本公開涉及線纜型二次電池，且更具體地涉及具有高容量和自由的形狀適應(yīng)性的線纜型二次電池。

本申請(qǐng)要求于2015年2月9日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)10-2015-0019709號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并通過(guò)引用將其內(nèi)容并入本文中。

背景技術(shù)：

近來(lái)，二次電池為以化學(xué)形式儲(chǔ)存電能并在需要時(shí)將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能以產(chǎn)生電力的裝置。二次電池也被稱作“可再充電電池”，因?yàn)槠淠軌蚍磸?fù)再充電。普通的二次電池包含鉛蓄電池、nicd電池、nimh蓄電池、li離子電池和li離子聚合物電池。當(dāng)與一次性的原電池相比時(shí)，二次電池不僅更經(jīng)濟(jì)有效，而且還更環(huán)境友好。

目前二次電池用于低功率的應(yīng)用，例如協(xié)助啟動(dòng)汽車引擎的裝置、移動(dòng)裝置、工具和不間斷電源系統(tǒng)。近來(lái)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了移動(dòng)裝置的普及并引起了將多種現(xiàn)有裝置連接到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)。在這種情況下，對(duì)二次電池的需求急劇增加。在防止環(huán)境污染方面已經(jīng)將混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車輛投入實(shí)際應(yīng)用中。這些下一代車輛通過(guò)采用基于二次電池的技術(shù)而降低成本和重量并且增加其使用壽命。

通常，大部分二次電池呈圓柱形、棱柱形或袋狀。這是因?yàn)椋ㄟ^(guò)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罐或鋁層壓片的袋狀殼中，并將電解質(zhì)注入電極組件中來(lái)制造二次電池。由此，因?yàn)槎坞姵匦枰A(yù)定的安裝空間，所以二次電池的圓柱形、棱柱形或袋狀形狀是在研發(fā)不同形狀的移動(dòng)裝置的過(guò)程中的限制因素。因此，需要形狀能易于適應(yīng)的新型二次電池。

為了滿足這種需要，已經(jīng)提出了長(zhǎng)度對(duì)橫斷面直徑之比非常大的線性電池。韓國(guó)專利2005-99903號(hào)公開了一種包含內(nèi)電極、外電極和置于所述電極之間的電解質(zhì)層的柔性電池，但柔性不是太好。此外，線性電池使用聚合物電解質(zhì)來(lái)形成電解質(zhì)層，使得電解質(zhì)難以滲入電極的活性材料中，導(dǎo)致電池電阻升高且容量和循環(huán)特性下降。

此外，在形成線纜型二次電池時(shí)，在內(nèi)電極與外電極和置于電極之間的隔離層之間產(chǎn)生不均勻的間隙，并且由于該間隙，導(dǎo)致電解液向外電極活性材料層的供應(yīng)不順利，造成電池性能下降。

此外，在線纜型二次電池中使用線型集電器的情況下，通常由于線狀電阻高于片狀電阻，所以線型集電器具有比片型集電器高的電阻特性，導(dǎo)致電池性能下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

因此，本公開旨在提供具有線性結(jié)構(gòu)的新型大容量二次電池，所述線性結(jié)構(gòu)易于適應(yīng)形狀，能夠保持二次電池的穩(wěn)定性和出色的性能，并且使得電解質(zhì)易于滲透到電極的活性材料中。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了如下實(shí)施方案的線纜型二次電池。

第一實(shí)施方案涉及線纜型二次電池，所述線纜型二次電池包含：內(nèi)電極支撐件；內(nèi)電極，所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極支撐件的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；外隔離層，所述外隔離層以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極的外部上的方式形成；和外電極，所述外電極以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成。

第二實(shí)施方案涉及根據(jù)第一實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極支撐件具有內(nèi)部形成有空間的開放結(jié)構(gòu)。

第三實(shí)施方案涉及根據(jù)第一或第二實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極支撐件是至少一種螺旋卷繞的線、至少一種螺旋卷繞的片、絞合線(twistedwire)、線型線(linearwire)、中空纖維或網(wǎng)眼型(mesh-type)支撐件。

第四實(shí)施方案涉及根據(jù)第三實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述中空纖維由選自如下物質(zhì)中的至少一種物質(zhì)形成：聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺酰亞胺、聚酯酰亞胺、聚醚砜和聚砜。

第五實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第四實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述第一內(nèi)電極包含第一內(nèi)集電器和形成在所述第一內(nèi)集電器的一個(gè)表面上的第一內(nèi)電極活性材料層，且所述外電極包含外集電器和形成在所述外集電器的一個(gè)表面上的外電極活性材料層。

第六實(shí)施方案涉及根據(jù)第五實(shí)施方案的線纜型二次電池，其還包含形成在所述第一內(nèi)集電器的另一個(gè)表面和所述外集電器的另一個(gè)表面中的至少一者上的聚合物膜層。

第七實(shí)施方案涉及根據(jù)第六實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述聚合物膜層由選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物形成：聚烯烴、聚酯、聚酰亞胺和聚酰胺。

第八實(shí)施方案涉及根據(jù)第五至第七實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中在所述第一內(nèi)電極活性材料層和所述外電極活性材料層中的至少一者的表面上進(jìn)一步形成聚合物支撐層。

第九實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第八實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述第二內(nèi)電極包含第二內(nèi)集電器和形成在所述第二內(nèi)集電器的兩個(gè)表面上的第二內(nèi)電極活性材料層。

第十實(shí)施方案涉及根據(jù)第九實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中在所述第二內(nèi)電極活性材料層的表面上進(jìn)一步形成聚合物支撐層。

第十一實(shí)施方案涉及根據(jù)第八至第十實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述聚合物支撐層是孔徑為0.01μm～10μm且孔隙率為5％～95％的多孔聚合物層。

第十二實(shí)施方案涉及根據(jù)第八至第十一實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述聚合物支撐層包含極性線型聚合物、氧化物類線型聚合物或它們的混合物。

第十三實(shí)施方案涉及根據(jù)第十二實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述極性線型聚合物是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚乙烯亞胺、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、聚芳酯和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺。

第十四實(shí)施方案涉及根據(jù)第十二實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述氧化物類線型聚合物是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚甲醛和聚二甲基硅氧烷。

第十五實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第十四實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)隔離層和所述外隔離層的寬度和長(zhǎng)度各自大于所述第一內(nèi)集電器、所述第二內(nèi)集電器和所述外集電器的寬度和長(zhǎng)度。

第十六實(shí)施方案涉及根據(jù)第五至第十五實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述第一內(nèi)集電器、所述第二內(nèi)集電器和所述外集電器中的至少一者還包含含有導(dǎo)電材料和粘合劑的底涂層。

第十七實(shí)施方案涉及根據(jù)第十六實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述導(dǎo)電材料包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纖維、碳納米管和石墨烯。

