[发明专利]堆叠式全固态薄膜电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种堆叠式全固态薄膜电池和堆叠式全固态薄膜电池制备方法，堆叠式全固态薄膜电池包括：支撑体；多个全固态薄膜电池单体，堆叠式设置于支撑体的上方，每两个全固态薄膜电池单体之间设有基底，多个全固态薄膜电池单体相连；封装层，附着于全固态薄膜电池单体堆叠后的呈现的顶面和侧面，并延伸至支撑体上，与支撑体配合，形成封装结构。通过本发明的技术方案，通过将全固态薄膜单体在同一封装层中进行串联或/及并联堆叠，形成内部结构紧密，体积较小的堆叠式全固态薄膜电池，提高了输出电压或电流，增大了容量，大大提高了电池的能量密度，增加了续航时间，能够用于各种高端电子产品的内置电源，如植入式医用器件、各类传感器等领域。

技术领域

本发明涉及全固态电池技术领域，具体而言，涉及一种堆叠式全固态薄膜电池和一种堆叠式全固态薄膜电池制备方法。

背景技术

全固态薄膜电池是一种全固态电池，厚度一般只有几微米。与传统锂电池相比，具有安全性好、超强循环寿命、极低自放电率、极高放电倍率、较高能量密度、无线充电等优势，使其成为业界公认的最具有应用潜力和产业化前景的技术。

高端电子产品要求内置电源具有体积小、容量高、可回流焊接的特点。然而，现有技术中的全固态薄膜电池的电压较低，一般只有4v，容量较小，一般不超过5mAh，极大地限制了其在高端电子装备中的应用。

因此，如何研发一种在限定体积下具有高电压、大容量的全固态薄膜电池成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供一种堆叠式全固态薄膜电池和一种堆叠式全固态薄膜电池制备方法，在支撑体上沉积一个全固态薄膜电池单体，全固态薄膜电池单体上再镀上一层薄膜作为基底继续制作下一个全固态薄膜电池单体，以此类推，堆叠多个全固态薄膜电池单体，从而形成一个堆叠式全固态薄膜电池结构，将整个堆叠式薄膜电池结构进行封装，形成大容量的堆叠式全固态薄膜电池，大大提高了电池的能量密度，增加了续航时间，能够用于各种高端电子产品的内置电源，如植入式医用器件、各类传感器等领域。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种堆叠式全固态薄膜电池，包括：支撑体；多个全固态薄膜电池单体，堆叠式设置于支撑体的上方，每两个全固态薄膜电池单体之间设有基底，多个全固态薄膜电池单体相连；封装层，附着于全固态薄膜电池单体堆叠后的呈现的顶面和侧面，并延伸至支撑体上，与支撑体配合，形成封装结构。

本方案中，将多个全固态薄膜电池单体在同一个封装层中进行串联和/或并联堆叠，形成了内部结构紧密、体积较小的全固态薄膜电池堆叠结构，一定程度上提高了输出电压，增大了电池容量，能够满足高端电子产品对于内置电源的需求，而支撑体支撑着整个堆叠式全固态薄膜电池，有利于提升电池放置时的稳定牢靠性，本发明提出的堆叠式全固态薄膜电池在较小的体积内封装较多数量的全固态薄膜电池单体，从而提高了电池的能量密度，增加了续航时间，堆叠式全固态薄膜电池可以一次成型，无需封装后再集成，而在全固态薄膜电池中封装层体积约占电池总体积的30％左右，在全固态薄膜电池单体数量为3个时，本发明提出的堆叠式全固态薄膜电池相对于封装后再集成的电池占用体积可减小20％，单位能量密度可提高25％。在全固态薄膜电池单体数量为3个时，电池容量最高可达15mAh，串联后输出电压可达11.7V。

需要说明的是，可以根据不同的电压或者容量的需求对堆叠的全固态薄膜电池单体的数量进行设定。

优选地，全固态薄膜电池单体的组合方式为串联或者并联。

本方案中，可以根据不同电压或者容量的需求对全固态薄膜电池单体的组合方式进行选择，进一步提升了堆叠式全固态薄膜电池的适用范围，能够满足高端电子产品对于内置电源的小体积、高电压、大容量的需求。