线缆型二次电池的制作方法

文档序号:11290053阅读:248来源:国知局
线缆型二次电池的制造方法与工艺

本公开涉及线缆型二次电池,且更具体地涉及具有高容量和自由的形状适应性的线缆型二次电池。

本申请要求于2015年2月9日在韩国提交的韩国专利申请10-2015-0019709号的优先权,并通过引用将其内容并入本文中。



背景技术:

近来,二次电池为以化学形式储存电能并在需要时将储存的化学能转化成电能以产生电力的装置。二次电池也被称作“可再充电电池”,因为其能够反复再充电。普通的二次电池包含铅蓄电池、nicd电池、nimh蓄电池、li离子电池和li离子聚合物电池。当与一次性的原电池相比时,二次电池不仅更经济有效,而且还更环境友好。

目前二次电池用于低功率的应用,例如协助启动汽车引擎的装置、移动装置、工具和不间断电源系统。近来无线通信技术的发展导致了移动装置的普及并引起了将多种现有装置连接到无线网络的趋势。在这种情况下,对二次电池的需求急剧增加。在防止环境污染方面已经将混合动力车辆和电动车辆投入实际应用中。这些下一代车辆通过采用基于二次电池的技术而降低成本和重量并且增加其使用寿命。

通常,大部分二次电池呈圆柱形、棱柱形或袋状。这是因为,通过将由负极、正极和隔膜构成的电极组件安装在圆柱形或棱柱形金属罐或铝层压片的袋状壳中,并将电解质注入电极组件中来制造二次电池。由此,因为二次电池需要预定的安装空间,所以二次电池的圆柱形、棱柱形或袋状形状是在研发不同形状的移动装置的过程中的限制因素。因此,需要形状能易于适应的新型二次电池。

为了满足这种需要,已经提出了长度对横断面直径之比非常大的线性电池。韩国专利2005-99903号公开了一种包含内电极、外电极和置于所述电极之间的电解质层的柔性电池,但柔性不是太好。此外,线性电池使用聚合物电解质来形成电解质层,使得电解质难以渗入电极的活性材料中,导致电池电阻升高且容量和循环特性下降。

此外,在形成线缆型二次电池时,在内电极与外电极和置于电极之间的隔离层之间产生不均匀的间隙,并且由于该间隙,导致电解液向外电极活性材料层的供应不顺利,造成电池性能下降。

此外,在线缆型二次电池中使用线型集电器的情况下,通常由于线状电阻高于片状电阻,所以线型集电器具有比片型集电器高的电阻特性,导致电池性能下降。



技术实现要素:

技术问题

因此,本公开旨在提供具有线性结构的新型大容量二次电池,所述线性结构易于适应形状,能够保持二次电池的稳定性和出色的性能,并且使得电解质易于渗透到电极的活性材料中。

技术方案

为了实现上述目的,根据本公开的一个方面,提供了如下实施方案的线缆型二次电池。

第一实施方案涉及线缆型二次电池,所述线缆型二次电池包含:内电极支撑件;内电极,所述内电极包含以螺旋卷绕在所述内电极支撑件的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;外隔离层,所述外隔离层以螺旋卷绕在所述内电极的外部上的方式形成;和外电极,所述外电极以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成。

第二实施方案涉及根据第一实施方案的线缆型二次电池,其中所述内电极支撑件具有内部形成有空间的开放结构。

第三实施方案涉及根据第一或第二实施方案的线缆型二次电池,其中所述内电极支撑件是至少一种螺旋卷绕的线、至少一种螺旋卷绕的片、绞合线(twistedwire)、线型线(linearwire)、中空纤维或网眼型(mesh-type)支撑件。

第四实施方案涉及根据第三实施方案的线缆型二次电池,其中所述中空纤维由选自如下物质中的至少一种物质形成:聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚醚砜和聚砜。

第五实施方案涉及根据第一至第四实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述第一内电极包含第一内集电器和形成在所述第一内集电器的一个表面上的第一内电极活性材料层,且所述外电极包含外集电器和形成在所述外集电器的一个表面上的外电极活性材料层。

第六实施方案涉及根据第五实施方案的线缆型二次电池,其还包含形成在所述第一内集电器的另一个表面和所述外集电器的另一个表面中的至少一者上的聚合物膜层。

第七实施方案涉及根据第六实施方案的线缆型二次电池,其中所述聚合物膜层由选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物形成:聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺和聚酰胺。

第八实施方案涉及根据第五至第七实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中在所述第一内电极活性材料层和所述外电极活性材料层中的至少一者的表面上进一步形成聚合物支撑层。

第九实施方案涉及根据第一至第八实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述第二内电极包含第二内集电器和形成在所述第二内集电器的两个表面上的第二内电极活性材料层。

第十实施方案涉及根据第九实施方案的线缆型二次电池,其中在所述第二内电极活性材料层的表面上进一步形成聚合物支撑层。

第十一实施方案涉及根据第八至第十实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述聚合物支撑层是孔径为0.01μm~10μm且孔隙率为5%~95%的多孔聚合物层。

第十二实施方案涉及根据第八至第十一实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述聚合物支撑层包含极性线型聚合物、氧化物类线型聚合物或它们的混合物。

第十三实施方案涉及根据第十二实施方案的线缆型二次电池,其中所述极性线型聚合物是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物: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、聚芳酯和聚对苯二甲酰对苯二胺。

第十四实施方案涉及根据第十二实施方案的线缆型二次电池,其中所述氧化物类线型聚合物是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚甲醛和聚二甲基硅氧烷。

