[发明专利]一种周期卷绕结构的可弯曲柔性电池

说明书

本发明公开了一种周期卷绕结构的可弯曲柔性电池。它包括至少两个卷绕成的亚电芯单元及连接在相邻亚电芯单元之间的连接单元，具体由一条电池带对折后卷绕成的亚电芯单元以及两个连接前后相邻亚电芯的单层电池带组成，且单层电池带连接部的两端分别连接相邻卷绕单元的起始段和终止端。本发明所述的柔性电池通过刚性卷绕亚电芯和柔性连接部形成的周期性结构来达到增加电池能量密度和柔性的目的。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种周期卷绕结构的可弯曲柔性电池。

背景技术

随着可穿戴设备、移动电子设备，如曲面屏手机、曲面显示器、可穿戴的智能手表和眼镜等的迅猛发展。这些电子设备往往具有曲面的性状或者有弯曲器件的实际需求，因此对电池的柔性也提出了更高的要求。

目前，常规的电池过于刚硬，无法满足此类可穿戴设备、移动电子设备的要求。因此，设计可弯曲的柔性电池具有重要的意义。此外，目前的柔性电池结构设计虽然具有较好的柔性，但能量密度较低，无法满足设备长时间续航的要求。综上，有必要设计一种高能量密度的柔性电池。

现有的专利涉及的可弯曲柔性电池设计，如专利CN111446486A和CN105304929A，一般采用折叠式亚电芯的设计方案，这种方式比较缺乏配套的自动化生产线，不利于生产成本的降低。本文提出的设计方案采用螺旋卷绕亚电芯的方式，卷绕过程可以通过自动卷绕机或半自动卷绕机改装后实现。

对于折叠亚电芯单元来说，其在折叠处的曲率较大，电极片上应力较大。采用螺旋卷绕亚电芯的方式，曲率较小，有利于降低电极片的应力、应变。

目前尚未有周期卷绕结构的可弯曲柔性电池的相关报道。

发明内容

为了解决现有技术问题，克服已有技术存在的不足，提供一种周期卷绕结构的可弯曲柔性电池，通过对电芯的结构设计，提高了电池的柔度和能量密度。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种周期卷绕结构的可弯曲柔性电池，包括至少两个卷绕成的亚电芯单元及连接在相邻亚电芯单元之间的连接单元；具体由一条电池带对折形成的双层电池带卷绕成的亚电芯以及两个连接前后相邻亚电芯的单层电池带组成，且单层电池带连接部的两端分别连接相邻卷绕单元的起始段和终止端。优选本发明主要由一条足够长的电池带制成，包括至少两个亚电芯单元以及相邻亚电芯单元之间的连接件和封装部分，通过对电芯的结构设计，提高了电池的柔度和能量密度。

优选地，所述一条电池带包括三层带：正极片、隔膜带和负极片。

优选地，所述正极片附带一个正极耳，负极片附带一个负极耳。正极耳与负极耳间隔分布在电池带的同一侧。

优选地，在电池带上选取数个节点，节点的个数根据电池带的长度确定，在每个节点处将电池带对折。

优选地，正极片为单面涂布，负极也为单面涂布。

优选地，正极片附带的正极耳，负极片附带的负极耳，分布在该电池带的相背两侧。优选两个极耳在电池带的同一侧且是相背处，并间隔分布。

优选地，所述由单根电池带对折形成的双层电池带卷绕成螺旋圆形或者卷绕成椭圆形。优选使用自动卷绕机器或手工将对折后的电池带卷绕成型，此时成型部分为卷绕模块，呈螺旋状。

优选地，将单根电池带对折后卷绕，因此可以将内层的电池带多卷绕半圈，这样与前一个卷绕模块外层分出的电池带形成单根电池带连接部。优选地，前面的内层单根电池带连接部作为螺旋卷绕单元与前一个螺旋卷绕单元的连接部分，后面的外层单根电池带连接部作为螺旋卷绕单元与后一个螺旋卷绕单元的连接部分。

优选地，由单根电池带对折形成的双层电池带卷绕成的亚电芯单元分出的前后两个单根电池带连接件可以是斜的直形，或者可以是弯曲的“S”型。