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「专利解密」专为可穿戴设备设计,宁德新能源柔性电池!
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「专利解密」专为可穿戴设备设计,宁德新能源柔性电池!

2020-05-25 14:42:08 来源:半导体投资联盟 点击:607

【大比特导读】集微网消息,随着科学技术的发展,各种电子产品应运而生,几乎在日常生活中不可或缺。锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长,环境友好和可再生等优点,已经广泛应用于各种电子产品中。

宁德新能源发明的柔性电池,通过使用中间的柔性连接件来连结常规电池单元而形成,柔性连接件可以具有折叠结构,可弯折成一定曲率以配合在使用可穿戴设备时的形状变化。这种柔性电池具有多种优势,并且可以在多次循环后仍然以较好的能量密度、可靠性和安全性为各种可穿戴设备供电!

集微网消息,随着科学技术的发展,各种电子产品应运而生,几乎在日常生活中不可或缺。锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长,环境友好和可再生等优点,已经广泛应用于各种电子产品中。

可穿戴设备

用于可穿戴电子设备的电池需要一定的柔性,以便配合可穿戴设备的形状并且在使用可穿戴设备时适应形状和体积变化。具有液体电解质的常规电池不具有足够的柔性来满足可穿戴设备的要求,具有凝胶或固体电解质的电池受能量密度低且离子迁移率差之苦。

因此,人们希望具有高柔性且同时保持高能量密度和功率密度的电池,以适应便携式和可穿戴电子设备的需要。

为了满足这样的需求,宁德新能源在18年8月6日申请了一项名为“用于可穿戴设备的柔性电池”的发明专利(申请号:201810885472.8),申请人为宁德新能源科技有限公司。

根据目前公开的专利资料,让我们一起看看这项柔性电池技术吧。

如上图所示为用于制造柔性电池的第一电极、分割件和第二电极的示意图,其中包括电池的第一电极100、隔离膜118和第二电极110。第一电极包括多个区段,包括第一涂覆区段105和第二涂覆区段109,这两个涂覆区段通过在第一和第二区段之间的未涂覆区段106互连。

第一涂覆区段、未涂覆区段和第二涂覆区段沿X方向顺序设置,这三者也可以通过在第一集电器104的表面上涂覆第一活性材料122而形成。未涂覆区段对应于第一集电器的未涂覆部分,第一电极还包括极耳107,极耳附接至未涂覆区段。

如上图所示为柔性电池的横截面示意图,可以看到,电池140包括通过连接件126互连的第一电池单元102和第二电池单元103。连接件126沿X方向设置在第一电池单元和第二电池单元之间,并且电联接在第一电池单元和第二电池单元之间。

对于第一电池单元和第二电池单元中的每一个而言,电解质设置在两个电极之间,封装膜130用于密封和封装电池。在Y方向可以通过顺序堆叠第一电极100、分隔件118和第二电极110的方式来形成电池140。

第一电池单元包括:第一电极的第一区段105、第二电极的第一区段115、分隔件的一部分以及设置在第一和第二电极之间的电解质。

第二电池单元包括:第一电极的第二区段109、第二电极的第二区段119、分隔件的一部分以及设置在第一和第二电极之间的电解质。

下面我们再来看看该柔性电池的立体示意图。

如图所示,连接件126沿着X方向的长度第一电池单元和第二电池单元之间的距离长,当电池变形时,例如弯折、拉伸或稍微旋转时,连接件的折叠结构可以相应地弯折、拉伸或扭曲以适应形状和体积变化,而不会给电池的材料带来机械或电气故障或塑性变形。

接下来看看这种柔性电池应用在具体的穿戴式设备上是如何的吧。

可以看到,弯曲电池通过如上图所示的模锻工艺(例如金属冲压)形成,通常使用一个或多个模具来成形电池,电池140可以在弯折过程期间被加热至某一温度,封装电池放置在凹形模具152和凸形模具150之间,并且施加预定压力或力以弯折电池使其具有一定的曲率。

而当该电池应用在具体的穿戴设备中时,例如智能手环等,则如上图所示,多个柔性电池640分布在可穿戴设备630的多个弯曲部分632处,这样就达到了将柔性电池的完美应用。

以上就是宁德新能源发明的柔性电池,通过使用中间的柔性连接件来连结常规电池单元而形成,柔性连接件可以具有折叠结构,可弯折成一定曲率以配合在使用可穿戴设备时的形状变化。这种柔性电池具有多种优势,并且可以在多次循环后仍然以较好的能量密度、可靠性和安全性为各种可穿戴设备供电!

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