CN220066022U - 一种含边缘集电极的印刷电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含边缘集电极的印刷电池组，包括第一印刷薄膜电池以及第二印刷薄膜电池，所述第一印刷薄膜电池以及所述第二印刷薄膜电池均包括依次设置的第一电极总层、电解液隔膜层以及第二电极总层；所述第一电极总层包括依次连接的第一基底层、第一金属栅层、第一集电极层以及第一电极层；所述第二电极总层包括依次连接的第二基底层、第二集电极层以及第二电极层；所述第一印刷薄膜电池的所述第二集电极层的边缘位置设置有第二金属栅层，所述第二金属栅层与所述第二印刷薄膜电池的所述第一金属栅层相互连接。通过本实用新型实现有效提高多个印刷薄膜电池之间的导电性，从而降低印刷电池组的内阻，使其有利于大电流应用场景。

Description

一种含边缘集电极的印刷电池组

技术领域

本实用新型涉及印刷薄膜电池技术领域，特别涉及一种含边缘集电极的印刷电池组。

背景技术

印刷薄膜电池具有柔性，使其可轻易地和一些柔性电子器件集成而不影响器件的使用舒适度，如薄膜的形状使其在智能封装和可穿戴设别等领域有广大的应用前景。印刷薄膜电池一般包括依次设置的第一电极总层、电解液隔膜层以及第二电极总层，同时还会在作为负极侧的第一电极总层的第一基底层与第一集电极层之间增设第一金属栅层，其中第一金属栅层由金属浆料（如银浆）所形成，利用金属浆料以提高其集电极的导电性。要说明的是，上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

在相关技术中，当对多个印刷薄膜电池进行串联以形成印刷电池组，需要采用碳层将多个印刷薄膜电池中极性不同的第一集电极与第二集电极进行相连。由于印刷薄膜电池的使用场景决定了所设置的碳层厚度不能太厚，而碳层薄则会导致其横向导电性较差，进而导致印刷电池组的内阻较大，不利于大电流应用场景。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种含边缘集电极的印刷电池组，旨在实现有效提高多个印刷薄膜电池之间的导电性，从而降低印刷电池组的内阻，使其有利于大电流应用场景。

为实现上述目的，本实用新型提出一种含边缘集电极的印刷电池组，包括第一印刷薄膜电池以及第二印刷薄膜电池，所述第一印刷薄膜电池以及所述第二印刷薄膜电池均包括依次设置的第一电极总层、电解液隔膜层以及第二电极总层；所述第一电极总层包括依次连接的第一基底层、第一金属栅层、第一集电极层以及第一电极层，其中所述第一电极层连接所述电解液隔膜层；所述第二电极总层包括依次连接的第二基底层、第二集电极层以及第二电极层，其中所述第二电极层连接所述电解液隔膜层；所述第一印刷薄膜电池的所述第二集电极层的边缘位置设置有第二金属栅层，所述第二金属栅层与所述第二印刷薄膜电池的所述第一金属栅层相互连接；其中所述第一金属栅层以及所述第二金属栅层均包括金属浆料。

可选地，所述第二金属栅层设置在所述第一基底层和/或所述第二基底层上，且所述第二金属栅层远离所述第一基底层和所述第二基底层的一侧包覆有保护层。

可选地，所述第一印刷薄膜电池分割为若干个第三印刷薄膜电池，所述第二金属栅层设置为网格状结构，若干所述第三印刷薄膜电池设置在所述第二金属栅层的网格空白区域。

可选地，所述第一印刷薄膜电池与所述第二印刷薄膜电池之间为叠层设置，以使所述第一印刷薄膜电池的所述第二基底层远离所述第二集电极层的一侧，与所述第二印刷薄膜电池的所述第一基底层远离所述第一金属栅层的一侧相互贴合或者共同设置。

可选地，所述第二金属栅层还设置在相互贴合或者共同设置的所述第一印刷薄膜电池的所述第二基底层以及所述第二印刷薄膜电池的所述第一基底层的外侧边缘，以使所述第一金属栅层与所述第二金属栅层相互连接。

可选地，相互贴合或者共同设置的所述第二印刷薄膜电池的所述第一基底层上设有第一过孔，所述第一印刷薄膜电池的所述第二基底层上设有第二过孔，所述第一过孔与所述第二过孔相互连接，所述第一过孔以及所述第二过孔中填充有导电材料，以使所述第一金属栅层与所述第二金属栅层相互连接；其中所述导电材料包括金属浆料或碳浆料。

