CN108140898B - 线缆型二次电池 - Google Patents

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Abstract

公开一种线缆型二次电池，包括：芯体，其表面上设置有螺旋形阳极或阴极的引导部分；片型第一内部电极，其在所述引导部分之间螺旋缠绕在所述芯体表面的外侧上；片型第一分离层，其螺旋缠绕在所述第一内部电极的外侧上；片型第二内部电极，其螺旋缠绕在所述第一分离层的外侧上；第二分离层，其螺旋缠绕在所述第二内部电极的外侧上；以及外部电极，其螺旋缠绕在所述第二分离层的外侧上。

Description

线缆型二次电池
技术领域
本公开涉及线缆型二次电池。更具体而言，本公开涉及实现高容量并允许容易变形的线缆型二次电池。
本申请要求2015年10月21日在韩国申请的第10-2015-0147005号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容以引用方式并入本文。
背景技术
近来，二次电池指的是这样的装置：其将外部电能转换为化学能并且将该化学能存储在其中，然后在必要时产生电力。这种二次电池也被称为“可再充电电池”，这意指能够充电许多次的电池。典型的二次电池包括铅蓄电池、镍镉(Ni-Cd)电池、镍金属氢化物(NiMH)电池、锂离子(Li离子)电池和锂离子(Li离子)聚合物电池。与一次性原电池相比，二次电池具有经济性方面的优点和环保方面的优点。
当前，二次电池用于需要低电功率的一些应用。例如，这些应用包括帮助汽车启动的装置、便携式***、仪表和无制动电力供应***。最近，无线通信技术的发展导致便携式***的普及。此外，存在将许多常规***转换为无线***的趋势。在这些情形下，存在对二次电池的激增需求。此外，出于防止环境污染的目的，混合动力汽车和电动汽车已实现商业化。这些下一代车辆采用二次电池，以降低成本和重量，并延长使用寿命。
通常，二次电池通常以圆柱形、棱柱形或袋式电池来提供。这是因为二次电池通过以下方式来制造：将包含阳极、阴极和分离物的电极组件安装到圆柱形或棱柱形金属罐或由铝层压片制成的袋式壳体中，接着将电解质注入到电极组件。因此，基本上需要用于安装二次电池的预定空间。因此不利的是，二次电池的这些圆柱形、棱柱形或袋式形状对开发各种类型的便携式***具有诸多限制。因此，需要允许容易变形的新颖类型的二次电池。
为了满足此要求，已提出长度与截面直径比率极大的线状电池。第2005-99903号韩国特许专利公开一种可变电池，其包含内部电极、外部电极以及间置于电极之间的电解质层。然而，此种电池的挠性较差。此外，因为线缆型二次电池使用聚合物电解质来形成电解质层，所以难以将电解质注入到电极的活性材料。这导致电池的电阻增大以及容量特性和循环特性恶化的问题。
此外，当形成线缆型二次电池时，在每一电极与间置于内部电极和外部电极之间的分离物之间产生不均匀的间隙。由于这种间隙，电解质可能无法被平稳地引入到外部电极活性材料层，从而导致电池的质量恶化的问题。
此外，当线型集电器用于线缆型二次电池时，与片型集电器相比，电阻变高。这可能导致电池的质量恶化的问题。
发明内容
技术问题
本公开被设计成解决现有技术的问题，因此，本公开旨在提供新颖的高容量线状结构的二次电池，其具有优良挠性、允许容易变形并且维持二次电池的稳定性和优良质量。
技术解决方案
在本公开的一个方面中，提供根据以下实施例的线缆型二次电池。
根据第一实施例，提供一种线缆型二次电池，包括：缠绕芯体，所述缠绕芯体的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分；片型第一内部电极，所述片型第一内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层，所述片型第一分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；片型第二内部电极，所述片型第二内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第一分离层的外侧上；第二分离层，所述第二分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第二内部电极的外侧上；以及外部电极，所述外部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上。
根据第二实施例，提供第一实施例的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体是线型、绞合线型、中空、网型、带型或网眼型缠绕芯体。
根据第三实施例，提供第一实施例或第二实施例的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体包含碳纳米管；不锈钢；铝；镍；钛；炭精；铜；用碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢；铝镉合金；或聚合物。
根据第四实施例，提供第一实施例到第三实施例中的任一实施例的线缆型二次电池，其中，与所述缠绕芯体的纵向方向垂直的截面具有圆形、椭圆形、四边形或三角形形状。
根据第五实施例，提供第一实施例到第四实施例中的任一实施例的线缆型二次电池，其中，所述第一内部电极包括第一内部集电器和形成在所述第一内部集电器的一个表面上的第一内部电极活性材料层，所述外部电极包括外部集电器和形成在所述外部集电器的一个表面上的外部电极活性材料层。
根据第六实施例，提供第五实施例的线缆型二次电池，还包含聚合物膜层，所述聚合物膜层形成在所述第一内部集电器的另一表面和所述外部集电器的另一表面中的至少一个表面上。
根据第七实施例，提供第一实施例到第六实施例中的任一实施例的线缆型二次电池，其中，所述第二内部电极包括第二内部集电器和形成在所述第二内部集电器的两个表面上的第二内部电极活性材料层。
根据第八实施例，提供第五实施例到第七实施例中的任一实施例的线缆型二次电池，其中，所述第一内部集电器、第二内部集电器和外部集电器中的至少一个集电器是膜型集电器或网眼型集电器。
根据第九实施例，提供第一实施例到第八实施例中的任一实施例的线缆型二次电池，其中，所述片型内部电极、第一分离层、第二内部电极、第二分离层和外部电极具有在一个方向上延伸的带结构。