第十八實(shí)施方案涉及根據(jù)第十六或第十七實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述粘合劑是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-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、聚環(huán)氧乙烷、聚芳酯、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、氰乙基普魯蘭、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纖維素、氰乙基蔗糖、普魯蘭、羧甲基纖維素、丁苯橡膠、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亞胺。

第十九實(shí)施方案涉及根據(jù)第五至第十八實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中在所述第一內(nèi)集電器、所述第二內(nèi)集電器和所述外集電器中的至少一者的一個(gè)表面上形成多個(gè)凹部。

第二十實(shí)施方案涉及根據(jù)第十九實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述多個(gè)凹部具有連續(xù)圖案或間斷圖案。

第二十一實(shí)施方案涉及根據(jù)第二十實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述連續(xù)圖案以彼此間隔開的方式在縱向方向上形成。

第二十二實(shí)施方案涉及根據(jù)第二十實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述間斷圖案由多個(gè)孔形成。

第二十三實(shí)施方案涉及根據(jù)第二十二實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述多個(gè)孔各自呈圓形或多邊形形狀。

第二十四實(shí)施方案涉及根據(jù)第五至第二十三實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述第一內(nèi)集電器、所述第二內(nèi)集電器和所述外集電器中的至少一者為膜型集電器或網(wǎng)眼型集電器。

第二十五實(shí)施方案涉及根據(jù)第五至第二十四實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述第一內(nèi)集電器、所述第二內(nèi)集電器和所述外集電器中的至少一者由如下物質(zhì)制成：不銹鋼；鋁；鎳；鈦；燒結(jié)碳；銅；經(jīng)碳、鎳、鈦或銀進(jìn)行表面處理的不銹鋼；鋁-鎘合金；經(jīng)導(dǎo)電材料進(jìn)行表面處理的不導(dǎo)電聚合物；導(dǎo)電聚合物；包含ni、al、au、ag、pd-ag、cr、ta、cu、ba或ito的粉末的糊料；或包含石墨、炭黑或碳納米管的碳粉末的碳糊料。

第二十六實(shí)施方案涉及根據(jù)第二十五實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述導(dǎo)電材料是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、銦錫氧化物(ito)、銀、鈀和鎳。

第二十七實(shí)施方案涉及根據(jù)第二十五或第二十六實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述導(dǎo)電聚合物是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。

第二十八實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第二十七實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述片型第一內(nèi)電極、所述片型內(nèi)隔離層、所述片型第二內(nèi)電極、所述片型外隔離層和所述片型外電極具有在一個(gè)方向上延伸的條狀結(jié)構(gòu)(stripstructure)。

第二十九實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第二十八實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述片型第一內(nèi)電極、所述片型內(nèi)隔離層、所述片型第二內(nèi)電極、所述片型外隔離層和所述片型外電極以不重疊的匝的形式螺旋卷繞地形成。

第三十實(shí)施方案涉及根據(jù)第二十九實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述片型第一內(nèi)電極、所述片型內(nèi)隔離層、所述片型第二內(nèi)電極、所述片型外隔離層和所述片型外電極以不重疊的匝的形式螺旋卷繞地形成，各個(gè)匝以所述片型第一內(nèi)電極、所述片型內(nèi)隔離層、所述片型第二內(nèi)電極、所述片型外隔離層和所述片型外電極各自的寬度的兩倍以下的間隙隔開。

第三十一實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第三十實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述片型第一內(nèi)電極、所述片型內(nèi)隔離層、所述片型第二內(nèi)電極、所述片型外隔離層和所述片型外電極以重疊的匝的形式螺旋卷繞地形成。

第三十二實(shí)施方案涉及根據(jù)第三十一實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述片型第一內(nèi)電極、所述片型內(nèi)隔離層、所述片型第二內(nèi)電極、所述片型外隔離層和所述片型外電極以使得其在重疊部分的寬度是所述片型第一內(nèi)電極、所述片型內(nèi)隔離層、所述片型第二內(nèi)電極、所述片型外隔離層和所述片型外電極的各自的寬度的0.9倍以下的方式螺旋卷繞地形成。

第三十三實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第三十二實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極支撐件包含含有螺旋交叉卷繞的至少兩根線的內(nèi)電極支撐件。

第三十四實(shí)施方案涉及根據(jù)第二至第三十三實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中在內(nèi)電極支撐件內(nèi)形成的空間中形成內(nèi)電極集電器芯、包含電解質(zhì)的鋰離子供應(yīng)芯、或填充芯。

第三十五實(shí)施方案涉及根據(jù)第三十四實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)電極集電器芯由如下物質(zhì)制成：碳納米管、不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；經(jīng)碳、鎳、鈦或銀進(jìn)行表面處理的不銹鋼；鋁-鎘合金；經(jīng)導(dǎo)電材料進(jìn)行表面處理的不導(dǎo)電聚合物；或?qū)щ娋酆衔铩?/p>

第三十六實(shí)施方案涉及根據(jù)第三十四或第三十五實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述鋰離子供應(yīng)芯包含凝膠型聚合物電解質(zhì)和支撐件。

第三十七實(shí)施方案涉及根據(jù)第三十四至第三十六實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述鋰離子供應(yīng)芯包含液體電解質(zhì)和多孔載體。

第三十八實(shí)施方案涉及根據(jù)第三十四至第三十七實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述電解質(zhì)包含選自如下物質(zhì)中的電解質(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)、γ-丁內(nèi)酯(γ-bl)、環(huán)丁砜、乙酸甲酯(ma)或丙酸甲酯(mp)的非水電解液；使用peo、pvdf、pvdf-hfp、pmma、pan或pvac的凝膠型聚合物電解質(zhì)；或使用peo、聚環(huán)氧丙烷(ppo)、聚乙烯亞胺(pei)、聚硫化乙烯(pes)或聚乙酸乙烯酯(pvac)的固體電解質(zhì)。

第三十九實(shí)施方案涉及根據(jù)第三十四至第三十八實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述電解質(zhì)還包含鋰鹽。

第四十實(shí)施方案涉及根據(jù)第三十九實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述鋰鹽是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼烷鋰、低級(jí)脂族碳酸鋰和四苯基硼酸鋰。

第四十一實(shí)施方案涉及根據(jù)第三十四至第四十實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述填充芯包含聚合物樹脂、橡膠或無(wú)機(jī)材料，并且所述聚合物樹脂、所述橡膠或所述無(wú)機(jī)材料呈線、纖維、粉末、網(wǎng)眼或泡沫的形狀。

第四十二實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第四十一實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述第一內(nèi)電極和所述外電極是正極且所述第二內(nèi)電極是負(fù)極，或者所述第一內(nèi)電極和所述外電極是負(fù)極且所述第二內(nèi)電極是正極。

