本發(fā)明屬于柔性電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三層柔性電池結(jié)構(gòu)及制備方法。

背景技術(shù)：

柔性電池可以為L(zhǎng)ED等持續(xù)供電，可以拉伸、折疊、彎曲，甚至可以安裝在手腕上照常工作。這種電池可以在任何地方使用，包括人體內(nèi)部，這就意味著我們可以將電子設(shè)備植入人體，監(jiān)控腦電波、心臟活動(dòng)信號(hào)，這些都是傳統(tǒng)的電池所無(wú)法完成的。構(gòu)造互連的島網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是使柔性電池具有高延展性的一種有效方法；增加島的面積也就是增大電池覆蓋率有利于柔性電池具有更大的單位面積容量，但與此同時(shí)也會(huì)造成延展性能的降低；使用平臺(tái)狀基體構(gòu)建的柔性電池，在保證拉伸性能的同時(shí)電池覆蓋率達(dá)到了70％；自相似結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使鋰離子電池具有極大的延展性和柔性的同時(shí)也保持了較高的電池覆蓋率，但這些設(shè)計(jì)仍無(wú)法讓電池的覆蓋率達(dá)到最大化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種三層柔性電池結(jié)構(gòu)及制備方法，在保證柔性電池具有高延展性的同時(shí)將電池的覆蓋率最大化，從而提升電池單位面積容量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種三層柔性電池結(jié)構(gòu)，它包括柔性基底、島橋結(jié)構(gòu)、電池；

所述柔性基底為可全向拉伸的柔性絕緣材料；

所述島橋結(jié)構(gòu)置于所述柔性基底上；所述島橋結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電小圓柱、銅導(dǎo)線；所述銅導(dǎo)線將所述導(dǎo)電小圓柱并聯(lián)；所述導(dǎo)電小圓柱之間的距離與兩個(gè)所述電池的接線端子之間的距離相同；

所述電池與所述島橋結(jié)構(gòu)的所述導(dǎo)電小圓柱用導(dǎo)電銀膠黏貼在一起；所述電池與所述導(dǎo)電小圓柱一一對(duì)應(yīng)，緊密排列將整個(gè)基底覆蓋。

更進(jìn)一步地，所述柔性基底為Ecoflex材料。

更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電小圓柱之間的所述銅導(dǎo)線為S型，可隨著所述柔性基底的拉伸而伸展,延展性可達(dá)45％。

更進(jìn)一步地，所述島橋結(jié)構(gòu)為銅島橋結(jié)構(gòu)，銅的一側(cè)與電池電極用導(dǎo)電膠相連，厚度為0.1mm，左右或上下相鄰的所述導(dǎo)電小圓柱中心之間的距離為4mm，所述導(dǎo)電小圓柱的半徑為0.5mm；所述銅導(dǎo)線的線直徑為0.1mm，起始段L1的長(zhǎng)度為3.54mm，中間段的L2的長(zhǎng)度4.5mm，多個(gè)中間段L2之間的距離L3為0.3mm；所述銅導(dǎo)線為PI-Cu-PI三層結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電小圓柱為Cu-PI雙層結(jié)構(gòu)，銅的一側(cè)與所述電池相連。

一種三層柔性電池結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

A.用旋涂法制備PI薄膜；

B.在PI薄膜表面蒸鍍一層銅箔，光刻腐蝕銅箔形成島橋形狀；

C.在成型的島橋形狀的銅箔上再熱壓一層PI薄膜,之后干法刻蝕導(dǎo)電小圓柱區(qū)域上新熱壓的PI薄膜，將銅島露出；

D.采用激光切割使得PI薄膜形成與銅島橋結(jié)構(gòu)相同的形狀，并使PI薄膜略寬于銅箔，得到整個(gè)島橋結(jié)構(gòu)；

E.重復(fù)步驟A-D,制作第二層島橋結(jié)構(gòu)；

F.將第一層島橋結(jié)構(gòu)全部為PI薄膜的一側(cè)用膠粘接在可伸展的基底上；

G.用導(dǎo)電膠將電池的正極與基底上的第一層島橋結(jié)構(gòu)的島裸露銅的一側(cè)粘接，使電池陣列并聯(lián)，正極通過(guò)島橋結(jié)構(gòu)引出；

H.用導(dǎo)電膠將電池的負(fù)極與第二層島橋結(jié)構(gòu)的島裸露銅的一側(cè)粘接，使電池陣列并聯(lián)，負(fù)極通過(guò)島橋結(jié)構(gòu)引出。

