CN116598563A - 电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池及其制备方法,该电池包括通过正极材料印刷形成的正极;通过含有电解液的负极材料印刷形成的负极;具有多孔结构的隔膜,覆盖于整个所述正极上且位于所述正极和所述负极之间,该负极通过采用含有电解液的负极材料印刷而成,则该电池在封装后无需再添加电解液,简化了制备工艺。
Description
技术领域
本发明涉及能源领域,尤其涉及电池及其制备方法。
背景技术
相关技术中的电池,尤其是印刷电池被广泛应用于各类电子器件,尤其是在柔性设备上以及一些对形状有特殊要求的器件上,近年来,随着物联网的技术不断发展成熟,各种传感器如温度湿度传感器、位置追踪器等器件需求出现,对印刷电池,需求更加迫切且多样化。
当前的电池组装时一般在正极和负极封装后需要添加电解液,电解液的添加通常都是滴加或者直接注入,电解液的添加过程中需要严格控制工序参数,制作工艺复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种改进的电池及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电池,包括:
通过正极材料印刷形成的正极;
通过含有电解液的负极材料印刷形成的负极;
具有多孔结构的隔膜,覆盖于整个所述正极上且位于所述正极和所述负极之间。
在一些实施例中,还包括第一基材;
所述第一基材上印刷有第一集流体;所述正极材料印刷于所述第一集流体上形成所述正极。
在一些实施例中,所述第一基材上印刷有与所述第一集流体独立设置且共面设置的第二集流体;
所述含有电解液的负极材料印刷于所述第二集流体上形成所述负极。
在一些实施例中,所述第二集流体和所述隔膜之间设置有可破开的隔断层,所述含有电解液的负极材料在所述隔断层破开时覆盖于所述隔膜和所述第二集流体上。
在一些实施例中,所述含有电解液的负极材料印刷于所述隔膜与所述正极相背设置的一侧以形成所述负极;
和/或,所述含有电解液的负极材料的粘度为1500-5000mPas。
在一些实施例中,还包括第二基材,所述第二基材与所述第一基材相对设置,所述正极、所述隔膜以及所述负极依次设置于所述第一基材和所述第二基材之间。
在一些实施例中,所述第二基材与所述第一基材相对设置的一面印刷有第二集流体。
在一些实施例中,还包括设置于所述第二集流体与所述负极材料相背设置的一侧的导电层。
在一些实施例中,还包括粘接层,所述粘接层部分设置于所述正极上,用于粘贴所述隔膜;
和/或,所述第一基材与所述第二基材之间设置有用于供所述含有电解液的负极材料注入且可封闭的注入口。
本发明还构造一种电池制备方法,以制备本发明所述的电池,包括以下步骤:
制备正极材料并通过印刷制成正极;
在所述正极上放置隔膜,所述隔膜覆盖于所述正极上;
制备含有电解液的负极材料并通过印刷制成负极;
将放置有所述隔膜的所述正极、以及负极封装形成电池。
实施本发明电池及其制备方法,具有以下有益效果:该负极通过采用含有电解液的负极材料印刷而成,则该电池在封装后无需再添加电解液,可简化制备工艺,另外还可避免电解液污染电池中的粘接剂,避免影响封装效果,比如可避免电池出现漏液以及正极材料和负极材料出现破裂情况。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明第一实施例中电池的结构示意图;
图2是图1所示电池的内层结构分解示意图;
图3是图1电池的局部结构示意图;
图4是图1所示电池的另一局部结构示意图;
图5是图1所示电池与现有电池的电压对比示意图;
图6是本发明第二实施例中电池的局部结构示意图;
图7是图6所示电池的另一局部结构示意图;
图8是图6所示电池的离型纸拆除的状态示意图;
图9是本发明第三实施例中电池的局部结构示意图;
图10是图9所示电池与现有电池的容量对比示意图;
图11是本发明第四实施例中电池的局部结构示意图;
图12是本发明第五实施例中电池的局部结构示意图;