第四十三實(shí)施方案涉及根據(jù)第五至第四十二實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中在所述第一內(nèi)電極和所述外電極為負(fù)極的情況下，所述第一內(nèi)電極活性材料和所述外電極活性材料各自獨(dú)立地包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物的活性材料粒子：天然石墨、人造石墨或碳質(zhì)材料；含鋰的鈦復(fù)合氧化物(lto)和包括si、sn、li、zn、mg、cd、ce、ni或fe的金屬(me)；由所述金屬(me)構(gòu)成的合金；所述金屬(me)的氧化物(meox)；和所述金屬(me)與碳的復(fù)合物，且在所述第一內(nèi)電極和所述外電極是正極的情況下，所述第一內(nèi)電極活性材料和所述外電極活性材料各自獨(dú)立地包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物的活性材料粒子：licoo2、linio2、limn2o4、licopo4、lifepo4和lini1-x-y-zcoxm1ym2zo2(m1和m2各自獨(dú)立地為選自如下元素中的任意一種元素：al、ni、co、fe、mn、v、cr、ti、w、ta、mg和mo，且x、y和z各自獨(dú)立地為氧化物組成中的元素的原子分?jǐn)?shù)，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，0<x+y+z≤1)。

第四十四實(shí)施方案涉及根據(jù)第九至第四十三實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中在所述第二內(nèi)電極為正極的情況下，所述第二內(nèi)電極活性材料包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物的活性材料粒子：licoo2、linio2、limn2o4、licopo4、lifepo4和lini1-x-y-zcoxm1ym2zo2(m1和m2各自獨(dú)立地為選自如下元素中的任意一種元素：al、ni、co、fe、mn、v、cr、ti、w、ta、mg和mo，且x、y和z各自獨(dú)立地為氧化物組成中的元素的原子分?jǐn)?shù)，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，0<x+y+z≤1)，且在所述第二內(nèi)電極為負(fù)極的情況下，所述第二內(nèi)電極活性材料包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物的活性材料粒子：天然石墨、人造石墨或碳質(zhì)材料；含鋰的鈦復(fù)合氧化物(lto)和包括si、sn、li、zn、mg、cd、ce、ni或fe的金屬(me)；由所述金屬(me)構(gòu)成的合金；所述金屬(me)的氧化物(meox)；和所述金屬(me)與碳的復(fù)合物。

第四十五實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第四十四實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述內(nèi)隔離層和所述外隔離層各自為電解質(zhì)層或隔膜。

第四十六實(shí)施方案涉及根據(jù)第四十五實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述電解質(zhì)層包含選自如下物質(zhì)中的電解質(zhì)：使用peo、pvdf、pvdf-hfp、pmma、pan或pvac的凝膠型聚合物電解質(zhì)；或使用peo、聚環(huán)氧丙烷(ppo)、聚乙烯亞胺(pei)、聚硫化乙烯(pes)或聚乙酸乙烯酯(pvac)的固體電解質(zhì)。

第四十七實(shí)施方案涉及根據(jù)第四十五或第四十六實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述電解質(zhì)層還包含鋰鹽。

第四十八實(shí)施方案涉及根據(jù)第四十七實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述鋰鹽是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼烷鋰、低級(jí)脂族碳酸鋰和四苯基硼酸鋰。

第四十九實(shí)施方案涉及根據(jù)第四十五至第四十八實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述隔膜是包含如下物質(zhì)的隔膜：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聚烯烴類聚合物制成的多孔聚合物基材；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、聚苯硫醚和聚萘二甲酸乙二醇酯的聚合物制成的多孔聚合物基材；由無(wú)機(jī)粒子和粘合劑聚合物的混合物形成的多孔基材；或在所述多孔聚合物基材的至少一個(gè)表面上的由無(wú)機(jī)粒子和粘合劑聚合物的混合物形成的多孔涂層。

第五十實(shí)施方案涉及根據(jù)第四十九實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述多孔聚合物基材是多孔聚合物膜基材或多孔無(wú)紡布基材。

第五十一實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第五十實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其還包含形成在所述線纜型二次電池外部周圍的保護(hù)涂層。

第五十二實(shí)施方案涉及根據(jù)第五十一實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述保護(hù)涂層由聚合物樹脂形成。

第五十三實(shí)施方案涉及根據(jù)第五十二實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述聚合物樹脂包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：pet、pvc、hdpe和環(huán)氧樹脂。

第五十四實(shí)施方案涉及根據(jù)第五十一至第五十三實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中所述保護(hù)涂層還包含濕氣阻擋層。

第五十五實(shí)施方案涉及根據(jù)第五十四實(shí)施方案的線纜型二次電池，其中所述濕氣阻擋層由鋁或液晶聚合物形成。

第五十六實(shí)施方案涉及根據(jù)第一至第五十五實(shí)施方案中任一項(xiàng)的線纜型二次電池，其中通過(guò)在所述外隔離層與所述外電極之間以順序次序進(jìn)一步卷繞一匝(turn)以上來(lái)形成各片型電極和片型隔離層。

第五十七實(shí)施方案涉及線纜型二次電池，所述線纜型二次電池包含：鋰離子供應(yīng)芯，所述鋰離子供應(yīng)芯包含電解質(zhì)；內(nèi)電極支撐件，所述內(nèi)電極支撐件具有形成在所述鋰離子供應(yīng)芯周圍的開放結(jié)構(gòu)；內(nèi)電極，所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極支撐件的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；外隔離層，所述外隔離層以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極的外部上的方式形成；和外電極，所述外電極以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成。

第五十八實(shí)施方案涉及線纜型二次電池，所述線纜型二次電池包含：平行布置的至少兩個(gè)內(nèi)電極支撐件；至少兩個(gè)內(nèi)電極，各個(gè)所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極支撐件各自的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；外隔離層，所述外隔離層以在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極的外部周圍一起螺旋卷繞的方式形成；以及外電極，所述外電極以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成。

第五十九實(shí)施方案涉及線纜型二次電池，所述線纜型二次電池包含：至少兩個(gè)鋰離子供應(yīng)芯，所述鋰離子供應(yīng)芯包含電解質(zhì)；至少兩個(gè)內(nèi)電極，各個(gè)所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極支撐件各自的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；外隔離層，所述外隔離層以在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極的外部周圍一起螺旋卷繞的方式形成；以及外電極，所述外電極以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成。

有益效果

根據(jù)本公開的實(shí)施方案，排除了具有高電阻的線型集電器并且包含片型電極，從而降低了線纜型二次電池的電阻，有助于提高電池性能。

此外，根據(jù)本公開的實(shí)施方案，內(nèi)電極具有包含第一內(nèi)電極和第二內(nèi)電極的多層電極結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)高容量線纜型二次電池。

