柔性电池及显示装置
技术领域
本申请涉及柔性显示技术领域，具体而言，本申请涉及一种柔性电池及显示装置。
背景技术
目前，可以通过液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)和有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板来实现可弯折显示。其中，受益于OLED自发光的特点，制备于柔性基底上的OLED显示面板更容易实现更小弯曲半径的可弯折显示。
随着柔性显示技术的量产和技术成熟，带有可折叠OLED显示面板的折叠移动终端，越来越得到市场和消费者的关注。现有的可折叠移动终端的电池解决方案基本是以多个锂离子电池块共同组成，且单块电池块的容量和厚度也有限。
随着折叠产品的逐步市场化，卷曲终端产品受到的关注越来越多。但是，现有的应用于折叠产品的锂离子电池块组成的电源却无法满足卷曲终端产品的卷曲需求。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点，提出一种柔性电池及显示装置，以解决现有可应用于折叠产品的模块化电源无法满足终端产品卷曲需求的问题。
第一个方面，本申请实施例提供了一种柔性电池，包括：多个柔性电芯块；多个所述柔性电芯块沿着卷曲行进的方向间隔布置，相邻的所述柔性电芯块之间的间距沿着所述卷曲行进的方向逐渐增大；相邻的所述柔性电芯块之间布置有至少一个柔性连接桥，所述柔性连接桥的两端分别与相邻的所述柔性电芯块电连接。
在一个可能的实现方式中，任一所述柔性电芯块两侧的所述柔性连接桥在所述卷曲行进的方向上错位布置。
在一个可能的实现方式中，多个所述柔性电芯块布置在同一基准平面，多个所述柔性电芯块中的最外侧的所述柔性电芯块在所述基准平面内的投影面积，大于其余的各所述柔性电芯块在所述基准平面内的投影面积。
在一个可能的实现方式中，多个所述柔性电芯块中，除了最外侧的所述柔性电芯块之外，其余的各所述柔性电芯块在所述基准平面的投影面积沿所述卷曲行进的方向逐渐减小。
在一个可能的实现方式中，所述柔性连接桥与所述柔性电芯块均布置在所述基准平面。
在一个可能的实现方式中，各所述柔性电芯块沿厚度方向上的两个相对表面为第一面和第二面，所述第一面与所述基准平面位于同一平面，所述第二面与相对预设平面位于同一平面；所述柔性连接桥靠近所述基准平面的一侧与所述基准平面之间留有预设间距。
在一个可能的实现方式中，所述柔性连接桥在所述基准平面内的投影图案为直线型、平滑曲线型或者锯齿型。
在一个可能的实现方式中，多个所述柔性电芯块中的部分所述柔性电芯块均包括多个电芯子模块；多个所述电芯子模块在垂直于所述卷曲行进的方向上间隔布置，每个所述电芯子模块均通过至少一个所述柔性连接桥与相邻的所述电芯块或者所述电芯块内的所述电芯子模块电连接。
在一个可能的实现方式中，所述柔性电芯块包括：柔性封装层和包覆于所述柔性封装层内的电芯层；所述电芯层包括层叠的第一金属集流层、负极层、固态电解质层、正极层以及第二金属集流层。
在一个可能的实现方式中，所述柔性连接桥包括：柔性连接封装层和包覆于所述柔性连接封装层内的电芯连接层；所述柔性连接封装层与所述柔性封装层一体成型；所述电芯连接层包括层叠的第一金属集流连接层、负极连接层、固态电解质连接层、正极连接层以及第二金属集流连接层；所述第一金属集流连接层、负极连接层、固态电解质连接层、正极连接层以及第二金属集流连接层分别将相邻的所述柔性电芯块的所述第一金属集流层、负极层、固态电解质层、正极层以及第二金属集流层一一对应连接。
在一个可能的实现方式中，所述柔性连接桥包括：柔性连接封装层和包覆于所述柔性连接封装层内的电芯连接层；所述柔性连接封装层与所述柔性封装层一体成型；所述电芯连接层包括层叠的第一金属集流连接层、固态电解质连接层以及第二金属集流连接层；所述第一金属集流连接层、固态电解质连接层以及第二金属集流连接层分别将相邻的所述柔性电芯块的所述第一金属集流层、固态电解质层以及第二金属集流层一一对应连接。
在一个可能的实现方式中，所述固态电解质层的材料包括：固态金属氧化物粉体材料和/或凝胶电解材料；所述固态电解质连接层的材料与所述固态电解质层的材料相同。