根据第十实施例，提供第一实施例到第九实施例中的任一实施例的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体中设有空间，并且所述空间中形成有包含电解质的锂离子供应芯部、内部电极集电器芯部或填料芯部。
根据第十一实施例，提供第十实施例的线缆型二次电池，其中，所述内部电极集电器芯部由以下材料制成：碳纳米管；不锈钢；铝；镍；钛；炭精；铜；用碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢；铝镉合金；用导电材料表面处理的非导电聚合物；或导电聚合物。
根据第十二实施例，提供第十实施例的线缆型二次电池，其中，所述锂离子供应芯部包含凝胶聚合物电解质和支撑物。
根据第十三实施例，提供第十实施例的线缆型二次电池，其中，所述锂离子供应芯部包含液体电解质和多孔载体。
根据第十四实施例，提供第十实施例的线缆型二次电池，其中，所述填料芯部包含聚合物树脂、橡胶或无机材料，并且所述聚合物树脂、橡胶或无机材料具有线状、纤维状、粉末状、网眼状或泡沫状形状。
根据第十五实施例，提供第一实施例到第十四实施例中的任一实施例的线缆型二次电池，其中，所述第一内部电极和外部电极是阴极并且第二内部电极是阳极，或第一内部电极和外部电极是阳极并且第二内部电极是阴极。
有利效果
根据本公开的实施例，除了电极的构成部分之外，在电池中提供了具有优良挠性且包含引起螺旋缠绕的引导部分的缠绕芯体。此外，所述缠绕芯体防止电极受刺激(例如，线缆型二次电池上的弯曲、畸变和拉动)影响，并且内部电极支撑物允许在缠绕带型阳极/分离物/阴极时保持对准。
根据本公开的另一实施例，避免了具有高电阻的线型集电器且提供了片型电极。因此，可以减小线缆型二次电池的电阻，并提高电池的质量。
根据本公开的又一实施例，内部电极具有包括第一内部电极和第二内部电极的多层电极结构。因此，可以实现高容量线缆型二次电池。
根据又一实施例，含有电解质的锂离子供应芯部位于内部电极支撑物的内部，并且内部电极支撑物具有开放结构。因此，锂离子供应芯部的电解质容易渗透到电极活性材料中，因此便于锂离子的供应和交换。以此方式，可以提供具有优良容量特性和循环特性的电池。
根据又一实施例，线缆型二次电池设有具有开放结构的内部电极支撑物，并且片型电极和分离层如弹簧结构般螺旋地缠绕，以使得它们可保留线状形状并释放由外力导致的应力。
附图说明
附图示出本公开的优选实施例，并与前述公开内容一起用于便于进一步了解本公开的技术精神，因此本公开不应解释为限于附图。
图1示出根据本公开实施例的线缆型二次电池的具有引导部分的缠绕芯体。
图2示出根据本公开的实施例的线缆型二次电池的结构。
图3示出根据本公开的另一实施例的线缆型二次电池的结构。
图4示出根据本公开的实施例的线缆型二次电池的具有引导部分的缠绕芯体。
图5示出根据本公开的实施例的线缆型二次电池的结构。
图6示出根据本公开的实施例的线缆型二次电池的结构。
图7示出根据本公开的实施例的片型第一内部电极的结构。
图8示出根据本公开的实施例的片型外部电极的结构。
图9和图10示出根据本公开的实施例的第二内部电极的结构。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解，本说明书和后附权利要求书中所使用的术语不应被解释为限于一般字典含义，而是应在允许本发明者适当定义术语以进行最佳解释原则的基础上基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。
因此，本文所提出的描述仅是出于说明目的而提出的优选实例，并且不希望限制本公开的范围，因此应了解，在不偏离本公开的范围的情况下，可对本公开作出其它等同物和修改。
参照图2，根据本公开实施例的线缆型二次电池包括：缠绕芯体100，所述缠绕芯体100的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分110；片型第一内部电极120，所述片型第一内部电极120通过螺旋缠绕而形成在所述引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层130，所述片型第一分离层130通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；片型第二内部电极140，所述片型第二内部电极140通过螺旋缠绕而形成在所述第一分离层的外侧上；第二分离层150，所述第二分离层150通过螺旋缠绕而形成在所述第二内部电极的外侧上；以及外部电极160，所述外部电极160通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上。
当集电器以直线形应用时，集电器局部与面对的电极接触，并且剩余部分形成空穴，在所述空穴处，电极之间的间隔增大，从而导致电阻增大和电池质量恶化。然而，根据本公开，所述第一内部电极、第二内部电极和外部电极是将片型集电器用作集电器的电极。因此，面对彼此的电极(第一内部电极和第二内部电极；第二内部电极和外部电极)整体结合或接触，因此速率特性显著提高。因此，根据本公开，当面对彼此的电极螺旋(对角地)缠绕时，它们可规则地对准。因此，即使当线缆型二次电池被弯曲时，也可以使得电池受到的损坏最小化，所述电池受到的损坏包括由于分离面对彼此的电极而导致电极短路。
本文中，术语“螺旋(spiral)”可与“盘旋(helix)”互换，意指在某范围中对角缠绕的形状，并且通常表示与一般弹簧的形状类似的形状。
片型第一内部电极、第二内部电极和外部电极可具有在一个方向上延伸的带状结构。
此外，片型第一内部电极、第二内部电极和外部电极可通过螺旋缠绕来形成，以避免重叠。本文中，片型第一内部电极、第二内部电极和外部电极中的每一个电极可通过以最多两倍于外部电极宽度的间隔螺旋缠绕形成，以避免重叠，因此防止电池质量的恶化。
以其它方式，片型第一内部电极、第二内部电极和外部电极可通过螺旋缠绕形成，以形成重叠。本文中，片型第一内部电极、第二内部电极和外部电极中的每一个电极可通过螺旋缠绕形成，以使得重叠部分可具有与片型第一内部电极、第二内部电极和外部电极中的每一个电极的宽度的0.9倍以下对应的宽度。
缠绕芯体可以是线型、绞合线型、中空、网型、带型或网眼型缠绕芯体。
根据本公开的实施例，缠绕芯体可通过浮雕或凹雕加工，或引导部分可通过使用注入工艺来形成。
缠绕芯体可包含碳纳米管；不锈钢；铝；镍；钛；炭精；铜；由碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢；铝镉合金；或聚合物。本文中，聚合物不受特定限制，并且聚合物的非限制实例可包含聚氨酯、聚烯烃(PE、PP等)和各种类型的橡胶。