此外，根據(jù)本公開的實(shí)施方案，將包含電解質(zhì)的鋰離子供應(yīng)芯配置在內(nèi)電極支撐件內(nèi)，并且所述內(nèi)電極支撐件具有開放結(jié)構(gòu)，使得鋰離子供應(yīng)芯的電解質(zhì)易于滲入電極活性材料中，導(dǎo)致易于供應(yīng)和交換鋰離子。由此電池的容量和循環(huán)特性優(yōu)異。

此外，根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池具有有開放結(jié)構(gòu)的內(nèi)電極支撐件、以及如同彈簧結(jié)構(gòu)螺旋卷繞的片型電極和片型隔離層，由此保持線性形狀，并緩和由外力引起的應(yīng)力。

附圖說(shuō)明

附圖顯示了本公開的優(yōu)選實(shí)施方案，并且與前述公開內(nèi)容一起用于進(jìn)一步理解本公開的技術(shù)主旨。然而，本公開不應(yīng)被解釋為限于附圖。

圖1是顯示根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是顯示根據(jù)本公開實(shí)施方案的片型第一內(nèi)電極的結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是顯示根據(jù)本公開實(shí)施方案的片型外電極的結(jié)構(gòu)的圖。

圖4和圖5是顯示根據(jù)本公開實(shí)施方案的第二內(nèi)電極的結(jié)構(gòu)的圖。

圖6是顯示根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池的結(jié)構(gòu)的圖。

具體實(shí)施方式

下文中，將參考附圖對(duì)本公開進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)理解，不能認(rèn)為說(shuō)明書和附屬權(quán)利要求書中使用的術(shù)語(yǔ)或單詞限制為普通和詞典的意思，而是應(yīng)在允許本發(fā)明人對(duì)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行適當(dāng)定義以進(jìn)行最好說(shuō)明的原則的基礎(chǔ)上，基于與本公開的技術(shù)方面相對(duì)應(yīng)的意思和概念對(duì)所述術(shù)語(yǔ)和單詞進(jìn)行解釋。

因此，本文中所述的公開內(nèi)容只是本公開的一個(gè)最優(yōu)選的實(shí)施方案，不是為了代表本公開的所有技術(shù)方面，因此應(yīng)理解，在提交本申請(qǐng)時(shí)，可對(duì)其完成作為替代的各種等價(jià)物和變體。

即，根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池包含：內(nèi)電極支撐件；內(nèi)電極，所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極支撐件的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；外隔離層，所述外隔離層以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極的外部上的方式形成；和外電極，所述外電極以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成。

在使用線型集電器的情況下，通常由于線電阻高于片電阻，所以施加到線型集電器的電阻會(huì)影響電池，導(dǎo)致電池性能下降。然而，根據(jù)本公開，由于第一內(nèi)電極、第二內(nèi)電極和外電極是使用片型集電器作為集電器的片型電極，因此能夠降低電池電阻，并且經(jīng)由這樣能夠提高電池性能。

在此，術(shù)語(yǔ)“螺旋(spiral)”也稱為螺旋線(helix)，是指在預(yù)定范圍內(nèi)以扭曲形狀轉(zhuǎn)動(dòng)的曲線，并且總體地表示與普通彈簧的形狀相似的形狀。

在這種情況下，片型第一內(nèi)電極、片型第二內(nèi)電極和片型外電極可以具有在一個(gè)方向上延伸的條狀結(jié)構(gòu)。

此外，片型第一內(nèi)電極、片型第二內(nèi)電極和片型外電極可以以不重疊的匝的形式螺旋卷繞。在這種情況下，片型第一內(nèi)電極、片型第二內(nèi)電極和片型外電極各自可以以不重疊的匝的形式螺旋卷繞，各個(gè)匝以片型隔離層-電極復(fù)合體的寬度的兩倍以下的間隙間隔開，從而防止任何電池性能下降。

此外，片型第一內(nèi)電極、片型第二內(nèi)電極和片型外電極可以以重疊的匝的形式螺旋卷繞。在這種情況下，為了防止電池內(nèi)部電阻的過(guò)度增加，片型第一內(nèi)電極、片型第二內(nèi)電極和片型外電極各自可以螺旋卷繞以使得其在重疊部分的寬度是片型第一內(nèi)電極、片型第二內(nèi)電極和片型外電極各自的寬度的0.9倍以下。

參考圖1，根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池包含：內(nèi)電極支撐件100；內(nèi)電極，所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極支撐件100的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極200、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極200的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層300、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層300的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極400；外隔離層500，所述外隔離層500以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極的外部上的方式形成；和外電極600，所述外電極600以螺旋卷繞在所述外隔離層500的外部上的方式形成。

內(nèi)電極支撐件可以具有內(nèi)部形成有空間的開放結(jié)構(gòu)，即在面對(duì)第一內(nèi)電極的表面上形成電解質(zhì)擴(kuò)散通道。本文中使用的開放結(jié)構(gòu)是指呈現(xiàn)允許材料通過(guò)邊界表面從內(nèi)部自由移動(dòng)到外部的形狀的結(jié)構(gòu)，所述開放結(jié)構(gòu)被定義為邊界表面。結(jié)果，可以容易地在從內(nèi)電極支撐件的內(nèi)部向第一內(nèi)電極的方向和從第一內(nèi)電極向內(nèi)電極支撐件的內(nèi)部的方向的兩個(gè)方向上引入電解質(zhì)。

具有開放結(jié)構(gòu)的內(nèi)電極支撐件可以是至少一種螺旋卷繞的線、至少一種螺旋卷繞的片、中空纖維或網(wǎng)眼型支撐件，并且可以在表面上具有孔以允許電解質(zhì)自由移動(dòng)到內(nèi)電極活性材料和外電極活性材料，產(chǎn)生良好的潤(rùn)濕性。

具有開放結(jié)構(gòu)的內(nèi)電極支撐件能夠保持線纜型二次電池的線性形狀，防止由外力引起的電池的結(jié)構(gòu)變形，并防止電極的結(jié)構(gòu)破壞或變形，從而確保線纜型二次電池的柔性。

在此，可以使用選自如下聚合物中的至少一種聚合物通過(guò)用于形成中空纖維的常規(guī)方法來(lái)獲得中空纖維：聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺酰亞胺、聚酯酰亞胺、聚醚砜和聚砜。

此外，當(dāng)卷繞時(shí)，線型支撐件可以具有與由聚合物或金屬形成的彈簧結(jié)構(gòu)相同的形狀。在這種情況下，聚合物可以包含具有良好耐化學(xué)性并且與電解液無(wú)反應(yīng)性的材料，且例如聚合物可以與上述中空纖維的實(shí)例相同，或者與下述關(guān)于粘合劑的聚合物的實(shí)例相同。此外，對(duì)于金屬，也可以使用與如下所述的關(guān)于內(nèi)集電器或外集電器的金屬相同的金屬。

