線纜型二次電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有預(yù)定形狀的水平橫截面且縱向延伸的線纜型二次電池，其包含：用于供給鋰離子的芯，其包含電解質(zhì)；內(nèi)電極，其包含通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型內(nèi)集電器螺旋絞合而形成的螺旋電極；隔離層，其圍繞所述內(nèi)電極的外表面以防止電極之間的短路；和外電極，其圍繞所述隔離層的外表面且包含外電極活性材料層和外集電器。根據(jù)本發(fā)明的包含電解質(zhì)的用于供給鋰離子的芯布置在具有開放結(jié)構(gòu)且包含螺旋電極的內(nèi)電極中，所述用于供給鋰離子的芯的電解質(zhì)可以自所述螺旋電極容易地滲透到電極活性材料中，由此促進(jìn)鋰離子的供給和交換。因此本發(fā)明的線纜型二次電池具有所述用于供給鋰離子的芯以顯示良好的容量和優(yōu)越的循環(huán)特性。
【專利說明】線纜型二次電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可以自由改變形狀的線纜型二次電池，且更特別地涉及具有用于供給鋰離子的芯的線纜型二次電池。
[0002]本申請要求2011年10月13日在韓國提交的韓國專利申請10-2011-0104875號和2012年10月15日在韓國提交的韓國專利申請10-2012-0114117號的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]二次電池為能夠以化學(xué)形式儲存能量并在需要時轉(zhuǎn)化成電能以發(fā)電的裝置。也將二次電池稱作可充電電池，這是因?yàn)槠淠軌蚍磸?fù)再充電。普通的二次電池包括鉛蓄電池、NiCd電池、NiMH蓄電池、Li離子電池、Li離子聚合物電池等。當(dāng)與一次性原電池相比時，二次電池不僅是更加經(jīng)濟(jì)有效的，而且是更加環(huán)境友好的。
[0004]目前將二次電池用于需要低電力的應(yīng)用，例如用于使車輛啟動的設(shè)備、移動裝置、工具、不間斷電源等。近來，隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致移動裝置的普及，并甚至導(dǎo)致多種常規(guī)裝置的移動化，對二次電池的需求急劇增加。還將二次電池用于環(huán)境友好的下一代車輛如混合動力車輛和電動車輛中以降低成本和重量并增加車輛的使用壽命。
[0005]通常，二次電池具有圓柱形、棱柱形或袋形。這與二次電池的制造方法相關(guān)，在所述方法中將由負(fù)極、正極和隔膜構(gòu)成的電極組件安裝在圓柱形或棱柱形金屬殼或者鋁層壓片的袋形殼中，且利用電解質(zhì)填充所述殼。因?yàn)樵谠摲椒ㄖ杏糜陔姌O組件的預(yù)定安裝空間是必要的，所以二次電池的圓柱形、棱柱形或袋形在開發(fā)各種形狀的移動裝置時是一種限制。因此，需要具有形狀易于適應(yīng)的新結(jié)構(gòu)的二次電池。
[0006]為了滿足該需要，已經(jīng)提出了開發(fā)長度對橫截面的直徑之比非常大的線性電池。韓國專利申請公開2005-99903號公開了一種由內(nèi)電極、外電極和插入其間的電解質(zhì)層組成的柔性電池。然而，這種電池具有不足的柔性。所述線性電池使用聚合物電解質(zhì)以形成電解質(zhì)層，但這在電解質(zhì)流入電極活性材料中方面造成困難，由此增加電池的電阻并降低其容量和循環(huán)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]摶術(shù)問是頁
[0008]設(shè)計了本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，因此，本發(fā)明的一個目的在于提供具有新線性結(jié)構(gòu)的二次電池，所述二次電池可以容易地改變形狀、維持優(yōu)異的穩(wěn)定性和作為二次電池的性能、且促進(jìn)電解質(zhì)流入電極活性材料中。
[0009]技術(shù)方案
[0010]為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供具有預(yù)定形狀的水平橫截面且縱向延伸的線纜型二次電池，其包含:用于供給鋰離子的芯，其包含電解質(zhì)；內(nèi)電極，其包含通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型內(nèi)集電器螺旋絞合而形成的螺旋電極；隔離層，其圍繞所述內(nèi)電極的外表面以防止電極之間的短路；和外電極，其圍繞所述隔離層的外表面且包含外電極活性材料層和外集電器。
[0011]在本發(fā)明的內(nèi)電極中，一個以上螺旋電極可以被卷繞以圍繞所述用于供給鋰離子的芯的外表面，或者一個以上螺旋電極可以在縱向上沿所述用于供給鋰離子的芯的外表面彼此平行排列，但所述內(nèi)電極的形式不限于此。
[0012]在所述外電極中，所述外電極活性材料層可以被形成為圍繞所述隔離層的外表面，且所述外集電器可以被形成為圍繞所述外電極活性材料層的外表面；所述外集電器可以被形成為圍繞所述隔離層的外表面，且所述外電極活性材料層可以被形成為圍繞所述外集電器的外表面；所述外集電器可以被形成為圍繞所述隔離層的外表面，且所述外電極活性材料層可以被形成為圍繞所述外集電器的外表面并且與所述隔離層接觸；或者所述外電極活性材料層可以被形成為圍繞所述隔離層的外表面，且所述外集電器可以被形成為通過被覆蓋在所述外電極活性材料層中從而包含在所述外電極活性材料層的內(nèi)部、并與隔離層隔開地圍繞所述隔離層的外表面。
[0013]在本發(fā)明中，所述外集電器的形式?jīng)]有特別限制，但優(yōu)選為管、卷繞線、卷繞片或網(wǎng)眼的形式。
[0014]所述內(nèi)集電器的種類沒有特別限制，但優(yōu)選由以下制成:不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；用碳、鎳、鈦或銀在其表面上處理過的不銹鋼；鋁_鎘合金；用導(dǎo)電材料在其表面上處理過的不導(dǎo)電聚合物；或?qū)щ娋酆衔铩?br> [0015]可以在本發(fā)明中使用的導(dǎo)電材料的實(shí)例包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、銦錫氧化物(ITO)、銀、鈀、鎳及其混合物?？梢栽诒景l(fā)明中使用的導(dǎo)電聚合物的實(shí)例包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫及其混合物。