第二个方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括显示模组以及第一个方面所述的柔性电池；所述柔性电池布置在所述显示模组的基板远离出光面的一侧，且所述柔性电池的电源输出端口与所述显示模组的电源输入端口电连接。
在一个可能的实现方式中，所述柔性电池的柔性电芯块之间布置有柔性填充剂，所述柔性填充剂至少填充于所述柔性电池的柔性连接桥与所述显示模组的基板之间的区域。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：
本申请实施例提供的柔性电池，将相邻柔性电芯块之间的间距设置为按照卷曲行进的方向逐渐增大，使得在柔性电池卷曲的末端的电芯密度相对较小，间隔更大，从而为应力释放预留足够的空间，提升了柔性电池的卷曲性能，以满足终端产品的卷曲要求。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的一种柔性电池的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种柔性电池在基准平面上的位置关系示意图；
图3为本申请实施例提供的一种柔性电池的柔性电芯块与柔性连接桥的位置关系示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种柔性电池的柔性电芯块与柔性连接桥的位置关系示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种柔性电池的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种柔性电池的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的再一种柔性电池的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种柔性电池的柔性电芯块的内部结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种柔性电池的柔性连接桥的内部结构示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种柔性电池的柔性连接桥的内部结构示意图；
图11为本申请实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的另一种显示面板的结构示意图。
其中：
100-柔性电池；
110-柔性电芯块；111-第一金属集流层；112-负极层；113-固态电解质层；114-正极层；115-第二金属集流层；
110a-电芯子模块；
120-柔性连接桥；121-第一金属集流连接层；122-负极连接层；123-固态电解质连接层；124-正极连接层；125-第二金属集流连接层；
200-显示模组；210-基板；
300-柔性填充剂；
A-基准平面；B-相对预设平面。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
发明人发现，对于柔性显示屏及其附属的模组材料而言，由于组成的材料不同，力学性能不同，各模层在弯折过程中会产生应力差值，而卷曲过程可以认为是局部弯折过程的连续化，卷曲过程中应力堆积的问题会更明显。因此，为了适应柔性显示模组的卷曲需求，配套的电池也需要具有较强的卷曲性能。现有的电池一般由多块电芯模块组成，在卷曲的过程中，应力的堆积会造成各个电芯模块之间的形变量差值累计越来越大，过度的形变极易造成电池失效。
基于上述考虑，本申请实施例对电池的电芯模块的分布方式、形状和相对位置进行改进，使得柔性电池具有良好的卷曲性能，从而与柔性显示模组相匹配。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供了一种柔性电池100，如图1所示，该柔性电池100包括多个柔性电芯块110，每个柔性电芯块110都采用柔性材料制成。多个柔性电芯块110沿着卷曲行进的方向间隔布置，相邻的柔性电芯块110之间的间距沿着卷曲行进的方向逐渐增大。需要说明的是，卷曲行进的方向是指柔性电池100被卷曲时的推进方向，例如：图1中所示的卷曲行进的方向表示该柔性电池100从左(起始端，图1中用Start表示)向右(末端，图1中用End表示)卷曲。