在這種情況下，內(nèi)電極支撐件的直徑可以為0.1mm～10mm，并且可以在表面上具有直徑為100nm～10μm的孔。

此外，根據(jù)本公開實(shí)施方案的內(nèi)電極支撐件可以具有沒(méi)有內(nèi)部空間的結(jié)構(gòu)，并且例如可以是線型線或絞合線。線型線或絞合線可以由上述聚合物或金屬形成。在這種情況下，本文中使用的線型線是指在縱向方向上線性延伸的線形狀，且本文中使用的絞合線是指線型線自身成對(duì)并絞合而不形成內(nèi)部空間的線形狀。

另一方面，圖2顯示了根據(jù)本公開實(shí)施方案的片型第一內(nèi)電極的結(jié)構(gòu)，且圖3顯示了根據(jù)本公開實(shí)施方案的片型外電極的結(jié)構(gòu)。

第一內(nèi)電極包含第一內(nèi)集電器220和形成在第一內(nèi)集電器220的一個(gè)表面上的第一內(nèi)電極活性材料層210，且外電極包含外集電器620和形成在外集電器620的一個(gè)表面上的外電極活性材料層610。

在這種情況下，還可以包含形成在第一內(nèi)集電器的另一個(gè)表面上的聚合物膜層230，并且還可以包含形成在外集電器的另一個(gè)表面上的聚合物膜層630。聚合物膜層能夠用于支撐第一內(nèi)集電器和外集電器，從而第一內(nèi)集電器和外集電器能夠形成為具有較小厚度的薄膜。由此，例如第一內(nèi)集電器和外集電器可以通過(guò)諸如氣相沉積的工藝形成在聚合物膜層上。

在此，聚合物膜層可以由選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物形成：聚烯烴、聚酯、聚酰亞胺和聚酰胺。

此外，第一內(nèi)集電器或外集電器可以是膜型集電器或網(wǎng)眼型集電器。

根據(jù)本公開的實(shí)施方案，在電極集電器呈卷繞片型或卷繞網(wǎng)眼型的情況下，可以解決在電極集電器為線型時(shí)由于表面積小而導(dǎo)致的高電阻元件和在高倍率充電/放電期間由于電池電阻導(dǎo)致的電池倍率特性下降的問(wèn)題。

圖4和圖5顯示了根據(jù)本公開實(shí)施方案的第二內(nèi)電極的結(jié)構(gòu)。

參考圖4，第二內(nèi)電極可以包含第二內(nèi)集電器420和形成在第二內(nèi)集電器420的兩個(gè)表面上的第二內(nèi)電極活性材料層410、430。在這種情況下，第二內(nèi)集電器可以是膜型集電器或網(wǎng)眼型集電器。

另一方面，第一內(nèi)電極、第二內(nèi)電極和外電極可以還包含形成在各個(gè)活性材料層的表面上的聚合物支撐層。

根據(jù)本公開的實(shí)施方案，當(dāng)在各個(gè)活性材料層的表面上還包含聚合物支撐層時(shí)，即使線纜型二次電池由于外力而發(fā)生彎曲，仍能夠顯著地防止在活性材料層的表面上發(fā)生裂紋。由此，進(jìn)一步防止活性材料層的層離，并進(jìn)一步提高電池性能。此外，聚合物支撐層可以具有多孔結(jié)構(gòu)，并且在這種情況下，其增強(qiáng)電解液向活性材料層中的滲透，從而防止電極電阻的增加。

在此，聚合物支撐層可以包含極性線型聚合物、氧化物類線型聚合物或它們的混合物。

在這種情況下，極性線型聚合物可以是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚乙烯亞胺、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、聚芳酯和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺。

此外，氧化物類線型聚合物可以是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚甲醛和聚二甲基硅氧烷。

此外，聚合物支撐層可以是孔徑為0.01μm～10μm且孔隙率為5％～95％的多孔聚合物層。

此外，多孔聚合物層的多孔結(jié)構(gòu)可以通過(guò)在制造過(guò)程中通過(guò)非溶劑的相分離或相遷移來(lái)形成。

例如，將聚合物聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯添加到用作溶劑的丙酮中，以制備具有10重量％固體含量的溶液。隨后，將2重量％～10重量％的作為非溶劑的水或乙醇添加到所制備的溶液中以制備聚合物溶液。

在涂布后的聚合物溶液的蒸發(fā)期間，發(fā)生相遷移，且在非溶劑和聚合物的相分離區(qū)域中，非溶劑占據(jù)的區(qū)域變成孔。因此，可以通過(guò)聚合物溶解在非溶劑中的程度和非溶劑的含量來(lái)調(diào)節(jié)孔徑。

根據(jù)圖5，第二內(nèi)電極可以包含：第二內(nèi)集電器420；形成在第二內(nèi)集電器420的兩個(gè)表面上的第二內(nèi)電極活性材料層410、430；以及各自形成在第二內(nèi)電極活性材料層的表面上的聚合物支撐層440、450。

另一方面，如果對(duì)線纜型二次電池施加諸如彎曲或扭轉(zhuǎn)的外力，則電極活性材料層可能從電極集電器剝離。由此，為了電極的柔性，在電極活性材料層中包含大量的粘合劑成分。然而，由于因電解液發(fā)生溶脹而導(dǎo)致這樣的大量粘合劑容易從電極集電器脫附，導(dǎo)致電池性能下降。

因此，為了提高電極活性材料層與電極集電器之間的粘附性，第一內(nèi)集電器和外集電器中的至少一者可以還包含由導(dǎo)電材料和粘合劑形成的底涂層。如下所述，出于同樣的原因，第二內(nèi)集電器可以還包含由導(dǎo)電材料和粘合劑形成的底涂層。

在這種情況下，導(dǎo)電材料可以包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纖維、碳納米管和石墨烯。

此外，粘合劑可以是選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物：聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-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、聚環(huán)氧乙烷、聚芳酯、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、氰乙基普魯蘭、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纖維素、氰乙基蔗糖、普魯蘭、羧甲基纖維素、丁苯橡膠、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亞胺。

此外，為了增加內(nèi)集電器和外集電器的表面積，可以在至少一個(gè)表面上形成多個(gè)凹部。在這種情況下，多個(gè)凹部可以具有連續(xù)圖案或間斷圖案。即，可以形成沿縱向方向布置的彼此間隔開的凹部的連續(xù)圖案，或者可以形成多個(gè)孔的間斷圖案。多個(gè)孔可以呈圓形或多邊形形狀。

另一方面，內(nèi)電極集電器優(yōu)選使用如下物質(zhì)來(lái)制造：不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；或經(jīng)碳、鎳、鈦或銀進(jìn)行表面處理的不銹鋼；鋁-鎘合金；經(jīng)導(dǎo)電材料進(jìn)行表面處理的不導(dǎo)電聚合物；或?qū)щ娋酆衔铩?/p>

