[发明专利]一种柔性器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于柔性器件技术领域，特别涉及一种柔性器件及其制备方法。

背景技术

1991年，日本索尼公司创造性的采用炭材料作为锂离子电池阳极材料，为锂离子电池领域带来了革命性的变化；自此之后，锂离子电池技术迅猛发展，在移动电话、摄像机、笔记本电脑以及其他便携式电器上面大量运用。锂离子电池具有诸多优点，例如电压高、体积小、质量轻、比能力高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等，是二十一世纪理想的移动电器电源、电动汽车电源以及储电站用储电器。

但随着电子器件朝着个性化方向发展，大量创造性电子产品迅速涌现而出：如智能手表、智能眼镜、智能手环等可穿戴设备在短短几年时间内相继出现并获得广大消费者的认可。与传统电子产品不同，这类电子产品具有外形非规则、柔性等特征，因此对这些电子产品的供电部件(即电池)提出了新的要求：非规则、柔性等。

对于柔性器件，在来回的弯折过程中，器件内部界面将受到严峻的挑战；而电化学器件，界面反应是影响其性能的决定性因素之一；因此要保证柔性器件具有优良的电化学性能，必须确保该器件具有优良的界面粘接力。

于2013年7月4公布的美国专利申请公开号2013/0171490A1公开了一种柔性电池组，通过上、下叠层将一系列电池排列，并通过电池之间的粘附剂将上下粘附层粘合而使电池隔离，从而制备柔性电池组。但是这种设计的柔性电池组在弯折时，由于顶部层及底部层硬性较强，受应力影响，柔性电池组的弯折程度及抗疲劳强度受到很大的限制，影响柔性电池组性能的发挥；粘结剂在一定的弯曲角度和弯曲次数后，粘接强度会下降，导致其牢靠性变差，而且在与粘结剂相近的非粘结区域由于作用力不一致容易产生疲劳，对柔性电池组的安全性能有风险。并且该方法需要控制粘附剂的粘接强度和每个区域使用量的均一，量产的难度很大。

有鉴于此，确有必要提供一种新的柔性器件，使得其具有优异的界面粘接力，即使经过多次弯折后仍然紧密粘接，从而制备出性能优良的柔性器件。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种柔性器件：包括A类电极、B类对电极和隔离膜，A类电极的层数位m，B类对电极的层数为n，且3≤m+n，∣m-n∣≤1；A类电极中第i层电极包括集流体Aci和活性物质Afi，其中，1≤i≤m，B类对电极中第j层电极包括集流体Bcj和活性物质Bfj，其中，1≤j≤n；所述集流体Aci和集流体Bcj中，至少有一层为多孔集流体，所述多孔集流体包括孔结构区和非孔区，所述孔结构区和所述非孔区的体积分别为V1、V2，且V1/(V1+V2)≥10％；包含所述多孔集流体的电极还包括活性物质，所述活性物质分布于所述多孔集流体的所述孔结构区中或；所述非孔区的表面，分布于所述多孔集流体的所述孔结构中的活性物质的质量为W1，分布于所述非孔区的表面的活性物质的质量为W2，且W1/(W1+W2)≥10％。本发明采用多孔集流体，使得活性物质完全或部分嵌入多孔集流体的孔结构中，从而增加集流体与活性物质之间的粘接力，确保柔性器件在弯折过程中界面紧密粘接；因此制备出来的柔性器件具有更加优异的柔性及电化学性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种柔性器件，包括A类电极、B类对电极和隔离膜，A类电极的层数位m，B类对电极的层数为n，且3≤m+n，∣m-n∣≤1；A类电极中第i层电极包括集流体Aci和活性物质Afi，其中，1≤i≤m，B类对电极中第j层电极包括集流体Bcj和活性物质Bfj，其中，1≤j≤n；所述集流体Aci和集流体Bcj中，至少有一层为多孔集流体，所述多孔集流体包括孔结构区和非孔区，所述孔结构区和所述非孔区的体积分别为V1、V2，且V1/(V1+V2)≥10％，此时集流体中含有足够的孔洞，提供了存储活性物质的空间；包含所述多孔集流体的电极还包括活性物质，所述活性物质分布于所述多孔集流体的所述孔结构区中或所述非孔区的表面，分布于所述多孔集流体的所述孔结构中的活性物质的质量为W1，分布于所述非孔区的表面的活性物质的质量为W2，且W1/(W1+W2)≥10％，此时活性物质部分或全部的填入所述多孔集流体的孔洞中。