柔性可弯折薄膜电池及电子装置的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种柔性可弯折薄膜电池及具有该柔性可弯折薄膜电池的电子装置。

背景技术：

目前，电池多为较厚的硬的不可大幅度弯折的形态，少数应用于卡片的薄膜或纽扣电池也是硬质材料不可大幅度弯折。传统的圆柱型电池以及方块型电池容体积大，容量大，适配于移动电子设备。随着低功耗小型化的电子设备的发展，小型化电池越来越受到重视。现在市面上出现几类薄片型电池，适用于智能卡片，RFID等低功耗产品。现有的薄膜电池包括一次性的印刷电池，可充电式的锂电池。

案例1现有国内厂商生产的一次性薄膜电池，通过丝网印刷的方式来制备电池芯，外层封装材料为聚氯乙烯膜，通过热压的方式来封装。该产品可以实现柔性，可弯折性。但是该产品为不可充电的一次性电池限制了较多的应用场景。不可充电型电池一般应用于一次性的消费品，对于重复利用的电子产品需要频繁更换电池，使用非常不便。

传统锂电池电极材料加工方式是将石墨，碳粉，钴酸锂等粉末加入胶水调成浆料后涂布在铜箔和铝箔上。一些普通薄膜电池在多次弯折后，电极材料上的有效成分容易跟铜箔，铝箔分离。严重的会刺破隔膜造成内部短路，进而可能引起电池的自燃及爆炸。

锂离子薄膜电池是另一类微型电池，其优势为可多次循环利用。现在较多的厂商在开发薄膜电池，主要应用于智能卡片等不可弯折的产品。

案例2现有厂商制造的半固态薄膜锂电池，可以实现低频率小尺度弯折。由于外层封装材料有铝箔，铜箔等塑性材料，其在多次弯折后电池表面出现皱褶，内部电极材料物质发生剥离，严重影响电池容量及使用寿命。

案例3现有国内厂商生产的薄片式锂电池，该电池不可弯折，厚度约为0.5mm。电池内部为传统锂电池结构：阴阳极+隔膜内部充满电解液。该电池的缺点为不能弯折，硬质材料在弯折后会发生折断，电解液容易泄漏造成电池内部短路。

对于可穿戴设备和柔性设备，柔性可弯折的锂离子电池是非常理想的电源。

图1为现有技术的锂离子电池的结构示意图。请参阅图1，锂离子电池包括电池容纳槽11，电池容纳槽11中间设置有隔膜15，在隔膜15 两侧的电池容纳槽11中灌装有电解质17，隔膜15一侧的第一电解质17 中间设置有阳极19，隔膜15另一侧的第二电解质18中间设置有阴极 13。由于电解质通过完全灌装工艺设置于锂离子电池中，使得电池容纳槽的厚度受到限制，电池厚度较大，不可大幅度弯折。同时，现有技术的电池容纳槽大多为铝塑材料的外壳构成，不可大幅度弯折。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种柔性可弯折薄膜电池及具有该柔性可弯折薄膜电池的电子装置，该柔性可弯折薄膜电池轻薄可任意弯折，且能够防止电极材料颗粒的脱落，适用于可弯折的电子装置中。

本实用新型提供了一种柔性可弯折薄膜电池，包括阳极层、阴极层、隔膜层、第一电解质层和第二电解质层，所述阳极层、所述阴极层、所述隔膜层、所述第一电解质层及所述第二电解质层层叠设置，形成一层叠结构，所述柔性可弯折薄膜电池还包括第一柔性封装层及第二柔性封装层，所述层叠结构封装于所述第一柔性封装层及所述第二柔性封装层组成的封装结构内；所述阳极层、阴极层中包括将电极材料颗粒固定在铝箔或铜箔上的胶黏剂。

进一步地，所述第一柔性封装层及所述第二柔性封装层分别设置于所述层叠结构的上表面及下表面上，所述第一柔性封装层及所述第二柔性封装层跨过所述层叠结构的周边后彼此贴合。

