【專利解密】專為可穿戴設備設計,寧德新能源柔性電池!

2020-05-25   手機中國聯盟

原標題:【專利解密】專為可穿戴設備設計,寧德新能源柔性電池!

【嘉德點評】寧德新能源發明的柔性電池,通過使用中間的柔性連接件來連結常規電池單元而形成,柔性連接件可以具有摺疊結構,可彎折成一定曲率以配合在使用可穿戴設備時的形狀變化。這種柔性電池具有多種優勢,並且可以在多次循環後仍然以較好的能量密度、可靠性和安全性為各種可穿戴設備供電!

集微網消息,隨著科學技術的發展,各種電子產品應運而生,幾乎在日常生活中不可或缺。鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長,環境友好和可再生等優點,已經廣泛應用於各種電子產品中。

用於可穿戴電子設備的電池需要一定的柔性,以便配合可穿戴設備的形狀並且在使用可穿戴設備時適應形狀和體積變化。具有液體電解質的常規電池不具有足夠的柔性來滿足可穿戴設備的要求,具有凝膠或固體電解質的電池受能量密度低且離子遷移率差之苦。

因此,人們希望具有高柔性且同時保持高能量密度和功率密度的電池,以適應可攜式和可穿戴電子設備的需要。

為了滿足這樣的需求,寧德新能源在18年8月6日申請了一項名為「用於可穿戴設備的柔性電池」的發明專利(申請號:201810885472.8),申請人為寧德新能源科技有限公司。

根據目前公開的專利資料,讓我們一起看看這項柔性電池技術吧。

如上圖所示為用於製造柔性電池的第一電極、分割件和第二電極的示意圖,其中包括電池的第一電極100、隔離膜118和第二電極110。第一電極包括多個區段,包括第一塗覆區段105和第二塗覆區段109,這兩個塗覆區段通過在第一和第二區段之間的未塗覆區段106互連。

第一塗覆區段、未塗覆區段和第二塗覆區段沿X方向順序設置,這三者也可以通過在第一集電器104的表面上塗覆第一活性材料122而形成。未塗覆區段對應於第一集電器的未塗覆部分,第一電極還包括極耳107,極耳附接至未塗覆區段。

如上圖所示為柔性電池的橫截面示意圖,可以看到,電池140包括通過連接件126互連的第一電池單元102和第二電池單元103。連接件126沿X方向設置在第一電池單元和第二電池單元之間,並且電聯接在第一電池單元和第二電池單元之間。

對於第一電池單元和第二電池單元中的每一個而言,電解質設置在兩個電極之間,封裝膜130用於密封和封裝電池。在Y方向可以通過順序堆疊第一電極100、分隔件118和第二電極110的方式來形成電池140。

第一電池單元包括:第一電極的第一區段105、第二電極的第一區段115、分隔件的一部分以及設置在第一和第二電極之間的電解質。

第二電池單元包括:第一電極的第二區段109、第二電極的第二區段119、分隔件的一部分以及設置在第一和第二電極之間的電解質。

下面我們再來看看該柔性電池的立體示意圖。

如圖所示,連接件126沿著X方向的長度第一電池單元和第二電池單元之間的距離長,當電池變形時,例如彎折、拉伸或稍微旋轉時,連接件的摺疊結構可以相應地彎折、拉伸或扭曲以適應形狀和體積變化,而不會給電池的材料帶來機械或電氣故障或塑性變形。

接下來看看這種柔性電池應用在具體的穿戴式設備上是如何的吧。

可以看到,彎曲電池通過如上圖所示的模鍛工藝(例如金屬衝壓)形成,通常使用一個或多個模具來成形電池,電池140可以在彎折過程期間被加熱至某一溫度,封裝電池放置在凹形模具152和凸形模具150之間,並且施加預定壓力或力以彎折電池使其具有一定的曲率。

而當該電池應用在具體的穿戴設備中時,例如智能手環等,則如上圖所示,多個柔性電池640分布在可穿戴設備630的多個彎曲部分632處,這樣就達到了將柔性電池的完美應用。

以上就是寧德新能源發明的柔性電池,通過使用中間的柔性連接件來連結常規電池單元而形成,柔性連接件可以具有摺疊結構,可彎折成一定曲率以配合在使用可穿戴設備時的形狀變化。這種柔性電池具有多種優勢,並且可以在多次循環後仍然以較好的能量密度、可靠性和安全性為各種可穿戴設備供電!

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(校對/holly)