一种扇形可折叠柔性电池

1.本实用新型属于柔性电池领域，具体涉及一种扇形可折叠柔性电池。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.近年来，柔性电子产品在生命健康和移动电子等领域有广泛应用。随着电子设备的发展，可伸缩柔性电子设备越来越受到大家的重视，其所需能源由柔性电池提供，电池内嵌到设备中来满足电子设备的需求，实现产品主体的小型化设计，提高电子产品的续航能力。因此对电池是否可灵活的自由伸缩变形、是否轻巧便携、是否有很好的续航能力等都提出了更高的要求。
4.目前，柔性电池一般太大、太重、太厚、太硬而无法满足柔性电子产品小型化的要求；柔性电池一般都形状固定、不能自由灵活的伸缩、随意展开和折叠而无法满足可伸缩柔性电子设备自由灵活变形的要求；柔性电池内部活性物质含量较低，体积能量密度和总能量密度普遍较低而无法满足柔性电子设备的长时间续航要求。为此，针对可伸缩柔性电子设备，亟需设计一种可自由伸缩、可随电子设备自由切换自身大小厚度、轻巧便携简单、续航能力强的扇形可折叠柔性电池。
5.之前的研究也有涉及到可折叠柔性电池的，如论文origami lithium-ion batteries中提到了折纸构型的可拉伸锂离子电池。此电池虽然通过折纸构型可实现电池在多方向上的折叠及拉伸变形，但电池的厚度均匀一致，比较薄，使得电池无法储存大量的能量，满足不了续航要求；在使用的过程中多次的折叠降低了电池的循环稳定性；另外，该电池由于制造工艺复杂，缺乏配套的自动化生产线，也无法实现大批量的生产来满足商业的需求。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决上述问题，提出了一种扇形可折叠柔性电池，本实用新型所述的扇形可折叠柔性电池可自由伸缩；可随电子设备的改变，自由切换电池的扇形或折叠后的形状；轻巧便携简单；续航能力强。
7.根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种扇形可折叠柔性电池，包括：扇形柔性外壳、两个亚电芯和扇形连接件，第一亚电芯通过扇形连接件连接第二亚电芯，且所述第一亚电芯通过导线连接第二亚电芯，所述两个亚电芯和扇形连接件均封装在扇形柔性外壳内部。
9.进一步地，所述两个亚电芯之间通过导线连接。
10.进一步地，所述扇形连接件采用上下两层胶带包裹的金属箔，金属箔内部非卷绕折叠区包裹柔性电池。
11.更进一步地，所述柔性电池均通过导线与第一亚电芯和第二亚电芯连接。
12.进一步地，所述扇形柔性外壳采用铝化聚乙烯包装材料制成。
13.进一步地，所述第一亚电芯和第二亚电芯的形状与厚度均相同。
14.更进一步地，所述第一亚电芯由按照顺序叠放的柔性正极片带、柔性负极片带和柔性隔膜带折叠卷绕制成，柔性正极片带与柔性隔膜带之间以及柔性负极片带和柔性隔膜带之间注入电解液。
15.更进一步地，所述柔性正极片带附有一个正极耳，柔性负极片带附有一个负极耳，正极耳与负极耳分别布置于亚电芯片带同一端的上下两面，且保持一定距离。
16.更进一步地，所述亚电芯片包括柔性正极片带、柔性负极片带和柔性隔膜带。
17.更进一步地，所述柔性隔膜带，用于分隔正极片带和负极片带，防止电池发生短路。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
19.本实用新型所述的扇形可折叠柔性电池可展开和折叠，柔性电池展开后面积大、厚度小、电池可在扁平空间上为柔性设备供能。
20.本实用新型所述的扇形可折叠柔性电池折叠后系统能量密度高，占用空间小，电池轻巧便携，电池可在细长空间上为柔性设备供能。
21.本实用新型所述的扇形可折叠柔性电池造型新颖，具有创意，可以完成多种变形，在不同的场景下，可以选择不同的供电形式，携带也方便。
22.本实用新型所述的扇形可折叠柔性电池的制造成本低、结构简单、工艺简单，可实现自动化批量生产。
附图说明
23.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
24.图1是本实用新型实施例一示出的电池全部展开的示意图；
25.图2是本实用新型实施例一示出的电池部分展开的示意图；
26.图3是本实用新型实施例一示出的电池折叠后的正视图；
27.图4是本实用新型实施例一示出的电池折叠后的侧视图；
28.图5是本实用新型实施例一示出的电池折叠后的俯视图；
29.图6是本实用新型实施例一示出的亚电芯片带的示意图；