[0016]所述外集電器可以由以下制成:不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；用碳、鎳、鈦或銀在其表面上處理過的不銹鋼；鋁-鎘合金；用導(dǎo)電材料在其表面上處理過的不導(dǎo)電聚合物；導(dǎo)電聚合物；包含N1、Al、Au、Ag、Al、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba或ITO的金屬粉末的金屬糊；或者包含石墨、碳黑或碳納米管的碳粉的碳糊。
[0017]在本發(fā)明中，所述用于供給鋰離子的芯包含電解質(zhì)，且所述電解質(zhì)的實(shí)例可以包括但不特別限于:使用碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞丁酯(BC)、碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯(MF)、Y-丁內(nèi)酯(Y-BL)、環(huán)丁砜、乙酸甲酯(MA)或丙酸甲酯(MP)的非水電解質(zhì)溶液;使用PEO> PVdF、PVdF-HEP, PMMA, PAN或PVA。的凝膠聚合物電解質(zhì)；和使用ΡΕ0、聚環(huán)氧丙烷(PPO)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚乙硫醚(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固體電解質(zhì)。所述電解質(zhì)還包含鋰鹽，且所述鋰鹽的優(yōu)選實(shí)例包括 LiCl、LiBr、Lil、LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3'LiCF3CO2' LiAsF6, LiSbF6' LiAlCl4, CH3SO3Li' CF3SO3Li' (CF3SO2)2NLi'氯硼烷鋰(lithiumchloroborate)、低級脂族碳酸鋰、四苯基硼酸鋰及其混合物。
[0018]在本發(fā)明中，所述內(nèi)電極可以為負(fù)極且所述外電極可以為正極，或者所述內(nèi)電極可以為正極且所述外電極可以為負(fù)極。
[0019]當(dāng)本發(fā)明的內(nèi)電極為負(fù)極且所述外電極為正極時，所述內(nèi)電極活性材料層可以包含選自以下的活性材料:天然石墨、人造石墨或碳質(zhì)材料；鋰-鈦復(fù)合氧化物(LTO)；金屬(Me),包括S1、Sn、L1、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe ;所述金屬的合金；所述金屬的氧化物(MeOx);所述金屬和碳的復(fù)合物；以及它們的混合物，且所述外電極活性材料層可以包含選自以下的活性材料:LiCo02、LiNiO2, LiMn2O4' LiCoPO4' LiFePO4' LiNiMnCoO2,LiNimzCoxMlyICzO2 (其中 Ml 和 M2 各自獨(dú)立地選自 Al、N1、Co、Fe、Mn、V、Cr、T1、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自獨(dú)立地為形成氧化物的元素的原子分?jǐn)?shù)，其中O ≤ x〈0.5，O≤y〈0.5，O ≤ z<0.5且x+y+z ≤ 1)及其混合物。
[0020]或者，當(dāng)所述內(nèi)電極為正極且所述外電極為負(fù)極時，所述內(nèi)電極活性材料層可以包含選自以下的活性材料:LiCo02、LiNiO2, LiMn2O4' LiCoPO4' LiFePO4' LiNiMnCoO2,LiNimzCoxMlyICzO2 (其中 Ml 和 M2 各自獨(dú)立地選自 Al、N1、Co、Fe、Mn、V、Cr、T1、W、Ta、Mg和Mo，且X、y和z各自獨(dú)立地為形成氧化物的元素的原子分?jǐn)?shù)，其中O≤x〈0.5，O≤y〈0.5，O ≤ z<0.5且x+y+z ≤ 1)及其混合物，且所述外電極活性材料層可以包含選自以下的活性材料:天然石墨、人造石墨或碳質(zhì)材料；鋰_鈦復(fù)合氧化物(LTO);和金屬(116)，包括31、511、L1、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe ;所述金屬的合金；所述金屬的氧化物(MeOx);所述金屬和碳的復(fù)合物；以及它們的混合物，但本發(fā)明不特別限制于此。在本發(fā)明中，所述隔離層可以為電解質(zhì)層或隔膜。
[0021]所述電解質(zhì)層的種類沒有特別限制，但優(yōu)選由選自以下的電解質(zhì)制成:使用ΡΕ0、PVdF, PVdF-HFP, PMMA, PAN或PVAc的凝膠聚合物電解質(zhì)；和使用ΡΕ0、聚環(huán)氧丙烷(PPO)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚乙硫醚(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固體電解質(zhì)。另外，所述電解質(zhì)層還可以包含鋰鹽，且所述鋰鹽的非限制性實(shí)例包括LiCl、LiBr、Lil、LiClO4,LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6, LiSbF6' LiAlCl4, CH3SO3Li' CF3SO3Li'(CF3SO2) 2NL1、氯硼烷鋰、低級脂族碳酸鋰、四苯基硼酸鋰及其混合物。
[0022]當(dāng)所述隔離層為隔膜時，本發(fā)明的線纜型二次電池需要電解質(zhì)溶液，且所述隔膜的實(shí)例可以包括但不限于:由選自乙烯均聚物、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的基于聚烯烴的聚合物制成的多孔基材；由選自聚酯、聚縮醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚乙烯萘的聚合物制成的多孔基材；或由無機(jī)粒子和粘合劑聚合物的混合物制成的多孔基材。
[0023]另外，本發(fā)明提供具有多個內(nèi)電極的線纜型二次電池。
[0024]有利效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，包含電解質(zhì)的用于供給鋰離子的芯布置在具有開放結(jié)構(gòu)且包含螺旋電極的內(nèi)電極中，所述用于供給鋰離子的芯的電解質(zhì)可以自所述螺旋電極容易地滲透到電極活性材料中，由此促進(jìn)鋰離子的供給和交換。因此，本發(fā)明的線纜型二次電池具有這種用于供給鋰離子的芯以顯示良好的容量和優(yōu)越的循環(huán)特性。
