[发明专利]一种柔性纤维状锂离子电池的制备方法

说明书

本发明涉及柔性纤维状锂离子电池制备工艺领域，具体涉及一种柔性纤维状锂离子电池的制备方法，该方法主要是在传统柔性纤维状锂离子电池的封装管材外层通过绕包等措施均匀缠绕上一层带有相互粘接性能的铝塑膜封装，该种铝塑膜封装采用三层结构，外层为尼龙等保护层，中层为铝等金属，内层为聚丙烯等高分子材料。与现有技术相比，本发明方法制作的柔性纤维状锂离子电池在循环等方面的性能得到了大幅提高。

技术领域

本发明涉及柔性可编织锂离子电池制作工艺领域，具体涉及一种采用新型封装技术的柔性纤维状锂离子电池制备方法。

背景技术

近年来，柔性可穿戴设备一直处于研究热点，其应用体现在人们生活的各个方面，如电子皮肤、可穿戴生理监测治疗装置、柔性导电织物、透明薄膜柔性电路等。但是柔性可穿戴设备的能量供应也需要满足可穿戴要求，因此柔性纤维状锂离子电池就应运而生，相比于传统非柔性电池和平面状柔性电池，柔性纤维状锂离子电池有可编织性和多维度柔性等优势。

作为所有电池包括柔性纤维状锂离子电池的重要性能指标，循环性能会严重影响到电池的应用推进。传统柔性纤维状锂离子电池的封装基本采用各种高分子材料，但是高分子材料的水蒸汽透过率高，而水分含量对电池性能的影响是致命的，其严重影响到电池的循环性能，很难满足锂离子电池的应用要求。

发明内容

本发明的目的就是针对现有柔性纤维状锂离子电池的高分子封装材料水蒸汽透过率较高的缺点，提供一种采用新型封装技术的柔性纤维状锂离子电池制备方法，极大地解决了水蒸汽透过率高的问题，大幅度提高电池的循环等性能，进一步推进柔性纤维状锂离子电池的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种柔性纤维状锂离子电池的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1)将商用铝丝和铜丝除去表面油污，烘干后获得正负极集流体；

步骤2)将正极材料、导电剂和粘接剂混合制备成正极浆料；将负极材料、导电剂和粘接剂混合制备成负极浆料；

步骤3)分别将步骤2)中制备好的正负极浆料均匀涂覆在步骤1)准备好的铝丝和铜丝上，制备出正极电极和负极电极，然后将正极电极或者负极电极通过绕包设备均匀缠绕上一层隔膜；

步骤4)将步骤3)中制备完成的正极电极和负极电极通过对绞设备制备成相互缠绕结构的电芯；

步骤5)将管材通过绕包设备在其外层紧密均匀的缠绕一层带状铝塑膜，然后置于80～150℃的烘箱中高温静置处理1～2h，即制备出带有铝塑膜的管材；

步骤6)将步骤4)中制备完成的电芯和步骤5)得到的带有铝塑膜的管材结合，制备出柔性纤维状锂离子电池。

进一步地，步骤1)去除油污是在50～80℃温度下的去油溶液中超声清洗10～30min。

进一步地，步骤1)中铝丝和铜丝的纯度都在99％以上，或者采用具有相应纯度的其他金属丝线。

5.根据权利要求4或5所述的一种柔性纤维状锂离子电池的制备方法，其特征在于，步骤2)所述的正极材料包括钴酸锂、磷酸铁锂或三元正极材料；

所述的负极材料包括石墨、钛酸锂或硅碳材料；

导电剂包括导电炭黑、导电石墨、碳纳米管和石墨烯；

粘接剂包括聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶或丙烯腈多元共聚物。

进一步地，步骤2)正极材料、导电剂和粘接剂的质量比为90～95：2～4：3～6；

负极材料、导电剂和粘接剂的质量比为90～95.5：2～4：2～4.5。

进一步地，步骤2)所述的正极材料包括钴酸锂、磷酸铁锂或三元正极材料；