柔性面型固态电池的一体成型装置及其工作方法

1.本发明涉及固态电池领域，尤其涉及一种柔性面型固态电池的一体成型装置及其工作方法。


背景技术：

2.随着科技的进步，高柔性、便捷、轻薄的柔性可穿戴电子设备是电子产品发展的主流方向。为了实现整个设备的可穿戴性，需要开发相匹配的高柔性、轻质量及小体积的储能器件，面型固态电池在柔性智能、可穿戴、集成化电子迁建领域具有极大的应用潜力和价值。
3.制备柔性全固态电池，主要采用的技术是将电池内部的每一个组件均制作为柔性，包括固态电解质、集流体、电极、封装材料。其中，大多数方案都选择以类织布状等柔性导电物为集流体构建柔性电极，将片状固态电解质放于两电极之间，组装成柔性面型固态电池。
4.在上述电池结构中，两柔性电极和电解质均在成固态后组装，因此难免会使得制备出的柔性电池存在电极与固态电解质之间接触不充分、界面阻抗大等问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的为提供一种柔性面型固态电池的一体成型装置及其工作方法，从而有效解决背景技术中的问题。
6.为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：柔性面型固态电池的一体成型装置，包括第一座体、第二座体和调节装置；所述第一座体设置有第一凹槽，所述第二座体设置有第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽的槽底平面平行设置，所述调节装置对所述第一座体和第二座体之间的距离进行调节；所述第一座体和第二座体均为透光玻璃结构，所述第一座体上设置有注液通道，所述注液通道的出口端偏离所述第一凹槽所在位置，且位于两座体之间。
7.进一步地，所述第一凹槽和第二凹槽至少在所述槽底平面位置设置有透光的疏水表层。
8.进一步地，所述调节装置包括第一引出端、第二引出端和距离调节组件；所述第一引出端分别与所述第一座体和距离调节组件连接；所述第二引出端分别与所述第二座体和距离调节组件连接；所述距离调节组件通过两引出端带动所述第一座体和第二座体之间发生相对直线运动。
9.进一步地，所述距离调节组件包括内管体、外管体和锁紧件；所述内管体和外管体分别与其中一个引出端连接，所述外管体设置有腔体，所述内管体插入所述腔体中，且与所述腔体内壁贴合；所述锁紧件贯穿所述腔体侧壁，通过对所
述内管体的挤压而实现所述内管体相对于外管体插入深度的固定。
10.进一步地，所述距离调节组件包括第一调节座、第二调节座、丝杆和导向杆；所述第一调节座和第二调节座分别与其中一个引出端连接；所述第一调节座和第二调节座至少其一设置有螺纹孔，通过所述螺纹孔与所述丝杆螺纹连接且在所述丝杆转动过程中直线运动，所述导向杆与所述丝杆平行设置，对相对于所述丝杆运动的调节座进行导向。
11.进一步地，所述第二座体包括主体、堵块和动力端；所述主体设置有贯通区域，所述堵块插入所述贯通区域，且与所述贯通区域侧壁密封贴合；所述堵块端面和所述贯通区域侧壁共同形成所述第二凹槽，所述堵块在所述贯通区域内沿贯通方向自由运动，所述动力端为所述堵块提供运动动力和/或为所述堵块提供朝向所述第二凹槽内电极的挤压力。
12.进一步地，所述第二座体朝向所述第一座体的第二端面从边缘向所述第二凹槽内倾斜；所述第一座体朝向所述第二座体的第一端面与所述第二端面平行。
13.进一步地，所述第一座体上设置有至少一列所述第一凹槽，所述第二座体上与所述第一凹槽一一对应设置有所述第二凹槽；每组对应的所述第一凹槽和第二凹槽均在所述第一座体上对应设置有注液通道；还包括分配装置，具有一个入口以及与所述注液通道一一对应的出口，所述出口与所述注液通道联通。