本發(fā)明將柔性基底之上的電池和導(dǎo)線設(shè)計(jì)為三層結(jié)構(gòu)，中間一層為緊密排列的電池陣列，電池上下兩側(cè)為導(dǎo)電小圓柱以及使它們并聯(lián)的銅導(dǎo)線，它們分別引出電池的正極與負(fù)極，每個(gè)小圓柱都對(duì)應(yīng)與其共中心的正方形電池部分，電池之間緊密排列覆蓋整個(gè)基底，整個(gè)結(jié)構(gòu)具有很高的延展性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電池覆蓋率的最大化，極大地提升了電池單位面積容量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明島橋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明島橋結(jié)構(gòu)局部示意圖；

圖4為本發(fā)明圖3所示島橋結(jié)構(gòu)橫截面示意圖。

1—柔性基底、2--島橋結(jié)構(gòu)、3--電池、4--材料銅、5--材料PI、21--導(dǎo)電小圓柱、22--銅導(dǎo)線、L1--起始段、L2--中間段、L3--L1與L2之間的距離

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：參見(jiàn)圖1至圖4，一種三層柔性電池結(jié)構(gòu)，它包括柔性基底1、島橋結(jié)構(gòu)2、電池3；

所述柔性基底1為可全向拉伸的柔性絕緣材料；

所述島橋結(jié)構(gòu)2置于所述柔性基底1上；所述島橋結(jié)構(gòu)2包括導(dǎo)電小圓柱21、銅導(dǎo)線22；所述銅導(dǎo)線22將所述導(dǎo)電小圓柱21并聯(lián)；所述導(dǎo)電小圓柱21之間的距離與兩個(gè)所述電池3的接線端子之間的距離相同；

所述電池3與所述島橋結(jié)構(gòu)2的所述導(dǎo)電小圓柱21用導(dǎo)電銀膠黏貼在一起；所述電池3與所述導(dǎo)電小圓柱21一一對(duì)應(yīng)，緊密排列將整個(gè)基底覆蓋。

更進(jìn)一步地，所述柔性基底1為Ecoflex材料。

更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電小圓柱21之間的所述銅導(dǎo)線22為S型，可隨著所述柔性基底1的拉伸而伸展,延展性可達(dá)45％。

更進(jìn)一步地，所述島橋結(jié)構(gòu)2為銅島橋結(jié)構(gòu)，銅的一側(cè)與電池電極用導(dǎo)電膠相連，厚度為0.1mm，左右或上下相鄰的所述導(dǎo)電小圓柱21中心之間的距離為4mm，所述導(dǎo)電小圓柱21的半徑為0.5mm；所述銅導(dǎo)線22的線直徑為0.1mm，起始段L1的長(zhǎng)度為3.54mm，中間段的L2的長(zhǎng)度4.5mm，多個(gè)中間段L2之間的距離L3為0.3mm；所述銅導(dǎo)線22為PI-Cu-PI三層結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電小圓柱21為Cu-PI雙層結(jié)構(gòu)，銅的一側(cè)與所述電池3相連。

實(shí)施例2，一種三層柔性電池結(jié)構(gòu)制備方法，包括下列步驟：

A.用旋涂法制備PI薄膜；

B.在PI薄膜表面蒸鍍一層銅箔，光刻腐蝕銅箔形成島橋形狀；

C.在成型的島橋形狀的銅箔上再熱壓一層PI薄膜,之后干法刻蝕導(dǎo)電小圓柱區(qū)域上新熱壓的PI薄膜，將銅島露出；

D.采用激光切割使得PI薄膜形成與銅島橋結(jié)構(gòu)相同的形狀，并使PI薄膜略寬于銅箔，得到整個(gè)島橋結(jié)構(gòu)；

E.重復(fù)步驟A-D,制作第二層島橋結(jié)構(gòu)；

F.將第一層島橋結(jié)構(gòu)全部為PI薄膜的一側(cè)用膠粘接在可伸展的基底上；

G.用導(dǎo)電膠將電池的正極與基底上的第一層島橋結(jié)構(gòu)的島裸露銅的一側(cè)粘接，使電池陣列并聯(lián)，正極通過(guò)島橋結(jié)構(gòu)引出；

H.用導(dǎo)電膠將電池的負(fù)極與第二層島橋結(jié)構(gòu)的島裸露銅的一側(cè)粘接，使電池陣列并聯(lián)，負(fù)極通過(guò)島橋結(jié)構(gòu)引出。