进一步地，所述第一柔性封装层和所述第二柔性封装层包覆所述层叠结构的端面并向远离所述层叠结构所在的方向延伸，第一柔性封装层及第二柔性封装层在延伸处贴合于一体，并在所述层叠结构的周边形成贴合面。

进一步地，所述阴极层、所述第一电解质层、所述隔膜层、所述第二电解质层及所述阳极层依次层叠设置，所述阴极层及所述阳极层设置于所述层叠结构的外侧，所述隔膜层设置于所述层叠结构的中部，所述第一电解质层设置于所述阴极层与所述隔膜层之间，所述第二电解质层设置于所述阳极层与所述隔膜层之间。

进一步地，所述第一柔性封装层从所述阴极层远离所述第一电解质层的一侧包覆于所述层叠结构上，所述第二柔性封装层从所述阳极层远离所述第二电解质层的一侧包覆于所述层叠结构上。

进一步地，所述第一柔性封装层、所述第二柔性封装层、所述阴极层、所述第一电解质层、所述隔膜层、所述第二电解质层及所述阳极层均为薄膜片状结构。

进一步地，所述第一柔性封装层、所述第二柔性封装层、所述阳极层、所述阴极层、所述隔膜层、所述第一电解质层和所述第二电解质层中每一层的厚度的范围为0.01mm～0.1mm。

进一步地，所述柔性可弯折薄膜电池的厚度范围为0.1mm～1mm。

进一步地，：所述第一电解质层和所述第二电解质层为液态、凝胶态或膏状的电解质材料。

本实用新型还提供了一种电子装置，该电子装置包括本实用新型提供的柔性可弯折薄膜电池。

综上所述，通过各层形成的层叠结构，可以使电池具有可弯折性，同时，通过第一柔性封装层及第二柔性封装层的设置，可以使封装结构与电池内部结构一起产生弯折，通过将电极材料颗粒固定在铝箔或铜箔上的胶黏剂，能否实现电极材料颗粒的有效固定，避免其脱落，由于封装层本身具有柔性，所以在弯折后电池的各层均不会发生折断，较好地实现了电池的可弯折性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术中电池的截面结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的柔性可弯折薄膜电池的俯视结构示意图。

图3为图2中III-III方向的截面结构示意图。

图4为图2中IV-IV方向的截面结构示意图。

图5为本实用新型实施例中各膜层的位置结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。

本实用新型的目的在于提供了一种柔性可弯折薄膜电池及具有该柔性可弯折薄膜电池的电子装置，该柔性可弯折薄膜电池轻薄可任意弯折，适用于可弯折的电子装置中。

图2为本实用新型实施例提供的柔性可弯折薄膜电池的俯视结构示意图，图3为图2中III-III方向的截面结构示意图，图4为图2中IV-IV 方向的截面结构示意图，图5为本实用新型实施例中各膜层的位置结构示意图。如图2至图5所示，本实用新型实施例提供的柔性可弯折薄膜电池包括阴极层21、第一电解质层22、隔膜层23、第二电解质层24、阳极层25、第一柔性封装层31及第二柔性封装层32。阴极层21、第一电解质层22、隔膜层23、第二电解质层24及阳极层25层叠设置，并共同形成一层叠结构20，该层叠结构20封装于第一柔性封装层31及第二柔性封装层32内。阳极层25、阴极层21中包括将电极材料颗粒固定在铝箔或铜箔上的胶黏剂。

粘胶剂可为热固性材料，其经过交联聚合反应后形成牢固的薄膜，能够使电极材料颗粒有效固定，避免脱落。粘胶剂可为热固性双组分聚氨酯材料或双组分硅橡胶等可交联反应的材料。

在本实施例中，通过各层形成的层叠结构20，可以使电池具有可弯折性，同时，通过第一柔性封装层31及第二柔性封装层32的设置，可以使封装结构与电池内部结构一起产生弯折，由于封装层本身具有柔性，所以在弯折后电池的各层均不会发生折断，较好地实现了电池的可弯折性。

