一种马赛克电池、制作方法及其用电设备与流程

1.本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种马赛克电池、制作方法及其用电设备。


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马赛克电池、制作方法及其用电设备，提高了电池续航力的同时，可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，
7.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；
8.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；
9.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。
10.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。
11.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。
12.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。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。
13.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。
14.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。
15.第二方面，本发明实施例提供了一种马赛克电池的制作方法，所述方法包括：
16.将至少两个平行间隔排列的子电芯的子电芯正极极耳与子电芯正极柔性导线连接，子电芯负极极耳与子电芯负极柔性导线连接；
17.将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；
18.将至少两个平行间隔排列所述电芯单元的子电芯正极与正极柔性导线连接，子电芯负极与负极柔性导线连接；
19.将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；
20.通过电池封装膜封装得到所述马赛克电池。
21.其中，所述将所述子电芯正极柔性导线和所述子电芯柔性导线总线依次弯折之前，还包括：
22.将绝缘件包覆于所述子电芯正极柔性导线和所述子电芯负极柔性导线上，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。
23.第二方面，本发明实施例提供了一种用电设备，包括上述马赛克电池或利用上述制作方法得到的马赛克电池。
24.本发明实施例提供的一种马赛克电池、制作方法及及其用电设备，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，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，每个子电芯包括子电芯正极极耳和子电芯负极极耳，通过子电芯正极柔性导线与每一子电芯正极极耳连接，通过子电芯负极柔性导线与每一子电芯负极极耳连接；电芯单元平行间隔排列，通过正极柔性导线与每一子电芯正极柔性导线连接，通过负极柔性导线与每一子电芯负极柔性导线连接；其中，正极柔性导线的一侧有正极极耳，负极柔性导线的一侧有负极极耳；电池封装膜用于将电芯单元、正极柔性导线及负极柔性导线封装得到马赛克电池；如此，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
25.图1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；
26.图2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；
27.图3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；
28.图4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；
29.图5为本发明一实施例提供的电芯单元展开结构示意图；
30.图6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；
31.图7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；
32.图8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；
33.图9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；
34.图10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；
35.图11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；
36.图12为本发明一实施例提供的马赛克电池爆炸图；
37.图13为本发明一实施例提供的子电芯制作示意图；
38.图14为本发明另一实施例提供的子电芯制作示意图；
39.图15为本发明一实施例提供的马赛克电池的制作方法的流程图。
40.图中，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
41.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。
42.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。
43.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。
44.请参阅图1至图12，本发明实施例提供了本发明实施例提供了一种马赛克电池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，
45.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；
46.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；
47.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。
48.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。
49.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。
50.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。
51.在一实施方式中，请参阅图13至图14，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。
52.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。
53.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。
54.这里，请再次参阅图5，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。
55.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。
56.在一实施方式中，请再次参阅图5至图9，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。
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。
58.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6和图8，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7和图9，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。
59.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。
60.这里，请再次参阅图10至图11，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。
61.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。
62.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。
63.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。
64.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。
65.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。
66.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。
67.本发明实施例提供了一种马赛克电池的制作方法，所述方法包括：
68.步骤101：将至少两个平行间隔排列的子电芯的子电芯正极极耳与子电芯正极柔性导线连接，子电芯负极极耳与子电芯负极柔性导线连接；
69.步骤102：将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；
70.步骤103：将至少两个平行间隔排列所述电芯单元的子电芯正极与正极柔性导线连接，子电芯负极与负极柔性导线连接；
71.步骤104：将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；
72.步骤105：通过电池封装膜封装得到所述马赛克电池。
73.本发明上述实施例提供的通过多个子电芯并连后形成电芯单元，再通过多电芯单元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”，其提供了恒定的电压，同时大大的提高了续航能力，同时由于子电芯的平行间隔排列以及电芯单元的平行间隔排列，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。
74.在一实施方式中，所述将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之前，还包括：
75.将绝缘件包覆于所述子电芯正极柔性导线和所述子电芯负极柔性导线上，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。
76.这里，请再次参阅图5，例如，有三个子电芯并排排布，所述绝缘件的长度和三个子电芯并排长度平齐。
77.这里，绝缘件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和子电芯负极柔性导线之间短路，同时提升子电芯正负极柔性导线的机械强度。
78.本发明实施例提供了一种用电设备，包括上述马赛克电池或利用上述制作方法得到的马赛克电池。
79.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。
80.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。