一种叠片式柔性电池及其制作方法与流程

本发明涉及锂离子电池，尤其是一种叠片式柔性电池及其制作方法。

背景技术：

电子设备在社会中普遍存在，从便携式手机到手表，电子设备处处可见。这些电子设备中的很多都需要某种便携式电源。这些电子设备中的很多具有独特的形状因数，因此，任何一个电子设备的便携式电源可能无法装配到任何其他电子设备中。此外，这些独特的形状因数经常需要柔性电池布置，而常规电池组常常过于刚硬，反复折弯它们可能导致电池单元损坏和电池故障。尝试容纳非柔性电池组的结果是，便携式电子设备的封装尺寸可能不理想。随着可穿戴智能设备快速发展，需研发能满足其“薄、异性、可弯折、能量密度高”等特点柔性电池供其使用。

现有出现很多柔性电池组，如中国专利公开号为103959480的用于电子设备中使用的柔性电池组，该柔性电池可以包括多个电池单元，电池组还可以包括耦合到电池单元的多个层压层，多个层压层包括顶部层压层和底部层压层，可以使用粘合剂将顶部层压层和底部层压层耦合在一起，使得多个电池单元中的每一个都彼此隔离。又如中国专利公开号为103824985的一种柔性电池组及其制造方法，柔性电池组包括：铝塑膜，沿宽度方向设置的多个冲坑，多个电池，各个电池具有电芯、正极极耳及负极极耳、以及注入的电解液，多个电池的正极极耳连接在一起，相邻的电池之间相互隔离；以及多块硅胶，各硅胶通过胶水与其两侧的相邻的电池的冲坑的侧面的铝塑膜以及与相邻的两个电池的冲坑之间的铝塑膜粘接。

目前这些柔性电芯一般使用电池内部多独立单体外部并串联结构，满足其可弯曲特点。但因此类结构内部多独立单体，外部连接，所以实际空间利用率较低、柔性结构弯曲能力有限。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种叠片式柔性电池及其制作方法，提高柔性电池的弯曲能力，提高柔性电池的空间利用率，提高柔性电池的安全性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种叠片式柔性电池，包括由正极极片、负极极片和隔膜通过层叠而成的电芯和包裹所述电芯的铝塑膜；所述正极极片包括正极载流体，所述正极载流体包括两个以上相互隔开的正极载流片、设置在相邻正极载流片之间的正极连接片和设置在正极载流体头部的正极极耳焊接片，相邻正极载流片之间通过正极连接片串联，所述正极载流片、正极连接片和正极极耳焊接片为一体冲切成型，所述正极载流片的表面涂覆有正极材料；所述负极极片包括负极载流体，所述负极载流体包括两个以上相互隔开的负极载流片、设置在相邻负极载流片之间的负极连接片和设置在负极载流体头部的负极极耳焊接片，相邻负极载流片之间通过负极连接片串联，所述负极载流片、负极连接片和负极极耳焊接片为一体冲切成型，所述负极载流片的表面涂覆有负极材料；正极载流片与负极载流片的层叠位置重合，相互重叠的正极载流片和负极载流片组成电芯单体。

本发明的柔性电池的制作方法与单体叠片式的电池相同，与现有通过多个单体电池串联起来的结构不同，本发明柔性电池实际上是一个可弯折的长条形的单体电池，因此本发明的柔性电池的制作工艺更为简单；而且电池无复杂的外部连接件进行串联，安全性更好；相邻电芯单体之间通过连接片连接，连接片的宽度较小，弯折起来比较容易，使柔性电池整体能够形成一节节的弯折；本发明的柔性电池封装成单体电池，节省了现有柔性电池组中单体电池之间的连接距离，相同长度下，本发明的柔性电池能量密度更高。

作为改进，所述正极连接片的宽度小于½正极载流片的宽度；所述负极连接片的宽度小于½负极载流片的宽度。确保层叠后的正极载流体和负极载流体的正极连接片能够与负极载流片错开，降低弯曲的难度。