进一步地，为了较好地对电池内部结构进行封装，在本实施例中，第一柔性封装层31及第二柔性封装层32分别设置于上述层叠结构20 的上表面及下表面上，第一柔性封装层31及第二柔性封装层32跨过层叠结构20的周边后彼此贴合。

如图3所示，第一柔性封装层31及第二柔性封装层32在包覆层叠结构20的端面后向远离层叠结构20所在的方向延伸，第一柔性封装层31及第二柔性封装层32通过延伸处贴合于一体，并在层叠结构20的周边形成贴合面33。第一柔性封装层31及第二柔性封装层32通过在层叠结构20的周边形成贴合面33，当电池弯折时，该贴合面33承受弯折时电池自身产生的回复力，这样能够保证封装结构的稳定，同时防止电池的内部结构断裂。

优选的，第一柔性封装层31及第二柔性封装层32可以采用硅橡胶低温注塑包胶，将阴极层21、阳极层25、隔膜层23放置在模具中利用注塑的方式整体成型，减少了第一柔性封装层31及第二柔性封装层32 的粘接工艺。在低温注塑封装过程中，应保证温度低于50℃，成型时间低于15分钟。另外，所选用的硅橡胶能够防止电解液的扩散。

更为具体地，如图5所示，在本实施例中，从第一柔性封装层31 所在方向至第二柔性封装层32所在方向，阴极层21、第一电解质层22、隔膜层23、第二电解质层24及阳极层25依次层叠设置，也即，阴极层 21与阳极层25分别设置于层叠结构20的外侧，隔膜层23设置于层叠结构20的中部，第一电解质层22设置于阴极层21与隔膜层23之间，第二电解质层24设置于阳极层25与隔膜层23之间。第一柔性封装层 31从阴极层21远离第一电解质层22的一侧包覆于层叠结构20上，第二柔性封装层32从阳极层25远离第二电解质层24的一侧包覆于层叠结构20上。

在阴极层21与阳极层25内还引出有阴极极耳211及阳极极耳251，阴极极耳211及阳极极耳251从上述的贴合面33之间穿出。

在本实施例中，为了使电池更加容易弯折，第一柔性封装层31、第二柔性封装层32、阴极层21、第一电解质层22、隔膜层23、第二电解质层24及阳极层25均为薄膜片状结构。各膜层的厚度范围为0.01㎜-0.1 ㎜。电池的总厚度为0.1㎜-1㎜。

在本实施例中，第一电解质层22及第二电解质层24可以为液态、凝胶态或膏状的电解质材料。在制作电池内部的层叠结构20时，可以将第一电解质及第二电解质分别涂布于隔膜层23的两侧，阴极层21及阳极层25可以通过第一电解质层22及第二电解质层24贴附于隔膜层 23上，以形成层叠结构20。

可以理解地，第一电解质层22也可以涂布于阴极层21的一侧，第二电解质层24可以涂布于阳极层25的一侧，然后通过隔膜层23的两侧分别贴附第一电解质层22及第二电解质层24上，以形成层叠结构20。

通过上述方法，可以在电池的制作过程中，不再采取向封装结构中填充电池材料的步骤，而是可以在制作层叠结构20后，再通过柔性封装层对层叠结构20进行封装，这样能够便于对电池内部各层中应力的控制，使电池更加容易弯折。

综上所述，通过各层形成的层叠结构20，可以使电池具有可弯折性，同时，通过第一柔性封装层31及第二柔性封装层32的设置，可以使封装结构与电池内部结构一起产生弯折，由于封装层本身具有柔性，所以在弯折后电池的各层均不会发生折断，较好地实现了电池的可弯折性。

本实用新型还提供了一种电子装置，该电子装置包括上述的柔性可弯折薄膜电池，关于该电子装置的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。