[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，所述负极片由负极活性物质和负极集流体组成，所述负极集流体分为A表面和B表面；其特征在于：

所述负极集流体具有多孔结构，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％；

所述孔结构区的孔洞与所述负极集流体的A表面或B表面连通；

所述孔结构区的所有孔洞与所述负极集流体的A表面连通但与所述负极集流体的B表面不连通；或所述孔结构区的所有孔洞与所述负极集流体的A表面不连通但与所述负极集流体的B表面连通；并且所述孔洞到不连通的一个表面的距离为h，且h≥1μm；

所述负极集流体的厚度为a，且2μm≤a≤1000μm；所述多孔结构集流体的孔等效直径为d，且0.1μm≤d≤2cm；所述多孔结构集流体的孔间距为b，且0.05μm≤b≤1cm；所述负极集流体的孔长度为L，且L≤4a；所述负极集流体为金属单质、金属与金属形成的合金、金属与非金属形成的合金中的至少一种。

2.一种权利要求1所述的柔性器件，其特征在于，10μm≤h≤100μm，5μm≤a≤500μm，0.6μm≤d≤1cm，0.05μm≤b≤10mm，L≤2a；所述负极集流体的孔的形状为圆形、椭圆形、多边形中的至少一种。

3.一种权利要求1所述的柔性器件，其特征在于，所述负极活性物质分布于所述负极集流体的所述孔结构区中或/和所述负极集流体的与所述孔结构区连通的表面，分布于所述负极集流体的所述孔结构区中的负极活性物质的质量为W1，分布于所述负极集流体的与所述孔结构区连通的表面的负极活性物质的质量为W2，且W1/(W1+W2)≥10％；所述负极片中还含有导电剂或/和粘接剂。

4.一种权利要求3所述的柔性器件，其特征在于，V1/(V1+V2)≥50％；W1/(W1+W2)≥50％。

5.一种权利要求1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中的至少一种。

6.一种权利要求3所述的柔性器件，其特征在于，所述负极活性物质包括碳材料、含碳化合物、非碳材料中的至少一种；所述导电剂包括导电碳黑、超级导电碳、碳纳米管、科琴黑、石墨烯中的至少一种；所述粘接剂包括共聚四氟乙烯、均聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚丙烯氰、聚乙烯醇、聚烯烃、氟化橡胶、聚胺酯中的至少一种。

7.一种权利要求1所述的柔性器件的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤1，多孔集流体制备：选择无孔集流体，刻蚀得到孔结构与集流体的一个表面连通的多孔集流体；

步骤2，负极片制备：将负极活性物质布置于步骤1所述与孔结构连通一侧的多孔集流体上，得到负极片；

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

8.一种权利要求7所述的柔性器件的制备方法，其特征在于，步骤1所述的刻蚀包括激光烧蚀、化学刻蚀、量子轰击中的至少一种。