[实用新型]一种透明锂离子电池有效

专利信息
申请号: 201520873471.3 申请日: 2015-11-05
公开(公告)号: CN205211863U 公开(公告)日: 2016-05-04
发明(设计)人: 刘凯 申请(专利权)人: 湖南立方新能源科技有限责任公司
主分类号: H01M10/058 分类号: H01M10/058
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 罗伟平
地址: 412000 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 透明 锂离子电池
【说明书】:

技术领域

本实用新型属于电池技术领域,尤其涉及一种透明锂离子电池。

背景技术

一直以来,人们热衷于追求可透视电子产品,那些主要的电子元件,如晶体管、显 示器和一些电路都有了透明版,真正实现了“一眼就能看穿”;但与之相匹配的透明化电源 的开发研究相对滞后,而少了透明电池,是不可能做出完全透明的电子产品。所以,如何解 决电池的透明化,成为透明电子产品诞生最大的一个障碍。

基于此,目前许多公司和科研人员致力于透明电池的制造,但由于电池中关键的 电极材料无法制造成透明状,使得这一设想一直处于概念阶段。在2009年,曾有研究人员研 制出透明电池,但其能量密度和储存电量尚不能提供手机等电子产品的正常使用。近来,斯 坦福大学的崔屹教授团队和武汉美格科技有限公司的研发人员也都开发出了透明电池,崔 屹教授团队通过网格电极重叠方法实现了透视化,但是这种方法制造的电池存在以下缺 陷:1)该方法制造过程需要将网格电极控制在50μm以下,极片易发生断裂而不利于生产,而 且正负极重叠会削弱透明度;2)其容量仅为传统锂离子电池的1/10。另外,武汉美格科技有 限公司公开了申请号为201420441808.9的专利,其同样也采取网格电极的方法以实现透明 化,但是其使用了传统的隔膜和电极材料,可通过透明封装塑料膜看到锂电池内部的反应 情况,根本无法得到真正的透明电池。

由于人眼的分辨能力介于50~100μm之间,而影响电池透明度关键是电极材料,但 如果材料小于50μm,人眼看来它就是透明的。

实用新型内容

针对现有技术的不足,本实用新型提供一种透明锂离子电池,通过结构设计,实现 了锂离子电池的通体透明化,并使其具有较好的能量密度。

为了实现上述目的,本实用新型采用以下解决方案:

一种透明锂离子电池,包括透明基材、导电层、正极材料层、负极材料层和导电端 子,所述导电层沉积于所述透明基材的表面,所述正极材料层和所述负极材料层分别涂覆 于所述导电层,所述正极材料层和所述负极材料层之间设置有间槽,所述间槽、所述正极材 料层以及所述负极材料层均设置为回形结构,所述间槽注满电解液,所述正极材料层与所 述负极材料层的顶端均嵌有导电端子。

其中,导电层和正、负极材料层均可以通过印刷、溅射、喷涂、3D打印等方式制作; 所述正极材料层包括锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等活性物质,所述负极材料 层包括Sn、Si或者其氧化物等活性物质。所述间槽、所述正极材料层以及所述负极材料层均 设置为回形结构,这样的设置为注入的电解液和锂离子的脱嵌提供了较大的容纳空间,从 而提升锂离子电池的能量密度。间槽的作用,一方面是作为容纳电解液的空间,另一方面可 以分隔正、负极材料层;因此,与传统锂离子电池较不一样的是本实用新型并没有设置隔离 膜,其原因是注满电解液的间槽已完全起了分隔作用,而无需担心短接问题。

作为本实用新型的进一步改进,所述透明基材设置有封装区域,所述封装区域设 置于所述透明基材的周缘。所述透明基材可以为PP、PDMS、TPT、ETFE等具有较高存储容量的 薄膜基材,设置封装区域是为了便于封装锂离子电池,封装区域的大小根据透明基材的大 小而定。

作为本实用新型的进一步改进,所述透明基材设置为方形结构,所述透明基材的 厚度设置为≥100um。透明基材的形状结构可根据需要任意设计,这里设置为方形结构,主 要是为了匹配当前主流电子产品的需求。

作为本实用新型的进一步改进,所述封装区域设置有粘胶层,所述粘胶层的厚度 设置为≥50um。粘胶层用来封装锂离子电池,其厚度根据锂离子电池的实际大小而定,以达 到完全密封锂离子电池的目的。

作为本实用新型的进一步改进,所述正极材料层与所述负极材料层的宽度均设置 为<50um,所述正极材料层与所述负极材料层的厚度均设置为<50um。由于人眼的分辨能 力介于50~100μm之间,而影响电池透明度的关键是电极材料,因此,为了保证电池的透明 度,必须严格控制正、负极材料层厚度和宽度的大小。

作为本实用新型的进一步改进,所述间槽的深度设置为≥60um,所述间槽的宽度 设置为≥10um。间槽的深度和宽度过小会使电池容纳的电解液量减少,从而降低电池的容 量;故间槽的深度和宽度根据实际需要来制作,尽量为电解液提供较大的体积容量。

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