一种在射频识别标签天线上印刷柔性电池及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种射频识别标签天线上的柔性电池及其制造方法。本发明专利技术柔性电池自下而上依次包括正极片、第一隔膜层、电解质层、第二隔膜层、负极片；正极片自下而上依次包括正极集电极层、正极层；负极片自上而下依次包括负极基材、负极集电极层、负极层；正极集电极层设置于天线的薄膜基层的空白处，正极集电极层与天线的正极电连接；负极集电极层通过导电胶与天线的负极电连接。本发明专利技术采用直接在天线上印刷电池可以减少一层衬底基材使整个产品更薄、更柔，可卷对卷大批量生产，电池与天线的连接更可靠，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术射频识别标签天线
，具体涉及一种在射频识别标签天线上印刷柔性电池及其制造方法。
技术介绍
射频识别(RFID)是利用射频信号通过空间耦合进行双向信息传输的非接触式自动识别技术，在物流、商品等领域不断涌现大规模的应用。RFID电路的一个重要元件是无线射频标签天线，标签可以分为有源、半有源和无源。有源和半有源标签内附带电池，可以提供更远的通信距离和增加更多的电路功能，但现有技术中，电池和天线是彼此独立的，一般通过各类导电胶粘合或者超声波焊接等方式连接，这会造成电池与天线间的连接电阻大、连接不可靠、连接工艺繁杂，不能实现大批量卷对卷的印刷生产。
技术实现思路
本专利技术提供一种在射频识别标签天线上印刷柔性电池及其制造方法，本专利技术通过直接在标签天线的薄膜基层印刷电池，可以减少一层衬底基材使整个产品更薄、更柔，并且利用丝网印刷技术制作，全程不需分切，可实现卷对卷大批量生产，使电池与天线的连接更可靠，降低了生产成本。本专利技术采用的技术方案是：一种射频识别标签天线上的柔性电池，所述柔性电池自下而上依次包括正极片、第一隔膜层、电解质层、第二隔膜层、负极片；所述正极片自下而上依次包括正极集电极层、正极层；所述负极片自上而下依次包括负极基材、负极集电极层、负极层；其特征在于所述正极集电极层设置于天线的薄膜基层的空白处，正极集电极层与天线的正极电连接；所述负极集电极层通过导电胶与天线的负极电连接。进一步，所述电池通过设置于天线的薄膜基层上正极集电极层的外围或负极基材上负极集电极层的外围的双面胶进行密封；进一步，所述第一隔膜层和第二隔膜层的面积均大于正极层和负极层。进一步，所述第一隔膜层和第二隔膜层各自为具有电绝缘性的特种纸或塑料薄膜，如牛皮纸、绝缘纸、PP或PE等，用于防止正极材料和负极材料直接接触造成内部短路，同时对特定的导电离子进行选择性通过。进一步，所述第一隔膜层或第二隔膜层的厚度各自为0.025～0.1mm，进一步优选为0.04～0.08mm。进一步，所述射频识别标签天线的薄膜基层一般为PET、PP、PI、PC、PMMA、PA等，优选PET。进一步，所述正极集电极层设置于天线的薄膜基层的空白处，是指天线包括薄膜基层和印刷于薄膜基层上的金属线路，正极集电极层可以位于薄膜基层上印刷有金属线路的那一面的空白处，也可以设置于薄膜基层上印刷有金属线路的反面，实际上相当于以天线的薄膜基层作为正极基材。正极集电极层的位置需要保证正极集电极层与天线的正极电连接。进一步，所述正极集电极层由第一集电极材料制成，所述负极集电极层由第二集电极材料制成，所述第一集电极材料或第二集电极材料各自独立为导电材料，一般为石墨、碳纳米管、石墨烯、炭黑、乙炔黑、导电高分子材料中的一种或两种以上。第一集电极材料或第二集电极材料可直接选用市场上商品化的导电碳浆油墨进一步，所述正极层由正极浆料制成，所述正极浆料一般由正极活性材料与粘结剂剂、导电剂、第二电解质溶液混合制成，所述正极活性材料可以为二氧化锰、氢氧化镍、氧化镍等，优选二氧化锰。正极浆料中也可加入缓蚀剂。进一步，所述负极层由负极浆料制成，所述负极浆料一般由负极活性材料与导电剂、稀释剂混合制成，所述负极活性材料可以为锌粉、镍粉、铝粉或铜粉，优选为锌粉。负极浆料中也可加入缓蚀剂和粘结剂。进一步，所述粘结剂可选择聚四氟乙烯、水溶性橡胶、聚偏四氟乙烯或纤维素。进一步，所述导电剂可以采用石墨、碳黑、乙炔黑、炭纤维或炭纳米管等，也可采用导电碳浆。进一步，所述电解质层为第一电解质溶液刷涂于第一隔膜层和/或第二隔膜层上制成。进一步，所述第一电解质溶液或第二电解质溶液各自独立由电解质材料溶于溶剂水中制得，浓度一般为1～5g/mL，优选1～2g/mL，所述电解质材料一般为氯化锌、氯化钾、氯化铝、氯化铵、氯化钠等，优选氯化锌。进一步，所述负极基材为塑料薄膜，一般为PET、PP、PI、PC、PMMA、PA等，优选为PET。进一步，所述电池的面积为0.1cm2～1m2，进一步为优选1～100cm2。