[0026]另外，在使用螺旋電極作為內(nèi)電極的本發(fā)明的線纜型二次電池中，這種螺旋電極可以具有厚度薄的活性材料層以促進(jìn)鋰離子的擴(kuò)散并最終提供良好的電池性能，其導(dǎo)致用于在充電/放電過程期間與鋰離子反應(yīng)的表面積增加而改善電池的倍率特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]附圖圖 示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并與上述
【發(fā)明內(nèi)容】
一起用于提供本發(fā)明的技術(shù)主旨的進(jìn)一步理解。然而，不能將本發(fā)明解釋為限于這些附圖。
[0028]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方式的具有一個卷繞螺旋電極作為內(nèi)電極的線纜型二次電池的透視圖。
[0029]圖2是示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方式的螺旋電極的透視圖。
[0030]圖3是圖1的橫截面圖。
[0031]圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方式的具有由兩個卷繞螺旋電極組成的內(nèi)電極的線纜型二次電池的透視圖。
[0032]圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方式的具有由在縱向上彼此平行排列的多個螺旋電極組成的內(nèi)電極的線纜型二次電池的透視圖。
[0033]圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方式的具有多個內(nèi)電極的線纜型二次電池的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。在描述之前，應(yīng)理解，在說明書和所附權(quán)利要求書中所用的術(shù)語不應(yīng)被解釋為受限于通常的和詞典的含義，而是應(yīng)以使本發(fā)明人可為了最好的說明而適當(dāng)定義術(shù)語的原則為基礎(chǔ)，基于對應(yīng)于本發(fā)明的技術(shù)方面的含義和概念來解釋。
[0035]圖1示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的線纜型二次電池。然而，在附圖和實(shí)施方式中說明的構(gòu)造僅是出于說明性目的的優(yōu)選實(shí)施例，并不旨在限制本發(fā)明的范圍，所以應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行其他等價物和修改。
[0036]參考圖1，線纜型二次電池100具有預(yù)定形狀的水平橫截面且縱向延伸，且包含:用于供給鋰離子的芯110，其包含電解質(zhì)；內(nèi)電極120，其圍繞用于供給鋰離子的芯110的外表面且包含通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型集電器螺旋絞合而形成的螺旋電極；隔離層130，其圍繞所述內(nèi)電極的外表面以防止電極之間的短路；和外電極，其圍繞隔離層130的外表面且包含外電極活性材料層和外集電器。
[0037]在本發(fā)明中，外電極在各種實(shí)施方式中可以根據(jù)與隔離層接觸的外電極活性材料層和外集電器的布置而形成。
[0038]在圖1中，外電極包含圍繞隔離層130的外表面的外電極活性材料層140和圍繞外電極活性材料層140的外表面的外集電器150。
[0039]另外，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的線纜型二次電池的外電極可以以如下結(jié)構(gòu)形成:具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外集電器和被形成為圍繞外集電器的外表面的外電極活性材料層的結(jié)構(gòu)；具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外集電器和被形成為圍繞外集電器的外表面且與隔離層接觸的外電極活性材料層的結(jié)構(gòu)；或者具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外電極活性材料層、和被形成為通過被覆蓋在外電極活性材料層中從而包含在所述外電極活性材料層的內(nèi)部、并與隔離層隔開地圍繞隔離層的外表面的外集電器的結(jié)構(gòu)。
[0040]本文使用的術(shù)語“預(yù)定形狀”不特別限制于任何形狀，且涉及不損壞本發(fā)明的性質(zhì)的任何形狀。本發(fā)明的線纜型二次電池具有預(yù)定形狀的水平橫截面、在縱向上延伸的線性結(jié)構(gòu)和柔性，因此其形狀可自由改變。另外，具有螺旋電極的內(nèi)電極具有開放結(jié)構(gòu)的形式，且本文使用的術(shù)語“開放結(jié)構(gòu)”是指結(jié)構(gòu)具有物質(zhì)可以經(jīng)其從結(jié)構(gòu)內(nèi)部自由轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)外部的開放邊界表面。[0041 ] 常規(guī)線纜型二次電池具有插入在內(nèi)電極和外電極之間的電解質(zhì)層。為了使電解質(zhì)層將內(nèi)電極與外電極隔開且防止短路，所述電解質(zhì)層應(yīng)由具有一定程度的機(jī)械性能的凝膠型聚合物電解質(zhì)或固體聚合物電解質(zhì)制成。然而，這種凝膠型聚合物電解質(zhì)或固體聚合物電解質(zhì)作為鋰離子來源不能提供優(yōu)越性能，因此由其制成的電解質(zhì)層應(yīng)具有增加的厚度以充分地提供鋰離子。電解質(zhì)層中的這種厚度增加使電極之間的間隔變寬而使得電阻增加，由此降低電池性能。相比之下，因?yàn)楸景l(fā)明的線纜型二次電池100具有包含電解質(zhì)的用于供給鋰離子的芯110，且本發(fā)明的內(nèi)電極120具有內(nèi)集電器的開放結(jié)構(gòu)，所以用于供給鋰離子的芯110的電解質(zhì)可以通過所述內(nèi)集電器而到達(dá)內(nèi)電極活性材料層和外電極活性材料層140。因此，不必過度地增加電解質(zhì)層的厚度。另外，可以不采用電解質(zhì)層作為必要部件，因此，可以任選僅使用隔膜。因此，本發(fā)明的線纜型二次電池具有包含電解質(zhì)的用于供給鋰離子的芯110以促進(jìn)電解質(zhì)滲透到電極活性材料中，且最終促進(jìn)鋰離子在電極中的供給和交換，由此顯示優(yōu)越的容量和循環(huán)特性。