集電器在收集由活性材料的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電子或供應(yīng)電化學(xué)反應(yīng)所需的電子方面起作用，并且通常使用諸如銅或鋁的金屬。特別地，在使用由經(jīng)導(dǎo)電材料進(jìn)行表面處理的不導(dǎo)電聚合物或?qū)щ娋酆衔镏瞥傻木酆衔飳?dǎo)體的情況下，柔性比使用諸如銅或鋁的金屬的情況好。此外，作為金屬集電器的替代，使用聚合物集電器能夠?qū)崿F(xiàn)電池的輕量化。

導(dǎo)電材料包含聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、銦錫氧化物(ito)、銀、鈀和鎳，且導(dǎo)電聚合物包含聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。用于集電器的不導(dǎo)電聚合物不限于特定類型。

本公開的外集電器可以包含由如下物質(zhì)制成的集電器：不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；經(jīng)碳、鎳、鈦或銀進(jìn)行表面處理的不銹鋼；鋁-鎘合金；經(jīng)導(dǎo)電材料進(jìn)行表面處理的不導(dǎo)電聚合物；導(dǎo)電聚合物；包含ni、al、au、ag、al、pd-ag、cr、ta、cu、ba或ito的粉末的糊料；或包含石墨、炭黑或碳納米管的碳粉末的碳糊料。在這種情況下，導(dǎo)電材料和導(dǎo)電聚合物可以與如上所述用于內(nèi)集電器的那些相同。

另一方面，內(nèi)電極支撐件可以具有內(nèi)部形成有空間的中空結(jié)構(gòu)。

在這種情況下，內(nèi)電極支撐件可以包含由螺旋卷繞的至少一種線構(gòu)成的內(nèi)電極支撐件、或由螺旋卷繞的至少一種片構(gòu)成的內(nèi)電極支撐件。

此外，內(nèi)電極支撐件可以包含由螺旋交叉卷繞的至少兩根線構(gòu)成的內(nèi)電極支撐件。

此外，在內(nèi)電極支撐件內(nèi)形成的空間中，可以形成內(nèi)電極集電器芯。

在這種情況下，內(nèi)電極集電器芯可以由如下物質(zhì)制成：碳納米管、不銹鋼、鋁、鎳、鈦、燒結(jié)碳或銅；經(jīng)碳、鎳、鈦或銀進(jìn)行表面處理的不銹鋼；鋁-鎘合金；經(jīng)導(dǎo)電材料進(jìn)行表面處理的不導(dǎo)電聚合物；或?qū)щ娋酆衔铩?/p>

此外，在內(nèi)電極支撐件內(nèi)形成的空間中，可以形成包含電解質(zhì)的鋰離子供應(yīng)芯。

常規(guī)線纜型二次電池具有在內(nèi)電極與外電極之間的電解質(zhì)層，并且由于必須將內(nèi)電極與外電極隔離以防止短路，所以電解質(zhì)層需要使用具有預(yù)定水平機(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)。然而，由于凝膠型聚合物電解質(zhì)或固體聚合物電解質(zhì)不具有作為鋰離子源向電極活性材料層供應(yīng)足夠量的鋰離子的良好性能，所以別無(wú)選擇而只能增加電解質(zhì)層的厚度，且隨著電解質(zhì)層厚度的增加，電極之間的間隙變大且電阻增加，導(dǎo)致電池性能下降。

為了解決所述問(wèn)題，根據(jù)本公開的實(shí)施方案，在具有開放結(jié)構(gòu)的內(nèi)電極支撐件中設(shè)置包含電解質(zhì)的鋰離子供應(yīng)芯，以使鋰離子供應(yīng)芯中的電解質(zhì)通過(guò)內(nèi)電極支撐件到達(dá)內(nèi)電極活性材料層和外電極活性材料層。

在這種情況下，鋰離子供應(yīng)芯可以包含凝膠型聚合物電解質(zhì)和支撐件。

此外，鋰離子供應(yīng)芯可以包含液體電解質(zhì)和多孔載體。

此外，在形成在內(nèi)電極支撐件內(nèi)的空間中，可以形成填充芯。

除了如上所述的用于形成內(nèi)電極集電器芯和鋰離子供應(yīng)芯的材料之外，填充芯可以由用于改善線纜型二次電池的各種性能的材料如聚合物樹脂、橡膠和無(wú)機(jī)材料形成，且所述聚合物樹脂、橡膠和無(wú)機(jī)材料具有諸如線、纖維、粉末、網(wǎng)眼和泡沫的各種形狀。

根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池可以具有預(yù)定形狀的水平橫斷面，并且具有相對(duì)于水平橫斷面在縱向方向上伸長(zhǎng)的線性結(jié)構(gòu)。根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池可以具有柔性并因此具有自由的形狀適應(yīng)性。在此，所述預(yù)定形狀不限于特定形狀，并且預(yù)期能夠?yàn)椴粫?huì)影響本公開的本質(zhì)的任何形狀。

另一方面，鋰離子供應(yīng)芯包含電解質(zhì)，并且電解質(zhì)不限于特定類型并且可以包含：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)、γ-丁內(nèi)酯(γ-bl)、環(huán)丁砜、乙酸甲酯(ma)或丙酸甲酯(mp)的非水電解液；使用peo、pvdf、pvdf-hfp、pmma、pan或pvac的凝膠型聚合物電解質(zhì)；或使用peo、聚環(huán)氧丙烷(ppo)、聚乙烯亞胺(pei)、聚硫化乙烯(pes)或聚乙酸乙烯酯(pvac)的固體電解質(zhì)。電解質(zhì)可以還包含鋰鹽，且鋰鹽優(yōu)選包含：licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼烷鋰、低級(jí)脂族碳酸鋰和四苯基硼酸鋰。此外，鋰離子供應(yīng)芯110、210、310可以僅由電解質(zhì)構(gòu)成，并且在液體電解液的情況下，可以使用多孔載體來(lái)形成。

第一內(nèi)電極和外電極可以是正極且第二內(nèi)電極可以是負(fù)極，或者第一內(nèi)電極和外電極可以是負(fù)極且第二內(nèi)電極可以是正極。

本公開的電極活性材料層用于通過(guò)集電器移動(dòng)離子，并且通過(guò)從電解質(zhì)層嵌入離子和使離子脫嵌到電解質(zhì)層的相互作用來(lái)完成離子的移動(dòng)。