14.一种如上所述的柔性面型固态电池的一体成型装置的工作方法，包括以下步骤：将所述第一座体置于顶部，在所述第一凹槽内放置一层电极；在所述第二凹槽内放置至少一层电极；其中，所有层级的电极相对两边缘通过外部结构分隔而间隔设置，至少在凹槽内的部分区域使得相邻两层所述电极之间获得间隔空间；调节所述第一座体和第二座体之间的间隔至对各电极的挤压力达到设定值，且在所述第一座体和第二座体之间建立密封区域，所述密封区域包围凹槽和所述注液通道所在位置；通过所述注液通道向由所述第一凹槽、第二凹槽和密封区域所围设的区域内注入液态电解质，所述液态电解质通过第一座体和第二座体之间的间隔，以及相邻层级的电极之间的间隔进入各层电极之间；通过紫外光照射所述第一座体和第二座体，使得所述液态电解质固化。
15.一种如上所述的柔性面型固态电池的一体成型装置的工作方法，包括以下步骤：通过移动所述堵块使得所述第二凹槽获得较实际所需更大的深度；将所述第一座体置于顶部，在所述第一凹槽内放置一层电极；在所述第二凹槽内放置至少一层电极；其中，所有层级的电极相对两边缘通过外部结构分隔而间隔设置，且所述外部结构置于相对的槽底平面之间的区域内，相邻两层所述电极之间在两侧的所述外部结构之间获得间隔空间；
调节所述第一座体和第二座体之间的间隔至设定距离，且在所述第一座体和第二座体之间建立密封区域，所述密封区域包围凹槽和所述注液通道所在位置；通过移动所述堵块调节所述第二凹槽的深度至对各电极的挤压力达到设定值；通过所述注液通道向由所述第一凹槽、第二凹槽和密封区域所围设的区域内注入液态电解质，所述液态电解质通过第一座体和第二座体之间的间隔，以及相邻层级的电极之间的间隔进入各层电极之间；通过紫外光照射所述第一座体和第二座体，使得所述液态电解质固化。
16.通过上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明中提供了一种可对柔性面型固态电池一体成型的装置，改变目前对电极和固态电解质分别固化成型，而后再行组装所带来的界面接触不充分问题，从而有效降低界面阻抗，使得固态电池容量、倍率以及循环寿命均获得一定程度的提高。本发明中还请求保护成型装置的工作方法。
17.通过本发明中的成型装置，可对固态电池的厚度进行有效调控，在第一座体和第二座体之间叠加不同数量的垫板，可实现叠层柔性面型固态电池一体化成型。
18.本发明使得内表面疏水易脱模，得到的一体化固态电池完整，成型装置可重复使用，具有操作性强、可放大、可量产的特点。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为柔性面型固态电池的一体成型装置的一种实施方式示意图；图2为电极相对于第二座体的对应位置关系示意图；图3为调节装置的分体和组装后的对比示意图；图4为柔性面型固态电池的一体成型装置的另一种实施方式示意图；图5为石蜡涂覆层的位置示意图；图6为多层电极层叠设置的示意图；图7为第二座体分体设置的工作状态示意图；图8为分体设置的第二座体的结构示意图；图9为第二座体分体设置时，柔性面型固态电池的一体成型装置在第一座体局部剖开状态下的示意图；图10为图9中a处的局部放大图（包括液态电解质的流通方向）；图11为第一凹槽和第二凹槽设置一列时，柔性面型固态电池的一体成型装置的结构示意图；图12为不同结构柔性固态电池的阻抗图；附图标记：1、第一座体；11、注液通道；2、第二座体；21、第二凹槽；21a、槽底平面；21b、槽体侧壁；22、主体；23、堵块；24、动力端；25、第二端面；3、调节装置；31、第一引出端；32、第二引出端；33、距离调节组件；33a、内管体；33b、外管体；33c、锁紧件；33d、第一调节