可选地，所述第一过孔与所述第二过孔同轴设置；所述第一过孔与所述第二过孔的孔侧部设有所述导电材料，所述第一过孔与所述第二过孔的孔中部为中空设计。

可选地，相互贴合或者共同设置的所述第一印刷薄膜电池的所述第二基底层与所述第二印刷薄膜电池的所述第一基底层之间设有导电层，所述第一过孔与所述第二过孔通过所述导电层相互连接。

可选地，所述第一过孔与所述第二过孔位于非同一轴线上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型通过导电性更优的金属浆料所形成的第二金属栅层作为中间媒介，并将第二金属栅层设置在第一印刷薄膜电池的第二集电极层的边缘位置以形成边缘集电极，以将第一印刷薄膜电池的第二集电极层与第二印刷薄膜电池的第一集电极层相互连接，从而有效提高多个印刷薄膜电池之间的导电性，从而降低印刷电池组的内阻，使其有利于大电流应用场景。

同时，在第二印刷薄膜电池的第一基底层与第一集电极层中增加第一金属栅层以提高第一集电极层的导电性，由于第一金属栅层与第二金属栅层同样是由金属浆料所形成，因此电池组的印刷过程中可以将其二者作为整体进行一体化印刷设计，此举也能减少印刷次数，提高生产制造效率。

要说明的是，由于电解液从电解液隔膜层穿透至第二集电极层边缘位置的路程较长，因此不用担心第二金属栅层与作为正极侧的第二集电极层上的电极活性物质以及在高电位时与电解液之间发生氧化反应导致产品受损，从而保证本技术方案的有效实施。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例中第一印刷薄膜电池/第二印刷薄膜电池的分解结构示意图；

图2为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例的叠层设置的结构示意图其一；

图4为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例的叠层设置的结构示意图其二；

图5为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例中的第一过孔以及第二过孔的结构示意图其一；

图6为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例中的第一过孔以及第二过孔的结构示意图其二；

图7为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例中的第三印刷薄膜电池的结构示意图；

图8为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例中设有导电层的结构示意图；

图9为本实用新型含边缘集电极的印刷电池组一实施例另一角度的分解结构示意图。

图中所标各部件的名称如下：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

此外，需要说明的是，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实施例公开了一种含边缘集电极的印刷电池组，参考附图1-2，包括第一印刷薄膜电池1以及第二印刷薄膜电池2，第一印刷薄膜电池1以及第二印刷薄膜电池2均包括依次设置的第一电极总层3、电解液隔膜层4以及第二电极总层5；第一电极总层3包括依次连接的第一基底层301、第一金属栅层302、第一集电极层303以及第一电极层304，其中第一电极层304连接电解液隔膜层4；第二电极总层5包括依次连接的第二基底层501、第二集电极层502以及第二电极层503，其中第二电极层503连接电解液隔膜层4；同时，在第一集电极层303、第一电极层304、电解液隔膜层4、第二电极层503以及第二集电极层502的侧部还包覆有密封层6，通过密封层6以防止电解液外渗；第一印刷薄膜电池1的第二集电极层502的边缘位置设置有第二金属栅层7，第二金属栅层7与第二印刷薄膜电池2的第一金属栅层302相互连接；其中第一金属栅层302以及第二金属栅层7均包括金属浆料。

本实施例通过导电性更优的金属浆料所形成的第二金属栅层7作为中间媒介，并将第二金属栅层7设置在第一印刷薄膜电池1的第二集电极层502的边缘位置以形成边缘集电极，以将第一印刷薄膜电池1的第二集电极层502与第二印刷薄膜电池2的第一集电极层303相互连接，从而有效提高多个印刷薄膜电池之间的导电性，从而降低印刷电池组的内阻，使其有利于大电流应用场景。

同时，在第二印刷薄膜电池2的第一基底层301与第一集电极层303中增加第一金属栅层302以提高第一集电极层303的导电性，由于第一金属栅层302与第二金属栅层7同样是由金属浆料所形成，因此电池组的印刷过程中可以将其二者作为整体进行一体化印刷设计，此举也能减少印刷次数，提高生产制造效率。

要说明的是，由于电解液从电解液隔膜层4穿透至第二集电极层502边缘位置的路程较长，因此不用担心第二金属栅层7与作为正极侧的第二集电极层502上的电极活性材料以及在高电位时与电解液之间发生氧化反应导致产品受损，从而保证本技术方案的有效实施。