第十五实施方案涉及根据第一至第十四实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述内隔离层和所述外隔离层的宽度和长度各自大于所述第一内集电器、所述第二内集电器和所述外集电器的宽度和长度。

第十六实施方案涉及根据第五至第十五实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述第一内集电器、所述第二内集电器和所述外集电器中的至少一者还包含含有导电材料和粘合剂的底涂层。

第十七实施方案涉及根据第十六实施方案的线缆型二次电池,其中所述导电材料包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯。

第十八实施方案涉及根据第十六或第十七实施方案的线缆型二次电池,其中所述粘合剂是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物: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、聚环氧乙烷、聚芳酯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亚胺。

第十九实施方案涉及根据第五至第十八实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中在所述第一内集电器、所述第二内集电器和所述外集电器中的至少一者的一个表面上形成多个凹部。

第二十实施方案涉及根据第十九实施方案的线缆型二次电池,其中所述多个凹部具有连续图案或间断图案。

第二十一实施方案涉及根据第二十实施方案的线缆型二次电池,其中所述连续图案以彼此间隔开的方式在纵向方向上形成。

第二十二实施方案涉及根据第二十实施方案的线缆型二次电池,其中所述间断图案由多个孔形成。

第二十三实施方案涉及根据第二十二实施方案的线缆型二次电池,其中所述多个孔各自呈圆形或多边形形状。

第二十四实施方案涉及根据第五至第二十三实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述第一内集电器、所述第二内集电器和所述外集电器中的至少一者为膜型集电器或网眼型集电器。

第二十五实施方案涉及根据第五至第二十四实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述第一内集电器、所述第二内集电器和所述外集电器中的至少一者由如下物质制成:不锈钢;铝;镍;钛;烧结碳;铜;经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢;铝-镉合金;经导电材料进行表面处理的不导电聚合物;导电聚合物;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、炭黑或碳纳米管的碳粉末的碳糊料。

第二十六实施方案涉及根据第二十五实施方案的线缆型二次电池,其中所述导电材料是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ito)、银、钯和镍。

第二十七实施方案涉及根据第二十五或第二十六实施方案的线缆型二次电池,其中所述导电聚合物是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。

第二十八实施方案涉及根据第一至第二十七实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述片型第一内电极、所述片型内隔离层、所述片型第二内电极、所述片型外隔离层和所述片型外电极具有在一个方向上延伸的条状结构(stripstructure)。

第二十九实施方案涉及根据第一至第二十八实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述片型第一内电极、所述片型内隔离层、所述片型第二内电极、所述片型外隔离层和所述片型外电极以不重叠的匝的形式螺旋卷绕地形成。

第三十实施方案涉及根据第二十九实施方案的线缆型二次电池,其中所述片型第一内电极、所述片型内隔离层、所述片型第二内电极、所述片型外隔离层和所述片型外电极以不重叠的匝的形式螺旋卷绕地形成,各个匝以所述片型第一内电极、所述片型内隔离层、所述片型第二内电极、所述片型外隔离层和所述片型外电极各自的宽度的两倍以下的间隙隔开。

第三十一实施方案涉及根据第一至第三十实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述片型第一内电极、所述片型内隔离层、所述片型第二内电极、所述片型外隔离层和所述片型外电极以重叠的匝的形式螺旋卷绕地形成。

第三十二实施方案涉及根据第三十一实施方案的线缆型二次电池,其中所述片型第一内电极、所述片型内隔离层、所述片型第二内电极、所述片型外隔离层和所述片型外电极以使得其在重叠部分的宽度是所述片型第一内电极、所述片型内隔离层、所述片型第二内电极、所述片型外隔离层和所述片型外电极的各自的宽度的0.9倍以下的方式螺旋卷绕地形成。

第三十三实施方案涉及根据第一至第三十二实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述内电极支撑件包含含有螺旋交叉卷绕的至少两根线的内电极支撑件。

第三十四实施方案涉及根据第二至第三十三实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中在内电极支撑件内形成的空间中形成内电极集电器芯、包含电解质的锂离子供应芯、或填充芯。

第三十五实施方案涉及根据第三十四实施方案的线缆型二次电池,其中所述内电极集电器芯由如下物质制成:碳纳米管、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜;经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢;铝-镉合金;经导电材料进行表面处理的不导电聚合物;或导电聚合物。

第三十六实施方案涉及根据第三十四或第三十五实施方案的线缆型二次电池,其中所述锂离子供应芯包含凝胶型聚合物电解质和支撑件。

第三十七实施方案涉及根据第三十四至第三十六实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述锂离子供应芯包含液体电解质和多孔载体。

第三十八实施方案涉及根据第三十四至第三十七实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述电解质包含选自如下物质中的电解质:使用碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)、碳酸亚乙烯酯(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-丁内酯(γ-bl)、环丁砜、乙酸甲酯(ma)或丙酸甲酯(mp)的非水电解液;使用peo、pvdf、pvdf-hfp、pmma、pan或pvac的凝胶型聚合物电解质;或使用peo、聚环氧丙烷(ppo)、聚乙烯亚胺(pei)、聚硫化乙烯(pes)或聚乙酸乙烯酯(pvac)的固体电解质。

第三十九实施方案涉及根据第三十四至第三十八实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述电解质还包含锂盐。

第四十实施方案涉及根据第三十九实施方案的线缆型二次电池,其中所述锂盐是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼烷锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。