图13是图12所示电池的另一局部结构示意图;
图14是本发明第六实施例中电池的局部结构示意图;
图15是图14所示电池的另一局部结构示意图。
附图标号说明:10a、第一基材;20、正极;21、第一集流体;22、正极材料;30、隔膜;40、粘接层;51、第二集流体;52、负极材料;60、导电层;70、正极极耳;80、负极极耳;100、隔断层;10b、第二基材。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1及图2示出了本发明电池的第一实施例,该电池可用于给一些电子器件供电。该在一些实施例中,该电池可以为印刷电池,具体地,该电池可以为锌锰印刷电池。该电池可以为独立于电子器件的电池,也可以直接印刷于电子器件上。该电池具有封装简便、封装效果好、不易漏液、使用寿命长的优点。
如图1及图2所示,在本实施例中,该电池包括第一基材10a、第二基材10b、正极20、负极50、隔膜30。在本实施例中,该第一基材10a可供正极20印刷于其上。该负极50可与正极20封装,实现正常放电。该隔膜30覆盖于整个正极20上,且可位于正极和负极之间,该隔膜30可用于分离正极20以及负极50。在本实施例中,电池可呈三明治结构,该负极50全部设置于隔膜30之上。可以理解地,在其他一些实施例中,该电池不限于三明治结构。该电池可以为共面结构。该第二基材10b可与第一基材10a相对设置,并可通过粘贴固定,从而实现电池封装。该正极20、隔膜30以及负极50可依次设置于该第一基材10a和第二基材10b之间。
在本实施例中,该第一基材10a和/或第二基材10b为薄膜材料,其可以但不限于PET,PVC,PE,PC,PA薄膜。在一些实施例中,该第一基材10a的厚度可以介于0.02mm至0.2mm之间。在本实施例中,该第一基材10a和/或第二基材10b可以为方形,当然,可以理解地,在其他一些实施例中,第一基材10a不限于为方形,可以为任意形状,比如圆形、三角形或者不规则形状。
在本实施例中,第一基材10a上印刷第一集流体21,第一集流体21的形状可与第一基材10a的形状相当,且尺寸小于第一基材10a的尺寸,比如长度、宽度分别小于第一基材10a的长度和宽度,也即该第一基材10a的边缘与第一集流体21的边缘之间留设有设定的间距。该第一集流体21为碳集流体,其印刷的形状不限于与第一基材10a的形状相当。在其他一些实施例中,该第一集流体21的形状可根据实际需要设计。该第一集流体21的作用是为了承载正极材料22以形成正极20。
如图2至图3所示,在本实施例中,该正极20通过正极材料22印刷形成。在本实施例中,该正极材料22印刷于第一集流体21上形成正极20。具体地,在本实施例中,正极材料22可采用丝网印刷方式印刷于第一集流体21上。当然,可以理解地,在其他一些实施例中,该正极材料22不限于采用丝网印刷的方式印刷于第一集流体21上,该正极材料22也可以采用漏版印刷的方式印刷于第一集流体21上。通过采用丝网印刷的方式,可使得封装后的电池变得更为灵活。
在本实施例中,该正极材料22印刷后的形状可与第一集流体21的形状相当,且印刷后的正极材料22可以为网状。当然,可以理解地,在其他一些实施例中,正极材料22印刷后的形状不限于为方形,可以根据实际需要设计。在本实施例中,正极材料22印刷后的尺寸可与第一集流体21的尺寸相适配,也即该正极材料22印刷后的长度与第一集流体21的长度相同,或者略大于或略小于第一集流体21的长度;正极材料22印刷后的宽度与第一集流体21的宽度相同,或者略大于或略小于第一集流体21的宽度。
在本实施例中,该正极材料22可包括二氧化锰、导电剂、粘合剂以及溶剂等,该正极材料22印刷前可以为浆料状态,其印刷于第一集流体21后可通过干燥形成固态。其中,二氧化锰可以为颗粒物。导电剂可以包括但不限于炭黑,粘合剂可以包括但不限于聚偏二氟乙烯。溶剂可以包括但不限于N-甲基吡咯烷酮。二氧化锰、导电剂、粘合剂的重量比为50-80:20-50:5-15,比如可以选择为50:40:10。