为了形成完整的柔性电池100结构，相邻的柔性电芯块110之间布置有至少一个柔性连接桥120，柔性连接桥120的两端分别与相邻的柔性电芯块110电连接，利用柔性连接桥120作为相邻柔性电芯块110之间连接的纽带，可以提高整个柔性电池100的卷曲性能。
本实施例提供的柔性电池100，将相邻柔性电芯块110之间的间距设置为按照卷曲行进的方向逐渐增大，使得在柔性电池100卷曲的末端的电芯密度相对较小，间隔更大，从而为应力释放预留足够的空间，提升了柔性电池100的卷曲性能，以满足终端产品的卷曲要求。
可选地，柔性连接桥120的整体厚度与柔性电芯块110的整体厚度可能不同，根据制作工艺，柔性连接桥120的整体厚度一般会小于柔性电芯块110的整体厚度，以进一步提升柔性电池100的卷曲性能。
在一些实施例中，继续参阅图1，为了避免卷曲过程中的应力累积，同一柔性电芯块110两侧的柔性连接桥120应该避免在某一卷曲方向连成直线，即任一柔性电芯块110两侧的柔性连接桥120在卷曲行进的方向上需要错位布置。柔性连接桥120的错位布置是指同一柔性电芯块110的两侧的柔性连接桥120沿卷曲行进的方向不在同一直线上。
需要说明的是，由于最外侧的柔性电芯块110仅单侧需要通过柔性连接桥120与相邻的柔性电芯块110电连接，因此，本实施例中的任一柔性电芯块指柔性电池100中(沿卷曲行进的方向)除了最外侧的柔性电芯块110之外的柔性电芯块110。
本实施例中，通过将同一柔性电芯块110两侧的柔性连接桥120错位布置，避免了卷曲时的应力累积，有利于进一步提升柔性电池100的卷曲性能。
在一些实施例中，结合图1和图2所示，为了便于描述，本实施例中引入基准平面A作为垂直于柔性电池100厚度方向(即图2中的竖直方向)的位置参照基准，多个柔性电芯块110布置在同一基准平面A，图2中表示为各柔性电芯块110的底面均平齐。由于柔性电池100中靠近初始端的柔性电芯块110和靠近末端的柔性电芯在卷曲过程中的卷曲应力较小，因而可以将起始端和末端的柔性电芯块110的面积制作的相对较大。
具体地，对于多个柔性电芯块110而言，最外侧的柔性电芯块110在基准平面A内的投影面积大于其余的各柔性电芯块110在基准平面A内的投影面积。
可选地，对于柔性电池的多个柔性电芯块而言，除了最外侧的两个柔性电芯块110之外，中间的其余各柔性电芯块110在基准平面A的投影面积可以按照沿卷曲行进的方向逐渐减小的方式排布，以适应卷曲应力的变化趋势，提高卷曲性能。
在一些实施例中，如图3所示，为了便于柔性连接桥120的制作，柔性连接桥120与柔性电芯块110均布置在基准平面A上，即柔性连接桥120的底面与柔性电芯块110的底面位于同一水平面内。
本实施例中，由于柔性连接桥120与柔性电芯块110处于同一基准平面A，在制作时可以直接利用同一基板材料作为基底，无需垫层材料，节约制作成本，且有利于提高柔性电芯的制作效率。
在一些实施例中，如图4所示，柔性连接桥120与柔性电芯块110可以不在同一基准平面A，即柔性电芯与柔性电芯块110的连接位置在竖直方向上可以靠近基准平面A，也可以远离基准平面A。为了便于描述，设置柔性电芯块110沿厚度方向上的两个相对表面分别位于第一面和第二面，即柔性电芯快的第一面(图中为底面)与基准平面A位于同一平面，柔性电芯块110的第二面(图中为顶面)与相对预设平面B位于同一平面。柔性连接桥120靠近基准平面A的一侧与基准平面A之间留有预设间距，即柔性连接桥120可以不与基准平面A平齐。其中，在柔性连接桥120的制作时，该预设间距处可以通过设置垫层结构实现支撑。
具体地，柔性连接桥120靠近基准平面A的一侧与基准平面A的距离，大于柔性连接桥120远离基准平面A的一侧与相对预设平面B的距离，即柔性连接桥120与柔性电芯块110的连接位置靠近柔性电芯块110的顶面的位置，此时柔性电池100朝顶面卷曲时的卷曲性能较佳。
