[发明专利]一种柔性锂电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性锂离子电池，包括正极极片以及负极极片，所述正极极片包括从内向外依次设置的有机隔膜、导电层、正极活性物质层；所述负极极片包括从内向外依次设置的有机隔膜、导电层、负极活性物质层；本发明中的有机隔膜材质，可以提高锂离子电池正负极极片的柔韧性，并大幅度提升锂离子电池的能量密度；本发明制备的高比能柔性电池，能量密度提升6.0%，电池厚度2.6mm的情况下，以曲率半径为40 mm反复弯折，不影响电池的放电容量和安全性能。

技术领域

本发明属于柔性锂离子电池领域，具体涉及在有机隔膜两面涂敷导电碳材料，然后作为基体制备极片及其制备的柔性锂离子电池。

背景技术

随着电子产品的快速发展，尤其是穿戴类电子仪器设备的快速发展，其功能越来越多、产品的功耗越来越大，目前在电子手表、无线耳机、折叠手机等应用领域，柔性电池具有广阔的潜在应用市场，市场规模已经越来越大。柔性锂离子电池如何突破能量密度、厚度以及弯曲度的技术短板，充分利用空间将空间能有效利用，使得柔性锂离子电池的能量密度相对传统电池有很大提升。

柔性锂离子电池可以解决不规则形状或柔性显示屏的电能提供问题，传统锂离子电池因为弯曲性能差，在弯曲度发生变化时，相当于电池遭受撞击应力，使得锂离子电池发生短路。传统工艺的锂离子电池做成足够薄的片状，也能够让其具有可弯曲性，但因为传统锂离子电池采用铜铝箔金属材料作为基材，其强度大，随着极片厚度的增加，硬性增加很快。如何解决锂离子电池极片，尤其是极片基体的柔韧性，是改善锂离子电池柔性的关键。

发明内容

改善极片的柔韧性，更好的适应锂离子电池的弯曲能力，本发明的目的在于采用有机隔膜表面涂敷碳导电层作为极片的基体，代替传统的铜铝箔作为基体，能极大的改变极片的柔韧性。采用隔膜涂敷碳材料作为基体制片极片的锂离子电池，可以更好的应用于穿戴类电子仪器设备。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现柔性锂离子电池的制备。

一种柔性锂离子电池，包括正极极片以及负极极片，所述正极极片包括从内向外依次设置的有机隔膜、导电层、正极活性物质层；所述负极极片包括从内向外依次设置的有机隔膜、导电层、负极活性物质层。作为其活性物质的基体采用在表面涂敷了导电类碳材料的有机隔膜，制备的极片及锂离子电池弯曲程度大。

进一步地，所述有机隔膜为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯膜(PET)、纤维素膜、聚酰亚胺膜(PI)、聚酰胺膜(PA)、氨纶、芳纶膜、无纺布，或者为复合材料、有机材料+陶瓷涂覆。

进一步地，所述有机隔膜厚度范围为1～200μm，有机隔膜上涂敷导电层面密度为0.01～100g/m³。

进一步地，所述导电层由以下重量百分比的原料组成：碳材料10-30％、粘结剂0.1-10％、分散剂0.1-10％、溶剂60-80％。

进一步地，所述碳材料为导电炭黑、导电石墨、科琴炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中任意一种或几种。

进一步地，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶中任意一种或几种。

进一步地，所述分散剂为壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、环糊精中任意一种或几种。

进一步地，所述溶剂为甲基吡咯烷酮或水。

进一步地，所述正极活性物质层中正极活性物质材料为锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元、镍锰二元、镍酸锂、磷酸铁锂中任意一种或几种。

进一步地，所述负极活性物质层中负极活性物质材料为石墨、软碳、硬碳、钛酸锂中任意一种或几种。

柔性锂离子电池采用的有机隔膜涂敷碳材料，由其制备锂离子电池极片的制备方法，包括如下步骤：