座；33e、第二调节座；33f、丝杆；33g、导向杆；33h、电机；4、电极；41、极耳区；42、石蜡涂覆层；5、垫板；6、间隙；7、分配装置。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.实施例一柔性面型固态电池的一体成型装置，包括第一座体1、第二座体2和调节装置3；第一座体1设置有第一凹槽，第二座体2设置有第二凹槽21，第一凹槽和第二凹槽21的槽底平面21a平行设置，调节装置3对两座体之间的距离进行调节；第一座体1和第二座体2均为透光玻璃结构，第一座体1上设置有注液通道11，注液通道11的出口端偏离第一凹槽所在位置，且位于两座体之间。
24.如图1和2所示，本发明中提供了一种可对柔性面型固态电池一体成型的装置，改变目前对电极4和固态电解质分别固化成型，而后再行组装所带来的界面接触不充分问题，从而有效降低界面阻抗，使得固态电池容量、倍率以及循环寿命均获得一定程度的提高。
25.在使用的过程中，第一凹槽和第二凹槽21分别用于放置已经初步制作完成的柔性正极和柔性负极，其中，两槽底平面21a之间经调节后的最终距离决定了电极4之间的距离，需要保证的是各层电极4之间具有供液态电解质进入的空间，而后通过注液通道11注入液态电解质，液态电解质通过在凹槽内的流通，可有效的与柔性正极和柔性负极表面接触，而后可通过紫外光贯穿透光玻璃结构的方式而使得液态电解质按照一定的速率范围进行固化，获得与柔性正极和柔性负极一体化的结构。
26.在实施的过程中，柔性负极和柔性正极可采用任何可行的方式构建，如：柔性负极通过将面型柔性导电基体放于mxene单片层溶液中，使mxene均匀地自组装在面型柔性导电基体的表面而构建；而柔性正极则通过将上述柔性负极进一步的放置于聚苯胺的n-甲基吡咯烷酮溶液中，静置适当时间，通过真空干燥而构建柔性mxene/聚苯胺正极。
27.针对液态电解质，也可采用多种方式进行配置，如：首先配置硫酸水溶液，随后取pvp加入硫酸溶液中溶解，依次加入引发剂过氧化氢，以及交联剂乙二醇双甲基丙烯酸酯，搅拌再进行预交联即可获得。
28.当然上述方式仅仅为一种获得柔性正负电极和电解质溶液的实施方式举例，并不作为本发明保护范围的限定，其中的面型柔性导电基体可采用碳布、柔性金属基体电极、自支撑柔性电极、石墨纸、静电纺丝纤维膜等中的任意一种。
29.本发明中，将两座体均设置为透光玻璃结构，目的在于可当液态电解质注入后，允许通过紫外光的照射而实现固化过程的控制，例如，当采用上述实施方式中的液态电解质时，可利用紫外光加速固态电解质固化过程，具体地，可首先用高功率紫外光短时间聚焦照射外圈电解质略短时间，使外圈电解质迅速固化，再转用相对的低功率紫外光照射稍长时
间，使内部电解质固化均匀，当然，上述固化的方式也仅仅是针对特定的液态电解质而描述的一种可实现较好固化效果的方式，也并不对本发明的保护范围进行限制。
30.注液通道11的出口偏移第一凹槽的所在位置，可避免对设置于第一凹槽内的电极4造成影响，其中，至少一方面的影响包括冲击而造成的自第一凹槽内的脱落。
31.作为上述实施例的优选，第一凹槽和第二凹槽21至少在槽底平面21a位置设置有透光的疏水表层。从而使得固化成型后的脱模过程更加容易，作为一种优选的方式，透光的疏水表层可采用氟化锂进行处理而获得，可获得更佳的供紫外光透射的效果。当然，槽体侧壁21b也同样可设置疏水表层，但其高度相对较低，对脱模难度的影响程度较小；通过上述疏水表层的设置，得到的一体化固态电池完整，成型装置可重复使用，这使得此方法具有操作性强、可放大、可量产的特点。
32.在使用的过程中，将第一座体1和第二座体2上下设置，而使得注液通道11的入口位于第一座体1的上表面，此种方式可使得液态电解质依靠重力而进入到放置完成的两电极4之间，从而在固化后与两电极4实现更好的界面接触。