可选地，柔性连接桥120靠近基准平面A的一侧与基准平面A的距离，等于柔性连接桥120远离基准平面A的一侧与相对预设平面B的距离，即柔性连接桥120与柔性电芯块110的连接位置位于柔性电芯块110沿厚度方向的中点位置，此时柔性电池100朝底面卷曲或者顶面卷曲时的卷曲性能基本上没有区别。
可选地，柔性连接桥120靠近基准平面A的一侧与基准平面A的距离，小于柔性连接桥120远离基准平面A的一侧与相对预设平面B的距离，此时柔性电池100朝底面卷曲时的卷曲性能较佳。
可选地，继续参阅图1，柔性连接桥120在基准平面A内的投影图案为直线型，直线型的柔性连接桥120工艺制作简单。
可选地，如图5所示，为了提升柔性连接桥120的抗拉伸和抗压缩性能，柔性连接桥120在基准平面A内的投影图案可以为平滑曲线型。
可选地，如图6所示，为了提升柔性连接桥120的抗拉伸和抗压缩性能，柔性连接桥120在基准平面A内的投影图案还可以为锯齿型。
在一些实施例中，如图7所示，为了便于制作，降低加工难度，可以将其中的部分柔性电芯块110进行拆分。具体地，对于多个柔性电芯块110而言，可以将其中的部分柔性电芯块110看作是拆分成多个电芯子模块110a。多个电芯子模块110a在垂直于卷曲行进的方向上间隔布置，每个电芯子模块110a均通过至少一个柔性连接桥120与相邻的电芯块电连接。
需要说明的是，若相邻的两个柔性电芯块110均包括多个电芯子模块110a，则每个电芯子模块110a均通过至少一个柔性连接桥120与相邻的电芯块内的电芯子模块110a电连接。由于每个电芯子模块110a相当于一个小的柔性电芯块110，因此，电芯子模块110a的内部结构与柔性电芯块110的内部结构相同。
本实施例中，可根据单个柔性电芯块110的尺寸和分布位置，将部分的柔性电芯块110进行分块设计，从而降低单个柔性电芯块110的制作难度。
可选地，如图8所示，柔性电芯块110的具体结构包括：柔性封装层和电芯层，电芯层被包覆在柔性封装层内。其中，电芯层包括层叠的第一金属集流层111、负极层112、固态电解质层113、正极层114以及第二金属集流层115。通过固态电解质层113替换掉传统电池结构中的隔膜及电解液，可取消电芯中的液体，使电池封装结构更加优化，更易实现柔性卷曲。
可选地，固态电解质层113的材料包括：固态金属氧化物粉体材料(如：锂金属氧化物或者锂金属硫化物)或者凝胶电解材料(如：聚环氧乙烷(PEO)或者聚乙烯醇(PVA)等)。此外，固态电解质层113的材料也可以是固态金属氧化物粉体材料与凝胶电解材料的混合物，具体的混合比例可参照现有的固态电解质材料，本实施例中对此不作具体限定。
可选地，本实施例中的柔性连接桥120与柔性电芯块110的基本结构一致，如图9所示，柔性连接桥120包括：柔性连接封装层和电芯连接层，电芯连接层被包覆在柔性连接封装层内。为了方便柔性电池100的制作和安装，柔性连接封装层与柔性封装层一体成型，即柔性电芯块110与柔性连接桥120可采用统一的封装工艺进行封装。其中，电芯连接层包括层叠的第一金属集流连接层121、负极连接层122、固态电解质连接层123、正极连接层124以及第二金属集流连接层125。
柔性连接桥120中的第一金属集流连接层121、负极连接层122、固态电解质连接层123、正极连接层124以及第二金属集流连接层125分别将相邻的电芯块的第一金属集流层111、负极层112、固态电解质层113、正极层114以及第二金属集流层115一一对应连接。
本实施例中，柔性连接桥120的结构与柔性电芯块110的结构基本一致，使得柔性连接桥120具有连接各柔性电芯块110的作用之外，还可以充当一部分电芯的作用，从而可以在相同尺寸的情况下进一步提升柔性电池100的容量，有利于增强续航能力。
可选地，固态电解质连接层123的材料与固态电解质层113的材料相同，固态电解质连接层123的材料同样可以包括：固态金属氧化物粉体材料(如：锂金属氧化物或者锂金属硫化物)或者凝胶电解材料(如：聚环氧乙烷(PEO)或者聚乙烯醇(PVA)等)。此外，固态电解质连接层123的材料也可以是固态金属氧化物粉体材料与凝胶电解材料的混合物，具体的混合比例可参照现有的固态电解质材料，本实施例中对此不作具体限定。
