本发明属于锂电池，具体涉及一种异形锂电池的制备方法。
背景技术：
1、异形锂电池是为适配特定设备空间和性能需求而设计的外形不规则锂离子电池，突破传统圆柱或方形限制，通过定制化几何形态提升空间利用率和设备续航能力。当前异形锂电池制备主要依赖冲压叠片与卷绕成型两类工艺。在冲压叠片工艺中，通过定制模具冲切出特定形状的极片（如心形、多边形），再经叠合、封装形成异形电芯。该方法虽能实现基础异形结构，但存在显著缺陷：
2、1、气泡残留率高：传统真空灌注工艺对复杂窄缝填充效果差，浆料灌注后气泡残留率＞15%，导致电极局部孔隙率异常，影响离子传输效率。
3、2、脱模损伤大：机械脱模易导致薄壁电极开裂，而水溶支撑骨架的溶解温度控制精度不足，易引发电极收缩变形。
4、3、结构适应性差：后期整形工艺易导致褶皱、回弹及内部短路风险，难以满足高曲率异形结构的需求。
5、另外，卷绕成型工艺虽能提升生产效率，但存在封装可靠性低与材料协同性不足的问题：折角漏液率高：异形电芯折角处封装易导致折角密封失效，漏液率提高；硅膨胀抑制不足：硅基负极循环中体积膨胀应力集中，循环100次容量衰减率高；工艺控制粗放：缺乏实时监测与闭环优化，注液量、固化温度依赖人工检验，批次性能波动大。
6、针对上述问题，现有技术亟需改进。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供一种异形锂电池的制备方法，本发明通过对制备方法各工序的设置，攻克异形电池高曲率成型、硅膨胀抑制、封装可靠性及生产一致性等系统性瓶颈，可满足无人机、植入医疗等领域对空间利用率与循环寿命的严苛需求。
2、本发明的技术方案如下：
3、一种异形锂电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、s1.智能模具设计与打印；
5、根据目标异形结构设计分形微流道模具模型，所述分形微流道宽度为30–300μm，窄缝区域流道密度提升30–60%；
6、采用多材料3d打印技术同步制造：
7、主模具：光敏树脂材质，sla技术成型，精度±1–10μm；
8、可溶支撑骨架：pva材质，fdm技术成型，水溶温度35–45℃；
9、s2.电极浆料制备与真空灌注；
10、正极浆料：按质量比混合ncm111:cnts:ptfe:氧化铝纳米线=7.0–7.8:1.2–1.8:0.8–1.2:0.05–0.3，于无水乙醇中搅拌至均匀；
11、负极浆料：按质量比混合表层（石墨包覆硅）:内层（纯石墨）:石墨烯:聚丙烯酸=3.5–4.5:3.5–4.5:0.8–1.2:0.8–1.2；
12、将正极浆料注入模具正极区，真空度控制为-0.08–-0.15mpa，静置消泡后铺设陶瓷复合隔膜，再灌注负极浆料；
13、s3.梯度固化与智能脱模；
14、分阶段固化：先于55–65℃固化1.5–2.5小时，再于75–85℃固化2.5–3.5小时；
15、注入35–45℃纯水溶解pva支撑骨架，电极收缩率≤0.5%；
16、s4.动态封装与电解液注入；
17、将电芯置入形状记忆合金（sma）封装模具，加热至75–85℃使模具收缩贴合电芯曲面，压力0.3–0.8mpa，保压8–15秒；
18、注入电解液：溶质为lifsi，溶剂为fec/emc（体积比2.5–3.5:6.5-7.5）；
19、隔膜表面嵌入光纤光栅传感器（直径10–30μm），实时监测温度与应变分布；
20、s5.原位监测与闭环优化；
21、通过光纤传感器采集充放电过程中的温度、应变数据；
22、基于ai算法动态调整下一批次注液量（拐角区域增加3–8%）、固化温度参数，循环寿命提升≥25%。
23、本发明中，步骤s1中的分形微流道模拟植物根系的分支结构，通过增加窄缝区流道密度，利用毛细作用力引导浆料填充异形结构的死角，解决传统灌注气泡残留问题。其中，主模具可确保电极结构形状保真度，可溶支撑骨架可临时支撑薄壁区域，脱模时低温水溶避免机械损伤。步骤s2中的正极配方中氧化铝纳米线构建导热网络，缓解异形电池局部热积累，负极梯度结构可实现表层硅提升容量，内层石墨缓冲体积膨胀应力。步骤s3中的低温固化使溶剂平缓挥发，高温固化促进粘结剂交联，可控制收缩率以保障尺寸稳定性。步骤s4中的sma模具设置的相变温度可触发收缩，均匀施加压力可解决异形折角处封装不严问题；电解液中fec成膜抑制硅负极膨胀，dtd提升sei膜低温稳定性。