33.在实施的过程中，由于可能存在获得不同厚度的柔性面型固态电池的要求，作为调节装置3的具体方式，调节装置3包括第一引出端31、第二引出端32和距离调节组件33；第一引出端31分别与第一座体1和距离调节组件33连接；第二引出端32分别与第二座体2和距离调节组件33连接；距离调节组件33通过两引出端带动第一座体1和第二座体2之间发生相对直线运动。
34.由于本发明的装置中，第一座体1和第二座体2均为透光玻璃结构，因此优选通过外置的引出端作为连接位置来获得距离的调节，从而保证结构的可靠性；而至于第一引出端31的结构形式，并不做具体的要求，各种截面的杆体形式、座体形式或多结构的组合形式等，均可作为引出端而使用；在调节过程中，两座体之间距离的最大范围可扩展至10cm，从而使得在该距离下便于对电极4进行设置，而最小的范围则可缩小至两座体近似贴合；距离调节组件33通过两引出端分别与第一座体1和第二座体2连接，更加方便，可获得更多的结构可能，作为其中的一种手动的调节结构，距离调节组件33包括内管体33a、外管体33b和锁紧件33c；内管体33a和外管体33b分别与其中一个引出端连接，外管体33b设置有腔体，内管体33a插入腔体中，且与腔体内壁贴合；锁紧件33c贯穿腔体侧壁，通过对内管体33a的挤压而实现内管体33a相对于外管体33b插入深度的固定。
35.如图3所示，展示了内管体33a和外管体33b分离和组合后的示意图，其中，锁紧件33c贯穿腔体侧壁的位置优选采用螺纹连接的方式，此种方式下可通过旋紧锁紧件33c的方式而实现内管体33a的挤压固定。
36.在上述实施例中，内管体33a和外管体33b的上下关系是可交换的，而图3中所展示了内管体33a在上，而外管体33b在下的方式是其中一种较为优选的方式，可使得结构的稳定性更好，上述手动调节的方式，一旦在确定第一座体1和第二座体2的距离后，则无法再实现精细化的调节，因为人为的手动控制而实现的精度必然是有限的，但从成本而言，却是最佳的方式。
37.当然，除了手动方式外，作为可实现自动控制的一种优化方式，距离调节组件33包括第一调节座33d、第二调节座33e、丝杆33f和导向杆33g；第一调节座33d和第二调节座33e分别与其中一个引出端连接；第一调节座33d和第二调节座33e至少其一设置有螺纹孔，通
过螺纹孔与丝杆33f螺纹连接且在丝杆33f转动过程中直线运动，导向杆33g与丝杆33f平行设置，对相对于丝杆33f运动的调节座进行导向。
38.如图4所示，展示了上述结构形式的距离调节组件33的应用示意图，图中展示的具体方式是，第一调节座33d与第一引出端31连接，第二调节座33e与第二引出端32连接，而其中，仅仅第一调节座33d设置有螺纹孔，与丝杆33f螺纹连接，且丝杆33f贯穿第一调节座33d；当丝杆33f在如电机33h的动力装置带动下而转动时，丝杆33f、第一调节座33d和导向杆33g之间形成丝杆33f组件，从而实现第一调节座33d相对于丝杆33f长度方向的直线运动。
39.此种形式下，可将第二座体2设置为固定的结构，第二引出端32和第二调节座33e也随之固定，需要的是第二调节座33e和丝杆33f的端部直接或通过轴承转动连接，当然，丝杆33f的另一端也需要与固定的结构转动连接，从而实现稳定的固定。
40.而作为上述方式中的另一种第一座体1和第二座体2相对运动的方式，第一调节座33d和第二调节座33e均设置有螺纹孔，通过上述方式，通过丝杆33f设置上下两段反向螺纹的方式，可使得两座体相对运动或相对远离，而仅仅需要额外的固定的结构实现丝杆33f两端的转动固定，以及导向杆33g两端的固定即可。
41.采用上述丝杆33f组件的结构形式，使得通过伺服电机的使用，可实现两座体之间距离的精准调节，从而使得位置的调节实现更多的可能，例如往复且不同距离的运动，变速的运动过程，以及动态的控制过程等。
