[发明专利]一种用于可穿戴设备的柔性锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于可穿戴设备的柔性锂离子电池，包括柔性极片、隔膜和电解液；柔性极片包括：聚酯薄膜、沉积在聚酯薄膜表面中部的金属层、涂布在金属层表面的活性材料层和极耳，极耳一端与金属层固定，极耳中部与聚酯薄膜固定；相邻两片柔性极片的周边采用热压粘接；隔膜位于相邻两片柔性极片之间以防止其接触短路；电解液填充在相邻两片柔性极片之间。本发明公开了上述用于可穿戴设备的柔性锂离子电池的制备方法。本发明正负极片兼具柔性特征和壳体功用，从而显著提升锂离子电池的柔韧性和可折叠性能，满足电子设备正在逐步向轻量化和柔性化发展要求，尤其适用于可穿戴电子设备。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种用于可穿戴设备的柔性锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种具有高能量密度、高稳定性以及环境友好等优点的二次电池，已经被广泛地应用于各类电子设备、电动汽车的储能器件。锂离子电池一般包括正极片、隔膜、负极片和电解液等。其中，隔膜的作用是隔开正极片和负极片，使正负极之间绝缘，并且可以浸润和保持电解液；正极片包括集流体和正极活性电极涂层；负极片包括集流体和负极活性电极涂层；正负极片中的集流体主要是为了将锂离子电池正负极片上的活性电极材料产生的电流汇集以形成较大的电流，所以一般要求活性电极涂层与集流体充分接触，并且使内阻尽可能小。目前，已经商业化的锂离子电池大都采用金属箔材作为集流体，例如：铝箔作为正极片集流体，铜箔作为负极片集流体。这些金属箔材作为集流体时正负极片的柔韧性一般都较差，经弯折和拉扯等外力作用后容易折断或变形，进而影响电池的性能。

当下，随着电子技术领域的迅速发展，电子设备正在逐步向轻量化和柔性化发展，尤其是在可穿戴电子设备上。但是，目前最大的挑战就是如何实现可穿戴电子设备储能器件的柔性化和可折叠化，而以传统锂离子电池为主的储能器件无法满足这一要求。基于此，开发一款柔性化和可折叠化的锂离子电池具有极其重要的现实意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于可穿戴设备的柔性锂离子电池及其制备方法，解决锂离子电池柔性差和可折叠性差等缺陷。

本发明提出的一种用于可穿戴设备的柔性锂离子电池，包括柔性极片、隔膜和电解液；

柔性极片包括：聚酯薄膜、沉积在聚酯薄膜表面中部的金属层、涂布在金属层表面的活性材料层和极耳，极耳一端与金属层固定，极耳中部与聚酯薄膜固定；相邻两片柔性极片的周边采用热压粘接；

隔膜位于相邻两片柔性极片之间以防止其接触短路；电解液填充在相邻两片柔性极片之间。

优选地，柔性极片采用蒸镀的方式将沉积在聚酯薄膜表面中部形成金属层。

优选地，柔性极片包括柔性正极片和柔性负极片，其中柔性正极片的金属层为铝层，柔性正极片的极耳为铝极耳，柔性负极片的金属层为铜层，柔性负极片的极耳为铜极耳。

优选地，铜层区域长和宽均比铝层区域长和宽大2～3mm。

优选地，极耳中部粘覆有聚酯薄膜作为热熔粘结剂，将极耳与柔性极片的聚酯薄膜固定。

优选地，柔性正极片的活性材料层原料按质量百分比包括：磷酸铁锂94～96％，粘结剂3～5％，导电剂1～2％。

优选地，柔性负极片的活性材料层原料按质量百分比包括：石墨92～94％，粘结剂5～6％，导电剂1～2％。

优选地，粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素和丁苯橡胶中至少一种。

优选地，导电剂为炭黑。

优选地，隔膜为聚乙烯材质，其厚度为10～15μm。

优选地，电解液为六氟磷酸锂的碳酸酯溶液。

优选地，柔性正极片的金属层面积小于柔性负极片的金属层面积。