電極、包含該電極的蓄電裝置及蓄電裝置制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于蓄電裝置領域，尤其是涉及一種電極、包含該電極的蓄電裝置及蓄電裝置制備方法。
【背景技術】
[0002]采用傳統(tǒng)技術制造的電極，一般沒有柔性或者柔性較差，隨著電池厚度增加，電池會完全失去柔性。
[0003]目前解決電池柔性的方法大概有:
[0004]多只小電池串并聯(lián)，這項技術以APPLE公司的表帶式電池專利為代表，其缺點在于，小電池制造困難，生產(chǎn)成本高，難以產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)；多只電池串并聯(lián)會產(chǎn)生電池容量及電壓不均勻而導致要附加控制電路和產(chǎn)生安全隱患的問題；
[0005]柔性材料和柔性電極。目前以柔性材料和柔性電極制造的電池厚度較低，一般最大厚度在Imm左右，從而導致電池整體容量偏低；
[0006]近年來，隨著智能手機技術的發(fā)展以及人們對便攜式電子產(chǎn)品要求的提高，智能手表、手環(huán)等可穿戴電子產(chǎn)品逐漸成為開發(fā)的重點。而這些產(chǎn)品面臨著電池容量低、不可彎曲的缺點，制約著電子產(chǎn)品的發(fā)展。因此要求電池薄型化、柔性化。
[0007]電池是由正電極、負電極、隔膜等經(jīng)過卷繞或疊片等方法制造。其中正電極和負電極分別由正電極活性材料、負電極活性材料和導電基材等組成。所以為了開發(fā)柔性電池產(chǎn)品必須提高電池內(nèi)部組件的柔性。因此如何設計一種柔性電極成為本領域技術人員研宄的課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種柔性電極、包含該電極的蓄電裝置及蓄電裝置制備方法，以解決電池柔性的問題。
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0010]一種柔性電極，包括導電基材，所述導電基材上涂覆有活性材料層，所述活性材料層為間斷設置的圖案塊或連續(xù)設置的網(wǎng)、格狀結構，所述連續(xù)設置的網(wǎng)、格狀結構中網(wǎng)、格內(nèi)的活性材料層的厚度大于相鄰兩網(wǎng)、格間的連接處的厚度。
[0011]進一步的，所述連續(xù)設置的網(wǎng)、格內(nèi)的活性材料層的厚度為10 μπι-lOmm，所述相鄰兩網(wǎng)、格間的連接處的厚度為大于O小于等于5_。
[0012]進一步的，所述圖案塊的間斷處的寬度或相鄰網(wǎng)、格間的連接處的寬度為lmm-20mmo
[0013]進一步的，所述導電基材的厚度為5
[0014]進一步的，所述導電基材為含有金屬銅、鈦、鋁、鎳或銀中的一種或多種的導電膜材。
[0015]進一步的，所述活性材料層為氟化碳、含鋰復合氧化物、金屬硫化物、有機硫化合物、石墨以及金屬鋅、鎳、錳及其氧化物、復合物中的一種或幾種組成的活性層。
[0016]進一步的，所述活性層采用擠壓、噴涂、微凹、沉積或印刷中的一種制備。
[0017]包含上述電極的蓄電裝置。
[0018]一種蓄電裝置的制備方法，包括如下步驟:
[0019]S1、配料；
[0020]s2、涂布:
[0021]s21.正、負電極選取5 μ m-5mm厚的導電基材；
[0022]s22.在正、負電極導電基材上涂覆活性材料層，根據(jù)需要將活性材料層涂覆成間斷設置的圖案塊或連續(xù)設置的網(wǎng)、格狀結構；
[0023]s3、制片:
[0024]s31.將正、負電極沒有涂覆活性物質的圖案塊之間的間隙或涂覆少量活性物質的相鄰兩網(wǎng)、格間的連接處對齊，且負電極沒有涂覆活性物質的圖案塊之間的間隙或涂覆少量活性物質的相鄰兩網(wǎng)、格間的連接處中線與正電極沒有涂覆活性物質的圖案塊之間的間隙或涂覆少量活性物質的相鄰兩網(wǎng)、格間的連接處中線對齊。根據(jù)不同電池，負電極沒有涂覆活性物質的圖案塊之間的間隙的寬度或涂覆少量活性物質的相鄰兩網(wǎng)、格間的連接處的寬度比正電極沒有涂覆活性物質的圖案塊之間的間隙的寬度或涂覆少量活性物質的相鄰兩網(wǎng)、格間的連接處的寬度窄至少0.5_或寬度一樣；
[0025]s32.在正、負電極的兩端分別清洗出一定的區(qū)域，在該區(qū)域上焊接可以引出電流的極耳；
[0026]s4 裝配:
[0027]s41.負電極居于隔膜正中間，正電極居于負電極正中間，隔膜隔開正、負電極，采用卷繞機進行卷繞或疊片；卷繞或疊片后的卷芯用耐腐蝕耐高溫的終止膠紙收尾粘貼成型，卷芯的正、負電極極耳對齊；
[0028]s42.用裁好的鋁塑膜包覆步驟s41完成的卷芯，然后用頂側封機進行頂側邊封邊，保留一個側邊不封口。
[0029]S43.在70°C的溫度下對步驟s42完成的卷芯進行抽真空烘烤12_16h，然后于手套箱中進行注入電解液，側封步驟s42保留的邊后在室溫下靜置陳化8-24h。