与缠绕芯体的纵向方向垂直的截面可以是圆形、椭圆形、四边形或三角形截面。
图1示出根据本公开实施例的线缆型二次电池的具有引导部分110的缠绕芯体100。
图4示出根据本公开实施例的线缆型二次电池中的具有引导部分210的缠绕芯体200，所述缠绕芯体的与其纵向方向相垂直的截面是椭圆形，图5示出设有这种缠绕芯体的线缆型二次电池。
具体而言，参照图5，根据本公开实施例的线缆型二次电池包括：缠绕芯体200，所述缠绕芯体200的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分210；片型第一内部电极220，所述片型第一内部电极220通过螺旋缠绕而形成在所述引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层230，所述片型第一分离层230通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；片型第二内部电极240，所述片型第二内部电极240通过螺旋缠绕而形成在所述第一分离层的外侧上；第二分离层250，所述第二分离层250通过螺旋缠绕而形成在所述第二内部电极的外侧上；以及外部电极260，所述外部电极260通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上。
所述缠绕芯体的表面上具有由凹雕或浮雕以连续螺旋形状形成的引导部分。此外，所述片型第一内部电极、第一分离层、第二内部电极、第二分离物和外部电极可以螺旋形被引导，并且被连续缠绕在其每一个的外部上。
本文中，可以按照内部电极/分离层/外部电极或第一内部电极/第一分离层/第二内部电极/第二分离层/外部电极的次序在所述引导部分之间的所述缠绕芯体的外侧上进行所述缠绕。另外，内部电极/分离层/外部电极的片或第一内部电极/第一分离层/第二内部电极/第二分离层/外部电极的片可预先层压为细长带状，以形成集成片，然后进行缠绕，以简化缠绕工艺。
同时，图7示出根据本公开实施例的片型第一内部电极的结构，图8示出根据本公开实施例的片型外部电极的结构。
所述第一内部电极包括第一内部集电器320和形成在所述第一内部集电器320的一个表面上的第一内部电极活性材料层310。所述外部电极包括外部集电器420和形成在所述外部集电器420的一个表面上的外部电极活性材料层410。
本文中，可进一步提供形成在第一集电器的另一表面上的聚合物膜层330，并且也可提供形成在外部集电器的另一表面上的聚合物膜层430。这些聚合物膜层可用以支撑第一内部集电器和外部集电器，以使得第一内部集电器和外部集电器中的每一个集电器可形成为具有较小厚度的薄膜。例如，第一内部集电器和外部集电器可通过气相沉积等形成在聚合物膜层上。
本文中，聚合物膜层可包含选自由聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺和聚酰胺或它们中的至少两个的组合组成的群组的任一个。
此外，第一内部集电器或外部集电器可以是膜型集电器或网眼型集电器。
根据本公开的实施例，当电极集电器是缠绕片型或缠绕网眼型集电器时，可以解决线型电极集电器的问题，包括因较小表面积引起的大电阻元件以及在高速充电/放电期间由电池的电阻导致的电池速率特性的恶化。
图9和图10示出根据本公开实施例的第二内部电极的结构。
参照图9，第二内部电极可包括第二内部集电器520和形成在第二内部集电器520的两个表面上的第二内部电极活性材料层510、530。本文中，第二内部集电器可以是膜型或网眼型集电器。
同时，第一内部电极、第二内部电极和外部电极可还包括形成在每一活性材料层的表面上的聚合物支撑层。
根据本公开的实施例，当所述聚合物支撑层进一步设置在每一活性材料层的表面上时，即使在由外力导致线缆型二次电池发生弯曲的情况下，也可以显著防止在活性材料层的表面上发生裂纹现象。因此，进一步防止活性材料层的分离，从而进一步提高电池的质量。此外，聚合物支撑层可具有多孔结构。以此方式，可以便于将电解质引入到活性材料层中，并防止电极电阻的增大。
本文中，聚合物支撑层可包括极性线状聚合物、基于氧化物的线状聚合物或其混合物。
本文中，极性线状聚合物可以是选自由以下各项组成的群组的任一项：聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-共-三氯乙烯、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚芳酯、聚氨酯和聚对苯二甲酰对苯二胺或其组合。
此外，基于氧化物的线状聚合物可以是选自由以下各项组成的群组的任一项：聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物、聚甲醛和聚二甲基硅氧烷或其组合。
聚合物支撑层可以是具有0.01-10μm的孔隙尺寸和5-95％的孔隙度的多孔聚合物层。
多孔聚合物层的多孔结构可以通过在其制造期间由非溶剂导致的相变的相分离来形成。
例如，聚偏氟乙烯-六氟丙烯作为聚合物被添加到充当溶剂的丙酮以制备具有10wt％的固体含量的溶液。接着，水或乙醇作为非溶剂以2-10wt％的量被添加到该溶液以制备聚合物溶液。
在聚合物涂覆之后发生蒸发时，发生相变，以使得由非溶剂占据的区域在非溶剂和聚合物的相分离部分中变成孔隙。因此，可以根据非溶剂和聚合物的溶解度以及非溶剂的含量来控制孔隙尺寸。
根据图10，第二内部电极可包括第二内部集电器520、形成在所述第二内部集电器520的两个表面上的第二内部电极活性材料层510、530以及分别形成在所述第二电极活性材料层的表面上的聚合物支撑层540、550。
同时，当外力(例如，弯曲或扭曲)被施加到二次电池时，电极活性材料层可能与集电器分离。因此，大量粘合剂成分出于电极的挠性的目的而并入到电极活性材料层。然而，此种大量粘合剂在电解质存在的情况下导致膨胀，因此可能容易与集电器分离，从而导致电池质量的恶化。
因此，第一内部集电器和外部集电器中的至少一个可还包括底胶涂覆层，底胶涂覆层包括导电材料和粘合剂，以便提高电极活性材料与集电器之间的粘合力。出于相同原因，如下所述的第二内部集电器可还包括底胶涂覆层，所述底胶涂覆层包括导电材料和粘合剂。
本文中，导电材料可包括选自由以下各项组成的群组的任一项：炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯或其组合。
