一种太阳能柔性电池的制作方法

1.本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种太阳能柔性电池。


背景技术：

2.随着移动设备、可穿戴设备的快速发展，可弯曲形变的柔性电池成为电池的发展新趋势。柔性电池可广泛地应用于可穿戴电子产品，以及具有折叠屏或者曲面屏的电子产品中。
3.使用时，柔性电池通过弯曲适应电子产品的不同使用形态。同时，这些设备对其所使用的锂电池的柔性和续航力提出了更高的要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种太阳能柔性电池，通过太阳能实现电池的充电，同时实现电池的双向二维弯曲。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.本发明实施例提供了一种太阳能柔性电池，包括由上至下依次分布的第一封装膜、太阳能电板、柔性电池及第二封装膜；
7.所述柔性电池和所述太阳能电板通过控制板电连接，所述太阳能电板和所述柔性电池粘连，所述第一封装膜将太阳能电板一侧封装，所述第二封装膜将柔性电池一侧封装；其中所述第一封装膜具有透光性。
8.其中，所述控制板包括dc-dc转换及滤波电路电源管理芯片、控制单元、开关电路和稳压芯片；其中，所述dc-dc转换及滤波电路将所述太阳能电板输入的电流进行电压转换及滤波，将所述电流输送至电源管理芯片，所述电源管理芯片根据所述控制单元的信号控制所述开关电路，将电流输送至所述稳压芯片进行稳压后对所述柔性电池充电。
9.其中，所述控制板还包括：usb接口和usb充电管理电路，所述柔性电池通过usb充电管理电路和usb接口对外接设备进行充放电。
10.其中，所述柔性电池包括马赛克电池，所述马赛克电池包括：至少两个电芯单元、正极柔性导线、负极柔性导线和电池封装膜；其中，
11.所述电芯单元包括至少两个平行间隔排列的子电芯、子电芯正极柔性导线和子电芯负极柔性导线，每个所述子电芯包括子电芯正极极耳和子电芯负极极耳，通过所述子电芯正极柔性导线与每一所述子电芯正极极耳连接，通过所述子电芯负极柔性导线与每一所述子电芯负极极耳连接；
12.所述电芯单元平行间隔排列，通过所述正极柔性导线与每一所述子电芯正极柔性导线连接，通过负极柔性导线与每一所述子电芯负极柔性导线连接；其中，所述正极柔性导线的一侧有正极极耳，所述负极柔性导线的一侧有负极极耳；
13.所述电池封装膜用于将所述电芯单元、所述正极柔性导线及所述负极柔性导线封装得到所述马赛克电池。
14.其中，所述子电芯正极柔性导线和所述子电芯负极柔性导线包覆有绝缘件，所述绝缘件的长度与所述至少两个平行间隔排列的子电芯的并排长度平齐。
15.其中，所述子电芯正极柔性导线沿所述并排长度方向的正向方向延伸，所述子电芯负极柔性导线沿所述并排长度的反向方向延伸。
16.其中，所述子电芯正极柔性导线和所述子电芯负极柔性导线依次弯折，并置于所述子电芯的同一侧，所述子电芯正极柔性导线和所述子电芯负极柔性导线弯折后的宽度不超过所述子电芯的宽度。
17.其中，所述正极柔性导线和所述负极柔性导线依次弯折，并置于所述电芯单元的同一侧，所述正极柔性导线和所述负极柔性导线弯折后的宽度不超过所述电芯单元的宽度。
18.其中，所述正极柔性导线和所述负极柔性导线弯折后位于所述子电芯的第一平面，所述子电芯正极柔性导线和所述子电芯负极柔性导线弯折后位于所述子电芯的第二平面，其中，所述第一平面和所述第二平面相同。
19.其中，所述电池封装膜一侧冲坑以容纳阵列排布的至少四个所述子电芯，另一侧平整与所述正极柔性导线和/或所述负极柔性导线结合。
20.本发明实施例提供的一种太阳能柔性电池，包括由上至下依次分布的第一封装膜、太阳能电板、柔性电池及第二封装膜；所述柔性电池和所述太阳能电板通过控制板电连接，所述太阳能电板和所述柔性电池粘连，所述第一封装膜将太阳能电板一侧封装，所述第二封装膜将柔性电池一侧封装；其中所述第一封装膜具有透光性；如此，通过太阳能电板实现发电储能一体化，同时该太阳能柔性电池可卷曲变形，方便携带，大大提高了电池续航力的同时，可实现电池的双向二维弯曲。
附图说明
21.图1为本发明一实施例提供的太阳能柔性电池的爆炸图；
22.图2为本发明另一实施例提供的太阳能柔性电池的正面结构示意图；
23.图3为本发明一实施例提供的太阳能柔性电池控制板的电路结构示意图；
24.图4为本发明一实施例提供的封装后的马赛克电池的正面结构示意图；
25.图5为本发明另一实施例提供的封装后的马赛克电池的正面结构示意图；
