[发明专利]全固态柔性一体化电池及其采用3D打印的制备方法

摘要

本发明涉及全固态柔性一体化电池及其采用3D打印的制备方法。所述全固态柔性一体化电池包括柔性外壳、柔性正极、柔性负极、柔性固体电解质。其制备方法为，先在柔性基底上按设计尺寸刻蚀所需形状的槽，再在槽底表面沉积金属铝和金属铜分别作为正极集流体和负极集流体；将配置好的正极墨水和负极墨水分别被装在针筒中，依次用3D打印机一层层地打印在正极集流体上和负极集流体上，形成多层正极和多层负极；电解质墨水被打印在多层正极和多层负极之间，形成电解质。本发明将3D打印技术与全固态柔性电池的制造结合起来，得到了具有高安全性、可穿戴性、能量密度高、循环性能好、倍率性能高的产品，同时其制备便捷可控性高，便于大规模的应用。

主权项

1.全固态柔性一体化电池，其特征在于：包括柔性外壳、柔性正极、柔性负极、柔性固体电解质；所述柔性正极包括正极集流体和柔性固体物质A；所述柔性固体物质A由液态混合物B经干燥处理后得到，所述液态混合物B的初始弹性模量大于10000Pa、且弹性模量高于耗散模量；所述液态混合物B的临界剪切应力在100～10000Pa之间；所述液态混合物B由正极活性物质、正极增韧剂、正极增稠剂、正极分散剂、正极溶剂组成，所述正极活性物质的粒度小于等于10微米；所述柔性负极包括负极集流体和柔性固体物质C；所述柔性固体物质C由液态混合物D经干燥处理后得到，所述液态混合物D的初始弹性模量大于10000Pa、且弹性模量高于耗散模量；所述液态混合物D的临界剪切应力在100～10000Pa之间；所述液态混合物D由负极活性物质、负极增韧剂、负极增稠剂、负极分散剂、负极溶剂组成，所述负极活性物质的粒度小于等于10微米；柔性固体电解质由液态混合物E经干燥处理后得到，所述液态混合物E的初始弹性模量大于100Pa，且弹性模量高于耗散模量，当剪切速率为γ＝1S^‑1时，粘度η＝10¹～10²Pa·S；所述液态混合物E的模量低于液态混合物B模量的两个数量级；且液态混合物E的模量低于液态混合物D模量的两个数量级；所述液态混合物E的粘度低于液态混合物B粘度的两个数量级；且液态混合物E的粘度低于液态混合物D粘度的两个数量级。