作为改进，所述正极载流片与负极载流片的形状相同。

作为改进，所述正极载流片和负极载流片的形状为方形。该种形状形成的电芯单体的能量密度更高，同时也可以根据需要冲切出不同形状的正极载流片和负极载流片。

作为改进，所述正极连接片与负极载流片相互错开，例如正极连接片位于正极载流片的左侧，负极连接片位于负极载流片的右侧。

作为改进，所述铝塑膜包括若干包裹所述电芯单体的凹坑，所述凹坑一体冲压成型。凹坑之间的厚度薄，容易弯折。

作为改进，所述铝塑膜的两侧于相邻电芯单体之间的连接处设有角封。角封可以增强铝塑膜的结构强度，使其在多次弯折后也不会折断。

作为改进，所述正极载流体为铝箔，负极载流体为铜箔。可利用冲切模具冲切出各种形状，工艺简单。

为解决上述技术问题，本发明另一技术方案是：一种叠片式柔性电池的制作方法，包括以下步骤：

（1）冲切出正极载流体；所述正极载流体包括两个以上相互隔开的正极载流片、设置在相邻正极载流片之间的正极连接片和设置在正极载流体头部的正极极耳焊接片，相邻正极载流片之间通过正极连接片串联；

（2）冲切出负极载流体；所述负极载流体包括两个以上相互隔开的负极载流片、设置在相邻负极载流片之间的负极连接片和设置在负极载流体头部的负极极耳焊接片，相邻负极载流片之间通过负极连接片串联；

（3）在正极载流片的表面涂覆正极材料，在负极载流片的表面涂覆负极材料；

（4）利用叠片工艺将正极载流体、负极载流体和隔膜层叠形成电芯，正极载流片与负极载流片的层叠位置重合，相互重叠的正极载流片和负极载流片组成电芯单体；

（5）将电芯放入铝塑膜中进行封装，所述铝塑膜的两侧于相邻电芯单体之间的连接做角封处理，制得电池。

本发明的柔性电池的制作方法与单体叠片式的电池相同，与现有通过多个单体电池串联起来的结构不同，本发明柔性电池实际上是一个可弯折的长条形的单体电池，因此本发明的柔性电池的制作工艺更为简单；而且电池无复杂的外部连接件进行串联，安全性更好；相邻电芯单体之间通过连接片连接，连接片的宽度较小，弯折起来比较容易，使柔性电池整体能够形成一节节的弯折；本发明的柔性电池封装成单体电池，节省了现有柔性电池组中单体电池之间的连接距离，相同长度下，本发明的柔性电池能量密度更高。

作为改进，所述铝塑膜包括若干包裹所述电芯单体的凹坑，所述凹坑一体冲压成型。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：

本发明的柔性电池的制作方法与单体叠片式的电池相同，与现有通过多个单体电池串联起来的结构不同，本发明柔性电池实际上是一个可弯折的长条形的单体电池，因此本发明的柔性电池的制作工艺更为简单；而且电池无复杂的外部连接件进行串联，安全性更好；相邻电芯单体之间通过连接片连接，连接片的宽度较小，弯折起来比较容易，使柔性电池整体能够形成一节节的弯折；本发明的柔性电池封装成单体电池，节省了现有柔性电池组中单体电池之间的连接距离，相同长度下，本发明的柔性电池能量密度更高。

附图说明

图1为正极载流体结构示意图。

图2为负极载流体结构示意图。

图3为正极载流体与负极载流体层叠示意图。

图4为柔性电池正面示意图。

图5为柔性电池侧面弯曲视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

一种叠片式柔性电池，包括由正极极片、负极极片和隔膜通过层叠而成的电芯和包裹所述电芯的铝塑膜。隔膜位于正极极片与负极极片之间，正极极片的头部焊接正极极耳，负极极片的头部焊接负极极耳。本发明除正极载流体、负极载流体和铝塑膜结构及制作方法与传统锂离子单体电池不同，其他关于电池的制作流程可与现有技术基本相同。