42.在实施的过程中，本发明中对于两座体之间的密封的一种方式是：当两座体之间的距离调节完成，且安装完成两电极4后，为了实现两座体之间的密封，可在凹槽周围涂覆石蜡而形成如图5所示的石蜡涂覆层42，图中仅仅展示了在倒置的第一座体1上设置该层级的方式；同样的，在第二座体2上也可对应设置；其中，需要注意的是，石蜡涂覆层42需要规避注液通道11的出口所在位置，且围绕至其外围；当两座体靠近至足够的距离，通过石蜡涂覆层42的密封会使得二者之间会形成环形的密封区域，避免电解质溶液的外漏。
43.具体地，为了实现极耳的安装，在对电极4相对于凹槽进行安装时，可在凹槽相对的两侧分别使得电极4向外延伸适当距离而形成如图2所示的极耳区41，而石蜡涂覆层42的覆盖也包括对于极耳区41的覆盖，此种方式可使得电极4获得更好的固定。
44.作为本发明中的成型装置，同样适用于多层电极4叠加设置的方式：如图6所示，展示了叠加方式的示意图；在叠加的过程中，需要借助垫板5作为外部结构而使用，即，本发明中的柔性面型固态电池的一体成型装置还可包括垫板5，实现在上述极耳区41对于层叠设置的两层电极4之间的分隔，而使得相邻两层电极4之间可获得供液态电解质进入的空间，此种方式中，对于电极4的层叠极为方便，对于不同极性的电极4可根据要求进行选择使用；同时，通过垫板5厚度的调节，也可实现相邻两层电极4之间间隔的调整。其中，垫板5可采用不同厚度的聚四氟乙烯板，根据不同的需求，厚度可调节为10μm-1cm，垫板5使用时覆盖电极4极耳区41，暴露凹槽内电极4。
45.实施例二在上述方式中，由于凹槽的深度是不可调节而固定设置的，因此当电极4的层数增多时，由于垫板5的设置，必然会使得第一座体1和第二座体2之间的距离会提升，从而使得密封用的石蜡涂覆层42厚度也会增加，这对于密封效果是会造成一定影响的，密封的稳定
性也较较小的厚度而适当降低，因此，作为本发明中可实现两座体之间另一种密封形式的实施方式，本实施例中，具有与上述实施例不同的第二座体2，具体地，第二座体2包括主体22、堵块23和动力端24；主体22设置有贯通区域，堵块23插入贯通区域，且与贯通区域侧壁密封贴合；堵块23端面和贯通区域侧壁共同形成第二凹槽21，堵块23在贯通区域内沿贯通方向自由运动，动力端24为堵块23提供运动动力和/或为堵块23提供朝向第二凹槽21内电极4的挤压力。
46.如图7和8所示，提供了一种能够实现第二凹槽21深度调节的第二座体2，此种座体结构尤其适用于具有多层电极4的柔性面型固态电池的成型中；具体地，在使用时可通过改变堵块23相对于贯通区域的插入深度，改变第二凹槽21的槽体深度，通过此种方式可改变对于多层电极4叠加的形式，在此种方式中，由于电极4可完整的置于凹槽内，因此无需再考虑通过石蜡涂覆层对极耳区41进行覆盖而实现电极4固定的问题。
47.当然，当第一座体1和第二座体2相互靠近后，需要保证的是二者之间留有一定距离的间隙6，从而才能够保证液态电解质能够顺利的自二者之间的缝隙而流入到相邻两层电极4之间，且同样地，上述间隙6需要通过石蜡涂覆层42进行密封，具体的密封方式与上述实施例中相同。
48.在具体实施的过程中，可将电极4逐层的铺设于第二凹槽21内，而仅仅将一层电极4设置于第一凹槽中，而对各层电极4也不会发生向凹槽外延伸的情况。在上述实施方式中，需要说明的是，垫板5仅仅对于极耳区41进行支撑，相对设置于电极4的两侧，而其中优选最顶层的垫板5至少部分置于间隙6内，从而使得顶部的两层电极4之间更好的供液态电解质进入，图7中则展示了此种情况；同样地，为了实现液态电解质更好的流通，顶层和底层的电极4边缘可与槽体侧壁21b实现贴合设置的方式，而中间的层级的电极4可至少在液态电解质进入的一侧而与槽体侧壁21b之间形成适当的间隔，从而可使得液态电解质可从此间隔更好的流通，从而实现从上至下而更好的到达各层电极4之间的目的；图10中展示了液态电解质的流通路径示意图，图中也同样展示了中间层级的电极4与槽体侧壁21b之间所形成的间隔，从图中可明确液态电解质从注液通道11进入，以及向各层电极4之间流通的方式。
