[发明专利]柔性器件及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性器件，包括一片正极片、一片负极片和隔离膜，所述正极片由正极活性物质和正极集流体组成，其特征在于：

所述正极集流体由多孔结构层和基体层组成，所述多孔结构层附着于所述基体层表面；

所述多孔结构层包括孔结构区和非孔区，所述孔结构区和非孔区的体积分别为V1、V2，且V1/(V1+V2)≥10％；

所述正极活性物质分布于所述多孔结构层的孔结构中或所述多孔结构层的非孔区的表面，分布于所述多孔结构层的孔结构中的活性物质的质量为W1，分布于所述多孔结构层的非孔区表面的活性物质的质量为W2，且W1/(W1+W2)≥10％。

2.一种权利要求1所述的柔性器件，其特征在于，所述基体层为金属单质、金属与金属合金、金属与非金属合金中的至少一种，或者为金属单质或其合金与其他材料形成的复合材料，并且所述基体层的厚度为h，且h大于或等于1μm；所述其他材料为高分子复合材料，所述高分子复合材料包括聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANi)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、聚环氧乙烷(PEO)和聚乙二醇(PEG)中的至少一种。

3.一种权利要求1所述的柔性器件，其特征在于，所述集流体的多孔结构层的厚度为a，且5μm≤a≤1000μm；所述多孔结构层的孔等效直径为d，且0.1μm≤d≤2cm；所述多孔结构层的孔壁厚度为b，且0.01μm≤b≤1cm；所述多孔结构层的孔长度为L，且L≤4a；所述多孔结构层为金属单质、金属与金属形成的合金、金属与非金属形成的合金和导电聚合物中的至少一种，或者为金属单质、合金、导电聚合物与其他材料形成的复合材料；所述其他材料为高分子复合材料，所述高分子复合材料包括聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANi)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、聚环氧乙烷(PEO)和聚乙二醇(PEG)中的至少一种。

4.一种权利要求3所述的柔性器件，其特征在于，10μm≤h≤100μm，20μm≤a≤500μm，0.6μm≤d≤1cm，0.05μm≤b≤10mm，L≤2a；所述多孔结构层的孔形状为圆形、椭圆形和多边形中的至少一种。

5.一种权利要求1～4任一项所述的柔性器件，其特征在于，V1/(V1+V2)≥50％；W1/(W1+W2)≥50％。

6.一种权利要求1所述的柔性器件，其特征在于，所述正极活性物质中还含有导电剂或/和粘接剂；所述多孔结构层具有导电能力，且所述孔结构区的孔洞贯穿整个所述多孔结构层；所述多孔结构层与所述基体层之间设置有导电粘接层，且所述导电粘接层的厚度为c，c≤1μm。

7.一种权利要求2或3所述的柔性器件，其特征在于，所述金属包括Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al、Ga、In、Ge、Sn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、La、W、Pt、Au、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一种；所述非金属包括H、B、C、N、O、Si、P、S、As、Se、Te、F、Cl、Br、I中至少一种。

8.一种权利要求3所述的柔性器件，其特征在于，所述导电聚合物包括聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚乙炔、导电胶中的至少一种。

9.一种权利要求1所述柔性器件的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

步骤1，多孔集流体制备：制备多孔结构层，布置于基材表面，使得多孔结构层附着于基材表面且电子导通，得到多孔集流体；

步骤2，正极片制备：将正极活性物质布置于步骤1所述多孔集流体的多孔结构层一侧，得到正极片；

步骤3，柔性器件组装：将上述正极片与隔离膜、负极片组装，化成、整形得到柔性器件。

10.一种权利要求9所述的柔性器件的制备方法，其特征在于，步骤1所述的多孔结构层为无孔材料通过刻蚀制备得到多孔结构层；所述刻蚀包括激光烧蚀、化学刻蚀、量子轰击中的至少一种。