第四十一实施方案涉及根据第三十四至第四十实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述填充芯包含聚合物树脂、橡胶或无机材料,并且所述聚合物树脂、所述橡胶或所述无机材料呈线、纤维、粉末、网眼或泡沫的形状。

第四十二实施方案涉及根据第一至第四十一实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述第一内电极和所述外电极是正极且所述第二内电极是负极,或者所述第一内电极和所述外电极是负极且所述第二内电极是正极。

第四十三实施方案涉及根据第五至第四十二实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中在所述第一内电极和所述外电极为负极的情况下,所述第一内电极活性材料和所述外电极活性材料各自独立地包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物的活性材料粒子:天然石墨、人造石墨或碳质材料;含锂的钛复合氧化物(lto)和包括si、sn、li、zn、mg、cd、ce、ni或fe的金属(me);由所述金属(me)构成的合金;所述金属(me)的氧化物(meox);和所述金属(me)与碳的复合物,且在所述第一内电极和所述外电极是正极的情况下,所述第一内电极活性材料和所述外电极活性材料各自独立地包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物的活性材料粒子:licoo2、linio2、limn2o4、licopo4、lifepo4和lini1-x-y-zcoxm1ym2zo2(m1和m2各自独立地为选自如下元素中的任意一种元素:al、ni、co、fe、mn、v、cr、ti、w、ta、mg和mo,且x、y和z各自独立地为氧化物组成中的元素的原子分数,其中0≤x<0.5,0≤y<0.5,0≤z<0.5,0<x+y+z≤1)。

第四十四实施方案涉及根据第九至第四十三实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中在所述第二内电极为正极的情况下,所述第二内电极活性材料包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物的活性材料粒子:licoo2、linio2、limn2o4、licopo4、lifepo4和lini1-x-y-zcoxm1ym2zo2(m1和m2各自独立地为选自如下元素中的任意一种元素:al、ni、co、fe、mn、v、cr、ti、w、ta、mg和mo,且x、y和z各自独立地为氧化物组成中的元素的原子分数,其中0≤x<0.5,0≤y<0.5,0≤z<0.5,0<x+y+z≤1),且在所述第二内电极为负极的情况下,所述第二内电极活性材料包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物的活性材料粒子:天然石墨、人造石墨或碳质材料;含锂的钛复合氧化物(lto)和包括si、sn、li、zn、mg、cd、ce、ni或fe的金属(me);由所述金属(me)构成的合金;所述金属(me)的氧化物(meox);和所述金属(me)与碳的复合物。

第四十五实施方案涉及根据第一至第四十四实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述内隔离层和所述外隔离层各自为电解质层或隔膜。

第四十六实施方案涉及根据第四十五实施方案的线缆型二次电池,其中所述电解质层包含选自如下物质中的电解质:使用peo、pvdf、pvdf-hfp、pmma、pan或pvac的凝胶型聚合物电解质;或使用peo、聚环氧丙烷(ppo)、聚乙烯亚胺(pei)、聚硫化乙烯(pes)或聚乙酸乙烯酯(pvac)的固体电解质。

第四十七实施方案涉及根据第四十五或第四十六实施方案的线缆型二次电池,其中所述电解质层还包含锂盐。

第四十八实施方案涉及根据第四十七实施方案的线缆型二次电池,其中所述锂盐是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼烷锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。

第四十九实施方案涉及根据第四十五至第四十八实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述隔膜是包含如下物质的隔膜:由选自乙烯均聚物、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烃类聚合物制成的多孔聚合物基材;由选自聚酯、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的聚合物制成的多孔聚合物基材;由无机粒子和粘合剂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个表面上的由无机粒子和粘合剂聚合物的混合物形成的多孔涂层。

第五十实施方案涉及根据第四十九实施方案的线缆型二次电池,其中所述多孔聚合物基材是多孔聚合物膜基材或多孔无纺布基材。

第五十一实施方案涉及根据第一至第五十实施方案中任一项的线缆型二次电池,其还包含形成在所述线缆型二次电池外部周围的保护涂层。

第五十二实施方案涉及根据第五十一实施方案的线缆型二次电池,其中所述保护涂层由聚合物树脂形成。

第五十三实施方案涉及根据第五十二实施方案的线缆型二次电池,其中所述聚合物树脂包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:pet、pvc、hdpe和环氧树脂。

第五十四实施方案涉及根据第五十一至第五十三实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中所述保护涂层还包含湿气阻挡层。

第五十五实施方案涉及根据第五十四实施方案的线缆型二次电池,其中所述湿气阻挡层由铝或液晶聚合物形成。

第五十六实施方案涉及根据第一至第五十五实施方案中任一项的线缆型二次电池,其中通过在所述外隔离层与所述外电极之间以顺序次序进一步卷绕一匝(turn)以上来形成各片型电极和片型隔离层。

第五十七实施方案涉及线缆型二次电池,所述线缆型二次电池包含:锂离子供应芯,所述锂离子供应芯包含电解质;内电极支撑件,所述内电极支撑件具有形成在所述锂离子供应芯周围的开放结构;内电极,所述内电极包含以螺旋卷绕在所述内电极支撑件的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;外隔离层,所述外隔离层以螺旋卷绕在所述内电极的外部上的方式形成;和外电极,所述外电极以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成。