本专利技术还提供在射频识别标签天线上印刷柔性电池的制备方法，包括以下步骤：(1)制备正极片：在射频识别标签天线的薄膜基层空白处，采用丝网印刷技术压印第一集电极材料，干燥后得到正极集电极层；所述正极集电极层与天线的正极连接；然后在正极集电极层上，采用丝网印刷技术印刷正极浆料，烘干后制成正极层；从而制得正极片；(2)取塑料薄膜作为负极基材，在负极基材上采用丝网印刷技术印刷第二集电极材料，烘干后得到负极集电极层，在负极集电极层上采用丝网印刷技术压印负极浆料，烘干得到负极层；从而制得负极片；所述负极集电极层通过导电胶连接天线的负极；在负极片的负极基材上、负极集电极层的外围粘贴一圈双面胶(3)在负极片的负极层上覆盖第二隔膜层；在正极片的正极层上覆盖第一隔膜层，在第一隔膜层和/或第二隔膜层上涂刷第一电解质溶液，制得电解质层；(4)将负极片通过第二隔膜层覆盖于第一隔膜层上，并使负极片上的双面胶与天线的薄膜基层密封粘合，制得射频识别标签天线上的柔性电池。本专利技术的有益效果在于：a)产品更薄、更柔：本方法采用直接在天线上印刷电池可以减少一层衬底基材，使整个产品更薄、更柔，产品整体厚度减少50微米以上。b)可卷对卷大批量生产：本方法是以天线为基材做电池，利用丝网印刷技术制作，全程不需分切，可实现卷对卷大批量生产。c)电池与天线的连接更可靠：利用丝网印刷技术将集电极材料压印在天线的正极电极上，减少二次的物理性连接导电，使产品的整体连接、导电性能更可靠。d)生产成本降低：采用此工艺可减少一层PET基材、工序简单从而降低成本。e)由于电池直接在天线基材上印刷制作，正极可以尽可能的填补基材的空白形状空间，做到更大的有效正极面积，提高电池的容量。现有技术是先制作电池后连接到天线上，受到天线上空白面积形状的限制，正极面积无法做到最大利用化，因此电池容量较小。附图说明图1是射频识别标签天线上的柔性电池的剖面示意图。图2是射频识别标签天线上的柔性电池的分层结构示意图。图1、2中，1‐天线的薄膜基层；2‐正极集电极层；3‐正极层；4‐第一隔膜层；5‐电解质层；6‐第二隔膜层；7‐负极层；8‐负极集电极层；9‐负极基材；10‐导电胶；11‐双面胶；12‐天线的金属线路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术优选实施例作详细说明。实施例1本实施例射频识别标签天线上的柔性电池的剖面示意图如图1所示，分层结构示意图如图2所示，柔性电池自下而上依次包括正极片、第一隔膜层4、电解质层5、第二隔膜层6、负极片；正极片自下而上依次包括正极集电极层2、正极层3；负极片自上而下依次包括负极基材9、负极集电极层8、负极层7。正极集电极层2设置于天线的薄膜基层1的空白处，正极集电极层2与天线的正极电连接；负极集电极层8通过导电胶10与天线的负极电连接；电池通过设置于天线的薄膜基层上正极集电极层的外围或负极基材上负极集电极层的外围的双面胶11进行密封。第一隔膜层4和第二隔膜层6的面积均大于正极层3和负极层7。第一隔膜层4和第二隔膜层6各自为具有电绝缘性的特种纸或塑料薄膜，如牛皮纸、绝缘纸、PP或PE等，用于防止正极材料和负极材料直接接触造成内部短路，同时对特定的导电离子进行选择性通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频识别标签天线上的柔性电池，所述柔性电池自下而上依次包括正极片、第一隔膜层、电解质层、第二隔膜层、负极片；所述正极片自下而上依次包括正极集电极层、正极层；所述负极片自上而下依次包括负极基材、负极集电极层、负极层；其特征在于：所述正极集电极层设置于天线的薄膜基层的空白处，正极集电极层与天线的正极电连接；所述负极集电极层通过导电胶与天线的负极电连接。

【技术特征摘要】
1.一种射频识别标签天线上的柔性电池，所述柔性电池自下而上依次包括正极片、第一隔膜层、电解质层、第二隔膜层、负极片；所述正极片自下而上依次包括正极集电极层、正极层；所述负极片自上而下依次包括负极基材、负极集电极层、负极层；其特征在于：所述正极集电极层设置于天线的薄膜基层的空白处，正极集电极层与天线的正极电连接；所述负极集电极层通过导电胶与天线的负极电连接。2.如权利要求1所述的柔性电池，其特征在于：所述电池通过设置于天线的薄膜基层上正极集电极层的外围或负极基材上负极集电极层的外围的双面胶进行密封。3.如权利要求1所述的柔性电池，其特征在于：所述第一隔膜层和第二隔膜层的面积均大于正极层和负极层；所述第一隔膜层和第二隔膜层各自为具有电绝缘性的特种纸或塑料薄膜。4.如权利要求1～3之一所述射频识别标签天线上的柔性电池的制造方法，包括以下步骤：(1)制备正极片：在射频识别标签天线的薄膜基层空白处，采用丝网印刷技术压印第一集电极材料，干燥后得到正极集电极层；所述正极集电极层与天线的正极连接；然后在正极集电极层上，采用丝网印刷技术印刷正极浆料，烘干后制成正极层；(2)取塑料薄膜作为负极基材，在负极基材上采用丝网印刷技术印刷第二集电极材料，烘干后得到负极集电极层，在负极集电极层上采用丝网印刷技术压印负极浆料，烘干得到负极层；所述负极集电极层通过导电胶连接天线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张霞昌，孙灿华，邓开刚，
申请(专利权)人：常州恩福赛印刷电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32