需要说明的是，由于柔性连接桥的厚度比柔性电芯块的厚度要薄，当柔性连接桥的各膜层结构与柔性电芯块的各膜层结构相同时，柔性连接桥内的各膜层在制作时需要减薄处理。
可选地，参照图10所示，本实施例中的柔性连接桥120包括：柔性连接封装层和包覆于柔性连接封装层内的电芯连接层；柔性连接封装层与柔性封装层一体成型。其中，电芯连接层包括层叠的第一金属集流连接层121、固态电解质连接层123以及第二金属集流连接层125。柔性连接桥120中的第一金属集流连接层121、固态电解质连接层123以及第二金属集流连接层125分别将相邻的柔性电芯块110的第一金属集流层111、固态电解质层113以及第二金属集流层115一一对应连接。
本实施例中，柔性连接桥120的内部结构可以作为相邻的柔性电芯块110的电连接纽带，整体厚度较薄，卷曲性能更好。
基于同一发明构思，如图11所示，本申请实施例还提供了一种显示装置，包括显示模组200以及本申请实施例中前述的柔性电池100。柔性电池100布置在显示模组200的基板210远离出光面的一侧，且柔性电池100的电源输出端口与显示模组200的电源输入端口电连接，以实现柔性电池100为显示模组200的供电。
可选地，本实施例中的显示模组200为柔性显示模组，该显示模组的基板210为柔性基板。
本实施例中的显示装置，包括了显示模组200和前述实施例中的柔性电池100，该柔性电池100将相邻柔性电芯块110之间的间距设置为按照卷曲行进的方向逐渐增大，使得在柔性电池100卷曲的末端的电芯密度相对较小，间隔更大，从而为应力释放预留足够的空间，提升了柔性电池100的卷曲性能，以适应显示模组200的卷曲要求。
在一些实施例中，继续参阅图11，如图柔性电池100的柔性电芯块110之间布置有柔性填充剂300，且柔性填充剂300至少填充于柔性电池100的柔性连接桥120与显示模组200的基板210之间的区域，利用柔性填充剂300可以提升柔性电池100的卷曲性能，同时也使得整个显示装置的抗弯抗压性能。
可选地，如图12所示，柔性填充剂300除了填充在柔性电池100的柔性连接桥120与显示模组200的基板210之间的区域之外，还填充在柔性连接桥120远离基板210的一侧，使得柔性填充剂300沿垂直于基板210方向的整体厚度与柔性电芯块110沿垂直于基板210方向的厚度基本一致。
可选地，柔性填充剂300主要起垫层的作用，可提升整个柔性电池100与显示模组200的卷曲性能。柔性填充剂300的材料可以为硅胶，其中对于柔性连接桥120远离基准平面的结构而言，在制作柔性电池100时即可预先使用硅胶作为柔性连接桥120与支撑平面的垫层。当然，也可以在柔性电池100与显示模组200的基板210配合时使用硅胶作为垫层。
本申请各实施例至少具有以下技术效果：
1、将相邻柔性电芯块之间的间距设置为按照卷曲行进的方向逐渐增大，使得在柔性电池卷曲的末端的电芯密度相对较小，间隔更大，从而为应力释放预留足够的空间，提升了柔性电池的卷曲性能，以满足终端产品的卷曲要求。
2、通过将同一柔性电芯块两侧的柔性连接桥错位布置，避免了卷曲时的应力累积，有利于进一步提升柔性电池的卷曲性能。
3、将柔性连接桥与柔性电芯块处于同一基准平面，在制作时可以直接利用同一基板材料作为基底，无需垫层材料，节约制作成本，且有利于提高柔性电芯的制作效率。
4、柔性连接桥在基准平面内的投影图案可以为平滑曲线型或者锯齿型，可以进一步提升柔性连接桥的抗拉伸和抗压缩性能。
5、可根据单个柔性电芯块的尺寸和分布位置，将部分的柔性电芯块进行分块设计，从而降低单个柔性电芯块的制作难度。
6、柔性连接桥的结构与柔性电芯块的结构基本一致，使得柔性连接桥具有连接各柔性电芯块的作用之外，还可以可充当一部分电芯的作用，从而可以在相同尺寸的情况下进一步提升柔性电池的容量，有利于增强续航能力。
7、柔性连接桥的内部结构可以作为相邻的柔性电芯块的电连接纽带，整体厚度较薄，卷曲性能更好。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