第五十八实施方案涉及线缆型二次电池,所述线缆型二次电池包含:平行布置的至少两个内电极支撑件;至少两个内电极,各个所述内电极包含以螺旋卷绕在所述至少两个内电极支撑件各自的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;外隔离层,所述外隔离层以在所述至少两个内电极的外部周围一起螺旋卷绕的方式形成;以及外电极,所述外电极以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成。

第五十九实施方案涉及线缆型二次电池,所述线缆型二次电池包含:至少两个锂离子供应芯,所述锂离子供应芯包含电解质;至少两个内电极,各个所述内电极包含以螺旋卷绕在所述至少两个内电极支撑件各自的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;外隔离层,所述外隔离层以在所述至少两个内电极的外部周围一起螺旋卷绕的方式形成;以及外电极,所述外电极以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成。

有益效果

根据本公开的实施方案,排除了具有高电阻的线型集电器并且包含片型电极,从而降低了线缆型二次电池的电阻,有助于提高电池性能。

此外,根据本公开的实施方案,内电极具有包含第一内电极和第二内电极的多层电极结构,从而实现高容量线缆型二次电池。

此外,根据本公开的实施方案,将包含电解质的锂离子供应芯配置在内电极支撑件内,并且所述内电极支撑件具有开放结构,使得锂离子供应芯的电解质易于渗入电极活性材料中,导致易于供应和交换锂离子。由此电池的容量和循环特性优异。

此外,根据本公开实施方案的线缆型二次电池具有有开放结构的内电极支撑件、以及如同弹簧结构螺旋卷绕的片型电极和片型隔离层,由此保持线性形状,并缓和由外力引起的应力。

附图说明

附图显示了本公开的优选实施方案,并且与前述公开内容一起用于进一步理解本公开的技术主旨。然而,本公开不应被解释为限于附图。

图1是显示根据本公开实施方案的线缆型二次电池的结构的图。

图2是显示根据本公开实施方案的片型第一内电极的结构的图。

图3是显示根据本公开实施方案的片型外电极的结构的图。

图4和图5是显示根据本公开实施方案的第二内电极的结构的图。

图6是显示根据本公开实施方案的线缆型二次电池的结构的图。

具体实施方式

下文中,将参考附图对本公开进行详细说明。应理解,不能认为说明书和附属权利要求书中使用的术语或单词限制为普通和词典的意思,而是应在允许本发明人对术语进行适当定义以进行最好说明的原则的基础上,基于与本公开的技术方面相对应的意思和概念对所述术语和单词进行解释。

因此,本文中所述的公开内容只是本公开的一个最优选的实施方案,不是为了代表本公开的所有技术方面,因此应理解,在提交本申请时,可对其完成作为替代的各种等价物和变体。

即,根据本公开实施方案的线缆型二次电池包含:内电极支撑件;内电极,所述内电极包含以螺旋卷绕在所述内电极支撑件的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;外隔离层,所述外隔离层以螺旋卷绕在所述内电极的外部上的方式形成;和外电极,所述外电极以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成。

在使用线型集电器的情况下,通常由于线电阻高于片电阻,所以施加到线型集电器的电阻会影响电池,导致电池性能下降。然而,根据本公开,由于第一内电极、第二内电极和外电极是使用片型集电器作为集电器的片型电极,因此能够降低电池电阻,并且经由这样能够提高电池性能。

在此,术语“螺旋(spiral)”也称为螺旋线(helix),是指在预定范围内以扭曲形状转动的曲线,并且总体地表示与普通弹簧的形状相似的形状。

在这种情况下,片型第一内电极、片型第二内电极和片型外电极可以具有在一个方向上延伸的条状结构。

此外,片型第一内电极、片型第二内电极和片型外电极可以以不重叠的匝的形式螺旋卷绕。在这种情况下,片型第一内电极、片型第二内电极和片型外电极各自可以以不重叠的匝的形式螺旋卷绕,各个匝以片型隔离层-电极复合体的宽度的两倍以下的间隙间隔开,从而防止任何电池性能下降。

此外,片型第一内电极、片型第二内电极和片型外电极可以以重叠的匝的形式螺旋卷绕。在这种情况下,为了防止电池内部电阻的过度增加,片型第一内电极、片型第二内电极和片型外电极各自可以螺旋卷绕以使得其在重叠部分的宽度是片型第一内电极、片型第二内电极和片型外电极各自的宽度的0.9倍以下。

参考图1,根据本公开实施方案的线缆型二次电池包含:内电极支撑件100;内电极,所述内电极包含以螺旋卷绕在所述内电极支撑件100的外部上的方式形成的片型第一内电极200、以螺旋卷绕在所述第一内电极200的外部上的方式形成的片型内隔离层300、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层300的外部上的方式形成的片型第二内电极400;外隔离层500,所述外隔离层500以螺旋卷绕在所述内电极的外部上的方式形成;和外电极600,所述外电极600以螺旋卷绕在所述外隔离层500的外部上的方式形成。

内电极支撑件可以具有内部形成有空间的开放结构,即在面对第一内电极的表面上形成电解质扩散通道。本文中使用的开放结构是指呈现允许材料通过边界表面从内部自由移动到外部的形状的结构,所述开放结构被定义为边界表面。结果,可以容易地在从内电极支撑件的内部向第一内电极的方向和从第一内电极向内电极支撑件的内部的方向的两个方向上引入电解质。

具有开放结构的内电极支撑件可以是至少一种螺旋卷绕的线、至少一种螺旋卷绕的片、中空纤维或网眼型支撑件,并且可以在表面上具有孔以允许电解质自由移动到内电极活性材料和外电极活性材料,产生良好的润湿性。