電極活性材料層能夠分為負(fù)極活性材料層和正極活性材料層。

具體地，在所述第一內(nèi)電極和所述外電極為負(fù)極的情況下，所述第一內(nèi)電極活性材料和所述外電極活性材料可以各自獨(dú)立地包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物的活性材料粒子：天然石墨、人造石墨或碳質(zhì)材料；含鋰的鈦復(fù)合氧化物(lto)和包括si、sn、li、zn、mg、cd、ce、ni或fe的金屬(me)；由所述金屬(me)構(gòu)成的合金；所述金屬(me)的氧化物(meox)；和所述金屬(me)與碳的復(fù)合物，且在所述第一內(nèi)電極和所述外電極是正極的情況下，所述第一內(nèi)電極活性材料和所述外電極活性材料可以各自獨(dú)立地包含選自如下物質(zhì)中的任意一種物質(zhì)或它們的混合物的活性材料粒子：licoo2、linio2、limn2o4、licopo4、lifepo4和lini1-x-y-zcoxm1ym2zo2(m1和m2各自獨(dú)立地為選自如下元素中的任意一種元素：al、ni、co、fe、mn、v、cr、ti、w、ta、mg和mo，且x、y和z各自獨(dú)立地為氧化物組成中的元素的原子分?jǐn)?shù)，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，0<x+y+z≤1)。

此外，在第一內(nèi)電極和外電極為正極且第二內(nèi)電極為負(fù)極的情況下，第一內(nèi)電極活性材料層和外電極活性材料層可以為正極活性材料層，且第二內(nèi)電極活性材料層可以是負(fù)極活性材料層。

電極活性材料層包含電極活性材料、粘合劑和導(dǎo)電材料，并且電極活性材料層與集電器結(jié)合而形成電極。當(dāng)電極變形時(shí)，例如因外力而彎曲或嚴(yán)重折疊時(shí)，電極活性材料可能脫落。電極活性材料的脫落導(dǎo)致電池的性能和容量下降。然而，由于集電器具有彈性，所以當(dāng)因外力而發(fā)生這樣的變形時(shí)，集電器起到分散施加的力的作用，使得活性材料層的變形較小，由此防止活性材料的脫落。

對(duì)于本公開的內(nèi)隔離層和外隔離層，可以使用電解質(zhì)層或隔膜。

作為離子通道的電解質(zhì)層可以包含：使用peo、pvdf、pvdf-hfp、pmma、pan或pvac的凝膠型聚合物電解質(zhì)；或使用peo、聚環(huán)氧丙烷(ppo)、聚乙烯亞胺(pei)、聚硫化乙烯(pes)或聚乙酸乙烯酯(pvac)的固體電解質(zhì)。固體電解質(zhì)的基體優(yōu)選包含聚合物或陶瓷玻璃作為骨架。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(shí)，從反應(yīng)速率的角度來(lái)看離子仍非常緩慢地移動(dòng)。因此，使用有助于離子運(yùn)動(dòng)的凝膠型聚合物電解質(zhì)比使用固體電解質(zhì)是更優(yōu)選的。凝膠型聚合物電解質(zhì)具有差的機(jī)械性能并且由此可以包含用于改善差的機(jī)械性能的支撐件，并且對(duì)于支撐件，可以使用具有多孔結(jié)構(gòu)或交聯(lián)聚合物的支撐件。本公開的電解質(zhì)層能夠作為隔膜，由此可以省去單獨(dú)的隔膜的使用。

根據(jù)本公開的實(shí)施方案，電解質(zhì)層可以還包含鋰鹽。鋰鹽能夠提高離子電導(dǎo)率和反應(yīng)速率，且其非限制性實(shí)例包含：licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼烷鋰、低級(jí)脂族碳酸鋰和四苯基硼酸鋰。

隔膜不限于特定類型，但可以包含：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聚烯烴類聚合物制成的多孔聚合物基材；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、聚苯硫醚和聚萘二甲酸乙二醇酯的聚合物制成的多孔聚合物基材；由無(wú)機(jī)粒子和粘合劑聚合物的混合物制成的多孔基材；或具有在所述多孔聚合物基材的至少一個(gè)表面上的由無(wú)機(jī)粒子和粘合劑聚合物的混合物形成的多孔涂層的隔膜。

在這種情況下，由無(wú)機(jī)粒子和粘合劑聚合物的混合物形成的多孔涂層具有彼此接觸并通過(guò)粘合劑聚合物彼此結(jié)合的無(wú)機(jī)粒子，由此在無(wú)機(jī)粒子之間產(chǎn)生間隙體積，并且無(wú)機(jī)粒子之間的間隙體積變成空的空間以形成孔。

即，粘合劑聚合物將無(wú)機(jī)粒子彼此粘合，例如粘合劑聚合物連接并固定無(wú)機(jī)粒子，以保持無(wú)機(jī)粒子的結(jié)合狀態(tài)。此外，多孔涂層的孔是作為由無(wú)機(jī)粒子之間的間隙體積形成的空的空間的孔，且所述孔是由基本上以其中無(wú)機(jī)粒子緊密堆積或致密堆積的結(jié)構(gòu)彼此接觸的無(wú)機(jī)粒子所限定的空間。通過(guò)多孔涂層的孔，能夠提供用于對(duì)電池運(yùn)行而言不可或缺的鋰離子的移動(dòng)通道。

特別地，為了將源自鋰離子供應(yīng)芯的鋰離子容易地轉(zhuǎn)移到外電極，優(yōu)選使用與由選自如下聚合物中的聚合物制成的多孔聚合物基材相對(duì)應(yīng)的無(wú)紡布制成的隔膜：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、聚苯硫醚和聚萘二甲酸乙二醇酯。

根據(jù)本公開的實(shí)施方案，線纜型二次電池具有保護(hù)涂層，并且保護(hù)涂層形成為外集電器外部的絕緣體以保護(hù)電極免于遭受空氣中的水分和外部沖擊的影響。

對(duì)于保護(hù)涂層，可以使用包含濕氣阻擋層的一般聚合物樹脂。在這種情況下，對(duì)于濕氣阻擋層，可以使用具有優(yōu)異的水分阻擋性能的鋁或液晶聚合物，且聚合物樹脂包含pet、pvc、hdpe或環(huán)氧樹脂。

參考圖6，本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池包含：內(nèi)電極支撐件100；內(nèi)電極，所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極支撐件100的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極200、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極200的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層300、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層300的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極400；外隔離層500，所述外隔離層500以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極的外部上的方式形成；和外電極600，所述外電極600以螺旋卷繞在所述外隔離層500的外部上的方式形成；形成在外電極的外部的鋁袋層700；和形成在鋁袋層700的外部的聚合物保護(hù)涂層800。

袋層可以包含：由諸如鋁的金屬形成的濕氣阻擋層；在濕氣阻擋層的一個(gè)表面上由諸如pet的聚酯或諸如尼龍的聚酰胺形成的絕緣層；以及在所述濕氣阻擋層的另一個(gè)表面上由聚丙烯、聚碳酸酯和聚乙烯形成的熱膠粘劑層。此外，聚合物保護(hù)涂層可以是通過(guò)聚合物材料的二次成型得到的包裝材料。

下文中，對(duì)根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池及其制造方法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的線纜型二次電池包含：鋰離子供應(yīng)芯，所述鋰離子供應(yīng)芯包含電解質(zhì)；內(nèi)電極支撐件，所述內(nèi)電極支撐件具有形成在所述鋰離子供應(yīng)芯周圍的開放結(jié)構(gòu)；內(nèi)電極，所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極支撐件的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；外隔離層，所述外隔離層以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極的外部上的方式形成；和外電極，所述外電極以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成。