进一步的，第二金属栅层7设置在第一基底层301和/或第二基底层501上，且第二金属栅层7远离第一基底层301和第二基底层501的一侧包覆有保护层8，其中保护层8由碳浆料所形成。如此设置，通过保护层8对第二金属栅层7进行保护，结构简单实用性强。同时，保护层8、第一集电极层303与第二集电极层502均采用碳浆料所形成，因此在印刷电池组的印刷过程中可以将其三者作为整体进行一体化印刷设计，此举也能减少印刷次数，提高生产制造效率。

作为上述实施例的优选方案，参考附图7，第一印刷薄膜电池1分割为若干个第三印刷薄膜电池101，第二金属栅层7设置为网格状结构，若干第三印刷薄膜电池101设置在第二金属栅层7的网格空白区域。如此设置，考虑到对于大面积的印刷薄膜电池，其位于面积中部的电荷经过第二集电极层502到达第二金属栅层7的路程较长，其过程会导致印刷电池组内阻增大。因此将第一印刷薄膜电池1分割为若干个第三印刷薄膜电池101，即变相减小第二集电极层502的面积；同时将二金属栅层设置为网格状结构，将第三印刷薄膜电池101设置在第二金属栅层7的网格空白区域，由于减少第二集电极层502的面积使得电荷经过第二集电极层502到达第二金属栅层7的线路缩短，从而减小印刷电池组内阻，使其有利于大电流应用场景。

作为上述实施例的优选方案，参考附图3，第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2之间为叠层设置，以使第一印刷薄膜电池1的第二基底层501远离第二集电极层502的一侧，与第二印刷薄膜电池2的第一基底层301远离第一金属栅层302的一侧相互贴合或共同设置。如此设置，通过将第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2进行叠层设置，以便于减少串联后的印刷电池组的面积，为实现产品微型化提供技术基础。其中，叠层设置可通过将第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2相互折叠以实现，此时第一印刷薄膜电池1的第二基底层501以及第二印刷薄膜电池2的第一基底层301为相互贴合；或者，可通过对第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2叠层印刷以实现，此时第一印刷薄膜电池1的第二基底层501以及第二印刷薄膜电池2的第一基底层301为共同设置。

此时，第二金属栅层7设置在相互贴合或者共同设置的第一印刷薄膜电池1的第二基底层501以及第二印刷薄膜电池2的第一基底层301的外侧边缘，以使第一金属栅层302与第二金属栅层7相互连接。如此设置，为了确保叠层后的印刷电池组后的第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2有效串联，将相互贴合或者共同设置的第二基底层501以及第一基底层301的外侧边缘处设置第二金属栅层7，使得第二金属栅层7能够有效与第一集电极层303以及第二集电极层502相互连接。此外，还可在第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2的基底层共同设置的情况下，在其边缘位置额外添加导电材料。

作为上述实施例的优选方案，参考附图4-5，相互贴合的第二印刷薄膜电池2的第一基底层301上设有第一过孔3011，第一印刷薄膜电池1的第二基底层501上设有第二过孔5011，第一过孔3011与第二过孔5011相互连接，第一过孔3011以及第二过孔5011中填充有导电材料9，以使第一金属栅层302与第二金属栅层7相互连接。如此设置，本实施例作为上述实施例的另一种变式，通过第一过孔3011以及第二过孔5011实现第一印刷薄膜电池1的第二集电极层502与第二印刷薄膜电池2的第一集电极层303相互电连接，避免因将第二金属栅层7设置在外侧边缘而导致第二金属栅层7磨损，从而确保第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2的串联质量。其中，导电材料9包括金属浆料或碳浆料。可以理解的，第一过孔3011以及第二过孔5011可全部填充为金属浆料或碳浆料，又或者第一过孔3011填充金属浆料，第二过孔5011填充碳浆料；也可以第一过孔3011填充碳浆料，第二过孔5011填充金属浆料。这是本领域技术人员在理解本申请的技术方案后，可无需付出创造性劳动联想到的，也应当属于本申请的保护范围。其中，在实际应用场景中，可将第二印刷薄膜电池2的第一基底层301以及第一印刷薄膜电池1的第二基底层501设计为共同设置，即采用为同一基底层；当采用为同一基底层时，第一过孔3011与第二过孔5011为同孔设置，也就是说将第一过孔3011与第二过孔5011作为同一孔进行加工成型，从而节约工步。边缘浆料的设置是根据印刷先后顺序决定的，因为印刷后的浆料优先流淌穿过或者填充过孔。

进一步的，参考附图6，第一过孔3011与第二过孔5011同轴设置；第一过孔3011与第二过孔5011的孔侧部设有导电材料9，第一过孔3011与第二过孔5011的孔中部为中空设计。如此设置，若第一过孔3011以及第二过孔5011所制成的孔径过大时，可以只在第一过孔3011以及第二过孔5011的孔侧部设置导电材料9，其孔中部不设置导电材料9，从而达到节约导电材料9的目的。