在本实施例中,该隔膜30为多孔结构,其可覆盖于整个正极20上,也即覆盖于整个正极材料22上。在本实施例中,该隔膜30可通过粘贴固定于正极材料22上。之所以将隔膜30设置为多孔结构,其目的是为了便于含有电解液的负极材料52中的电解液渗透至正极20,并将负极材料52中的负极活性物质与正极材料22中的正极活性物质隔开,从而使得正极20与负极50可配合实现正常放电。在本实施例中,该隔膜30选择具有合适孔径和孔隙率的隔膜30。比如在一些实施例中可选取孔径为10nm-50nm,且孔隙率为30-70%的隔膜30,进一步可选取孔径为30-40mn,孔隙率为50-60%的隔膜。在一些实施例中,该隔膜可以包括但不限于纤维素材料。在本实施例中,隔膜30的形状可与正极的20的形状相当。在本实施例中,该隔膜30的长度比正极材料22的长度大1~2mm;该隔膜30的宽度比正极材料22的宽度大2mm,该隔膜30可居中设置于该正极材料22上,并且通过使用至少100N的压力使得隔膜30与正极材料22上的粘接层40压合。可以理解地,在其他一些实施例中,该隔膜30的形状不限于与正极20的形状相当,比如隔膜30也可以为圆形或者其他形状,只要隔膜30尺寸均比正极材料22的长度以及宽度大即可。在一些实施例中,该隔膜30的厚度为10-200um,在一些实施例中,该隔膜30的厚度可以选择为50-75um。
在本实施例中,该电池还包括粘接层40,该粘接层40设置于该正极材料22上,用于粘贴隔膜30,在本实施例中,该粘接层40还可用于电池的封装。该粘接层40可通过印刷设置于该正极材料22上,可部分位于正极材料22上,并靠近正极材料22的边缘,且延伸至第一基材10a的边缘。该粘接层40用于粘贴隔膜30的区域宽度不低于3mm,且其与用于电池封装的区域(也即与第二基材10b粘贴的区域)宽度不低于5mm。在一些实施例中,该粘接层40可以为常规的胶水层。该隔膜30的防止需保证完全覆盖正极材料22并且在胶水粘贴的部分施加压力,保证隔膜30和胶水的粘贴足够牢固,避免在电池存放或者运输过程中负极材料52从粘接层40和隔膜30粘贴的区域渗入正极材料22,导致封装后的电池内部短路。在一些实施例中,该胶水层可以为有机类,但不限于为改性橡胶类、丙烯酸酯,聚乙烯基醚,聚氨酯,聚异丁烯和有机硅。在其他一些实施例中,该粘接层40可以是非溶剂型的UV固化胶水:包括但不限于环氧聚丙烯酸酯、聚酸聚丙烯酸酯、不饱和聚醋树脂。
如图2及图4所示,在本实施例中,该第二基材10b上可印刷第二集流体51,该第二集流体51的形状可与第一集流体21的形状相同,该第二集流体51的边缘到第二基材10b的边缘均留设有设定的间距。在一些实施例中,该第二集流体51为碳集流体。在其他一些实施例中,第二集流体51不限于印刷于第二基材10b上,在其他一些实施例中,第二集流体51也可印刷于第一基材10a上。该第二基材10b上印刷有粘接层40,该粘接层40可位于第二集流体51的外周,且延伸至第二基材10b的边缘,其可便于第一基材10a与第二基材10b的对贴封装。在其他一些实施例中,该第二集流体51可以采用密集的网状结构,通过将其制成密集的网状可增加负极50的导电性,方便与负极材料52接触。
在本实施例中,该负极50通过含有电解液的负极材料52涂覆于隔膜30与正极20相背设置的一侧形成。该负极材料52与第二集流体51相对设置。在其他一些实施例中,含有电解液的负极材料52也可涂覆于第二集流体51上。通过将电解液添加至负极材料52中,一步实现负极材料52的印刷和电解液的添加,可以省去了电解液独立添加的步骤简化制备工艺,并且减少电解液添加过程中污染封装粘接层40的问题出现,可以使得电池的生产更加便捷高效。并且由于负极材料52以浆料状态存在于封装好的电池中,也即负极材料52在印刷前后均是浆料状态,因此不存在活性材料脆裂的问题。常规技术中,需要在正负极封装后添加电解液的电池,一般需要一定容量,从而导致需要加厚负极材料52的印刷厚度,而负极材料52通常是印刷于集流体上并干燥形成固态,然而厚度的增加容易使得负极材料52脆裂,影响电池的制作,甚至容易导致电池出现短路。而负极材料52以浆料状态存在电池中,可以在一定程度解决该问题。