具有开放结构的内电极支撑件能够保持线缆型二次电池的线性形状,防止由外力引起的电池的结构变形,并防止电极的结构破坏或变形,从而确保线缆型二次电池的柔性。

在此,可以使用选自如下聚合物中的至少一种聚合物通过用于形成中空纤维的常规方法来获得中空纤维:聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚醚砜和聚砜。

此外,当卷绕时,线型支撑件可以具有与由聚合物或金属形成的弹簧结构相同的形状。在这种情况下,聚合物可以包含具有良好耐化学性并且与电解液无反应性的材料,且例如聚合物可以与上述中空纤维的实例相同,或者与下述关于粘合剂的聚合物的实例相同。此外,对于金属,也可以使用与如下所述的关于内集电器或外集电器的金属相同的金属。

在这种情况下,内电极支撑件的直径可以为0.1mm~10mm,并且可以在表面上具有直径为100nm~10μm的孔。

此外,根据本公开实施方案的内电极支撑件可以具有没有内部空间的结构,并且例如可以是线型线或绞合线。线型线或绞合线可以由上述聚合物或金属形成。在这种情况下,本文中使用的线型线是指在纵向方向上线性延伸的线形状,且本文中使用的绞合线是指线型线自身成对并绞合而不形成内部空间的线形状。

另一方面,图2显示了根据本公开实施方案的片型第一内电极的结构,且图3显示了根据本公开实施方案的片型外电极的结构。

第一内电极包含第一内集电器220和形成在第一内集电器220的一个表面上的第一内电极活性材料层210,且外电极包含外集电器620和形成在外集电器620的一个表面上的外电极活性材料层610。

在这种情况下,还可以包含形成在第一内集电器的另一个表面上的聚合物膜层230,并且还可以包含形成在外集电器的另一个表面上的聚合物膜层630。聚合物膜层能够用于支撑第一内集电器和外集电器,从而第一内集电器和外集电器能够形成为具有较小厚度的薄膜。由此,例如第一内集电器和外集电器可以通过诸如气相沉积的工艺形成在聚合物膜层上。

在此,聚合物膜层可以由选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物形成:聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺和聚酰胺。

此外,第一内集电器或外集电器可以是膜型集电器或网眼型集电器。

根据本公开的实施方案,在电极集电器呈卷绕片型或卷绕网眼型的情况下,可以解决在电极集电器为线型时由于表面积小而导致的高电阻元件和在高倍率充电/放电期间由于电池电阻导致的电池倍率特性下降的问题。

图4和图5显示了根据本公开实施方案的第二内电极的结构。

参考图4,第二内电极可以包含第二内集电器420和形成在第二内集电器420的两个表面上的第二内电极活性材料层410、430。在这种情况下,第二内集电器可以是膜型集电器或网眼型集电器。

另一方面,第一内电极、第二内电极和外电极可以还包含形成在各个活性材料层的表面上的聚合物支撑层。

根据本公开的实施方案,当在各个活性材料层的表面上还包含聚合物支撑层时,即使线缆型二次电池由于外力而发生弯曲,仍能够显著地防止在活性材料层的表面上发生裂纹。由此,进一步防止活性材料层的层离,并进一步提高电池性能。此外,聚合物支撑层可以具有多孔结构,并且在这种情况下,其增强电解液向活性材料层中的渗透,从而防止电极电阻的增加。

在此,聚合物支撑层可以包含极性线型聚合物、氧化物类线型聚合物或它们的混合物。

在这种情况下,极性线型聚合物可以是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物: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、聚芳酯和聚对苯二甲酰对苯二胺。

此外,氧化物类线型聚合物可以是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚甲醛和聚二甲基硅氧烷。

此外,聚合物支撑层可以是孔径为0.01μm~10μm且孔隙率为5%~95%的多孔聚合物层。

此外,多孔聚合物层的多孔结构可以通过在制造过程中通过非溶剂的相分离或相迁移来形成。

例如,将聚合物聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯添加到用作溶剂的丙酮中,以制备具有10重量%固体含量的溶液。随后,将2重量%~10重量%的作为非溶剂的水或乙醇添加到所制备的溶液中以制备聚合物溶液。

在涂布后的聚合物溶液的蒸发期间,发生相迁移,且在非溶剂和聚合物的相分离区域中,非溶剂占据的区域变成孔。因此,可以通过聚合物溶解在非溶剂中的程度和非溶剂的含量来调节孔径。

根据图5,第二内电极可以包含:第二内集电器420;形成在第二内集电器420的两个表面上的第二内电极活性材料层410、430;以及各自形成在第二内电极活性材料层的表面上的聚合物支撑层440、450。

另一方面,如果对线缆型二次电池施加诸如弯曲或扭转的外力,则电极活性材料层可能从电极集电器剥离。由此,为了电极的柔性,在电极活性材料层中包含大量的粘合剂成分。然而,由于因电解液发生溶胀而导致这样的大量粘合剂容易从电极集电器脱附,导致电池性能下降。

因此,为了提高电极活性材料层与电极集电器之间的粘附性,第一内集电器和外集电器中的至少一者可以还包含由导电材料和粘合剂形成的底涂层。如下所述,出于同样的原因,第二内集电器可以还包含由导电材料和粘合剂形成的底涂层。

在这种情况下,导电材料可以包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物:炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯。

此外,粘合剂可以是选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物: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、聚环氧乙烷、聚芳酯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亚胺。

