[发明专利]柔性一体化太阳电池/锂离子电池薄膜复合电池的制备方法

权利要求书

1.一种柔性一体化太阳电池/锂离子电池薄膜复合电池的制备方法，其特征是：柔性 一体化太阳电池/锂离子电池薄膜复合电池的太阳电池和锂离子电池采用同一柔性 薄膜衬底，分别位于柔性薄膜衬底的正反两面；柔性电源控制器分别连接柔性太阳 电池与柔性锂离子电池；在柔性薄膜衬底上制备太阳电池后，再在同一柔性薄膜衬 底的反面制备锂离子电池，其制备过程包括：

1)制备柔性薄膜太阳电池

柔性衬底聚酰亚胺薄膜上制备柔性薄膜铜铟镓硒太阳电池；

2)制备柔性薄膜太阳电池/锂离子电池一体化电池

柔性铜铟镓硒太阳电池一侧进行掩膜保护，在聚酰亚胺薄膜的另一侧整体溅射 一层铝膜，溅射得到铝膜厚度8-10μm；

正极材料为钴酸锂，将钴酸锂、乙炔黑和PVDF球磨得到的混合均匀浆料，在铝 膜上涂覆一层正极材料，涂膜时用薄膜进行掩盖，使四边留有4-6mm空白，浆料干燥 后，在预留的空白处用热压机将带胶铝极耳与铝膜粘结在一起，制得柔性锂离子电池 的正极部分；

PI/Cu复合薄膜材料厚度为30-50微米，铜层做负极的集流体，PI层既可做铜 箔的柔性衬底，又可做柔性锂离子电池一侧的封装层；复合薄膜材料涂覆一层负极材 料，负极材料为天然石墨；

隔膜为陶瓷涂覆的PP/PE/PP三层复合膜，厚度为30-40μm；用隔膜完全覆盖负 极涂层部分，用热压机将隔膜、热熔胶和负极薄膜四边都热合在一起，使隔膜热熔胶 与负极薄膜形成一个整体；

将负极薄膜与正极薄膜部分调整相对位置后，用胶带定位，用封边机将左、右、 下三边正负极薄膜热合在一起；

将聚合物凝胶电解液在预留口中加入柔性锂离子电池，使用聚酯薄膜在真空条 件下，将柔性一体化电池整体封装；

柔性薄膜太阳电池和柔性薄膜锂离子电池分别连接柔性电源控制器，通过电源 控制器的控制，在充足光照情况下，实现了太阳电池对锂离子电池充电，同时对外供 电，在其他情况锂离子电池可对外接负载供电。

2.根据权利要求1所述的柔性一体化太阳电池/锂离子电池薄膜复合电池的制备方法， 其特征是：柔性电源控制器的柔性电路基板采用聚酰亚胺基板，柔性电源控制器由 采样电路、充电控制电压比较电路、放电电压比较电路、充电控制驱动电路、放电 控制驱动电路、指示电路、基准电压电路组成；由基准芯片产生1.2V基础电压， 为充电控制电压比较电路、放电电压比较电路提供基准电压，保证在蓄电池电压发 生变化时，电压比较电路有一个恒定的比较电压；通过对基准电压和放电压的比较， 输出充电控制和放电控制信号，从而实现太阳电池对蓄电池的充电控制和蓄电池的 放电控制。

3.根据权利要求1所述的柔性一体化太阳电池/锂离子电池薄膜复合电池的制备方法， 其特征是：聚酰亚胺薄膜的另一侧整体溅射一层铝膜时，溅射功率800-1000w，时 间25-30min，氩气流量40-50sccm。

4.根据权利要求1所述的柔性一体化太阳电池/锂离子电池薄膜复合电池的制备方法， 其特征是：铝膜上涂覆一层正极材料得到的正极薄膜，包括正极材料、导电剂和粘 结剂，正极材料为钴酸锂、锰酸锂、层状三元材料或磷酸铁锂中的一种，导电剂为 乙炔黑、SP或KS系列导电剂，粘结剂为PVDF。

5.根据权利要求1所述的柔性一体化太阳电池/锂离子电池薄膜复合电池的制备方法， 其特征是：用热压机将隔膜、热熔胶和负极薄膜四边都热合在一起时，热压机将隔 膜/热熔胶/铜箔/PI复合薄膜的四边都热合在一起，热合温度为140-160℃，热合 时间2-5秒。