[0042]用于供給鋰離子的芯110包含電解質(zhì)，且所述電解質(zhì)的實(shí)例可以包括但不特別限于:使用碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞丁酯(BC)、碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯(MF)、Y-丁內(nèi)酉旨U-BL)、環(huán)丁砜、乙酸甲酯(MA)或丙酸甲酯(MP)的非水電解質(zhì)溶液；使用PEO、PVdF、PVdF-HEP、PMMA、PAN或PVAc的凝膠聚合物電解質(zhì)；和使用ΡΕ0、聚環(huán)氧丙烷(PPO)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚乙硫醚(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固體電解質(zhì)。所述電解質(zhì)還包含鋰鹽，且所述鋰鹽的優(yōu)選實(shí)例包括 LiCl、LiBr、Lil、LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6,LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3L1、CF3SO3L1、(CF3SO2) 2NL1、氯硼烷鋰、低級脂族碳酸鋰、四苯基硼酸鋰等。另外，用于供給鋰離子的芯110可以僅由電解質(zhì)組成，且在液體電解質(zhì)的情況下，可以一起使用多孔載體。
[0043]本發(fā)明的內(nèi)電極120具有通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型集電器螺旋絞合而獲得的螺旋電極。
[0044]參考圖2和圖3，本發(fā)明的螺旋電極20的特征在于包含彼此平行排列并螺旋絞合的至少兩個線型電極21，所述線型電極各自具有線型集電器22和涂布在所述線型集電器的表面上的內(nèi)電極活性材料層23。
[0045]本發(fā)明的螺旋電極20被構(gòu)造成具有螺旋絞合的幾個線型電極21，且所述線型電極的絞合沒有特別限制。例如，所述絞合可以通過彼此平行地并排放置幾個線型電極21且隨后將它們絞合在一起、或者通過與長辮發(fā)類似地將幾個線型電極21 —個接一個地交叉而進(jìn)行。
[0046]通常，當(dāng)內(nèi)電極為負(fù)極且將諸如Si和Sn的金屬、或者含有由于其固有性質(zhì)而與Li離子合金化或去合金化以顯示電化學(xué)特性的這種金屬的化合物用作具有大容量的負(fù)極材料時，存在由膨脹造成的嚴(yán)重的大體積變化，這可能引起二次電池衰減。該體積變化減弱金屬活性材料之間的電接觸，由此抑制Li離子轉(zhuǎn)移到負(fù)極活性材料層中而引起循環(huán)劣化。另夕卜，如果負(fù)極活性材料層包含高密度的所述金屬且具有厚的厚度，則Li離子難以擴(kuò)散到負(fù)極活性材料層中，由此不能提供足夠的容量和良好的倍率特性。
[0047]然而，本發(fā)明的螺旋電極20由幾個負(fù)極21組成，在負(fù)極21中負(fù)極活性材料23涂布在線型集電器22的表面上，且所述負(fù)極彼此絞合在一起并且重疊以增加用于在充電/放電過程期間與Li離子反應(yīng)的表面積，由此改善電池的性能。另外，因?yàn)樨?fù)極21具有薄的負(fù)極活性材料層，所以可以改善電池的倍率特性。另外，螺旋電極20具有在幾股負(fù)極之間存在的空間，這可以釋放在充電/放電過程期間在電池中施加的應(yīng)力或壓力如活性材料層的膨脹，從而防止電池的變形且確保其穩(wěn)定性，由此改善電池的壽命循環(huán)特性。
[0048]優(yōu)選地，螺旋電極的絞合率在0.01?IOmm/個絞合的范圍內(nèi)。絞合率通過將負(fù)極線的長度除以絞合數(shù)目來獲得。絞合率的值越低，絞合程度越高。當(dāng)絞合率大于IOmm/個絞合時，線型電極21之間的接觸面積很小而使得表面積的增加微不足道。當(dāng)絞合率小于
0.0lmm/個絞合時，絞合程度變得太大而使得可能損壞線型電極21，從而使得內(nèi)電極活性材料層可能剝離且集電器可能破裂。
[0049]具有這種螺旋電極的內(nèi)電極以開放結(jié)構(gòu)的形式構(gòu)造，使得在用于供給鋰離子的芯中包含的電解質(zhì)可以容易地滲透，且可以使用使得電解質(zhì)容易滲透的任何形式作為開放結(jié)構(gòu)。例如，具有這種開放結(jié)構(gòu)的內(nèi)電極可以具有卷繞在用于供給鋰離子的芯110的外表面上的一個螺旋電極120的形式，如圖1中所示。另外，具有這種開放結(jié)構(gòu)的內(nèi)電極可以具有卷繞在用于供給鋰離子的芯210的外表面上的兩個以上螺旋電極220的形式，如圖4中所示，并且這些螺旋電極可以在彼此不同的方向上卷繞。另外，具有這種開放結(jié)構(gòu)的內(nèi)電極可以具有在縱向上沿用于供給鋰離子的芯的外表面彼此平行排列的兩個以上螺旋電極320的形式，如圖5中所示，并且彼此平行排列的螺旋電極可以為了其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而間歇地交叉。
[0050]內(nèi)集電器22優(yōu)選由以下制成:不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；用碳、鎳、鈦或銀在其表面上處理過的不銹鋼；鋁_鎘合金；用導(dǎo)電材料在其表面上處理過的不導(dǎo)電聚合物；或?qū)щ娋酆衔铩?br> [0051]集電器用于收集通過活性材料的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電子或供給電化學(xué)反應(yīng)需要的電子。一般來講，集電器由金屬如銅或鋁制成。特別地，當(dāng)集電器由用導(dǎo)電材料在其表面上處理過的不導(dǎo)電聚合物或者導(dǎo)電聚合物制成時，集電器具有比由金屬如銅或鋁制成的集電器相對更高的柔性。另外，可以使用聚合物集電器代替金屬集電器以降低電池的重量。
[0052]導(dǎo)電材料可以包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、銦錫氧化物(ITO)、銅、銀、鈀、鎳等。導(dǎo)電聚合物可以包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫等。然而，用于集電器的不導(dǎo)電聚合物的種類沒有特別限制。
[0053]在本發(fā)明中，外集電器的形式?jīng)]有特別限制，但優(yōu)選為管、卷繞線、卷繞片或網(wǎng)眼的形式。外集電器可以由以下制成:不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；用碳、鎳、鈦或銀在其表面上處理過的不銹鋼；鋁_鎘合金；用導(dǎo)電材料在其表面上處理過的不導(dǎo)電聚合物；導(dǎo)電聚合物；包含N1、Al、Au、Ag、Al、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba或ITO的金屬粉末的金屬糊；或者包含石墨、碳黑或碳納米管的碳粉的碳糊。