在本实施例中,该负极材料52可包括导电剂、锌粉、凝胶剂和电解液等。其中锌粉中锌颗粒的粒径可以介于0.5-45um,在一些实施例中,可以选择的该锌颗粒的粒径可以为25-35um。该导电剂包括但不限于于碳粉、石墨烯、碳纳米管。该凝胶剂为水溶性高分子,其包括但不限于为PVA,CMC,淀粉,阿拉伯胶等。该电解液可以为酸性、中性、碱性电解液。酸性电解液包括但不限于氯化铵和氯化锌溶液,中性电解液包括但不限于硫酸锌和硫酸锰溶液,碱性电解液包括但不限于氢氧化钾溶液。电解液浓度介于2M-10M之间,优选地使用3M-5M。锌粉、导电剂、凝胶剂和电解液的质量比介于10-20:5-10:0.5-2:10-30,优选地使用10:5:1:15。负极材料52的粘度控制在3000-5000mPas之间。需要说明的是,负极材料52的粘度影响其可印刷性同时也影响整体电池的性能。在其他一些实施例中,负极材料52的粘度不限于3000-5000mPas,该负极材料52的粘度在1500-5000mPas中即可。
在本实施例中,该电池还包括导电层60,该导电层60设置于第二集流体51与负极材料相背设置的一侧,其可用于增加倍率性能。在一些实施例中,该导电层60可呈网状,当然,可以理解地,在其他一些实施例中,导电层60可不限于呈网状,比如片状。在一些实施例中,导电层60可以为金属层,其包括但不限于银层、铜层、镍层或者其他金属。在其他一些实施例中,该导电层60可以省去。在一些实施例中,导电层60也可以是碳和金属的混合物。于碳浆料中加入金属导电浆料获得混合导电浆料。其比例可以是80-95:5-20。优选地使用95:5。在其他一些实施例中,该导电层60不限于为金属层,也可以为碳导电层,该碳导电层的印刷厚度为10-50um,进一步地,其厚度可以选择为15-30um。
在本实施例中,该电池还包括正极极耳70以及负极极耳80,该正极极耳70可部分设置于正极材料22上,部分向外延伸。该负极极耳80可部分设置于负极材料52上,且与正极极耳70朝同一方向向外延伸。
该电池的制备方法具体包括以下步骤:
选择第一基材10a以及第二基材10b,具体如下:
采用PET作为第一基材10a以及第二基材10b,使用丝网印刷的方式在第一基材10a上印刷第一集流体21,在第二基材10b上印刷第二集流体51,该第一集流体21和第二集流体51均为导电碳层,该第一集流体21和第二集流体51印刷后置于120℃温度环境下干燥30分钟,且第一集流体21和第二集流体51的厚度可控制在15-20um。在本实施例中,可在第二基材10b与第二集流体51相对设置的一侧印刷金属的导电层60。可以理解地,在其他一些实施例中,该金属的导电层60也可以省去。
制备正极材料22并印刷制成正极20,具体如下:
制备正极材料22:使用N-甲基吡咯烷酮作为溶剂,聚偏二氟乙烯作为粘合剂。将粘合剂加入到溶剂,搅拌1h。粘合剂和溶剂的质量比为2.5:100;然后加入二氧化锰颗粒和炭黑导电剂。二氧化锰、导电剂、粘合剂的重量比为50:40:10.然后在500rpm下搅拌2h得到正极浆料。
正极20印刷,使用丝网将正极材料22印刷在第一集流体21上,并置于120℃温度环境下干燥1h。该正极材料22干燥后的厚度可以为120-140um。
印刷粘接层40:使用丝网印刷在正极材料22以及第一基材10a上印刷呈方框形状的胶水层,胶水可采用工合成橡胶类溶剂型胶水,该胶水印刷后可置于90℃温度环境下干燥10min,胶水厚度控制在70um-90um。胶水的条形宽度可以为10mm。
在正极20上放置隔膜30,该隔膜30覆盖于正极20上,具体地,可切割隔膜30的长度比正极材料22的长度大1mm,其宽度也比正极材料22的宽度大1mm,该隔膜30居中粘贴于正极材料22上。
制备含有电解液的负极材料52并印刷制成负极50,具体如下:
制备含有电解液的负极材料52:将27.2g氯化锌和20.7g氯化铵溶解于50mL蒸馏水。将高聚合度聚乙烯醇(分子量17-22万)5g溶解于50mL的蒸馏水中。将以上两溶解混合并加入50g锌粉、50克炭黑以及0.5g碳纳米管,在500rpm转速下搅拌1.5h得到含有电解液的负极锌浆料。
负极印刷:将配置好的含有电解液的负极材料52使用丝网印刷方式涂敷在隔膜30之上。含有电解液的负极材料52印刷湿膜厚度控制在150um-200um。
将放置有隔膜30的正极20以及负极50封装形成电池,具体地,将印刷有正极20的第一基材10a和印刷有第二集流体51的第二基材10b根据粘接层40的位置对贴,并使用至少100N的压力压合。
由图5可知,采用该制备方法制得的电池具有常规的电池同样的性能。
图6至图8示出了本发明电池的第二实施例,其与第一实施例的区别在于,该负极材料52可在需要使用电池时再装入。在本实施例中,第一基材10a与第二基材10b之间可设置注入口,用于供含有电解液的负极材料52注入并且可在注入含有电解液的负极材料52后封闭设置。具体地,该注入口位于第一基材10a以及第二基材10b的一个顶角。在本实施例中,可在第一基材10a上的部分粘接层40设置可拆卸的隔离结构90,以及在第二基材10b上与第一基材10a隔离结构90相对设置部分粘接层40上可拆卸设置另一隔离结构90。当电池初步封装后,该设有隔离结构90部分之间的间隔形成注入口。当从注入口注入含有电解液的负极材料52后,需要封装形成最终可使用的电池,可将隔离结构90拆除,该第一基材10a和第二基材10b上隔离结构90原先覆盖的部分粘接层40可相互粘合。在一些实施例中,该隔离结构90可以为离型纸,当从注入口注入含有电解液的负极材料52后,可将离型纸拆除,再将第一基材10a和第二基材10b粘合。
该电池的制备方法与第一实施例的区别在于,含有电解液的负极材料52在电池初步封装前可先不印刷于隔膜30上。在电池初步封装前在第一基材10a以及第二基材10b顶角部分预留1cm的直角三角形位置,使用离型纸分别粘贴对应的预留位置,该位置形成注入口。之后再使用至少100N的压力将第一基材10a以及第二基材10b压合。
电池最终封装时,可将配置好的含有电解液的负极材料52使用注射器从预留的注入口加入到隔膜30与第二基材10b之间的腔体中。含有电解液的负极材料52加量控制在根据面积均匀平铺后厚度为的150um-200um。最后撕下离型纸,将第一基材10a和第二基材10b对贴并且实用至少100N的压力压合。
图9示出了本发明电池的第三实施例,其与第一实施例的区别在于,该电池不限于呈三明治结构,该第一集流体21以及第二集流体51可独立设置于第一基材10a上,且可共面设置。该含有电解液的负极材料52的粘度可以控制在1500-3500mPas之间。该含有电解液的负极材料52可印刷于第二集流体51以及隔膜30上,在其他一些实施例中,该含有电解液的负极材料52也可仅印刷于第二集流体51上,再通过渗透至少部分覆盖于隔膜30上。
该电池的制备方法具体包括以下步骤:
选择第一基材10a以及第二基材10b,具体如下:
采用PET作为第一基材10a以及第二基材10b,使用丝网印刷的方式在第一基材10a上印刷第一集流体21以及第二集流体51,该第一集流体21和第二集流体51均为导电碳层,且可并排且间隔设置。该第一集流体21和第二集流体51印刷后置于120℃温度环境下干燥30分钟,且第一集流体21和第二集流体51的厚度可控制在15-20um。
制备正极材料22并印刷制成正极20,具体如下:
制备正极材料22:使用N-甲基吡咯烷酮作为溶剂,聚偏二氟乙烯作为粘合剂。将粘合剂加入到溶剂,搅拌1h。粘合剂和溶剂的质量比为2.5:100;然后加入二氧化锰颗粒和炭黑导电剂。二氧化锰、导电剂、粘合剂和溶剂的重量比为50:40:10.然后在500rpm下搅拌2h得到正极浆料。
正极20印刷,使用丝网将正极材料22印刷在第一集流体21上,并置于120℃温度环境下干燥1h。该正极材料22干燥后的厚度可以为120-140um。
