一种柔性锂离子电池及电子设备

本技术涉及锂离子电池，特别涉及一种柔性锂离子电池及电子设备。

背景技术：

1、锂离子电池在现今社会中扮演着非常重要的角色，以下是几个主要的方面：便携电子产品：锂离子电池是各种便携电子产品的主要能源来源，例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等等。这些产品已经成为现代生活中必不可少的部分，而锂离子电池的高能量密度、长寿命以及较小的体积和重量，使它成为这些产品的首选能源。

2、柔性锂离子电池是一种在可弯曲和可折叠的衬底上制成的锂离子电池，具有轻薄、柔性、可弯曲等特点，因此在可穿戴设备、可折叠屏幕、智能家居、无人机等领域有着广泛的应用前景。

3、但是，柔性锂离子电池行业也存在以下问题：

4、安全性问题：柔性锂离子电池的可折叠性和柔性会增加电池的损伤和电解液泄漏的风险，这也是目前柔性锂离子电池行业面临的主要问题之一。

5、续航能力受限：由于柔性锂离子电池需要考虑材料的柔性和弯曲性，因此相比传统的锂离子电池，柔性锂离子电池的能量密度和续航能力还存在一定的限制。

6、环保问题：柔性锂离子电池中使用的材料对环境的影响也是需要考虑的问题之一。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种柔性锂离子电池，采用固态的电解质实现了有折叠柔韧性的柔性锂离子电池，具有高的安全性、高的比容量、高的库伦效率和稳定的循环性能。

2、本实用新型的另一目的在于提供一种电子设备，电池容量大且更薄、更轻。

3、本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

4、一种柔性锂离子电池，包括可导电软壳，锂金属负极、正极集流体、正极、聚酰亚胺-聚二氧戊环固态电解质和绝缘膜；

5、所述正极集流体为柱状，其中一端位于可导电软壳内，另一端延伸出可导电软壳之外；

6、所述正极位于可导电软壳内，为附在所述正极集流体的外表面的磷酸铁锂层；

7、所述锂金属负极镀于可导电软壳的内表面；

8、所述聚酰亚胺-聚二氧戊环固态电解质位于可导电软壳内，填充于所述锂金属负极与所述正极之间；

9、所述可导电软壳的顶部由绝缘膜密封，所述正极集流体的一端延伸出绝缘膜外；

10、所述正极与锂金属负极之间设有绝缘隔膜；

11、所述可导电软壳同时为负极集流体；

12、所述聚酰亚胺-聚二氧戊环固态电解质包括聚酰亚胺纤维膜及位于聚酰亚胺纤维膜表面的聚合二氧戊环层；所述聚酰亚胺纤维膜中的孔隙中填充有聚合二氧戊环。

13、优选的，所述可导电软壳为铝壳。

14、优选的，所述可导电软壳为内表面镀有导体层的聚酰亚胺软壳。

15、优选的，所述导体层为金属层。

16、优选的，所述柔性锂离子电池为纽扣电池。

17、优选的，所述绝缘膜为pe膜、pp膜或pet板。

18、优选的，所述正极集流体为铜丝束。

19、优选的，所述绝缘隔膜设于正极集流体与锂金属负极之间。

20、一种电子设备，包括所述的柔性锂离子电池。

21、所述的电子设备，为弯曲屏幕或可穿戴设备。

22、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

23、(1)本实用新型的柔性锂离子电池，采用固态的电解质实现了有折叠柔韧性的柔性锂离子电池，由于电解质不是液态状态，不怕泄漏和隐藏的小分子燃烧隐患，更安全。

24、(2)本实用新型的柔性锂离子电池，可以在常温下工作，同时也有着更强的电化学稳定性和更低的界面电阻，也给电池带来更高的比容量和库伦效率。

25、(3)本实用新型的柔性锂离子电池，有着较小的界面电阻和稳定的循环性能。

26、(4)本实用新型的柔性锂离子电池，能量密度高：柔性锂离子电池具有高能量密度，能够在相同大小和重量的情况下提供更长的电池续航时间。

27、(5)本实用新型的柔性锂离子电池，采用的电解液和材料安全，能够在更高的温度下工作，并且在机械挤压等情况下也不会发生爆炸或着火等危险情况。

28、(6)本实用新型的柔性锂离子电池，通过电池结构的设计及选用更轻、更薄的材料，使其具有更轻薄的外形和更小的尺寸。

29、(7)本实用新型的柔性锂离子电池，固态电解质中的聚酰亚胺纤维膜作为一个强韧的骨架，能整体提高柔性锂离子电池的机械强度。

技术特征：

1.一种柔性锂离子电池，其特征在于，包括可导电软壳，锂金属负极、正极集流体、正极、聚酰亚胺-聚二氧戊环固态电解质和绝缘膜；

2.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于，所述可导电软壳为铝壳。

3.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于，所述可导电软壳为内表面镀有导体层的聚酰亚胺软壳。

4.根据权利要求3所述的柔性锂离子电池，其特征在于，所述导体层为金属层。

5.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于，所述柔性锂离子电池为纽扣电池。

6.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于，所述绝缘膜为pe膜、pp膜或pet板。

7.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于，所述正极集流体为铜丝束。

8.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于，所述绝缘隔膜设于正极集流体与锂金属负极之间。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的柔性锂离子电池。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为弯曲屏幕或可穿戴设备。

技术总结
本技术公开了一种柔性锂离子电池，包括可导电软壳，锂金属负极、正极集流体、正极、聚酰亚胺‑聚二氧戊环固态电解质和绝缘膜；所述正极位于可导电软壳内，为附在所述正极集流体的外表面的磷酸铁锂层；所述锂金属负极镀于可导电软壳的内表面；所述聚酰亚胺‑聚二氧戊环固态电解质位于可导电软壳内，填充于所述锂金属负极与所述正极之间；所述可导电软壳同时为负极集流体。本技术还公开了包括上述柔性锂离子电池的电子设备。本技术采用固态的电解质实现了有折叠柔韧性的柔性锂离子电池，具有高的安全性、高的比容量、高的库伦效率和稳定的循环性能，且电池容量大且更薄、更轻。

技术研发人员：邱志明,吴采宁,陶正鑫,郭熙桃,严玉蓉
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：20230313
技术公布日：2024/1/15