26.图6为本发明一实施例提供的封装后的马赛克电池的反面结构示意图；
27.图7为本发明另一实施例提供的封装后的马赛克电池的反面结构示意图；
28.图8为本发明一实施例提供的电芯单元展开结构示意图；
29.图9为本发明一实施例提供的电芯单元折叠后正面结构示意图；
30.图10为本发明另一实施例提供的电芯单元折叠后正面结构示意图；
31.图11为本发明一实施例提供的电芯单元折叠后反面结构示意图；
32.图12为本发明另一实施例提供的电芯单元折叠后反面结构示意图；
33.图13为本发明一实施例提供的马赛克电池封装前展开结构示意图；
34.图14为本发明一实施例提供的马赛克电池封装前折叠后结构示意图；
35.图15为本发明一实施例提供的马赛克电池爆炸图。
36.图中，第一封装膜100、太阳能电板200、柔性电池300、第二封装膜400、控制板500、
马赛克电池1、电芯单元2、正极柔性导线3、负极柔性导线4、电池封装膜5、子电芯6、子电芯正极柔性导线7、子电芯负极柔性导线8、子电芯正极极耳9、子电芯负极极耳10、正极极耳11、负极极耳12、正极极片13、负极极片14、隔膜15、裸子电芯16、绝缘件17。
具体实施方式
37.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.请参阅图1至图3，本发明实施例提供了一种太阳能柔性电池，包括由上至下依次分布的第一封装膜100、太阳能电板200、柔性电池300及第二封装膜400；
41.所述柔性电池300和所述太阳能电板200通过控制板500电连接，所述太阳能电板200和所述柔性电池300粘连，所述第一封装膜100将太阳能电板200一侧封装，所述第二封装膜400将柔性电池300一侧封装；其中所述第一封装膜具有透光性。
42.这里，第一封装膜100和第二封装膜400可以相同，也可以不同，其中第一封装膜100必须具备透光性，具体地，可以是etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pi(聚酰亚胺)封装材料的膜等。
43.这里，所述太阳能电板200和所述柔性电池300粘连可以是使用柔性胶(泡棉胶、水固性胶水等)将太阳能电板200和柔性电池300粘贴在一起，太阳能电板200和柔性电池300通过控制板500连接。
44.本技术上述实施方式，通过太阳能电板实现发电储能一体化，同时该太阳能柔性电池可卷曲变形，方便携带，大大提高了电池续航力的同时，可实现电池的双向二维弯曲。
45.在一实施方式中，所述控制板500包括dc-dc转换及滤波电路501、电源管理芯片502、控制单元503、开关电路504和稳压芯片505；其中，所述dc-dc转换及滤波电路501将所述太阳能电板200输入的电流进行电压转换及滤波，将所述电流输送至电源管理芯片502，所述电源管理芯片502根据所述控制单元503的信号控制所述开关电路504，将电流输送至所述稳压芯片505进行稳压后对所述柔性电池300充电。
46.其中，所述控制板501还包括：usb接口506和usb充电管理电路507，所述柔性电池300通过usb充电管理电路507和usb接口506对外接设备进行充放电。
47.这里，柔性电池300可以为马赛克电池1，也可以是一般的具有柔性的电池。
48.请参阅图4至图12，所述柔性电池300包括马赛克电池1，所述马赛克电池1包括：至少两个电芯单元2、正极柔性导线3、负极柔性导线4和电池封装膜5；其中，
49.所述电芯单元2包括至少两个平行间隔排列的子电芯6、子电芯正极柔性导线7和子电芯负极柔性导线8，每个所述子电芯6包括子电芯正极极耳9和子电芯负极极耳10，通过所述子电芯正极柔性导线7与每一所述子电芯正极极耳9连接，通过所述子电芯负极柔性导线8与每一所述子电芯负极极耳10连接；
50.所述电芯单元2平行间隔排列，通过所述正极柔性导线3与每一所述子电芯正极柔性导线7连接，通过负极柔性导线4与每一所述子电芯负极柔性导线8连接；其中，所述正极柔性导线3的一侧有正极极耳11，所述负极柔性导线4的一侧有负极极耳12；
51.所述电池封装膜5用于将所述电芯单元2、所述正极柔性导线3及所述负极柔性导线4封装得到所述马赛克电池1。
52.这里，子电芯正极柔性导线7与子电芯正极极耳9连接、子电芯负极柔性导线8与子电芯负极极耳10连接可以是电焊接、超声波焊接等。
53.这里，子电芯6可以是封装好的电芯结构也可以是未封装的电芯结构。