此外，粘合剂可以是选自由以下各项组成的群组的任一项：聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-共-三氯乙烯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚乙烯氧化物、聚芳酯、乙酸纤维素、乙酸纤维素丁酸酯、乙酸纤维素丙酸酯、氰乙基普鲁兰多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰多糖、羧甲基纤维素、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亚胺或其组合。
此外，内部集电器和外部集电器可还在至少一个表面上包括多个侵入物，以便增大集电器的表面积。本文中，侵入物可具有连续图案或不连续图案。换句话说，集电器可具有彼此间隔开并在纵向方向上形成的侵入物的连续图案或多个孔的不连续图案。孔可以是圆形或多边形孔。
同时，内部集电器可由以下材料制成：不锈钢；铝；镍；钛；炭精；铜；用碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢；铝镉合金；用导电材料表面处理的非导电聚合物；或导电聚合物。
集电器用于收集由电极活性材料的电化学反应产生的电子或供应电化学反应所需的电子。具体地说，当使用利用导电材料表面处理的非导电聚合物或使用包括导电聚合物的聚合物导体时，与例如铜或铝等金属相比，挠性相对较高。此外，可以通过使用聚合物集电器代替金属集电器来实现电池的减重。
可使用的导电材料包含聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、氧化铟锡(ITO)、银、钯和镍。可使用的导电聚合物包含聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。然而，用于集电器的非导电聚合物不受特定限制。
根据本公开的外部集电器可包含：不锈钢、铝、镍、钛、炭精或铜；用碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢；铝镉合金；用导电材料表面处理的非导电聚合物；导电聚合物；包含作为Ni、Al、Au、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba或ITO的金属粉末的金属膏；或含有作为石墨、炭黑或碳纳米管的碳粉末的碳膏。本文中，导电材料和导电聚合物可与用于上述内部集电器的相同。
同时，其表面上具有引导部分的缠绕芯体可具有其中具有空间的中空结构。
此外，内部电极集电器芯部可被形成在缠绕芯体中所形成的空间中。
本文中，内部电极集电器芯部可由以下材料形成：碳纳米管；不锈钢；铝；镍；钛；炭精；铜；由碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢；铝镉合金；用导电材料表面处理的非导电聚合物；或导电聚合物。
此外，锂离子供应芯部可形成在缠绕芯体中所形成的空间中。
常规线缆型二次电池包括位于内部电极与外部电极之间的电解质层，并且电解质层将内部电极与外部电极隔离，以防止短路。因此，需要使用具有预定水平的机械性质的凝胶聚合物电解质或固体聚合物电解质。然而，此种凝胶聚合物电解质或固体聚合物电解质作为锂离子源不具有足够质量。因此，需要电解质层具有增大的厚度，以便将锂离子充分地供应到电极活性材料层。电解质层的这种厚度增大会增大电极之间的间隙，从而导致由于电阻的增大导致的电池质量的恶化。
为了解决上述问题，根据本公开的实施例，在具有开放结构的内部电极支撑物中设置含有电解质的锂离子供应芯部，以使得锂离子供应芯部的电解质可穿过内部电极支撑物，并且可到达内部电极活性材料层和外部电极活性材料层。
本文中，锂离子供应芯部可包含凝胶聚合物电解质和支撑物。
此外，锂离子供应芯部可包含液体电解质和多孔载体。
此外，填料芯部可被形成在缠绕芯体中所形成的空间中。
填料芯部可具有各种形状，例如，线、纤维、粉末、网眼或泡沫，并且可包含除形成内部电极集电器芯部和锂离子供应芯部的材料之外的用于提高线缆型二次电池的各种性能的材料，例如，聚合物树脂、橡胶和无机材料。
根据本公开的实施例的线缆型二次电池具有预定形状的水平截面，并且可具有沿着相对于水平截面的纵向方向伸长的线状结构。根据本公开的实施例的线缆型二次电池可具有挠性并且允许容易变形。本文中，“预定形状”不受特定限制，并且只要不负面地影响本公开，便允许使用任何形状。
同时，锂离子供应芯部包含电解质。虽然电解质不存在特定限制，但电解质的特定实例可包含：使用碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙基甲酯(EMC)、甲酸甲酯(MF)、γ-丁内酯、环丁砜、乙酸甲酯(MA)或丙酸甲酯(MP)的非水电解质；使用PEO、PVdF、PVdF-HFP、PMMA、PAN或PVAc的凝胶聚合物电解质；使用PEO、聚丙烯氧化物(PPO)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚乙烯硫化物(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质；等。此外，电解质可还包含锂盐，例如LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼酸锂、低级脂肪族羧酸锂或四苯基硼酸锂。此外，锂离子供应芯部可独自包含电解质。在液体电解质的情况下，可使用多孔载体。
第一内部电极和外部电极可以是阴极，第二内部电极可以是阳极，或第一内部电极和外部电极可以是阳极，并且第二内部电极可以是阴极。
根据本公开的电极活性材料层用于转移离子通过集电器，并且此离子转移基于通过离子从电解质层的嵌入以及离子朝向电解质层的脱嵌而实现的交互。
电极活性材料层可分类为阳极活性材料层和阴极活性材料层。
