一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺的制作方法

本发明涉及纽扣电池，尤其涉及一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺。

背景技术：

1、近年来，人体全植入器件能有效治疗许多疾病，大大提高了患者的生活质量，植入器件在医疗领域的重要性与日俱增。许多植入式医疗装置，比如脑深部电刺激器(dbs)、心脏起搏器、人工耳蜗等都靠内置电池工作，内置电池需要进行定期更换或者充电。其中，可充电电池对于患者来说有更好的便利性，一般分为有线充电电池和无线可充电电池两类，无线充电电池对于患者来说更加友好，可以长期佩戴不需频繁更换。

2、目前的无线充电电池采用可充电电池与线圈电磁耦合的方式，主要应用于全植入脑机接口系统中，由于现有的无线充电电池结构造成整个全植入脑机接口系统的体积增大，因此需要对电池的体积进行缩小，但是在缩小电池体积后存储电量也集聚减小，使得电池的续航能力降低，导致使用者需要频繁充电的情况。

技术实现思路

1、(一)技术问题

2、本发明的目的在于提供一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，解决电池的体积缩小后电量增加，提升续航能力的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，包括如下步骤：

6、s1、基于纳米陶瓷成型一体化结构的陶瓷外壳，并在所述陶瓷外壳的内壁嵌设间隔设置的正极端子与负极端子；

7、s2、基于半导体薄膜制备方式分别制备正极薄膜、负极薄膜；

8、s3、将负极薄膜、绝缘薄膜、正极薄膜依次层叠于所述陶瓷外壳内构成层叠单元，通过绝缘薄膜对正极端子与负极端子绝缘覆盖，所述正极薄膜与正极端子连接，所述负极薄膜与负极端子连接；

9、s4、将n层所述层叠单元依次放入所述陶瓷外壳内并灌入锂电池电解液，或在层叠前分别在所述负极薄膜、正极薄膜上涂覆锂电池电解质；

10、s5、通过绝缘隔离封口结构密封所述陶瓷外壳的开口。

11、优选的，所述陶瓷外壳上一体成型有位于其底部的凹槽结构，以及位于其内壁并间隔设置的沟槽。

12、优选的，在所述凹槽结构内嵌设有无线充电线圈，并将无线充电线圈的一端连接第一引脚，第一引脚嵌设到沟槽内，在无线充电线圈以及第一引脚上覆盖隔磁片和绝缘保护层，并将无线充电线圈的另一端连接到所述正极端子或所述负极端子。

13、优选的，所述半导体薄膜制备方式包括cvd方法或pvd方法或或利用普通制备工艺改良的折叠法。

14、优选的，所述正极薄膜的厚度为h1，h1不大于20μm；所述负极薄膜的厚度为h2，h2不大于50μm；所述绝缘薄膜的厚度为h3，h3不大于20μm.

15、优选的，所述层叠单元的层叠层数n与陶瓷外壳的内部容纳高度h满足以下关系：n＝h/(h1+h2+h3)。

16、优选的，所述陶瓷外壳的开口处还集成有控制电路pcb板，所述控制电路pcb板与所述第一引脚连接，所述控制电路pcb板上集成有无线充电芯片以及充放电保护芯片。

17、优选的，所述控制电路pcb板上集成有压力传感芯片，所述压力传感芯片用于检测所述绝缘隔离封口结构的凸起压力。

18、优选的，所述陶瓷外壳的截面形状为圆形或矩形。

19、(三)有益效果

20、基于纳米陶瓷一体成型陶瓷外壳，并通过半导体薄膜制备方式对正极薄膜、负极薄膜进行一体制备到陶瓷外壳内，并将负极薄膜、绝缘薄膜、正极薄膜层叠设置在陶瓷外壳内，并形成n层层叠结构；由于负极薄膜、绝缘薄膜以及正极薄膜的厚度减小后在相同的层叠高度情况下具有更多层层叠结构，由此使得整个电池的储存电量提升，实现整个电池体积减小的情况电量提升；

21、同时采用纳米陶瓷成型陶瓷外壳，从而使得陶瓷外壳具有与负极薄膜、正极薄膜以及绝缘薄膜一体制备的耐高温性能，并且能够在植入人体后具有较好的耐受性能，不会被人体组织排斥，具有较好的植入性。

技术特征：

1.一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：所述陶瓷外壳上一体成型有位于其底部的凹槽结构，以及位于其内壁并间隔设置的沟槽。

3.根据权利要求2所述的一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：在所述凹槽结构内嵌设有无线充电线圈，并将无线充电线圈的一端连接第一引脚，第一引脚嵌设到沟槽内，在无线充电线圈以及第一引脚上覆盖隔磁片和绝缘保护层，并将无线充电线圈的另一端连接到所述正极端子或所述负极端子。

4.根据权利要求1所述的一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：所述半导体薄膜制备方式包括cvd方法或pvd方法或利用普通制备工艺改良的折叠法。

5.根据权利要求1或4所述的一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：所述正极薄膜的厚度为h1，h1为不大于20μm；所述负极薄膜的厚度为h2，h2为不大于50μm；所述绝缘薄膜的厚度为h3，h3为不大于20μm。

6.根据权利要求5所述的一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：所述层叠单元的层叠层数n与陶瓷外壳的内部容纳高度h满足以下关系：n＝h/(h1+h2+h3)。

7.根据权利要求6所述的一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：所述陶瓷外壳的开口处还集成有控制电路pcb板，所述控制电路pcb板与所述第一引脚连接，所述控制电路pcb板上集成有无线充电芯片以及充放电保护芯片。

8.根据权利要求7所述的一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：所述控制电路pcb板上集成有压力传感芯片，所述压力传感芯片用于检测所述绝缘隔离封口结构的凸起压力。

9.根据权利要求1所述的一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，其特征在于：所述陶瓷外壳的截面形状为圆形或矩形。

技术总结本发明公开了一种高能量密度的纽扣电池的制备工艺，包括如下步骤：S1、基于纳米陶瓷成型一体化结构的陶瓷外壳，并在陶瓷外壳的内壁嵌设间隔设置的正极端子与负极端子；S2、基于半导体薄膜制备方式分别制备正极薄膜、负极薄膜；S3、将负极薄膜、绝缘薄膜、正极薄膜依次层叠于陶瓷外壳内构成层叠单元，正极薄膜与正极端子连接，负极薄膜与负极端子连接；S4、将N层层叠单元依次放入陶瓷外壳内并灌入锂电池电解液，或在层叠前分别在负极薄膜、正极薄膜上涂覆锂电池电解质；S5、通过绝缘隔离封口结构密封陶瓷外壳的开口；由于负极薄膜、绝缘薄膜以及正极薄膜的厚度减小后在相同的层叠高度情况下具有更多层层叠结构，储存电量提升。技术研发人员：梁创受保护的技术使用者：领创艺术科技（深圳）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2