[0054]內(nèi)電極可以為負(fù)極且外電極可以為正極?；蛘?，內(nèi)電極可以為正極且外電極可以為負(fù)極。
[0055]在本發(fā)明中，電極活性材料層使得離子可通過集電器移動，且離子的移動由離子的相互作用如離子嵌入到電解質(zhì)層中/離子從電解質(zhì)層脫嵌引起。
[0056]這種電極活性材料層可以分成負(fù)極活性材料層和正極活性材料層。
[0057]具體地，當(dāng)內(nèi)電極為負(fù)極且外電極為正極時，內(nèi)電極活性材料層變成負(fù)極活性材料層且可以由選自以下的活性材料制成:天然石墨、人造石墨或碳質(zhì)材料；鋰-鈦復(fù)合氧化物(LTO);和金屬(Me)，包括S1、Sn、L1、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe ;所述金屬的合金；所述金屬的氧化物(MeOx);所述金屬和碳的復(fù)合物；以及它們的混合物，并且外電極活性材料層變成正極活性材料層且可以由選自以下的活性材料制成:LiCo02、LiNi02、LiMn204、LiCoP04、LiFePO4' LiNiMnCoO2' LiNih_y_zCoxMlyM2z02(其中 Ml 和 M2 各自獨(dú)立地選自 Al、N1、Co、Fe、Mn、V、Cr、T1、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自獨(dú)立地為形成氧化物的元素的原子分?jǐn)?shù)，其中 O ≤ χ〈0.5,0 ^ y<0.5,0 ^ ζ〈0.5 且 x+y+z ( I)及其混合物。
[0058]或者，當(dāng)內(nèi)電極為正極且外電極為負(fù)極時，內(nèi)電極活性材料層變成正極活性材料層且外電極活性材料層變成負(fù)極活性材料層。
[0059]如上所述，參考圖1，外電極包含圍繞隔離層130的外表面的外電極活性材料層140和圍繞外電極活性材料層140的外表面的外集電器150。
[0060]另外，外電極可以具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外集電器和被形成為圍繞外集電器的外表面的外電極活性材料層；或者被形成為圍繞隔離層的外表面的外集電器和被形成為圍繞外集電器的外表面且與隔離層接觸的外電極活性材料層；或者被形成為圍繞隔離層的外表面的外電極活性材料層、和被形成為通過被覆蓋在外電極活性材料層中從而包含在所述外電極活性材料層的內(nèi)部、并與隔離層隔開地圍繞所述隔離層的外表面的外集電器。
[0061]具體地，如果將外集電器卷繞在隔離層的外表面上，則隔離層和活性材料層的接觸面積充分增加，從而確保一定程度的電池性能。特別地，因?yàn)楸景l(fā)明的外電極活性材料層通過將漿料形式的活性材料涂布在外集電器的外表面上來形成，所以外電極活性材料層與隔離層接觸。另外，外集電器通過被覆蓋在外電極活性材料層中從而包含在所述外電極活性材料層的內(nèi)部，同時通 過外電極活性材料層從而與隔離層隔開地圍繞所述隔離層的外表面。結(jié)果，改善外集電器與外電極活性材料層之間的電接觸，由此促進(jìn)電池特性的增強(qiáng)。
[0062]例如，當(dāng)外集電器為具有柔性的卷繞線的形式時，卷繞線形式的外集電器由于其形式而具有彈性，從而增強(qiáng)線纜型二次電池的總體柔性。另外，當(dāng)將過大的外力施加至本發(fā)明的線纜型二次電池時，本發(fā)明的線形式的外集電器經(jīng)歷很少的過度變形如折皺或彎曲，因此可以避免由于與內(nèi)集電器接觸而引起的短路。
[0063]電極活性材料層包含電極活性材料、粘合劑和導(dǎo)電材料，且與集電器結(jié)合以構(gòu)造電極。如果電極因由外力引起的彎曲或嚴(yán)重折疊而變形，則可能釋放電極活性材料。電極活性材料的釋放使電池的性能和容量劣化。然而，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榫砝@線形式的外集電器具有彈性，所以其可以分散因外力而發(fā)生這種變形時的施加力，這僅造成活性材料層的輕微變形，由此防止活性材料的釋放。
[0064]本發(fā)明的隔離層可以為電解質(zhì)層或隔膜。
[0065]充當(dāng)離子通道的電解質(zhì)層可以由以下制成:使用PEO、PVdF, PVdF-HFP, PMMA, PAN或PVAc的凝膠型聚合物電解質(zhì)，或使用ΡΕ0、聚環(huán)氧丙烷(PPO)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚乙硫醚(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固體電解質(zhì)。固體電解質(zhì)的基質(zhì)優(yōu)選使用聚合物或陶瓷玻璃作為骨架形成。在典型的聚合物電解質(zhì)的情況下，即使當(dāng)滿足離子電導(dǎo)率時，就反應(yīng)速率而言，離子也非常緩慢地移動。因此，與固體電解質(zhì)相比，優(yōu)選使用促進(jìn)離子移動的凝膠型聚合物電解質(zhì)。凝膠型聚合物電解質(zhì)具有不良的機(jī)械性能，且因此可以包含多孔載體或交聯(lián)聚合物以改善不良的機(jī)械性能。本發(fā)明的電解質(zhì)層可以充當(dāng)隔膜，且因此可以省略另外的隔膜。
[0066]本發(fā)明的電解質(zhì)層還可以包含鋰鹽。鋰鹽可以改善離子電導(dǎo)率和響應(yīng)時間。鋰鹽的非限制性實(shí)例可以包括 LiCl、LiBr、Lil、LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3'LiCF3CO2' LiAsF6, LiSbF6' LiAlCl4, CH3SO3L1、CF3SO3L1、(CF3SO2) 2NL1、氯硼烷鋰、低級脂族碳酸鋰和四苯基硼酸鋰。
[0067]隔膜的實(shí)例可以包括但不限于:由選自乙烯均聚物、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的基于聚烯烴的聚合物制成的多孔基材；由選自聚酯、聚縮醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚乙烯萘的聚合物制成的多孔基材；或由無機(jī)粒子和粘合劑聚合物的混合物制成的多孔基材。其中，為了使用于供給鋰離子的芯的鋰離子轉(zhuǎn)移到外電極，優(yōu)選使用對應(yīng)于由選自聚酯、聚縮醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚乙烯萘的聚合物制成的多孔基材的無紡布隔膜。