49.在上述实施例中，针对动力端24优选采用气缸结构，通过向上顶推的方式而实现推动力和/或挤压力的赋予，且针对挤压力可实现定压力值的控制，从而有效的保证不同的需求。
50.作为上述实施例的优选，第二座体2朝向第一座体1的第二端面25从边缘向第二凹槽21内倾斜；第一座体1朝向第二座体2的第一端面与第二端面25平行。
51.如图7~10，均展示上述情况，通过上述优化方式，使得液态电解质在进入的过程中，可更好的到达第二凹槽21内。
52.在上述各个附图中，均展示了第一座体1和第二座体2均设置一个凹槽的实施方式，为了提高成型的效率，作为上述实施例的优选，如图11所示，第一座体1上设置有至少一列第一凹槽，第二座体2上与第一凹槽一一对应设置有第二凹槽21；每组对应的第一凹槽和第二凹槽21均在第一座体1上对应设置有注液通道11；还包括分配装置7，具有一个入口以及与注液通道11一一对应的出口，出口与注液通道11联通。
53.通过上述形式的成型装置，可使得一次操作过程的完成可实现多个柔性面型固态电池的同步成型，这显然对于效率的提升是有益的；在上述形式的成型装置中，上述实施例
中的优化方案均可在本实施例中体现，此处不再赘述。其中，分配装置7的设置可保证各个凹槽均可获得同步的液态电解质的供给。
54.实施例三一种如实施例一所述的柔性面型固态电池的一体成型装置的工作方法，包括以下步骤：s1：将第一座体1置于顶部，在第一凹槽内放置一层电极4；电极4的尺寸根据实际的需要进行选择即可，由于第一座体1位于顶部，为了避免层级的掉落，一层电极4的平整铺设是较佳的方式；s2：在第二凹槽21内放置至少一层电极4；电极4的层级可根据实际的需要进行选择，当然也包括极性的选择，在本发明的成型装置在对固态电池成型的过程中，电极4是必不可少的层级，但是当实际的产品结构设计中还包括其他层级结构时，也同样可采用本发明的技术方案；当然，为了保证各层级的稳定安装，优选将更多的层级均设置在第二凹槽21内；其中，所有层级的电极4相对两边缘通过外部结构分隔而间隔设置，而至少在凹槽内的部分区域使得相邻两层电极4之间获得间隔空间；其中的外部结构可如上述实施例中所描述的，为石蜡涂覆层42形成的层级结构，或者可以为垫板5，再或者二者均进行使用；其中，两种结构的采用方式可以如下：当在两凹槽内均仅仅设置一层电极4时，电极4边缘优选延伸至凹槽外部，且通过石蜡涂覆层42进行固定，该石蜡涂覆层42既可参与两座体之间的密封，也可实现两电极4之间的间隔，此种方式下电极4的固定是相对稳定的，而当此种方式下电极4的层数增多时，则优选增设垫板5而实现其余各层级和顶层、底层电极4之间的分隔；或者，电极4也可全部放置于凹槽内，此种方式下，则电极4之间的分隔优选通过垫板5实现，通过垫板5的挤压同样可保证电极4边缘获得极耳区41；其中垫板5与电极4之间是可以直接贴合的，也可以在中间夹设其他层级；在上述实施例中，电极4可全部放置于凹槽内，而通过垫板5的设置形成极耳区41，也可部分延伸至凹槽外部，只需保证的是在凹槽内具有足够的供液态电解质进入的间隔区域；s3：调节第一座体1和第二座体2之间的间隔至对各电极4的挤压力达到设定值，且在第一座体1和第二座体2之间建立密封区域，密封区域包围凹槽和注液通道11所在位置；在上述设定距离时，需要满足的就是具有足够供液体电解质进入的距离，以及，保证对内部的电极4和垫板5具有足够的挤压力；s4：通过注液通道11向由第