[发明专利]储能、电路及承载一体化的电路板复合结构及其成型方法

权利要求书

1.一种储能、电路及承载一体化的电路板复合结构，其特征在于，所述复合结构包括依次设置的第一结构层、正极、第一结构电解质、隔膜、第二结构电解质、负极、第二结构层，所述第一、第二结构层为内设有绝缘层的结构树脂，碳纤维电路设置于任一结构层外表面，第一碳纤维纤维束连接正极与碳纤维电路一端，第二碳纤维纤维束连接负极与碳纤维电路另一端，所述第一、第二碳纤维纤维束上除与碳纤维电路接触端头外的部分均被结构树脂、或结构树脂和结构电解质包埋。

2.根据权利要求1所述的复合结构，其特征在于，所述绝缘层和隔膜为玻璃纤维，所述碳纤维电路为断路电路。

3.一种如权利要求1所述复合结构的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在退浆后的碳纤维单向带上涂覆正极浆料，真空干燥，获得含活性材料的正极碳纤维增强体，即所述正极；退浆后的碳纤维单向带分别用作负极碳纤维，即负极、第一碳纤维纤维束和第二碳纤维纤维束；

S2、按照正极、隔膜、负极的顺序铺层；将第一碳纤维纤维束一端连接正极，另一端外露；将第二碳纤维纤维束一端连接负极，另一端外露；

S3、在无水无氧条件下，将液体树脂与电解液按照一定比例进行混匀，形成结构电解质前驱体；

S4、向S2所述的铺层结构中灌注结构电解质前驱体，固化成型结构电解质，获得结构电池；灌注时，第一、第二碳纤维纤维束的外露端未浸润结构电解质前驱体；

S5、在结构电池上下表面分别铺覆绝缘层，再分别将第一碳纤维纤维束、第二碳纤维纤维束外露端弯折贴合于绝缘层外表面，除碳纤维纤维束外露端点外其余部分均使用液体树脂浸润固化，固化成型结构树脂；

S6、在设置有碳纤维电路的结构层表面3D打印碳纤维电路，连接第一碳纤维纤维束和第二碳纤维纤维束的外露端点，制得储能、电路及承载一体化的电路板复合结构。

4.根据权利要求3所述的成型方法，其特征在于，步骤S1中，所述正极浆料是将导电颗粒、粘结剂、活性材料进行混合，溶解在溶剂中，形成正极浆料；所述导电颗粒包括炭黑颗粒、乙炔黑中的至少一种，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠中的至少一种，所述活性材料包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的成型方法，其特征在于，所述导电颗粒、粘结剂、活性材料的质量比范围为1：1：3-1：1：8。

6.根据权利要求4所述的成型方法，其特征在于，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮。

7.根据权利要求3所述的成型方法，其特征在于，步骤S3中，所述液体树脂包括环氧树脂、双马来酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂或酚醛树脂中的一种，所述电解液包括LiPF₆、LiTf、LiTFSI电解液中的至少一种。

8.根据权利要求3所述的成型方法，其特征在于，所述步骤S3中，液体树脂与电解液的质量比为3：7-7：3。

9.一种如权利要求1所述复合结构的使用方法，其特征在于，将贴片式元器件的针脚以一定压力按压至碳纤维电路的断路端点处，并浸渍常温固化的环氧树脂固化固定。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述压力为0.06-0.1MPa。