[0068]另外，本發(fā)明的線纜型二次電池具有保護(hù)涂層。保護(hù)涂層為絕緣體且被形成為圍繞外集電器，由此保護(hù)電極不受空氣中的水分和外部沖擊的影響。保護(hù)涂層可以由例如PVC, HDPE或環(huán)氧樹脂的常規(guī)聚合物樹脂制成。
[0069]在下文中，將參考圖1簡要地解釋根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的線纜型二次電池及其制造。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的線纜型二次電池100包含:用于供給鋰離子的芯110，其包含電解質(zhì)；內(nèi)電極120，其圍繞用于供給鋰離子的芯110的外表面且包含通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型集電器螺旋絞合而形成的螺旋電極；隔離層130，其圍繞內(nèi)電極的外表面以防止電極之間的短路；和外電極，其包含圍繞隔離層的外表面的外電極活性材料層140和圍繞外電極活性材料層140的外表面的外集電器150。
[0071]首先，使用擠出機(jī)以線的形式提供聚合物電解質(zhì)，從而制備用于供給鋰離子的芯110。另外，用于供給鋰離子的芯110可以通過提供中空的內(nèi)電極并在所述內(nèi)電極的中心引入非水電解質(zhì)溶液、或者通過提供包含保護(hù)涂層以及其他的電池組件并在所述電池組件中包含的內(nèi)電極載體的中心引入非水電解質(zhì)溶液來形成?；蛘撸糜诠┙o鋰離子的芯110可以通過提供由海綿材料制成的線形式的載體并向其中引入非水電解質(zhì)溶液來制備。
[0072]隨后，提供直線型內(nèi)集電器，且內(nèi)電極活性材料層經(jīng)由在所述線型內(nèi)集電器的表面上涂布來形成，從而制備線型電極。所述涂布可以通過各種常規(guī)方法，例如通過電鍍法或陽極氧化法進(jìn)行。另外，為了維持恒定的間隔，可以經(jīng)由使用擠出機(jī)的擠出涂布來間斷地涂布含有活性材料的電極漿料。另外，含有活性材料的電極漿料可以經(jīng)由浸潰涂布或使用擠出機(jī)的擠出涂布來涂布。由此制備的線型電極以幾股提供且彼此螺旋絞合以獲得螺旋電極，且隨后將所述螺旋電極卷繞在用于供給鋰離子的芯110的外表面上以形成內(nèi)電極120。
[0073]隨后，形成由聚合物電解質(zhì)層組成的隔離層130以圍繞內(nèi)電極120。作為電解質(zhì)層的隔離層130可以通過各種方法形成，例如考慮到線纜型二次電池的線性結(jié)構(gòu)，經(jīng)由擠出涂布形成。
[0074]經(jīng)由涂布在通過涂布電解質(zhì)形成的隔離層130的外表面上形成外電極活性材料層140?？梢詫?nèi)電極活性材料層的涂布方法相同地應(yīng)用于外電極活性材料層140。[0075]隨后，提供線形式的外集電器且將其卷繞在外電極活性材料層140的外表面上以形成卷繞線型外集電器150。作為所述外集電器，還可以使用卷繞片、管或網(wǎng)眼形式的集電器。此時，可以首先在外集電器上形成外電極活性材料層且隨后在其上涂布隔離層以形成外電極。例如，在卷繞片形式的集電器的情況下，可以首先在卷繞片形式的集電器上形成外電極活性材料層，接著切割成具有預(yù)定尺寸的片，從而制備片形式的外電極。隨后，可以將所制備的片形式的外電極卷繞在隔離層的外表面上，從而使外電極活性材料層與隔離層接觸，由此形成隔離層上的外電極。
[0076]作為另一方法，在外電極的形成中，可以首先形成外集電器以圍繞隔離層的外表面，且隨后接著形成外電極活性材料層以圍繞外集電器的外表面。
[0077]同時，在具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外集電器和被形成為圍繞外集電器的外表面且與隔離層接觸的外電極活性材料層的結(jié)構(gòu)的情況下，首先將例如線或片形式的外集電器卷繞在隔離層的外表面上。卷繞方法沒有特別限制。例如，在線形式的集電器的情況下，卷繞可以通過使用卷繞機(jī)在隔離層的外表面上進(jìn)行。隨后，外電極活性材料層經(jīng)由在卷繞線或片形式的外集電器的外表面上涂布來形成，從而使得外電極活性材料層圍繞外集電器且與隔離層接觸。
[0078]另外，在具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外電極活性材料層和被形成為通過被覆蓋在外電極活性材料層中從而包含在所述外電極活性材料層的內(nèi)部、并與隔離層隔開地圍繞所述隔離層的外表面的外集電器的結(jié)構(gòu)的情況下，首先在隔離層的外表面上形成最后將獲得的外電極活性材料層的一部分，且在其上形成外集電器以圍繞所述外電極活性材料層的一部分，隨后在外集電器上進(jìn)一步形成外電極活性材料層以完全覆蓋外集電器。由此，將外集電器布置在外電極活性材料層內(nèi)部以改善集電器與活性材料之間的電接觸，由此增強(qiáng)電池特性。
[0079]最后，形成保護(hù)涂層160以圍繞電極組件的外表面。為了保護(hù)電極不受空氣中的水分和外部沖擊的影響，保護(hù)涂層160為絕緣體且形成在最外表面上。作為保護(hù)涂層160，可以使用常規(guī)聚合物樹脂，例如PVC、HDPE和環(huán)氧樹脂。
[0080]在下文中，將參考圖4、圖5和圖6簡要地解釋本發(fā)明的其他實(shí)施方式。
[0081]參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的線纜型二次電池200包含:用于供給鋰離子的芯210，其包含電解質(zhì)；內(nèi)電極220，其圍繞用于供給鋰離子的芯的外表面且包含通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型集電器螺旋絞合而形成的螺旋電極，其中螺旋電極卷繞在用于供給鋰離子的芯的外表面上；隔離層230，其圍繞內(nèi)電極220的外表面以防止電極之間的短路；和外電極，其包含圍繞隔離層230的外表面的外電極活性材料層240和圍繞外電極活性材料層240的外表面的外集電器250。
[0082]參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的線纜型二次電池300包含:用于供給鋰離子的芯310，其包含電解質(zhì)；內(nèi)電極320，其圍繞用于供給鋰離子的芯的外表面且包含通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型集電器螺旋絞合而形成的兩個螺旋電極，其中螺旋電極在縱向上沿用于供給鋰離子的芯的外表面彼此平行排列；隔離層330，其圍繞內(nèi)電極320的外表面以防止電極之間的短路；和外電極，其包含圍繞隔離層330的外表面的外電極活性材料層340和圍繞外電極活性材料層340的外表面的外集電器350。