一凹槽、第二凹槽21和密封区域所围设的区域内注入液态电解质，液态电解质通过第一座体1和第二座体2之间的间隔，以及相邻层级的电极4之间的间隔进入各层电极4之间；为了实现液态电解质更好的流通，上述实施例中的各优选方案均可应用于本实施例中；s5：通过紫外光照射第一座体1和第二座体2，使得液态电解质固化；在该步骤中，液态电解质如何固化时较为关键的，具体地，可采用紫外光变功率的方式而进行，其中，可首选通过较高功率紫外光实现外圈电解质的迅速固化，而后再转用低功率的较长时间照射而实现内部电解质的均匀固化。在上述步骤完成后，分离两座体，且取出所成型的产品即可。
55.实施例四
在上述实施例中，当第一座体1和第二座体2均为一体的结构时，二者之间的间隔必然会因为电极4层数的改变而变化，因此对于密封区域的建立是无法始终按照同样的标准的，此种情况必然造成了密封区域建立的难度，当通过石蜡的对接而实现时，操作的时间是较长的，为了获得统一的密封标准而减少作业时间，作为另一种适于第二座体2分体设置的成型装置的工作方法具体为：一种如实施例二所述的柔性面型固态电池的一体成型装置的工作方法，包括以下步骤：a1：通过移动堵块23使得第二凹槽21获得较实际所需更大的深度；这是本实施例相对于上述实施例最主要的区别；a2：将第一座体1置于顶部，在第一凹槽内放置一层电极4；a3：在第二凹槽21内放置至少一层电极4；在本实施例中，需要说明的是，为了使得不同的电极4层数适用于同样的密封区域，所有的电极4均需要放置在凹槽对应的区域内，而不能够存在延伸至外部的部分；其中，所有层级的电极4相对两边缘通过外部结构分隔而间隔设置，且外部结构置于相对的槽底平面21a之间的区域内，相邻两层电极4之间在两侧的外部结构之间获得间隔空间；a4：调节第一座体1和第二座体2之间的间隔至设定距离，且在第一座体1和第二座体2之间建立密封区域，密封区域包围凹槽和注液通道11所在位置，此处同样是与上述实施例的区别，距离的确定是适用于相同的密封区域的基础条件，通过此种方式，可使得建立密封区域的结构更加灵活，采用传统的密封圈也是可以的，而且可适当的缩小第一座体1和第二座体2之间的距离，提高成型的效果；a5：通过移动堵块23调节第二凹槽21的深度至对各电极4的挤压力达到设定值；a6：通过注液通道11向由第一凹槽、第二凹槽21和密封区域所围设的区域内注入液态电解质，液态电解质通过第一座体1和第二座体2之间的间隔，以及相邻层级的电极4之间的间隔进入各层电极4之间；a7：通过紫外光照射第一座体1和第二座体2，使得液态电解质固化。
56.本发明中，对于固态电池的柔性负极、柔性正极、液态电解质的制作过程，以及对于固态电池整体的成型方法，通过具体的数据举例而进行比对，来证明本发明中的成型装置通过特定的工作方法对柔性面型固态电池进行制作时，可发挥较佳的使用效果：方式一：制作电极：以碳布为面型柔性导电基体，将两碳布分别放于5 mg/ml 的mxene单片层溶液中，静置1小时，使mxene均匀地自组装在柔性基体的表面，真空干燥后得到柔性mxene负极，其中，面型柔性导电基体可裁切成所需大小，本方式中以裁剪成两个3cm
×
5cm大小的长方形条为例，且以下方式中也同样采用该尺寸，从而实现比对的意义；取一块上述柔性mxene负极，放置于5 mg/ml的聚苯胺/n-甲基吡咯烷酮溶液中，静置1h，真空干燥后得到柔性mxene/聚苯胺正极；配置固态电解质：针对上述尺寸的柔性电极，配置3m的硫酸水溶液20ml，取2 g的pvp加入硫酸溶液中溶解，依次加入1 wt.%的引发剂过氧化氢，以及1 wt.%的交联剂乙二醇双甲基丙烯酸酯，搅拌1小时，预交联。
