090] 其余与实施例1相同，不再赘述。
[0091] 实施例14
[0092] 与实施例1不同之处在于，本实施例包括如下步骤：
[0093] 多孔集流体的制备：选择厚度为I y m的铜箔作为基体层；选择厚度为20 y m的铜 箔，之后采用激光打孔的方式，对该铜箔进行打孔从而得到孔形状为圆形、孔直径为2 y m， 孔间距（两孔边缘）为I y m、孔深度为20 y m的孔洞，从而得到多孔集流体的多孔结构层； 将上述多孔结构层与集体层裁切，之后使用导电胶浆多孔结构层粘接于基体层上得到多孔 集流体待用；
[0094] 其余与实施例1相同，不再赘述。
[0095] 实施例15
[0096] 与实施例1不同之处在于，本实施例包括如下步骤：
[0097] 多孔集流体的制备：选择厚度为I y m的铜箔作为基体层；选择厚度为50 y m的铜 箔，之后采用激光打孔的方式，对该铜箔进行打孔从而得到孔形状为圆形、孔直径为2 y m， 孔间距（两孔边缘）为I y m、孔深度为50 y m的孔洞，从而得到多孔集流体的多孔结构层； 将上述多孔结构层与集体层裁切，之后使用导电胶浆多孔结构层粘接于基体层上得到多孔 集流体待用；
[0098] 其余与实施例1相同，不再赘述。
[0099] 容量测试：在35°C环境中按如下流程对比较例和各实施例的电芯进行容量测试： 静置3min ;0. 5C恒流充电至4. 2V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ;0. 5C恒流放电至3. OV得 到首次放电容量DO ;静置3min之后完成容量测试；所得结果见表1。
[0100] 弯折：将比较例及各实施例中柔性电芯进行〇度~180度弯折，弯折次数500次； 之后分别按照上述流程对比较例和各实施例进行容量测试。
[0101] 电芯倍率性能测试（取容量测试后电芯）：对比较例和各实施例制备得到的锂离 子电池进行倍率测试。将电芯于35°C环境中进行倍率测试，流程为：静置3min ;0. 5C恒流 充电至4. 2V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ;0. 2C恒流放电至3. OV得到首次放电容量D0。 静置3min ;0. 5C恒流充电至4. 2V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ;2C恒流放电至3. OV得到 首次放电容量Dl。倍率性能Rate = D1/D0,所得结果见表1.
[0102] 表1，比较例与实施例的储能器件的电性能表
[0103]
[0104] 由表1，对比比较例1、实施例1~6可得，使用本发明制备的柔性电池，弯折500 次后电池容量保持率更高，说明本发明的电池具有更好的综合性能。
[0105] 将实施例1、2制备的柔性电芯置于60°C，95%湿度的环境中存储20天，发现实施 例1的柔性电芯胀气，实施例2的电芯完好，这是由于实施例1的多孔集流体非穿孔厚度h 太小（I ym)，无法起到完好的阻隔水气的作用，因此在高温高湿环境中水气渗透进入电芯 内部导致电芯产气。
[0106] 对比实施例4~实施例6发现，随着多孔集流体的等效孔径逐渐变大，制备得到的 柔性器件的倍率性能越差，这是由于多孔集流体孔洞较小时，集流体可以充当电子导电剂， 增加硅电极的导电性能，从而制备出倍率性能优良的柔性电池；但当等效孔径较大时，集流 体上的电子难以传导至位于孔中心的硅活性物质处，因此会影响柔性器件的倍率性能。而 且等效孔径较小时，也有利于孔结构对硅材料嵌锂后体积膨胀的约束，减少电极膨胀绝对 值，有利于提高电极的结构稳定性，改善柔性电池的循环性能。
[0107] 对比实施例8~实施例10可以发现，随着多孔集流体孔长度的增加，制备出来的 柔性器件的倍率性能逐渐降低，这是由于随着多孔集流体孔长度的增加，填充到孔结构中 的硅活性物质在充放电过程中的离子扩散路径越长，因此电池的倍率性能越差。
[0108] 由各实施例可得，本发明具有普适性，对不同材质的集流体、不同的负极活性物 质，均适用于本发明。
[0109] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方 式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，凡是本领域技术人员在 本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此 外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明 构成任何限制。
【主权项】