30.图7是本实用新型实施例一示出的亚电芯片带的正视图；
31.图8是本实用新型实施例一示出的卷绕成的亚电芯的示意图；
32.图中，1为扇形柔性外壳，2为亚电芯，3为扇形连接件，4为正极耳，5为负极耳，6为柔性正极片带，7为柔性隔膜带，8为柔性负极片带，9为旋转中心。
具体实施方式
33.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
34.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术
人员通常理解的相同含义。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
36.在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”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，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
37.本实用新型中，术语如“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
38.实施例一
39.本实施例提供了一种扇形可折叠柔性电池。
40.如图1-图5所示，一种扇形可折叠柔性电池，包括扇形柔性外壳1、两个形状且厚度相同的亚电芯2及扇形连接件3。
41.其中，扇形柔性外壳1，用来封装亚电芯2和扇形连接件3。
42.作为一种或多种实施方式，扇形柔性外壳1采用铝化聚乙烯包装材料制成。
43.作为一种或多种实施方式，如图6-图8所示，亚电芯2由按照顺序叠放的柔性正极片带6、柔性负极片带8和柔性隔膜带7折叠卷绕制成，柔性正极片带6与柔性隔膜带7之间、以及柔性负极片带8和柔性隔膜带7之间注入电解液。
44.其中，柔性正极片带6附有一个正极耳4，柔性负极片带8附有一个负极耳5，正极耳4与负极耳5分别布置于亚电芯片带同一端的上下两面，且保持一定距离。
45.具体地，柔性隔膜带7，用于分隔柔性正极片带6和柔性负极片带8，防止电池发生短路。
46.作为一种或多种实施方式，柔性正极片带6采用活性物质为钴酸锂粉末、导电剂为炭黑、粘结剂为pvdf在nmp溶剂中调制好的浆料，在铝箔上单面涂布制成；柔性负极片带8采用活性物质为石墨、导电剂为炭黑、粘结剂为pvdf调制好的浆料，在铜箔上单面涂布制成；柔性隔膜带7采用celgard 2500型号的聚丙烯膜制成。
47.作为一种或多种实施方式，柔性正极片带6、柔性负极片带8和柔性隔膜带7这三部分构成亚电芯片带，亚电芯片带采用对应的聚丙烯胶带束紧件进行固定，保证亚电芯片带内部的紧密接触。
48.作为一种或多种实施方式，电解液采用溶质为六氟磷酸锂，溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯混合制成的溶液。
49.作为一种或多种实施方式，两个亚电芯之间通过导线连接，柔性电池均通过导线与两个亚电芯连接。导线的位置位于旋转中心9处。
50.作为一种或多种实施方式，扇形连接件1用于连接两个亚电芯，分别扣入左右两侧的亚电芯中起到连接作用。
51.作为一种或多种实施方式，扇形连接件1采用上下两层胶带包裹的金属箔。
52.实施例二
53.一种扇形可折叠柔性电池的制造方法，包括以下步骤：
54.1)提供制作好的电芯片带，包括顺序叠放的单面涂布的柔性正极片带6、柔性隔膜片带7、单面涂布的柔性负极片带8；
55.2)正极耳4与负极耳5分别布置于亚电芯片带同一端的上下两面，且保持一定距离；
56.3)在电芯片带上确定数个折叠线；
57.4)通过折叠线将所述电芯片带的划分为是否要卷绕的区域，分别为卷绕折叠区和非卷绕折叠区，使用卷绕机对电芯片带的外边的左右两端进行卷绕、折叠成型形成两侧的亚电芯单元，用连接件把两个亚电芯单元进行连接；
58.5)将由亚电芯构成的电芯主体置于扇形柔性外壳1中，并添加电解液，密封，抽真空，得到扇形可折叠的柔性电池。
59.本实用新型通过对电芯整体结构和柔性外壳的设计，旨在提升电池的可自由伸缩性，通过卷绕外部亚电芯的方式增加了电池的能量密度，电池的设计更加简单，电池更加轻巧便携，可以使用常规软包电池生产设备来制造这种可折叠的柔性电池。
60.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。