24、特别的，本发明的注塑模具、热压模具是本领域技术人员可以基于本发明的设定结合现有技术，在不付出创造性劳动下获得的。
25、进一步的，所述分形微流道设计为树状仿生分支结构，分支角度45°–70°，流道末端设直径0.05–1.5μm的微孔，窄缝区域流道密度提升50%。通过分支角度的设置可优化浆料流动路径，角度过小增加流阻，过大降低填充效率；通过末端微孔的设置可加速电解液毛细渗透，避免窄缝区形成干区。
26、进一步的，所述形状记忆合金模具为ni-ti-cu合金，相变温度70–85℃，收缩形变率8–12%；封装膜为tpu涂层铝塑膜，熔点100–120℃，延展率≥250%，封装压力0.5mpa，保压时间≥10秒。通过sma相变温度的设置，覆盖ni-ti-cu合金相变点，确保封装时模具与电芯曲面贴合度＞90%。通过tpu涂层铝塑膜适应异形结构弯折。
27、进一步的，所述ai优化算法为卷积神经网络（cnn），输入层包含温度梯度、应变分布、内阻变化数据，输出层生成注液量/固化温度调整指令，响应时间≤0.5秒。可通过温度梯度、应变分布、内阻变化构成三维数据矩阵，输出层指令响应时间≤0.5秒满足实时控制需求。
28、进一步的，所述负极浆料包含表层石墨包覆硅颗粒，其中石墨:硅的质量比为3-5:1，石墨包覆硅颗粒的包覆层厚度为150–300nm，粘结剂为海藻酸钠-聚丙烯酸复合物，所述海藻酸钠与聚丙烯酸质量比为2-4:1。其中，石墨包覆硅：过薄（＜150nm）无法抑制膨胀，过厚（＞300nm）降低离子传导率；粘结剂通过双重氢键网络提升硅负极结构韧性。
29、进一步的，所述电解液溶质为lifsi，溶剂为fec/emc，溶质与溶剂的体积比为2-4:7，添加0.5–2wt%氟代碳酸乙烯酯（fec）及0.3–1.0wt%硫酸乙烯酯（dtd）。本发明的电解液可平衡高低温性能，-40℃放电效率≥55%。
30、进一步的，所述正极浆料包含ncm111三元材料、碳纳米管及氧化铝纳米线，所述氧化铝纳米线在正极浆料中的添加量为0.05–0.3wt%。
31、进一步的，所述多材料3d打印中，主模具采用光固化树脂（sla技术，精度±5μm），支撑骨架采用聚乙烯醇（pva），水溶温度40℃，可保障微流道结构复现性。
32、进一步的，所述光纤传感器为直径≤20μm的光纤光栅阵列，埋入隔膜与电极界面处，监测精度±0.1℃，可精准定位热失控风险点。
33、本发明还提供一种电子设备，包含上述方法所制备的异形锂电池，其特征在于：所述设备为智能穿戴设备、医疗植入装置或无人机，电池形状适配设备内部非规则腔体。
34、本技术中涉及软件、电路程序的技术特征，其功能的实现属于现有技术，并不涉及软件程序或电路结构本身的改进。
35、本发明的技术效果如下：
36、通过分形微流道模具设计与多材料3d打印技术，实现了异形电极的零损伤成型。该设计利用毛细效应引导浆料填充复杂死角，将气泡残留率从传统工艺的>15%降至<2%；结合sma动态封装使tpu铝塑膜完全贴合异形折角，封装合格率>95%，彻底解决传统l形电池折角漏液率>30%的行业难题。同时，闭环光纤监测系统实时捕捉界面应变与温度梯度，为工艺优化提供高精度数据源，形成“结构-监测”协同的可靠性屏障。
37、2、梯度硅碳负极与海藻酸钠-聚丙烯酸复合粘结剂形成双重氢键网络，缓冲硅膨胀应力，使循环500次容量保持率>85%；匹配宽温电解液协同优化sei膜稳定性，实现-40℃放电效率≥60%及80℃循环100次容量保持率≥90%。进一步通过cnn算法动态解析光纤传感器数据，自适应调整拐角注液量与固化温度参数，将批次性能波动从传统>15%压缩至<5%，循环寿命整体提升≥25%。