[发明专利]一种储电纤维及其制备方法以及充放电装置

说明书

本发明公开了一种储电纤维及其制备方法以及充放电装置，将二维的薄膜电池制作原理应用到了一维的储电纤维的制作上，在纤维条的外部通过沉积工艺制作分别作为集流体、电极和电解质的膜层结构，使形成的所述储电纤维可作为微型的蓄电池，所述储电纤维可进行随意弯折，可采用若干条所述储电纤维仿照传统纤维进行编织，制成具有蓄电功能的各种可穿戴织物，用户可利用储电纤维内的电能随时为电子设备进行充电。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是一种储电纤维及其制备方法以及充放电装置。

背景技术

储能器件广泛应用于工业生产、消费电子等领域。目前主流的储电器件为铅酸蓄电池和锂离子蓄电池。经过几十年的发展，蓄电池的能量密度、功率密度和循环寿命都有了很大的提高。随着可穿戴产品的发展，轻柔型的可穿戴蓄电池成为一种新的需求，目前出现的聚合物锂离子电池和薄膜型的固态锂电池能实现一定程度的弯折，但是仍无法满足可穿戴产品对于轻柔性的需求，无法实现将电池与可穿戴产品相互结合。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种储电纤维及其制备方法以及充放电装置，来解决上述问题。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种储电纤维，包括纤维条和依次包覆在所述纤维条外的第一集流体膜层、第一电极膜层、电解质膜层、第二电极膜层、第二集流体膜层以及封装保护层。

优选地，所述储电纤维的形状为圆柱形，所述储电纤维的直径为3μm～10mm。

优选地，所述第一集流体膜层、第一电极膜层、电解质膜层、第二电极膜层、第二集流体膜层以及封装保护层是以所述纤维条为轴心的同轴结构。

优选地，所述第一集流体膜层从所述储电纤维的第一端暴露出并形成第一极耳，所述第二集流体膜层从所述储电纤维的第二端暴露出并形成第二极耳。

优选地，所述纤维条是选自无机纤维、有机纤维和复合纤维中任一种材料制成的纤维条，所述第一集流体膜层和第二集流体膜层为金属材料膜层。

优选地，所述纤维条和第一集流体膜层为一体结构，所述一体结构为选自Al、Cu、Mo、Ti和合金中任一种金属材料制成的一体结构。

本发明提供了一种如上所述的储电纤维的制备方法，包括以下步骤：S1、提供一纤维条，在所述纤维条外依次沉积第一集流体膜层、第一电极膜层、电解质膜层、第二电极膜层、第二集流体膜层以及封装保护层；S2、在所述第一集流体膜层的一端，去除所述第一电极膜层、电解质膜层、第二电极膜层、第二集流体膜层以及封装保护层的一部分，暴露出所述第一集流体膜层并形成第一极耳；S3、在所述第二集流体膜层的一端，去除所述封装保护层的一部分，暴露出所述第二集流体膜层并形成第二极耳。

优选地，所述第一集流体膜层、第一电极膜层、电解质膜层、第二电极膜层、第二集流体膜层以及封装保护层通过物理沉积或化学沉积的工艺沉积在所述纤维条外。

优选地，所述步骤S2中，通过机械剥离、化学腐蚀和激光刻蚀中任一种工艺去除所述第一电极膜层、电解质膜层、第二电极膜层、第二集流体膜层以及封装保护层的一部分；所述步骤S3中，通过机械剥离、化学腐蚀和激光刻蚀中任一种工艺去除所述封装保护层的一部分。

本发明还提供了一种充放电装置，包括如上所述的储电纤维。

本发明提供的一种储电纤维及其制备方法以及充放电装置，将二维的薄膜电池制作原理应用到一维的储电纤维的制作上，在纤维的外部通过沉积工艺制作分别作为集流体、电极和电解质的膜层结构，使所述储电纤维形成了微型的蓄电池，所述储电纤维可进行随意弯折，可采用若干条所述储电纤维仿照传统纤维进行编织，制成作为可穿戴蓄电池的各种织物，方便用户随时可利用储电纤维内的电能为电子设备充电。

附图说明