1. 一种柔性器件，包括一片正极片、一片负极片和隔离膜，所述负极片由负极活性物质 和负极集流体组成，其特征在于： 所述负极集流体由多孔结构层和基体层组成，所述多孔结构层附着于所述基体层表 面； 所述多孔结构层包括孔结构区和非孔区，所述孔结构区和非孔区的体积分别为V1、V2， 且 V1AV1+V2)彡 10% ; 所述负极活性物质分布于所述多孔结构层的孔结构中或所述多孔结构层的非孔区的 表面，分布于所述多孔结构层的孔结构中的活性物质的质量为W1，分布于所述多孔结构层 的非孔区表面的活性物质的质量为W2,且W1AW1+W2)彡10%。2. -种权利要求1所述的柔性器件，其特征在于，所述基体层为金属单质、金属与金属 合金、金属与非金属合金中的至少一种，或者为金属单质或其合金与其他材料形成的复合 材料，并且所述基体层的厚度为h，且h大于或等于I y m。3. -种权利要求1所述的柔性器件，其特征在于，所述集流体的多孔结构层的厚度为 a，且1000 y m ;所述多孔结构结构层的孔等效直径为d，且0. 2cm ; 所述多孔结构层的孔壁厚度为b，且0. 01 ym < b < lcm ;所述多孔结构层的孔长度为L， 且L < 4a ;所述多孔结构层为金属单质、金属与金属形成的合金、金属与非金属形成的合金 和导电聚合物中的至少一种，或者为金属单质、合金、导电聚合物与其他材料形成的复合材 料。4. 一种权利要求3所述的柔性器件，其特征在于，10 y m < h < 100 y m， 20 y m a 500 tim,0. 6tim^d^ 1cm, 0. 05 y m b 10mm，L < 2a ;所述多孔结构层的 孔形状为圆形、椭圆形、多边形中的至少一种。5. -种权利要求1~4任一项所述的柔性器件，其特征在于，Vl AV1+V2)彡50% ;W1/ (W1+W2)彡 50%。6. -种权利要求1所述的柔性器件，其特征在于，所述负极活性物质中还含有导电剂 或/和粘接剂；所述多孔结构层具有导电能力，且所述孔结构区的孔洞贯穿整个所述多孔 结构层；所述多孔结构层与所述基体层之间设置有导电粘接层，且所述导电粘接层的厚度 为 c，c < I y m〇7. -种权利要求2或3所述的柔性器件，其特征在于，所述金属包括Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、 Al、Ga、In、Ge、Sn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、La、 W、Pt、Au、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu 中的至少一种；所述非金属包括 H、B、C、N、0、Si、P、S、As、Se、Te、F、Cl、Br、I中至少一种；所述其他材料为高分子复合材 料，所述高分子复合材料包括聚吡咯（PPy)、聚苯胺（PANi)、聚丙烯腈（PAN)、聚乙撑二氧噻 吩（PEDOT)、聚环氧乙烷（PEO)和聚乙二醇（PEG)中的至少一种。8. -种权利要求3所述的柔性器件，其特征在于，所述导电聚合物包括聚噻吩及其衍 生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚乙炔、导电胶中的至少一种。9. 一种权利要求1所述柔性器件的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤： 步骤1，多孔集流体制备：制备多孔结构层，布置于基材表面，使得多孔结构层附着于 基材表面且电子导通，得到多孔集流体； 步骤2,负极片制备：将负极活性物质布置于步骤1所述多孔集流体的多孔结构层一 侦牝得到负极片； 步骤3,柔性器件组装：将上述负极片与隔离膜、正极片组装，化成、整形得到柔性器 件。10. -种权利要求9所述的柔性器件的制备方法，其特征在于，步骤1所述的多孔结构 层为直接制备得到多孔结构层，或无孔材料通过刻蚀制备得到多孔结构层；所述刻蚀包括 激光烧蚀、化学刻蚀、量子轰击中的至少一种。
【专利摘要】本发明属于柔性器件技术领域，特别涉及一种柔性器件：包括一片正极片、一片负极片和隔离膜，负极片由负极活性物质和负极集流体组成；负极集流体由多孔结构层和基体层组成；多孔结构层包括孔结构区和非孔区，孔结构区和非孔区的体积分别为V1、V2，且V1/(V1+V2)≥10％；负极活性物质分布于多孔结构层的孔结构中或多孔结构层的非孔区的表面，分布于多孔结构层的孔结构中的活性物质的质量为W1，分布于多孔结构层的非孔区表面的活性物质的质量为W2，且W1/(W1+W2)≥10％。本发明采用多孔集流体，可以增加集流体与活性物质之间的粘接力，确保柔性器件在弯折过程中界面紧密粘接；因此制备出来的柔性器件具有更加优异的柔性及电化学性能。
【IPC分类】H01M4/66, H01M10/04, H01M4/64, H01M4/80
【公开号】CN104993150
【申请号】CN201510394861
【发明人】杨玉洁
【申请人】广东烛光新能源科技有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月4日