54.本发明上述实施例提供的通过多个子电芯6并连后形成电芯单元2，再通过多电芯单元2并连后封装得到阵列式的电池，形态上和马赛克相似，故命名为“马赛克电池1”，其提供了恒定的电压，同时大大的提高了续航能力，同时由于子电芯6的平行间隔排列以及电芯单元2的平行间隔排列，实现电池的双向二维弯曲，能够保证在一定程度的拉伸、弯曲、扭曲等机械形变下，可满足柔性储能体系的特殊应用场景。
55.在一实施方式中，所述子电芯6可以是正极极片13、负极极片14、隔膜15以卷绕方法制作得到裸子电芯16。
56.在另一实施方式中，所述子电芯6可以是将裸子电芯16经过封装膜5封装后得到的封装子电芯17。
57.在一实施方式中，所述子电芯正极柔性导线7和所述子电芯负极柔性导线8包覆有绝缘件17，所述绝缘件17的长度与所述至少两个平行间隔排列的子电芯6的并排长度平齐。
58.这里，请再次参阅图8，例如，有三个子电芯6并排排布，所述绝缘件17的长度和三个子电芯6并排长度平齐。
59.这里，绝缘件17可以包括使用单面绝缘胶带，如以聚酯/聚丙烯/聚酰亚胺为基材，丙烯酸胶或硅胶为粘结剂作为绝缘胶带，如此，一方面防止折叠后子电芯正极柔性导线7和子电芯负极柔性导线8之间短路，同时提升子电芯正负极柔性导线的机械强度。
60.在一实施方式中，请再次参阅图8至图12，所述子电芯正极柔性导线7沿所述并排长度方向的正向方向延伸，所述子电芯负极柔性导线8沿所述并排长度的反向方向延伸；如此，子电芯正极柔性导线7和子电芯负极柔性导线8向外延伸用于分别和正极柔性导线3、负极柔性导线4连接。
61.在一实施方式中，所述子电芯正极柔性导线7和所述子电芯负极柔性导线8依次弯折，并置于所述子电芯的同一侧，所述子电芯正极柔性导线7和所述子电芯负极柔性导线8弯折后的宽度不超过所述子电芯的宽度。
62.这里，所述子电芯正极柔性导线7和所述子电芯负极柔性导线8弯折后的宽度不超
过所述子电芯6的宽度，一方面，请再次参阅图9和图11，所述子电芯正极柔性导线7和所述子电芯负极柔性导线8弯折后的宽度小于所述子电芯6的宽度，另一方面，请再次参阅图10和图12，所述子电芯正极柔性导线7和所述子电芯负极柔性导线8弯折后的宽度等于所述子电芯的宽度，如此，确保了子电芯正极柔性导线7和子电芯负极柔性导线8弯折后在子电芯6的一侧，避免了超过后导致的短路以及占用多余体积的问题。
63.在一实施方式中，所述正极柔性导线3和所述负极柔性导线4依次弯折，并置于所述电芯单元2的同一侧，所述正极柔性导线3和所述负极柔性导线4弯折后的宽度不超过所述电芯单元2的宽度。
64.如此，确保了正极柔性导线3和负极柔性导线4弯折后在电芯单元2的一侧，避免了超过后导致的短路以及占用多余体积的问题，同时，这里正极总线3和负极总线4也可以覆盖绝缘件17。如果正极总线3和负极总线4在电芯单元2一侧未发生重叠，可以不覆盖绝缘件17。
65.在一实施方式中，所述正极柔性导线3和所述负极柔性导线4弯折后位于所述子电芯的第一平面，所述子电芯正极柔性导线7和所述子电芯负极柔性导线8弯折后位于所述子电芯的第二平面，其中，所述第一平面和所述第二平面相同。
66.这里，正极柔性导线3和负极柔性导线4沿一侧弯折至第一平面，子电芯正极柔性导线7和所述子电芯负极柔性导线8沿一侧弯折至第二平面，第一平面和第二平面为同一平面，同时，与第一平面和第二平面相反的平面，即第三平面，第三平面是子电芯6未覆盖正负极柔性导线、自电线正负极柔性导线的一面，如此，在封装时，这一面为凸起的一侧，另一侧为平整的一侧，封装时，便于采用冲凸膜和平面膜进行封装。
67.在一实施方式中，所述电池封装膜5一侧冲坑以容纳阵列排布的至少四个所述子电芯6，另一侧平整与所述正极柔性导线3和/或所述负极柔性导线4结合。
68.在一实施方式中，所述电池封装膜5可以是铝塑膜，例如，通过所述铝塑膜封装得到所述成品马赛克电池1。
69.在另一实施方式中电池封装膜5可以为铝塑膜和有机-无机复合高性能阻气阻水膜的组合，铝塑膜为冲坑的一面即子电芯6的上面未覆盖正负极柔性导线，有机-无机复合高性能阻气阻水膜为平整的一面，即覆盖有正负极柔性导线，如此，电池封装膜5一侧冲坑以容纳整列排布的所述子电芯6，另一侧平整与所述正极柔性导线3和/或所述负极柔性导线4结合，使用此种封装方式可以大大的提升电池的弯折寿命。
70.这里，任何可以替换铝塑膜的封装材料都在本发明保护范围内。
71.本发明实施例提供了一种用电设备，包括上述太阳能电池或马赛克电池。
72.本发明中的用电设备包括但不限于智能手表、手机、电脑、平板、电动汽车或通信基站。
73.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。