印刷粘接层40:使用丝网印刷在正极材料22以及第一基材10a上印刷呈方框形状的粘接层40,该粘接层40可以为胶水层;胶水可采用工合成橡胶类溶剂型胶水,该胶水印刷后可置于90℃温度环境下干燥10min,胶水厚度控制在70um-90um。胶水的条形宽度可以为10mm。
在正极20上放置隔膜30,该隔膜30覆盖于正极20上,具体地,可切割隔膜30的长度比正极材料22的长度大1mm,其宽度也比正极材料22的宽度大1mm,该隔膜30居中粘贴于正极材料22上。
制备含有电解液的负极材料52并印刷制成负极50,具体如下:
制备含有电解液的负极材料52:将27.2g氯化锌和20.7g氯化铵溶解于50mL蒸馏水。将高聚合度聚乙烯醇(分子量17-22万)5g溶解于50mL的蒸馏水中。将以上两溶解混合并加入50g锌粉、50克炭黑以及0.5g碳纳米管,在500rpm转速下搅拌1.5h得到含有电解液的负极锌浆料。
负极印刷:将配置好的含有电解液的负极材料52使用丝网印刷方式涂敷在第二集流体51以及隔膜30之上。含有电解液的负极材料52印刷湿膜厚度控制在150um-200um。
将放置有隔膜30的正极20以及负极50封装形成电池,具体地,将印刷有正极20和印刷有第二集流体51的第一基材10a以及第二基材10b根据粘接层40的位置对贴,并使用至少100N的压力压合。
在其他一些实施例中,在第一基材10a以及第二基材10b对贴之前,在印刷有正极20和印刷有第二集流体51的第一基材10a上增加覆盖层,该覆盖层可以为导电碳层,且在一些实施例中,该覆盖层与第二集流体51相背设置的一面可设置金属集流体,当然,可以理解地,在其他一些实施例中,该覆盖层可以为非导电碳层,该覆盖层在一些实施例中可印刷有第三集流体,该第三集流体可以为导电碳层。在覆盖覆盖层后可通过外部负极极耳80连接覆盖层上的第三集流体和第二集流体从而实现共面结构的电池以及三明治结构的电池结合,进而达到增加电池的功率输出功能的作用。
由图10可知,采用该制备方法制备的电池与现有的电池具有同样的性能。
图11示出了本发明电池的第四实施例,其与第三实施例的区别在于,在电池使用前,该含有电解液的负极材料52可仅印刷于第二集流体51上,该第二集流体51与隔膜30之间设置有隔断层100,该隔断层100可破开设置,当需要使用电池时,可通过挤压方式使得隔断层100破开,第二集流体51上的含有电解液的负极浆料渗透至隔膜30上。通过设置该隔断层100,可增加使用前含有电解液的负极材料52的储存时间,可使得电池在未使用时不存在自放电。在一些实施例中,该隔断层100可以为特殊的胶水层,该特殊的胶水层的特点是具有一定的粘性可以将第一基材10a以及第二基材10b粘合在一起,并可避免含有电解液的负极材料52在电池存放或者运输过程中渗透至正极。该特殊的胶水层可包括但不限于聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氨酯,隔断层100的宽度可以为0.2mm 2mm,进一步地,在一些实施例中,该隔断层100的宽度可进一步选择为0.8mm-1.5mm。
具体地,该电池的制备步骤与第三实施例的区别在于,还包括需要使用电池时,可用力挤压第二集流体51上的含有电解液的负极材料52,使得隔断层100被含有电解液的负极材料52破开,含有电解液的负极材料52渗透至隔膜30上,该电解液可经过隔膜30进入正极20,且负极材料52可均匀覆盖于该隔膜30以及第二集流体51上,从而形成可使用的电池。
图12至图13示出了本发明电池的第五实施例,其与第三实施例的区别在于,通过本发明电池的制备方法可方便快速撕下电池的串联从而达到啊高压电输出,比如可封装形成3V电池。
具体地,可在第一基材10a上印刷第一集流体21以及第二集流体51,该第一集流体21以及第二集流体51并排且间隔设置,在其第一集流体21上依次设置粘接层40以及隔膜30,在隔膜30与第一集流体21相背设置的一侧以及第二集流体51上印刷含有电解液的负极材料52。采用同样方法,可在第二基材10b上含有电解液的负极材料52,并在其第一集流体21上依次设置粘接层40以及隔膜30,在其隔膜30与第一集流体21相背设置的一侧以及第二集流体51上印刷含有电解液的负极材料52,再将第一基材10a设有正极20、隔膜30以及负极材料52的一侧与第二基材10b上设有正极20、隔膜30以及负极材料52的一侧以正极对负极方式对于封装完成3V电池的封装。