具体而言，当第一内部电极和外部电极是阳极时，第一内部电极活性材料和外部电极活性材料中的每一个可各自包含选自由以下各项组成的群组的任一种活性材料颗粒：碳质材料，例如，天然石墨和人造石墨；金属(Me)，例如，含锂的钛复合氧化物(LTO)、Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe；金属(Me)的合金；金属(Me)的氧化物(MeOx)；以及金属与碳的复合物或其混合物。当第一内部电极和外部电极是阳极时，第一内部电极活性材料和外部电极活性材料中的每一个可各自是包含选自由LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMn CoO2和LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(其中M1和M2中的每一个各自表示选自由Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo组成的群组的任一个，x、y和z中的每一个各自表示形成氧化物的元素的原子比例，并且0≤x<0.5、0≤y<0.5、0≤z<0.5、0<x+y+z≤1)或其混合物组成的群组的任一种活性材料颗粒。
此外，当第一内部电极和外部电极是阴极并且第二内部电极是阳极时，第一内部电极活性材料层和外部电极活性材料层可以是阴极活性材料层且第二内部电极活性材料层可以是阳极活性材料层。
电极活性材料层包括电极活性材料、粘合剂和导电材料，并且与集电器联接以形成电极。当电极由于外力而严重变形(例如，折叠或弯曲)时，可能发生电极活性材料的分离。电极活性材料的分离导致电池的质量和容量的恶化。然而，因为集电器具有弹性，所以集电器用于在由于外力导致的变形期间分散力。因此，电极活性材料层较少变形，因此防止活性材料的分离。
第一分离层和第二分离层可使用电解质层或分离物。
充当离子的通道的电解质可包含：使用PEO、PVdF、PVdF-HFP、PMMA、PAN或PVAc的凝胶聚合物电解质；或使用PEO、聚丙烯氧化物(PPO)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚乙烯硫化物(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质；等。固体电解质的基质可包含聚合物或陶瓷玻璃作为基本骨架。在一般聚合物电解质的情况下，即使满足了离子传导性，离子可能也会由于反应速率而极其缓慢地移动。因此，优选使用凝胶聚合物电解质，其中与固态电解质相比，较容易通过凝胶聚合物电解质执行离子转移。因为凝胶聚合物电解质不具有优良机械性质，所以其可包含支撑物以补充这些机械性质。可使用的支撑物包含多孔支撑物或交联聚合物。因为根据本公开的电解质层还充当分离物，所以不需要使用额外分离物。
根据实施例，电解质层可还包含锂盐。锂盐提高离子传导性和反应速率，并且其非限制性实例可包含LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼酸锂、低级脂肪族羧酸锂、4-苯基硼酸锂、酰亚胺等。
虽然不存在特定限制，但分离物可以是由选自由乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物组成的群组的聚烯烃聚合物制成的多孔聚合物衬底；由选自由聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚萘二甲酸乙二醇酯组成的群组的聚合物制成的多孔聚合物衬底；由无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物形成的多孔衬底；或在多孔聚合物衬底的至少一个表面上设有由无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物形成的多孔涂覆层的分离物。
本文中，在由无机颗粒和粘合剂的混合物形成的多孔涂覆层中，无机颗粒在与粘合剂聚合物彼此接触的同时由粘合剂聚合物彼此粘合，因此在无机颗粒之间形成间隙体积。此外，间隙体积变成空余空间以形成孔隙。
换句话说，粘合剂聚合物将无机颗粒彼此附接，以使得它们可保持粘合状态。例如，粘合剂聚合物将无机颗粒彼此连接和固定。此外，多孔涂覆层的孔隙是由变成空余空间的无机颗粒之间的间隙体积形成的孔隙。所述空间实质上在无机颗粒的紧密堆积或密集堆积的结构中由面对彼此的无机颗粒来限定。可以提供用于通过多孔涂覆层的孔隙转移锂离子的通道，并且这种通道对于电池的操作来说是必需的。
具体地说，优选使用由与多孔聚合物衬底对应的非织网制成的分离物，该多孔聚合物衬底由选自由聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚萘二甲酸乙二醇酯组成的群组的聚合物制成，以使得锂离子供应芯部的锂离子可容易转移到外部电极。
根据实施例，线缆型二次电池具有保护性涂层，所述保护性涂层是这样的绝缘体：其形成在外部集电器的外部上，以保护电极免受空气中的湿气和外部冲击。
保护性涂层可使用包含水阻挡层的常规聚合物树脂。本文中，水阻挡层可包含具有优良水阻挡性质的铝或液晶聚合物。可使用的聚合物树脂包含PET、PVC、HDPE或环氧树脂。
参照图3，根据本公开的线缆型二次电池包括：缠绕芯体100，缠绕芯体100的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分110；片型第一内部电极120，所述片型第一内部电极120通过螺旋缠绕而形成在引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层130，所述片型第一分离层130通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；片型第二内部电极140，所述片型第二内部电极140通过螺旋缠绕而形成在所述第一分离层的外侧上；第二分离层150，所述第二分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第二内部电极的外侧上；以及外部电极160，所述外部电极160通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上；铝袋层(未示出)，所述铝袋层形成在所述外部电极的外侧上；以及聚合物保护性涂层170，所述聚合物保护性涂层170形成在铝袋层的外侧上。