此外,为了增加内集电器和外集电器的表面积,可以在至少一个表面上形成多个凹部。在这种情况下,多个凹部可以具有连续图案或间断图案。即,可以形成沿纵向方向布置的彼此间隔开的凹部的连续图案,或者可以形成多个孔的间断图案。多个孔可以呈圆形或多边形形状。

另一方面,内电极集电器优选使用如下物质来制造:不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜;或经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢;铝-镉合金;经导电材料进行表面处理的不导电聚合物;或导电聚合物。

集电器在收集由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方面起作用,并且通常使用诸如铜或铝的金属。特别地,在使用由经导电材料进行表面处理的不导电聚合物或导电聚合物制成的聚合物导体的情况下,柔性比使用诸如铜或铝的金属的情况好。此外,作为金属集电器的替代,使用聚合物集电器能够实现电池的轻量化。

导电材料包含聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ito)、银、钯和镍,且导电聚合物包含聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。用于集电器的不导电聚合物不限于特定类型。

本公开的外集电器可以包含由如下物质制成的集电器:不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜;经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢;铝-镉合金;经导电材料进行表面处理的不导电聚合物;导电聚合物;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、炭黑或碳纳米管的碳粉末的碳糊料。在这种情况下,导电材料和导电聚合物可以与如上所述用于内集电器的那些相同。

另一方面,内电极支撑件可以具有内部形成有空间的中空结构。

在这种情况下,内电极支撑件可以包含由螺旋卷绕的至少一种线构成的内电极支撑件、或由螺旋卷绕的至少一种片构成的内电极支撑件。

此外,内电极支撑件可以包含由螺旋交叉卷绕的至少两根线构成的内电极支撑件。

此外,在内电极支撑件内形成的空间中,可以形成内电极集电器芯。

在这种情况下,内电极集电器芯可以由如下物质制成:碳纳米管、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜;经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢;铝-镉合金;经导电材料进行表面处理的不导电聚合物;或导电聚合物。

此外,在内电极支撑件内形成的空间中,可以形成包含电解质的锂离子供应芯。

常规线缆型二次电池具有在内电极与外电极之间的电解质层,并且由于必须将内电极与外电极隔离以防止短路,所以电解质层需要使用具有预定水平机械性能的凝胶型聚合物电解质或固体聚合物电解质。然而,由于凝胶型聚合物电解质或固体聚合物电解质不具有作为锂离子源向电极活性材料层供应足够量的锂离子的良好性能,所以别无选择而只能增加电解质层的厚度,且随着电解质层厚度的增加,电极之间的间隙变大且电阻增加,导致电池性能下降。

为了解决所述问题,根据本公开的实施方案,在具有开放结构的内电极支撑件中设置包含电解质的锂离子供应芯,以使锂离子供应芯中的电解质通过内电极支撑件到达内电极活性材料层和外电极活性材料层。

在这种情况下,锂离子供应芯可以包含凝胶型聚合物电解质和支撑件。

此外,锂离子供应芯可以包含液体电解质和多孔载体。

此外,在形成在内电极支撑件内的空间中,可以形成填充芯。

除了如上所述的用于形成内电极集电器芯和锂离子供应芯的材料之外,填充芯可以由用于改善线缆型二次电池的各种性能的材料如聚合物树脂、橡胶和无机材料形成,且所述聚合物树脂、橡胶和无机材料具有诸如线、纤维、粉末、网眼和泡沫的各种形状。

根据本公开实施方案的线缆型二次电池可以具有预定形状的水平横断面,并且具有相对于水平横断面在纵向方向上伸长的线性结构。根据本公开实施方案的线缆型二次电池可以具有柔性并因此具有自由的形状适应性。在此,所述预定形状不限于特定形状,并且预期能够为不会影响本公开的本质的任何形状。

另一方面,锂离子供应芯包含电解质,并且电解质不限于特定类型并且可以包含:使用碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)、碳酸亚乙烯酯(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-丁内酯(γ-bl)、环丁砜、乙酸甲酯(ma)或丙酸甲酯(mp)的非水电解液;使用peo、pvdf、pvdf-hfp、pmma、pan或pvac的凝胶型聚合物电解质;或使用peo、聚环氧丙烷(ppo)、聚乙烯亚胺(pei)、聚硫化乙烯(pes)或聚乙酸乙烯酯(pvac)的固体电解质。电解质可以还包含锂盐,且锂盐优选包含:licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼烷锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。此外,锂离子供应芯110、210、310可以仅由电解质构成,并且在液体电解液的情况下,可以使用多孔载体来形成。

第一内电极和外电极可以是正极且第二内电极可以是负极,或者第一内电极和外电极可以是负极且第二内电极可以是正极。

本公开的电极活性材料层用于通过集电器移动离子,并且通过从电解质层嵌入离子和使离子脱嵌到电解质层的相互作用来完成离子的移动。

电极活性材料层能够分为负极活性材料层和正极活性材料层。

具体地,在所述第一内电极和所述外电极为负极的情况下,所述第一内电极活性材料和所述外电极活性材料可以各自独立地包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物的活性材料粒子:天然石墨、人造石墨或碳质材料;含锂的钛复合氧化物(lto)和包括si、sn、li、zn、mg、cd、ce、ni或fe的金属(me);由所述金属(me)构成的合金;所述金属(me)的氧化物(meox);和所述金属(me)与碳的复合物,且在所述第一内电极和所述外电极是正极的情况下,所述第一内电极活性材料和所述外电极活性材料可以各自独立地包含选自如下物质中的任意一种物质或它们的混合物的活性材料粒子:licoo2、linio2、limn2o4、licopo4、lifepo4和lini1-x-y-zcoxm1ym2zo2(m1和m2各自独立地为选自如下元素中的任意一种元素:al、ni、co、fe、mn、v、cr、ti、w、ta、mg和mo,且x、y和z各自独立地为氧化物组成中的元素的原子分数,其中0≤x<0.5,0≤y<0.5,0≤z<0.5,0<x+y+z≤1)。