首先，使用擠出機(jī)以線狀形成聚合物電解質(zhì)來(lái)制備鋰離子供應(yīng)芯?；蛘?，在制備具有中空中心的內(nèi)電極支撐件之后，可以通過(guò)將非水電解液注入內(nèi)電極支撐件的中心來(lái)形成鋰離子供應(yīng)芯，并且在制備具有保護(hù)涂層的電池組件之后，可以通過(guò)將非水電解液注入電池的內(nèi)電極支撐件的中心來(lái)形成鋰離子供應(yīng)芯。作為替代方法，在制備線狀的海綿材料的載體之后，可以通過(guò)注入非水電解液來(lái)制備鋰離子供應(yīng)芯。

隨后，制備線型內(nèi)電極支撐件并卷繞在鋰離子供應(yīng)芯上。

隨后，在聚合物膜層上形成第一內(nèi)集電器，并通過(guò)涂布在第一內(nèi)集電器上形成第一內(nèi)電極活性材料層，從而形成片型第一內(nèi)電極。此外，在聚合物膜層上形成外集電器，并通過(guò)涂布在外集電器上形成外電極活性材料層，從而形成片型外電極。在聚合物膜層上形成第一內(nèi)集電器和外集電器的方法可以包括通過(guò)已知的涂布方法(例如，氣相沉積等)使用各自的集電器材料來(lái)形成第一內(nèi)集電器和外集電器。

第二內(nèi)電極具有形成在第二內(nèi)集電器的兩個(gè)表面中的各個(gè)表面上的第二內(nèi)電極活性材料層。

活性材料層的涂布方法可以包括一般的涂布方法，且具體地，能夠使用電鍍或陽(yáng)極氧化法，但優(yōu)選使用利用逗號(hào)涂布機(jī)或模縫涂布機(jī)對(duì)包含活性材料的電極漿料進(jìn)行涂布的方法。此外，在包含活性材料的電極漿料的情況下，能夠采用浸涂或使用擠出機(jī)的擠出涂布。

制備內(nèi)隔離層和外隔離層作為包含多孔基材的隔膜。

隨后，依次將第一內(nèi)電極、內(nèi)隔離層、第二內(nèi)電極、外隔離層和外電極卷繞在內(nèi)電極支撐件的外部以制成電極組件，并且在電極組件的外部周圍形成鋁袋層并且在其上形成聚合物保護(hù)涂層。

在最外部形成作為絕緣體的保護(hù)涂層以保護(hù)電極免于遭受空氣中的水分和外部沖擊的影響。

此外，根據(jù)本公開的實(shí)施方案，片型隔離層和片型電極各自可以通過(guò)在第二內(nèi)電極與外隔離層之間以順序次序卷繞一匝以上來(lái)形成，并且對(duì)進(jìn)一步卷繞的片型隔離層和片型電極的數(shù)量沒(méi)有特別限制。例如，通過(guò)進(jìn)一步卷繞形成的片型隔離層和片型電極的數(shù)量可以為1～50、1～20、1～10或1～3。

例如，在通過(guò)以交替的方式以順序次序卷繞一匝以上而分別形成片型隔離層和片型電極的情況下的線纜型二次電池包含：內(nèi)電極支撐件；以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極支撐件的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；以螺旋卷繞在所述第二內(nèi)電極的外部上的方式形成的第二內(nèi)隔離層；以螺旋卷繞在所述第二內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第三內(nèi)電極；以螺旋卷繞在所述第三內(nèi)電極的外部上的方式形成的外隔離層；和以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成的外電極。

此外，在通過(guò)以交替的方式以順序次序卷繞兩匝以上的匝而分別形成片型電極和片型隔離層的情況下的線纜型二次電池包含：內(nèi)電極支撐件；以螺旋卷繞在所述內(nèi)電極支撐件的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；以螺旋卷繞在所述第二內(nèi)電極的外部上的方式形成的第二內(nèi)隔離層；以螺旋卷繞在所述第二內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第三內(nèi)電極；以螺旋卷繞在所述第三內(nèi)電極的外部上的方式形成的第三內(nèi)隔離層；以螺旋卷繞在所述第三內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第四內(nèi)電極；以螺旋卷繞在所述第四內(nèi)電極的外部上的方式形成的外隔離層；和以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成的外電極。

下文中，對(duì)另一個(gè)可能的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。

根據(jù)本公開實(shí)施方案的線纜型二次電池包含：平行布置的至少兩個(gè)內(nèi)電極支撐件；至少兩個(gè)內(nèi)電極，各個(gè)內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極支撐件各自的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；外隔離層，所述外隔離層以一起螺旋卷繞在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極的外部上的方式形成；以及外電極，所述外電極以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成。

此外，根據(jù)本公開另一個(gè)實(shí)施方案的線纜型二次電池包含：至少兩個(gè)鋰離子供應(yīng)芯，所述鋰離子供應(yīng)芯包含電解質(zhì)；至少兩個(gè)內(nèi)電極，各個(gè)所述內(nèi)電極包含以螺旋卷繞在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極支撐件各自的外部上的方式形成的片型第一內(nèi)電極、以螺旋卷繞在所述第一內(nèi)電極的外部上的方式形成的片型內(nèi)隔離層、以及以螺旋卷繞在所述內(nèi)隔離層的外部上的方式形成的片型第二內(nèi)電極；外隔離層，所述外隔離層以一起螺旋卷繞在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極的外部上的方式形成；以及外電極，所述外電極以螺旋卷繞在所述外隔離層的外部上的方式形成。

這種線纜型二次電池由于具有由多個(gè)電極組成的內(nèi)電極而使得容易進(jìn)行負(fù)極與正極的平衡控制，并且由于其具有多個(gè)電極而能夠防止電位短路。

根據(jù)本公開的實(shí)施方案，在具有至少兩個(gè)內(nèi)電極的線纜型二次電池的情況下，如上所述，通過(guò)在所述至少兩個(gè)內(nèi)電極各自的最外部與外隔離層之間以順序次序進(jìn)一步卷繞一匝以上，可以分別形成另外的片型隔離層和另外的片型電極，且對(duì)進(jìn)一步卷繞的片型隔離層和片型電極的數(shù)量沒(méi)有特別限制。例如，通過(guò)進(jìn)一步卷繞而形成的片型隔離層和片型電極的數(shù)量可以為1～50、1～20、1～10或1～3。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

100：內(nèi)電極支撐件

200：第一內(nèi)電極

300：內(nèi)隔離層

400：第二內(nèi)電極

500：外隔離層

600：外電極

700：鋁袋層

800：聚合物保護(hù)涂層