[0083]參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的線纜型二次電池400包含:兩個以上用于供給鋰離子的芯410，其包含電解質(zhì)；兩個以上彼此平行排列的內(nèi)電極420，各個內(nèi)電極圍繞各個用于供給鋰離子的芯410的外表面且包含通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型集電器螺旋絞合而形成的螺旋電極；隔離層430，其圍繞內(nèi)電極420的外表面以防止電極之間的短路；和外電極，其包含圍繞隔離層430的外表面的外電極活性材料層440和圍繞外電極活性材料層440的外表面的外集電器450。這種線纜型二次電池400具有由多個電極組成的內(nèi)電極，由此使得可以控制正極和負(fù)極之間的平衡并防止短路。
[0084]另外，在圖4?6的線纜型二次電池中，除了具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外電極活性材料層和被形成為圍繞外電極活性材料層的外表面的外集電器的外電極的結(jié)構(gòu)以外，如上所述，所述外電極可以以如下結(jié)構(gòu)形成:具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外集電器和被形成為圍繞外集電器的外表面的外電極活性材料層的結(jié)構(gòu)；具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外集電器和被形成為圍繞外集電器的外表面且與隔離層接觸的外電極活性材料層的結(jié)構(gòu)；或者具有被形成為圍繞隔離層的外表面的外電極活性材料層，和被形成為通過被覆蓋在外電極活性材料層中從而包含在所述外電極活性材料層的內(nèi)部、并與隔離層隔開地圍繞所述隔離層的外表面的外集電器的結(jié)構(gòu)。
[0085]〈附圖標(biāo)記〉
[0086]20:螺旋電極
[0087]21:線型內(nèi)電極
[0088]22:線型內(nèi)集電器
[0089]23:內(nèi)電極活性材料層
[0090]100、200、300、400:線纜型二次電池
[0091]110、210、310、410:用于供給鋰離子的芯
[0092]120、220、320、420:內(nèi)電極
[0093]130、230、330、430:隔離層
[0094]140、240、340、440:外電極活性材料層
[0095]150,250,350,450:外集電器
[0096]160,260,360,460:保護(hù)涂層
【權(quán)利要求】
1.一種線纜型二次電池，其具有預(yù)定形狀的水平橫截面且縱向延伸，包含: 用于供給鋰離子的芯，其包含電解質(zhì)； 內(nèi)電極，其包含通過將在表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型內(nèi)集電器螺旋絞合而形成的螺旋電極； 隔離層，其圍繞所述內(nèi)電極的外表面以防止電極之間的短路；和 外電極，其圍繞所述隔離層的外表面且包含外電極活性材料層和外集電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極包含卷繞以圍繞所述用于供給鋰離子的芯的外表面的一個以上螺旋電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極包含在縱向上沿所述用于供給鋰離子的芯的外表面彼此平行排列的一個以上螺旋電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中，在所述外電極中， 所述外電極活性材料層被形成為圍繞所述隔離層的外表面，且所述外集電器被形成為圍繞所述外電極活性材料層的外表面； 所述外集電器被形成為圍繞所述隔離層的外表面，且所述外電極活性材料層被形成為圍繞所述外集電器的外表面； 所述外集電器被形成為圍繞所述隔離層的外表面，且所述外電極活性材料層被形成為圍繞所述外集電器的外表面并且與所述隔離層接觸；或者 所述外電極活性材料層被形成為圍繞所述隔離層的外表面，且所述外集電器被形成為通過被覆蓋在所述外電極活 性材料層中從而包含在所述外電極活性材料層的內(nèi)部、并與隔離層隔開地圍繞所述隔離層的外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述外集電器具有管、卷繞線、卷繞片或網(wǎng)眼的形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)集電器由以下制成:不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；用碳、鎳、鈦或銀在其表面上處理過的不銹鋼；鋁-鎘合金；用導(dǎo)電材料在其表面上處理過的不導(dǎo)電聚合物；或?qū)щ娋酆衔铩?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線纜型二次電池，其中所述導(dǎo)電材料選自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、銦錫氧化物(ITO)、銀、鈀、鎳及其混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線纜型二次電池，其中所述導(dǎo)電聚合物選自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫及其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述外集電器由以下制成:不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；用碳、鎳、鈦或銀在其表面上處理過的不銹鋼；鋁_鎘合金；用導(dǎo)電材料在其表面上處理過的不導(dǎo)電聚合物；導(dǎo)電聚合物；包含N1、Al、Au、Ag、Al、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba或ITO的金屬粉末的金屬糊；或者包含石墨、碳黑或碳納米管的碳粉的碳糊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述電解質(zhì)包含選自以下的電解質(zhì):使用碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞丁酯(BC)、碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯(MF)、-丁內(nèi)酯(Y-BL)、環(huán)丁砜、乙酸甲酯(MA)或丙酸甲酯(MP)的非水電解質(zhì)溶液；使用PEO、PVdF、PVdF-HEP、PMMA、PAN或PVAc的凝膠聚合物電解質(zhì)；和使用ΡΕ0、聚環(huán)氧丙烷(PPO)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚乙硫醚(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固體電解質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述電解質(zhì)還包含鋰鹽。