[0030]進一步的，所述步驟s2涂布完的正、負電極的厚度為15ym-15mm。
[0031]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的電極具有以下優(yōu)勢:
[0032](I)本發(fā)明所述的電極根據(jù)電池形狀的不同在導電基材上通過涂覆間斷設置的圖案化的活性材料層或連續(xù)設置的網(wǎng)、格狀活性材料層，來達到增加電極柔性的目的；
[0033](2)上述電極可以做成帶狀、鏈狀或塊狀等。電池并非為多只單體串并聯(lián)，而是一只電池，這樣制造成本低、安全性好，不用添加額外的控制管理電路；
[0034](3)電池厚度可以做到0.5-50_，相對使用容量大，內(nèi)阻小，脈沖性能好，可以拓寬實際的應用范圍。
【附圖說明】
[0035]構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0036]圖1為本發(fā)明實施例所述的鋰離子可充電表環(huán)電池的電極結構；
[0037]圖2為本發(fā)明實施例所述的鋰離子可充電可穿戴電池的電極結構；
[0038]圖3為本發(fā)明電極的其他各種圖案結構形狀。
[0039]附圖標記說明:
[0040]1-導電基材，2-活性材料層。
【具體實施方式】
[0041]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0042]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0043]該發(fā)明的原料為任何可充電電池使用的原材料；
[0044]正負電極基材為任何可充電電池使用的基材；
[0045]外結構具有一定的柔性；
[0046]在配料工藝中基本與傳統(tǒng)電池相似，配方中含有電極活性物質(例如正電極為:鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、不同配比的三元鋰離子活性物質或氫氧化亞鎳等；負電極為:人造或天然石墨、石墨稀、儲氫合金、金屬鎘或鋅等)；導電劑SP、VGCF、SFG-6、碳納米管等；黏合劑PVDF、CMC、SBR等；溶劑NMP、水等和輔助試劑如草酸等。
[0047]涂布工藝使用擠壓、噴涂、微凹、沉積或印刷等的涂布方法將活性物質涂覆于導電基材上，正電極選取5 μ m-5mm厚金屬或非金屬導電基材，負電極選取5 ym-5mm金屬或非金屬導電基材，并使其可以達到設定的結構。該結構具有網(wǎng)狀或其它結構，網(wǎng)格中涂覆有設計厚度的活性物質，大小為2mm-100mm之間。網(wǎng)格間為沒有涂覆活性物質或涂覆少量活性物質，大小為lmm-20mm之間。負電極網(wǎng)格間的距離大于正電極網(wǎng)格間的距離至少0.5mm以上或者相等。涂覆完的正、負電極結構具有一定的厚度，厚度一般為15ym-15mm之間。這樣的正、負電極片在經(jīng)過疊加或卷繞后，沒有涂覆活性物質或涂覆少量活性物質的基材部分會具有一定的柔性，可隨意彎折該處，使電池具有了一定的柔性。使得用這種電極制造的電池具有更高的厚度和更好的柔性。根據(jù)電池要求的彎折度，可調(diào)節(jié)未覆料或少量覆料的間隙大小。
[0048]制片及裝配時正負電極網(wǎng)格間沒有涂覆活性物質或涂覆少量活性物質的位置要對齊，且負電極沒有涂覆活性物質或涂覆少量活性物質的部位落于正電極沒有涂覆活性物質或涂覆少量活性物質的部位的中間。負電極電極的寬度可以等于正電極也可以大于正電極的寬度，卷繞時收尾可以是正電極長于負電極收尾或者負電極長于正電極收尾，也可以正電極等于負電極或以正電極或負電極的基材收尾。
[0049]實施例1:
[0050]鋰離子可充電表環(huán)電池(規(guī)格0420100)
[0051]該電池可裝于表帶的空間內(nèi)，和表帶成為一體，既節(jié)約了空間增加了美觀度，又為表提供了電量。為更好的提高該電池的容量和倍率性能，本發(fā)明選取碳納米管作為導電劑加入正電極漿料中，其它材料也選取較好的鋰離子電池材料進行表環(huán)電池的制作。
[0052]配料:各組分的重量百分比如下:
[0053]正電極:鈷酸鋰(97.95%)，碳納米管(I% )，PVDF(I% )，草酸(0.05% )；
[0054]負電極:人造石墨(95.98% ),SP(1% ),PVDF(3% )，草酸(0.02% )；
[0055]分別加入濃度95% -105%的溶劑NMP，采用雙行星真空攪拌機，正、負電極分開在兩臺雙行星攪拌機經(jīng)過充分攪拌和分散及降溫后，調(diào)節(jié)粘度使正、負電極漿料的粘度在25-30度環(huán)境下達到1000-3000cp之間；正、負電極漿料均使用150目篩網(wǎng)進行過濾待用；
[0056]涂布:
[0057]正電極選取15 μπι厚鋁箔；負電極選取10 μπι厚銅箔。采用間歇式自動涂布機、擠壓涂布的方式對正、負電極漿料進行涂布。在涂布過程中使大卷電極在橫向位置每隔1