如图1所示，所述正极极片包括正极载流体1，所述正极载流体1包括两个以上相互隔开的正极载流片11、设置在相邻正极载流片11之间的正极连接片12和设置在正极载流体1头部的正极极耳焊接片13，相邻正极载流片11之间通过正极连接片12串联；所述正极载流体1为铝箔，所述正极载流片11、正极连接片12和正极极耳焊接片13为一体冲切成型；所述正极载流片11的表面涂覆有正极材料。如图2所示，所述负极极片包括负极载流体2，所述负极载流体2包括两个以上相互隔开的负极载流片21、设置在相邻负极载流片21之间的负极连接片22和设置在负极载流体2头部的负极极耳焊接片23，相邻负极载流片21之间通过负极连接片22串联，所述负极载流体2为铜箔，所述负极载流片21、负极连接片22和负极极耳焊接片23为一体冲切成型；所述负极载流片21的表面涂覆有负极材料。

如图3所示，正极载流片11与负极载流片21的层叠位置重合，相互重叠的正极载流片11和负极载流片21组成电芯单体3。所述正极载流片11与负极载流片21的形状相同，且均为方形，该种形状形成的电芯单体3的能量密度更高，同时也可以根据需要冲切出不同形状的正极载流片11和负极载流片21。所述正极连接片12的宽度小于½正极载流片11的宽度；所述负极连接片22的宽度小于½负极载流片21的宽度；本实施例中正极连接片12和负极连接片22的宽度均为0.05~10.0mm，确保相邻电芯单体3之间是足够过流的，并且确保层叠后的正极载流体1和负极载流体2的正极连接片12能够与负极载流片21错开，本实施例中，正极连接片12位于正极载流片11的左侧，负极连接片22位于负极载流片21的右侧，这样可以降低电池连接处弯曲的难度。

所述铝塑膜包括若干包裹所述电芯单体3的凹坑，所述凹坑一体冲压成型，凹坑之间的厚度薄，容易弯折。如图4所示，所述铝塑膜的两侧于相邻电芯单体3之间的连接处设有角封4，正极连接片12和负极连接片22处没有角封4，角封4可以增强铝塑膜的结构强度，使其在多次弯折后也不会折断。

本发明叠片式柔性电池的制作方法，包括以下步骤：

（1）冲切出正极载流体1；所述正极载流体1包括两个以上相互隔开的正极载流片11、设置在相邻正极载流片11之间的正极连接片12和设置在正极载流体1头部的正极极耳焊接片13，相邻正极载流片11之间通过正极连接片12串联；

（2）冲切出负极载流体2；所述负极载流体2包括两个以上相互隔开的负极载流片21、设置在相邻负极载流片21之间的负极连接片22和设置在负极载流体2头部的负极极耳焊接片23，相邻负极载流片21之间通过负极连接片22串联；

（3）在正极载流片11的表面涂覆正极材料，在负极载流片21的表面涂覆负极材料；

（4）利用叠片工艺将正极载流体1、负极载流体2和隔膜层叠形成电芯，正极载流片11与负极载流片21的层叠位置重合，相互重叠的正极载流片11和负极载流片21组成电芯单体3；

（5）将电芯放入铝塑膜中进行封装，所述铝塑膜的两侧于相邻电芯单体3之间的连接做角封处理，制得电池。

本发明的柔性电池的制作方法与单体叠片式的电池相同，与现有通过多个单体电池串联起来的结构不同，本发明柔性电池实际上是一个可弯折的长条形的单体电池，因此本发明的柔性电池的制作工艺更为简单；而且电池无复杂的外部连接件进行串联，安全性更好；如图5所示，相邻电芯单体3之间通过连接片连接，连接片的宽度较小，弯折起来比较容易，使柔性电池整体能够形成一节节的弯折；本发明的柔性电池封装成单体电池，节省了现有柔性电池组中单体电池之间的连接距离，相同长度下，本发明的柔性电池能量密度更高。