[发明专利]自充电薄膜锂离子电池

权利要求书

1.一种自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，包括锂离子电池、摩擦发电机和充电模块，该充电模块包括两个交流输入端和两个直流输出端；

其中，所述锂离子电池包括依次层叠设置的电池阳极薄膜，电解质薄膜以及电池阴极薄膜，所述充电模块的直流正极输出端连接电池阳极薄膜，直流负极输出端连接电池阴极薄膜；

摩擦发电机包括层叠设置的第一电极、第一高分子聚合物层、以及第二电极，在所述第一高分子聚合物层与第二电极之间形成间隙层，第一高分子聚合物层和第二电极相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳凹凸结构；所述充电模块的两个交流输入端分别连接摩擦发电机的第一电极和第二电极。

2.根据权利要求1所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述充电模块是单相全波桥式整流电路。

3.根据权利要求1所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述充电模块包括：

变压模块，其包括两个交流输入端，所述两个交流输入端分别连接摩擦发电机的第一电极和第二电极，变压模块用于降低电压、升高电流；

整流模块，连接变压模块，用于将变压模块处理后的电压或电流脉冲进行整流，以得到单相脉动的直流电；

滤波模块，连接整流模块，用于滤出经过整流后的单相脉动的直流电中剩余的交流成分；以及

稳压模块，用于将经过滤波模块滤波后的单相脉动的直流电变成恒压的直流电；稳压模块包括两个直流输出端，分别连接锂离子电池的电池阳极薄膜和电池阴极薄膜。

4.根据权利要求1-3任一项所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述第一高分子聚合物层所用材料选自聚偏氟乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维（再生）海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述第一高分子聚合物层表面上设置的微纳凹凸结构为纳米级至微米级的凹凸结构，优选凸起高度50nm-300nm的纳米凹凸结构。

6.根据权利要求1-5任一项所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述第一电极所用材料是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述第二电极所用材料是金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

8.根据权利要求7所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述第二电极表面上设置的微纳凹凸结构为纳米级至微米级的凹凸结构，优选凸起高度300nm-1μm（更优选350-500nm）的纳米凹凸结构。

9.根据权利要求1-8任一项所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述摩擦发电机进一步包括设置在间隙层中的支架。

10.根据权利要求1-9任一项所述的自充电薄膜锂离子电池，其特征在于，所述电池阳极薄膜包括层叠设置的阳极集流体和阳极活性材料层，所述阳极活性材料层是金属Li薄膜、Li_xC6（0＜x≤1）薄膜、石墨碳薄膜、锡金属薄膜、锡合金薄膜或锡氧化物薄膜。