图14以及图15示出了本发明电池的第六实施例,其与第五实施例的区别在于,该电池可以同样的封装方式实现4.5V电池的封装。
可以理解的,以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,可以对上述技术特点进行自由组合,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种电池,其特征在于,包括:
通过正极材料(22)印刷形成的正极(20);
通过含有电解液的负极材料(52)印刷形成的负极(50);
具有多孔结构的隔膜(30),覆盖于整个所述正极(20)上且位于所述正极(20)和所述负极(50)之间。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,还包括第一基材(10a);
所述第一基材(10a)上印刷有第一集流体(21);所述正极材料(22)印刷于所述第一集流体(21)上形成所述正极(20)。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述第一基材(10a)上印刷有与所述第一集流体(21)独立设置且共面设置的第二集流体(51);
所述含有电解液的负极材料(52)印刷于所述第二集流体(51)上形成所述负极(50)。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述第二集流体(51)和所述隔膜(30)之间设置有可破开的隔断层(100),所述含有电解液的负极材料(52)在所述隔断层(100)破开时覆盖于所述隔膜(30)和所述第二集流体(51)上。
5.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述含有电解液的负极材料(52)印刷于所述隔膜(30)与所述正极(20)相背设置的一侧以形成所述负极(50);
和/或,所述含有电解液的负极材料(52)的粘度为1500-5000mPas。
6.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,还包括第二基材(10b),所述第二基材(10b)与所述第一基材(10a)相对设置,所述正极(20)、所述隔膜(30)以及所述负极(50)依次设置于所述第一基材(10a)和所述第二基材(10b)之间。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述第二基材(10b)与所述第一基材(10a)相对设置的一面印刷有第二集流体(51)。
8.根据权利要求3或6所述的电池,其特征在于,还包括设置于所述第二集流体(51)与所述负极材料(52)相背设置的一侧的导电层(60)。
9.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,还包括粘接层(40),所述粘接层(40)部分设置于所述正极(20)上,用于粘贴所述隔膜(30);
和/或,所述第一基材(10a)与所述第二基材(10b)之间设置有用于供所述含有电解液的负极材料(52)注入且可封闭的注入口。
10.一种电池制备方法,以制备权利要求1至9任一项所述的电池,其特征在于,包括以下步骤:
制备正极材料(22)并通过印刷制成正极(20);
在所述正极(20)上放置隔膜(30),所述隔膜(30)覆盖于所述正极(20)上;
制备含有电解液的负极材料(52)并通过印刷制成负极(50);
将放置有所述隔膜(30)的所述正极(20)、以及负极(50)封装形成电池。
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