57.在使用时，将仍呈现液态的电解质从注液通道11的入口缓慢倒入，静置1小时；针对紫外光加速固态电解质固化过程，先用600 mw/cm的高功率紫外光短时间聚焦照射外圈电解质2s，使外圈电解质迅速固化，再转用100 mw/cm的低功率紫外光照射10 s，使内部电解质固化均匀； 固化完成后，依次拆开上述成型装置，得到一体成型的柔性面型固态电池。
58.方式二制作电极：同样以碳布为面型柔性导电基体，裁剪成6个3cm
×
5cm大小的长方形条。将2块碳布分别放于5 mg/ml 的mxene单片层溶液中，静置1小时，使mxene均匀地自组装在柔性基体的表面，真空干燥后得到柔性mxene负极；取3块上述柔性mxene负极，放置于5 mg/ml的聚苯胺/n-甲基吡咯烷酮溶液中，静置1h，真空干燥后得到柔性mxene/聚苯胺正极；配置固态电解质：针对上述尺寸的柔性电极，配置3m的硫酸水溶液20ml，取2 g的pvp加入硫酸溶液中溶解，依次加入1 wt.%的引发剂过氧化氢，以及1 wt.%的交联剂乙二醇双甲基丙烯酸酯，搅拌1小时，预交联。
59.在使用时，6层电极在本发明的一体成型装置中层叠设置，将仍呈现液态的电解质从注液通道11缓慢倒入，静置2小时；针对紫外光加速固态电解质固化过程，先用600 mw/cm的高功率紫外光短时间聚焦照射外圈电解质5s，使外圈电解质迅速固化，再转用400 mw/cm的低功率紫外光照射20 s，使内部电解质固化均匀；固化完成后，依次拆开上述成型装置，得到三层叠层的一体成型柔性面型固态电池。
60.方式三制作电极：以碳布为面型柔性导电基体，裁剪成2个3cm
×
5cm大小的长方形条，将两碳布分别放于5 mg/ml 的mxene单片层溶液中，静置1小时，使mxene均匀地自组装在柔性基体的表面，真空干燥后得到柔性mxene负极；取1块上述柔性mxene负极，放置于5 mg/ml的聚苯胺/n-甲基吡咯烷酮溶液中，静置1h，真空干燥后得到柔性mxene/聚苯胺正极；配置固态电解质：配置3m的硫酸水溶液20ml，取2 g的pvp加入硫酸溶液中溶解，依次加入1 wt.%的引发剂过氧化氢，以及1 wt.%的交联剂乙二醇双甲基丙烯酸酯，搅拌1小时，预交联；本方式中与上述两方式不同的是，并不采用本发明中的成型装置，而是将预交联的电解质倒入聚四氟模板中，模板内有1mm深的方形凹槽，静置1.5 h；利用紫外光加速固态电解质固化过程，先用200 mw/cm的紫外光照射电解质15 s，电解质固化均匀；固化完成后，取出固态电解质，与上述柔性mxene正极与柔性mxene负极组装成三明治结构的柔性面型固态电池。
61.对方式一~方式三制备的柔性面型固态电池进行性能测试，结果如表1所示：从表中性能测试结果可以看出，采用本发明工作方法制备的材料具有更优异的电
化学性能。在方式三中使用传统三明治结构构建柔性固态电池，得到的电池电极材料易脱落，寿命短，界面阻抗大，倍率性能差；其中，上述三明治结构和本发明中所获得一体化结构的不同结构柔性固态电池的阻抗比对见图12。
62.在上述方式一和方式二中，提出了新的可采用本发明中成型装置的柔性面型固态电池一体化成型方法，将预交联的液态电解质倒入一体化成型装置中，使得电解质完全浸润柔性织布状电极表面，并在电极表面原位交联，有效改善固态电解质与电极之间的界面问题；同时，固态电解质将织布电极中的纤维完全包裹，防止了自组装电极材料的脱落，进一步提升了此柔性固态电池的稳定性。
63.在上述方式中使用的固体电解质为一种高浓度硫酸的pvp固态电解质，具有很好的耐低温特性，结合超薄一体化结构，所制备的柔性固态电池具有很好的耐低温性能；使用化学交联与光固化相结合的固态电解质成型手段，既可形成网络状的多通道固态电解质，又能大幅缩短固态电解质成型时间。
64.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。