参照图6，在根据本公开的线缆型二次电池中，与缠绕芯体的纵向方向相垂直的截面是椭圆形，所述线缆型二次电池包含：缠绕芯体200，缠绕芯体200的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分210；片型第一内部电极220，所述片型第一内部电极220通过螺旋缠绕而形成在引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层230，所述片型第一分离层230通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；片型第二内部电极240，所述片型第二内部电极240通过螺旋缠绕而形成在所述第一分离层的外侧上；第二分离层250，所述第二分离层250通过螺旋缠绕而形成在所述第二内部电极的外侧上；以及外部电极260，所述外部电极260通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上；铝袋层(未示出)，所述铝袋层形成在所述外部电极的外侧上；以及聚合物保护性涂层270，所述聚合物保护性涂层270形成在所述铝袋层的外侧上。
所述袋层可设有：水阻挡层，水阻挡层包含例如铝等金属；绝缘层，绝缘层形成在所述水阻挡层的一个表面上，并包含聚酯(例如，PET)或聚酰胺(例如，尼龙)；以及热粘结层，所述热粘结层形成在所述水阻挡层的另一表面上，并包含聚丙烯、聚碳酸酯或聚乙烯。此外，聚合物保护性涂层可以是通过聚合物材料的包覆成型而形成的封装。
下文中，将解释根据本公开的实施例的线缆型二次电池及其制造方法。
首先，制备缠绕芯体，所述缠绕芯体的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分。接着，在聚合物膜上形成第一内部集电器，并在所述第一内部集电器上涂覆第一内部电极活性材料层，以形成第一内部电极。此外，在所述聚合物膜上形成外部集电器，并在所述外部集电器上涂覆外部电极活性材料层，以形成外部电极。参照在聚合物膜上形成第一内部集电器和外部集电器的方法，用于集电器的材料中的每一种材料可通过已知涂覆工艺(例如，气相沉积)而形成。
在第二内部集电器的两个表面上形成第二内部电极活性材料层。
作为用于涂覆此活性材料层的方法，可使用一般涂覆工艺。具体地说，可使用电镀或阳极氧化工艺。然而，优选通过使用逗点涂覆机或槽模涂覆机进行的含有活性材料的电极浆料的涂覆工艺来形成活性材料层。此外，在含有活性材料的电极浆料的情况下，可采用使用挤出机进行的浸渍涂覆或挤出涂覆工艺。
通过使用包含多孔衬底的分离物来制备第一分离物和第一分离层。
接着，连续地在所述引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上缠绕第一内部电极、第一分离层、第二内部电极、第二分离层和外部电极，以提供电极组件。此后，形成铝袋层以围绕电极组件的外部，并在铝袋层上形成聚合物保护性涂层。
保护性涂层是这样的绝缘体：其形成在最外侧上，以保护电极免受空气中的湿气和外部冲击。
在根据本公开的实施例的线缆型二次电池中，缠绕芯体中具有空间，并且可具有开口，电解质可通过该开口在内部部分和外部部分之间进出。本文中，可通过使用挤出机而以线状形状形成聚合物电解质，以制备锂离子供应部分。
以其它方式，可将非水电解质注入到缠绕芯体的中央部分，以形成锂离子供应芯部。在一种变型中，在制备甚至设有保护性涂层的电池组件之后，可将非水电解质注入到电池的内部电极支撑物的中央部分，因此形成锂离子供应芯部。在另一变型中，制备由海绵制成的线型载体，并将非水电解质注入到线型载体以制备锂离子供应芯部。
此外，根据本公开的实施例，可通过缠绕以至少一层(优选1到20层)在第二分离层和外部电极之间连续地形成片型电极和分离层中的每一个。
例如，在包括通过缠绕形成的一个额外片型电极和分离层中的每一个的线缆型二次电池的情况下，该线缆型二次电池包括：缠绕芯体，所述缠绕芯体的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分；片型第一内部电极，所述片型第一内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层，所述片型第一分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；片型第二内部电极，所述片型第二内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第一分离层的外侧上；第二分离层，所述第二分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第二内部电极的外侧上；片型第三内部电极，所述片型第三内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上；第三分离层，所述第三分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第三内部电极的外侧上；以及外部电极，所述外部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上。
此外，在包括通过缠绕形成的两个额外片型电极和分离层的线缆型二次电池的情况下，该线缆型二次电池包括：缠绕芯体，所述缠绕芯体的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分；片型第一内部电极，所述片型第一内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层，所述片型第一分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；片型第二内部电极，所述片型第二内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第一分离层的外侧上；第二分离层，所述第二分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第二内部电极的外侧上；片型第三内部电极，所述片型第三内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上；第三分离层，所述第三分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第三内部电极的外侧上；片型第四内部电极，所述片型第四内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第三分离层的外侧上；片型第四分离层，所述片型第四分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第四内部电极的外侧上；以及外部电极，所述外部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第四分离层的外侧上。