此外,在第一内电极和外电极为正极且第二内电极为负极的情况下,第一内电极活性材料层和外电极活性材料层可以为正极活性材料层,且第二内电极活性材料层可以是负极活性材料层。

电极活性材料层包含电极活性材料、粘合剂和导电材料,并且电极活性材料层与集电器结合而形成电极。当电极变形时,例如因外力而弯曲或严重折叠时,电极活性材料可能脱落。电极活性材料的脱落导致电池的性能和容量下降。然而,由于集电器具有弹性,所以当因外力而发生这样的变形时,集电器起到分散施加的力的作用,使得活性材料层的变形较小,由此防止活性材料的脱落。

对于本公开的内隔离层和外隔离层,可以使用电解质层或隔膜。

作为离子通道的电解质层可以包含:使用peo、pvdf、pvdf-hfp、pmma、pan或pvac的凝胶型聚合物电解质;或使用peo、聚环氧丙烷(ppo)、聚乙烯亚胺(pei)、聚硫化乙烯(pes)或聚乙酸乙烯酯(pvac)的固体电解质。固体电解质的基体优选包含聚合物或陶瓷玻璃作为骨架。在典型的聚合物电解质的情况下,即使当满足离子电导率时,从反应速率的角度来看离子仍非常缓慢地移动。因此,使用有助于离子运动的凝胶型聚合物电解质比使用固体电解质是更优选的。凝胶型聚合物电解质具有差的机械性能并且由此可以包含用于改善差的机械性能的支撑件,并且对于支撑件,可以使用具有多孔结构或交联聚合物的支撑件。本公开的电解质层能够作为隔膜,由此可以省去单独的隔膜的使用。

根据本公开的实施方案,电解质层可以还包含锂盐。锂盐能够提高离子电导率和反应速率,且其非限制性实例包含:licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、cf3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼烷锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。

隔膜不限于特定类型,但可以包含:由选自乙烯均聚物、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烃类聚合物制成的多孔聚合物基材;由选自聚酯、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的聚合物制成的多孔聚合物基材;由无机粒子和粘合剂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个表面上的由无机粒子和粘合剂聚合物的混合物形成的多孔涂层的隔膜。

在这种情况下,由无机粒子和粘合剂聚合物的混合物形成的多孔涂层具有彼此接触并通过粘合剂聚合物彼此结合的无机粒子,由此在无机粒子之间产生间隙体积,并且无机粒子之间的间隙体积变成空的空间以形成孔。

即,粘合剂聚合物将无机粒子彼此粘合,例如粘合剂聚合物连接并固定无机粒子,以保持无机粒子的结合状态。此外,多孔涂层的孔是作为由无机粒子之间的间隙体积形成的空的空间的孔,且所述孔是由基本上以其中无机粒子紧密堆积或致密堆积的结构彼此接触的无机粒子所限定的空间。通过多孔涂层的孔,能够提供用于对电池运行而言不可或缺的锂离子的移动通道。

特别地,为了将源自锂离子供应芯的锂离子容易地转移到外电极,优选使用与由选自如下聚合物中的聚合物制成的多孔聚合物基材相对应的无纺布制成的隔膜: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。

根据本公开的实施方案,线缆型二次电池具有保护涂层,并且保护涂层形成为外集电器外部的绝缘体以保护电极免于遭受空气中的水分和外部冲击的影响。

对于保护涂层,可以使用包含湿气阻挡层的一般聚合物树脂。在这种情况下,对于湿气阻挡层,可以使用具有优异的水分阻挡性能的铝或液晶聚合物,且聚合物树脂包含pet、pvc、hdpe或环氧树脂。

参考图6,本公开实施方案的线缆型二次电池包含:内电极支撑件100;内电极,所述内电极包含以螺旋卷绕在所述内电极支撑件100的外部上的方式形成的片型第一内电极200、以螺旋卷绕在所述第一内电极200的外部上的方式形成的片型内隔离层300、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层300的外部上的方式形成的片型第二内电极400;外隔离层500,所述外隔离层500以螺旋卷绕在所述内电极的外部上的方式形成;和外电极600,所述外电极600以螺旋卷绕在所述外隔离层500的外部上的方式形成;形成在外电极的外部的铝袋层700;和形成在铝袋层700的外部的聚合物保护涂层800。

袋层可以包含:由诸如铝的金属形成的湿气阻挡层;在湿气阻挡层的一个表面上由诸如pet的聚酯或诸如尼龙的聚酰胺形成的绝缘层;以及在所述湿气阻挡层的另一个表面上由聚丙烯、聚碳酸酯和聚乙烯形成的热胶粘剂层。此外,聚合物保护涂层可以是通过聚合物材料的二次成型得到的包装材料。

