点连接形成空间网架结构。

7.一种结构化电池，其特征在于，包括：如权利要求6所述的电池骨架。

8.根据权利要求7所述的结构化电池，其特征在于，所述结构化电池还包括第一电极板和第二电极板，所述电池骨架设于所述第一电极板和所述第二电极板之间；

所述电池骨架的所述第一电极区与所述第一电极板电性连接，所述电池骨架的所述第二电极区与所述第二电极板电性连接；或所述第一电极区和所述第二电极区中任意一者同时与所述第一电极板和所述第二电极板电性连接。

9.根据权利要求8所述的结构化电池，其特征在于，所述结构化电池的所述电池骨架中至少有部分所述电池垂直于所述第一电极板和/或所述第二电极板设置。

10.一种结构件，其特征在于，包括如权利要求7-9任一项所述的结构化电池。

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