下文将解释另一实施例。
根据本公开的实施例的线缆型二次电池包括：两个或更多个缠绕芯体，所述两个或更多个缠绕芯体的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成并且彼此对准的引导部分；片型第一内部电极，所述片型第一内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述两个或更多个缠绕芯体的引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层，所述片型第一分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；两个或更多个内部电极，所述两个或更多个内部电极设有通过螺旋缠绕而形成在第一分离层的外侧上的片型第二内部电极；第二分离层，所述第二分离层围绕所述两个或更多个内部电极的外侧，并通过螺旋缠绕形成；以及外部电极，所述外部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上。
此外，根据本公开的另一实施例的线缆型二次电池包括：两个或更多个缠绕芯体，所述两个或更多个缠绕芯体的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成并且彼此对准的引导部分；锂离子供应芯部，所述锂离子供应芯部形成在所述两个或更多个缠绕芯体中的每一个缠绕芯体中；片型第一内部电极，所述片型第一内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述两个或更多个缠绕芯体的引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；片型第一分离层，所述片型第一分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；两个或更多个内部电极，所述两个或更多个内部电极设有围绕所述第一分离层的外侧且通过螺旋缠绕而形成的片型第二内部电极；第二分离层，所述第二分离层通过螺旋缠绕而形成在所述两个或更多个内部电极的外侧上；以及外部电极，所述外部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上。
因为线缆型二次电池设有具有多个电极的内部电极，所以容易调整阴极和阳极之间的平衡。此外，因为线缆型二次电池设有多个电极，所以可以防止短路。
根据本公开的实施例，即使在设有两个或更多个内部电极的线缆型二次电池的情况下，也可如上所述通过缠绕以一层或更多层(具体而言，1到20层)在第二分离层和外部电极之间形成片型电极和分离物中的每一个。

Claims (18)

1.一种线缆型二次电池，包括：
缠绕芯体，所述缠绕芯体的表面上具有由凹雕或浮雕以螺旋形状形成的引导部分；
片型第一内部电极，所述片型第一内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述引导部分之间的所述缠绕芯体表面的外侧上；
片型第一分离层，所述片型第一分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第一内部电极的外侧上；
片型第二内部电极，所述片型第二内部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第一分离层的外侧上；
第二分离层，所述第二分离层通过螺旋缠绕而形成在所述第二内部电极的外侧上；以及
外部电极，所述外部电极通过螺旋缠绕而形成在所述第二分离层的外侧上，
其中，所述片型第一内部电极、所述片型第一分离层、所述片型第二内部电极、所述第二分离层以及所述外部电极通过螺旋缠绕形成在所述引导部分之间。
2.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体是线型、绞合线型、中空、网型、带型缠绕芯体。
3.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体是网眼型缠绕芯体。
4.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体包括：碳纳米管；不锈钢；铝；镍；钛；炭精；铜；铝镉合金；或聚合物。
5.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体包括由碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢。
6.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体的、与所述缠绕芯体的纵向方向相垂直的截面具有圆形、椭圆形、四边形或三角形形状。
7.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述第一内部电极包括第一内部集电器和形成在所述第一内部集电器的一个表面上的第一内部电极活性材料层，
所述外部电极包括外部集电器和形成在所述外部集电器的一个表面上的外部电极活性材料层，并且
所述第二内部电极包括第二内部集电器和形成在所述第二内部集电器的两个表面上的第二内部电极活性材料层。
8.根据权利要求7所述的线缆型二次电池，还包括聚合物膜层，所述聚合物膜层形成在所述第一内部集电器的另一表面和所述外部集电器的另一表面中的至少一个表面上。
9.根据权利要求7所述的线缆型二次电池，其中，所述第一内部集电器、所述第二集电器和所述外部集电器中的至少一个是膜型集电器或网眼型集电器。
10.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述片型第一内部电极、所述第一分离层、所述第二内部电极、所述第二分离层和所述外部电极具有在一个方向上延伸的带结构。
11.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述缠绕芯体中设有空间，并且所述空间中形成有包含电解质的锂离子供应芯部、内部电极集电器芯部或填料芯部。
12.根据权利要求11所述的线缆型二次电池，其中，所述内部电极集电器芯部由以下材料制成：碳纳米管；不锈钢；铝；镍；钛；炭精；铜；铝镉合金；由导电材料表面处理的非导电聚合物；或导电聚合物。
