[发明专利]一种柔性电池及其制备方法和用途

说明书

本发明属于电池技术领域，公开了一种柔性电极及其制备方法和用途，所述柔性电极包括具有孔隙的柔性导电基膜及分散于所述柔性导电基膜内部的电极组分，所述电极组分包括活性材料和导电剂，所述柔性导电基膜包括导电塑料。本发明的柔性电极，其电极组分与导电塑料基膜紧密结合形成统一体，不仅使得电极具有固有的柔性，还能够抑制活性材料和导电剂的脱落，组装成锂离子电池时有利于提高电极的稳定性从而提高电池的电化学性能，有利于推动柔性锂离子电池的商业化应用。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种柔性电极及其制备方法和用途。

背景技术

锂离子电池是一种具有高能量密度、高稳定性以及环境友好等优点的二次电池，已经被广泛地应用于各类电子设备、电动汽车的储能器件。锂离子电池一般包括正极片、隔膜、负极片和电解液等。其中，隔膜的作用是隔开正极片和负极片，使正负极之间绝缘，并且可以浸润和保持电解液；正极片包括集流体和正极活性电极涂层；负极片包括集流体和负极活性电极涂层；正负极片中的集流体主要是为了将锂离子电池正负极片上的活性电极材料产生的电流汇集以形成较大的电流，所以一般要求活性电极涂层与集流体充分接触，并且使内阻尽可能小。目前，已经商业化的锂离子电池大都采用金属箔材作为集流体，例如：铝箔作为正极片集流体，铜箔作为负极片集流体。

近年来，新型电子产品越来越受消费者喜爱，如智能头盔，智能运动鞋，折叠式手机，折叠式平板电脑等。随着可穿戴设备技术的发展，可穿戴设备等所需的柔性电子器件也逐步向着柔性方向发展，如何开发出具有超高柔性的锂离子电池已经成为储能领域的研究热点之一。CN102522595A公开了一种柔性薄膜锂离子电池及其制备方法，柔性薄膜锂离子电池由正极层、隔膜、负极层和外包装层组成，正极层由厚度为16-30μM的铝箔和采用凹版印刷技术印制在铝箔单面的正极材料组成，负极层由厚度为10-30μM的铜箔和采用凹版印刷技术印制在铜箔单面的负极材料组成，外包装层为铝塑复合膜，电池的正极材料包括分散剂Hypermer KD-1，电池的负极材料包括导电剂气相生长炭纤维。CN108598371A公开了一种柔性固态锂离子电池用复合负极片及其制备方法，其采用负极材料、导电剂、无机材料粉体、锂盐、分散剂及粘结剂制备负极浆料，涂布在厚度为8μm-14μm的铜箔上，干燥后的电极片进行辊压、冲裁后得到复合负极片。

但是，铝箔和铜箔这些金属箔材作为集流体时正负极片的柔韧性一般都较差，经弯折和拉扯等外力作用后容易折断或变形，进而影响电池的性能。受限于现有锂电池无法在进行多次弯曲后保持良好的电性能和密封性能，可穿戴电子产品使用时需要的弯曲部位无法填充电池，导致续航时间短的问题的出现。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种柔性电极及其制备方法和用途。解决了目前柔性电池存在的电极材料容易脱落、柔性性能差、面密度低、弯折容易引发脱落等问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种柔性电极，所述柔性电极包括具有孔隙的柔性导电基膜及分散于所述柔性导电基膜内部的电极组分，所述电极组分包括活性材料和导电剂，所述柔性导电基膜包括导电塑料。

本发明的柔性电极中，柔性导电基膜采用导电塑料并分散电极组分颗粒，电极组分和导电塑料基膜紧密结合形成统一体，得到一体结构的柔性电极，不仅使得电极具有固有的柔性，还具有良好的机械强度，能够抑制活性材料和导电剂的脱落，组装成锂离子电池时有利于提高电极的稳定性从而提高电池的电化学性能，有利于推动柔性锂离子电池的商业化应用。

本发明中，采用有机的导电塑料，一方面承载活性材料等电极组分，另一方面作为集流体导电传输电流。由于柔性导电基膜具有孔隙，从而使锂离子能顺畅地脱出和嵌入。

本发明的柔性电极无需使用传统金属铜或铝集流体，提高了活性材料占比，进而电池的能量密度得到很大的提高。

本发明中的柔性电极可以是柔性正极，也可以是柔性负极。