作为上述实施例的优选方案，参考附图8，相互贴合的第一印刷薄膜电池1的第二基底层501与第二印刷薄膜电池2的第一基底层301之间设有导电层10，第一过孔3011与第二过孔5011通过导电层10相互连接。如此设置，通过在相互贴合的第一基底层301与第二基底层501之间设置导电层10，如铝塑膜，也能实现第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2的串联。同时，在这基础上，对第一过孔3011以及第二过孔5011的位置要求相对放松，因此无需要求第一过孔3011与第二过孔5011同轴对齐，即第一过孔3011与第二过孔5011可位于非同一轴线上，从而在降低对第一过孔3011与第二过孔5011的加工精度的基础上，也能够保证第一印刷薄膜电池1与第二印刷薄膜电池2的有效串联。其中，在实际应用场景中，可将相互贴合的第一印刷薄膜电池1的第二基底层501与第二印刷薄膜电池2的第一基底层301设计为共同设置，即采用为同一基底层。

作为上述实施例的优选方案，参考附图9，此为含4个印刷薄膜电池的电池组产品电极设计图，即将印刷薄膜电池通过正负电极上下交替设置串联连接，其中第二金属栅层7不仅应用于不同电池正负极相连的情况，而且应用于单个正极。

需要说明的是，本实用新型公开的含边缘集电极的印刷电池组的其它内容为现有技术，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于，包括第一印刷薄膜电池以及第二印刷薄膜电池，所述第一印刷薄膜电池以及所述第二印刷薄膜电池均包括依次设置的第一电极总层、电解液隔膜层以及第二电极总层；所述第一电极总层包括依次连接的第一基底层、第一金属栅层、第一集电极层以及第一电极层，其中所述第一电极层连接所述电解液隔膜层；所述第二电极总层包括依次连接的第二基底层、第二集电极层以及第二电极层，其中所述第二电极层连接所述电解液隔膜层；所述第一印刷薄膜电池的所述第二集电极层的边缘位置设置有第二金属栅层，所述第二金属栅层与所述第二印刷薄膜电池的所述第一金属栅层相互连接；其中所述第一金属栅层以及所述第二金属栅层均包括金属浆料。

2.根据权利要求1所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：所述第二金属栅层设置在所述第一基底层和/或所述第二基底层上，且所述第二金属栅层远离所述第一基底层和所述第二基底层的一侧包覆有保护层。

3.根据权利要求1所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：所述第一印刷薄膜电池分割为若干个第三印刷薄膜电池，所述第二金属栅层设置为网格状结构，若干所述第三印刷薄膜电池设置在所述第二金属栅层的网格空白区域。

4.根据权利要求1所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：所述第一印刷薄膜电池与所述第二印刷薄膜电池之间为叠层设置，以使所述第一印刷薄膜电池的所述第二基底层远离所述第二集电极层的一侧，与所述第二印刷薄膜电池的所述第一基底层远离所述第一金属栅层的一侧相互贴合或者共同设置。

5.根据权利要求4所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：所述第二金属栅层设置在相互贴合或者共同设置的所述第一印刷薄膜电池的所述第二基底层以及所述第二印刷薄膜电池的所述第一基底层的外侧边缘，以使所述第一金属栅层与所述第二金属栅层相互连接。

6.根据权利要求4所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：相互贴合或者共同设置的所述第二印刷薄膜电池的所述第一基底层上设有第一过孔，所述第一印刷薄膜电池的所述第二基底层上设有第二过孔，所述第一过孔与所述第二过孔相互连接，所述第一过孔以及所述第二过孔中填充有导电材料，以使所述第一金属栅层与所述第二金属栅层相互连接。

7.根据权利要求6所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：所述导电材料包括金属浆料或碳浆料。

8.根据权利要求6所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：所述第一过孔与所述第二过孔同轴设置；所述第一过孔与所述第二过孔的孔侧部设有所述导电材料，所述第一过孔与所述第二过孔的孔中部为中空设计。

9.根据权利要求6所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：相互贴合或者共同设置的所述第一印刷薄膜电池的所述第二基底层与所述第二印刷薄膜电池的所述第一基底层之间设有导电层，所述第一过孔与所述第二过孔通过所述导电层相互连接。

10.根据权利要求9所述的含边缘集电极的印刷电池组，其特征在于：所述第一过孔与所述第二过孔位于非同一轴线上。