13.根据权利要求11所述的线缆型二次电池，其中，所述内部电极集电器芯部由碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢制成。
14.根据权利要求11所述的线缆型二次电池，其中，所述锂离子供应芯部包括凝胶聚合物电解质和支撑物。
15.根据权利要求11所述的线缆型二次电池，其中，所述锂离子供应芯部包括液体电解质和多孔载体。
16.根据权利要求11所述的线缆型二次电池，其中，所述填料芯部包含聚合物树脂、橡胶或无机材料，所述聚合物树脂、橡胶或无机材料具有线状、粉末状、网眼状或泡沫状形状。
17.根据权利要求11所述的线缆型二次电池，其中，所述填料芯部包含聚合物树脂、橡胶或无机材料，所述聚合物树脂、橡胶或无机材料具有纤维状。
18.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中，所述第一内部电极和所述外部电极为阴极，所述第二内部电极为阳极，或者所述第一内部电极和所述外部电极为阳极而所述第二内部电极为阴极。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015106707A1 (de) * 2015-04-30 2016-11-03 Infineon Technologies Austria Ag Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements
WO2017069585A1 (ko) * 2015-10-21 2017-04-27 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
CN111033852B (zh) * 2017-12-21 2023-04-18 株式会社Lg新能源 包括双极电极的柔性二次电池
DE102018221904A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Elektrodeneinheit für eine Batteriezelle, Batteriezelle und Verfahren zur Herstellung einer Elektrodeneinheit
KR20210063129A (ko) * 2019-11-22 2021-06-01 주식회사 엘지에너지솔루션 플렉서블 이차전지

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4626452B1 (zh) * 1968-07-23 1971-07-31
KR100625892B1 (ko) 2004-04-12 2006-09-20 경상대학교산학협력단 실형태의 가변형 전지
KR20080105655A (ko) * 2007-05-31 2008-12-04 엘지전자 주식회사 리튬 이차 전지 및 그의 제조 방법
KR101351900B1 (ko) * 2010-10-26 2014-01-17 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
CN103782438A (zh) * 2011-09-14 2014-05-07 株式会社杰士汤浅国际 圆筒形电池
CN103875112B (zh) 2011-10-13 2015-09-09 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
KR101465167B1 (ko) 2012-10-11 2014-11-25 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
JP2014096247A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Yazaki Energy System Corp ケーブル
KR101404063B1 (ko) * 2012-11-15 2014-06-05 주식회사 엘지화학 무선 충전이 가능한 케이블형 이차전지
CN104396043B (zh) * 2013-04-29 2016-10-19 株式会社Lg化学 线缆型二次电池用包装和包含其的线缆型二次电池
JP6240176B2 (ja) * 2013-05-07 2017-11-29 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池
WO2014182063A1 (ko) * 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
JP6037579B2 (ja) * 2013-05-07 2016-12-07 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池
EP2846381B1 (en) * 2013-05-07 2018-02-28 LG Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, method for manufacturing same, and secondary battery and cable-type secondary battery including same
WO2014182064A1 (ko) * 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
KR101676406B1 (ko) * 2013-10-31 2016-11-15 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체
US9711800B2 (en) 2013-11-27 2017-07-18 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2017069585A1 (ko) * 2015-10-21 2017-04-27 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지

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