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的線纜型二次電池，其中所述鋰鹽選自LiCl、LiBr,Lil、LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6' LiSbF6' LiAlCl4' CH3SO3Li'CF3SO3L1、(CF3SO2) 2NL1、氯硼烷鋰、低級脂族碳酸鋰、四苯基硼酸鋰及其混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極為負(fù)極且所述外電極為正極，或者所述內(nèi)電極為正極且所述外電極為負(fù)極。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中，當(dāng)所述內(nèi)電極為負(fù)極且所述外電極為正極時， 所述內(nèi)電極活性材料層包含選自以下的活性材料:天然石墨、人造石墨或碳質(zhì)材料；鋰-鈦復(fù)合氧化物(LTO);金屬(Me)，包括S1、Sn、L1、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe ;所述金屬的合金；所述金屬的氧化物(MeOx);所述金屬和碳的復(fù)合物；及其混合物，且 所述外電極活性材料層包含選自以下的活性材料:LiCo02、LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4,LiFePO4' LiNiMnCoO2' LiNih_y_zCoxMlyM2z02(其中 Ml 和 M2 各自獨(dú)立地選自 Al、N1、Co、Fe、Mn、V、Cr、T1、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自獨(dú)立地為形成氧化物的元素的原子分?jǐn)?shù)，其中 O ≤ χ〈0.5,0 ^ y<0.5,0 ^ ζ〈0.5 且 x+y+z ( I)及其混合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中，當(dāng)所述內(nèi)電極為正極且所述外電極為負(fù)極時， 所述內(nèi)電極活性材料層包含選自以下的活性材料:LiCo02、LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4,LiFePO4' LiNiMnCoO2' LiNih_y_zCoxMlyM2z02(其中 Ml 和 M2 各自獨(dú)立地選自 Al、N1、Co、Fe、Mn、V、Cr、T1、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自獨(dú)立地為形成氧化物的元素的原子分?jǐn)?shù)，其中 O ≤ χ〈0.5,0 ^ y<0.5,0 ^ z<0.5 且 x+y+z ( I)及其混合物，且 所述外電極活性材料層包含選自以下的活性材料:天然石墨、人造石墨或碳質(zhì)材料；鋰-鈦復(fù)合氧化物(LTO);金屬(Me)，包括S1、Sn、L1、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe ;所述金屬的合金；所述金屬的氧化物(MeOx);所述金屬和碳的復(fù)合物；以及它們的混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜型二次電池，其中所述隔離層為電解質(zhì)層或隔膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的線纜型二次電池，其中所述電解質(zhì)層包含選自如下的電解質(zhì):使用PEO、PVdF、PVdF-HFP、PMMA、PAN或PVAc的凝膠聚合物電解質(zhì)；和使用ΡΕ0、聚環(huán)氧丙烷(PPO)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚乙硫醚(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固體電解質(zhì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的線纜型二次電池，其中所述電解質(zhì)層還包含鋰鹽。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的線纜型二次電池，其中所述鋰鹽選自LiCl、LiBr、Lil、LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6' LiSbF6' LiAlCl4' CH3SO3Li'CF3SO3L1、(CF3SO2) 2NL1、氯硼烷鋰、低級脂族碳酸鋰、四苯基硼酸鋰及其混合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的線纜型二次電池，其中所述隔膜為由選自乙烯均聚物、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的基于聚烯烴的聚合物制成的多孔基材；由選自聚酯、聚縮醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚乙烯萘的聚合物制成的多孔基材；或由無機(jī)粒子和粘合劑聚合物的混合物制成的多孔基材。
21.一種線纜型二次電池，其具有預(yù)定形狀的水平橫截面且縱向延伸，包含: 兩個以上用于供給鋰離子的芯，其包含電解質(zhì)；兩個以上彼此平行排列的內(nèi)電極，各個內(nèi)電極包含通過將表面上涂布有內(nèi)電極活性材料的兩個以上線型內(nèi)集電器螺旋絞合而形成的螺旋電極； 隔離層，其圍繞所述內(nèi)電極的外表面以防止電極之間的短路；和 外電極，其圍繞所述隔離層的外表面且包含外電極活性材料層和外集電器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極各自包含卷繞以圍繞所述用于供給鋰離子的芯的外表面的一個以上螺旋電極。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極各自包含在縱向上沿所述用于供給鋰離子的芯的外表面彼此`平行排列的一個以上螺旋電極。
【文檔編號】H01M4/64GK103875112SQ201280050021
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】權(quán)友涵, 禹相昱, 鄭惠蘭, 金帝映 申請人:株式會社Lg 化學(xué)