下文中,对根据本公开实施方案的线缆型二次电池及其制造方法进行简要说明。

根据本公开的一个实施方案的线缆型二次电池包含:锂离子供应芯,所述锂离子供应芯包含电解质;内电极支撑件,所述内电极支撑件具有形成在所述锂离子供应芯周围的开放结构;内电极,所述内电极包含以螺旋卷绕在所述内电极支撑件的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;外隔离层,所述外隔离层以螺旋卷绕在所述内电极的外部上的方式形成;和外电极,所述外电极以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成。

首先,使用挤出机以线状形成聚合物电解质来制备锂离子供应芯。或者,在制备具有中空中心的内电极支撑件之后,可以通过将非水电解液注入内电极支撑件的中心来形成锂离子供应芯,并且在制备具有保护涂层的电池组件之后,可以通过将非水电解液注入电池的内电极支撑件的中心来形成锂离子供应芯。作为替代方法,在制备线状的海绵材料的载体之后,可以通过注入非水电解液来制备锂离子供应芯。

随后,制备线型内电极支撑件并卷绕在锂离子供应芯上。

随后,在聚合物膜层上形成第一内集电器,并通过涂布在第一内集电器上形成第一内电极活性材料层,从而形成片型第一内电极。此外,在聚合物膜层上形成外集电器,并通过涂布在外集电器上形成外电极活性材料层,从而形成片型外电极。在聚合物膜层上形成第一内集电器和外集电器的方法可以包括通过已知的涂布方法(例如,气相沉积等)使用各自的集电器材料来形成第一内集电器和外集电器。

第二内电极具有形成在第二内集电器的两个表面中的各个表面上的第二内电极活性材料层。

活性材料层的涂布方法可以包括一般的涂布方法,且具体地,能够使用电镀或阳极氧化法,但优选使用利用逗号涂布机或模缝涂布机对包含活性材料的电极浆料进行涂布的方法。此外,在包含活性材料的电极浆料的情况下,能够采用浸涂或使用挤出机的挤出涂布。

制备内隔离层和外隔离层作为包含多孔基材的隔膜。

随后,依次将第一内电极、内隔离层、第二内电极、外隔离层和外电极卷绕在内电极支撑件的外部以制成电极组件,并且在电极组件的外部周围形成铝袋层并且在其上形成聚合物保护涂层。

在最外部形成作为绝缘体的保护涂层以保护电极免于遭受空气中的水分和外部冲击的影响。

此外,根据本公开的实施方案,片型隔离层和片型电极各自可以通过在第二内电极与外隔离层之间以顺序次序卷绕一匝以上来形成,并且对进一步卷绕的片型隔离层和片型电极的数量没有特别限制。例如,通过进一步卷绕形成的片型隔离层和片型电极的数量可以为1~50、1~20、1~10或1~3。

例如,在通过以交替的方式以顺序次序卷绕一匝以上而分别形成片型隔离层和片型电极的情况下的线缆型二次电池包含:内电极支撑件;以螺旋卷绕在所述内电极支撑件的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型第一内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述第一内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;以螺旋卷绕在所述第二内电极的外部上的方式形成的第二内隔离层;以螺旋卷绕在所述第二内隔离层的外部上的方式形成的片型第三内电极;以螺旋卷绕在所述第三内电极的外部上的方式形成的外隔离层;和以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成的外电极。

此外,在通过以交替的方式以顺序次序卷绕两匝以上的匝而分别形成片型电极和片型隔离层的情况下的线缆型二次电池包含:内电极支撑件;以螺旋卷绕在所述内电极支撑件的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型第一内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述第一内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;以螺旋卷绕在所述第二内电极的外部上的方式形成的第二内隔离层;以螺旋卷绕在所述第二内隔离层的外部上的方式形成的片型第三内电极;以螺旋卷绕在所述第三内电极的外部上的方式形成的第三内隔离层;以螺旋卷绕在所述第三内隔离层的外部上的方式形成的片型第四内电极;以螺旋卷绕在所述第四内电极的外部上的方式形成的外隔离层;和以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成的外电极。

下文中,对另一个可能的实施方案进行说明。

根据本公开实施方案的线缆型二次电池包含:平行布置的至少两个内电极支撑件;至少两个内电极,各个内电极包含以螺旋卷绕在所述至少两个内电极支撑件各自的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;外隔离层,所述外隔离层以一起螺旋卷绕在所述至少两个内电极的外部上的方式形成;以及外电极,所述外电极以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成。

此外,根据本公开另一个实施方案的线缆型二次电池包含:至少两个锂离子供应芯,所述锂离子供应芯包含电解质;至少两个内电极,各个所述内电极包含以螺旋卷绕在所述至少两个内电极支撑件各自的外部上的方式形成的片型第一内电极、以螺旋卷绕在所述第一内电极的外部上的方式形成的片型内隔离层、以及以螺旋卷绕在所述内隔离层的外部上的方式形成的片型第二内电极;外隔离层,所述外隔离层以一起螺旋卷绕在所述至少两个内电极的外部上的方式形成;以及外电极,所述外电极以螺旋卷绕在所述外隔离层的外部上的方式形成。

这种线缆型二次电池由于具有由多个电极组成的内电极而使得容易进行负极与正极的平衡控制,并且由于其具有多个电极而能够防止电位短路。

根据本公开的实施方案,在具有至少两个内电极的线缆型二次电池的情况下,如上所述,通过在所述至少两个内电极各自的最外部与外隔离层之间以顺序次序进一步卷绕一匝以上,可以分别形成另外的片型隔离层和另外的片型电极,且对进一步卷绕的片型隔离层和片型电极的数量没有特别限制。例如,通过进一步卷绕而形成的片型隔离层和片型电极的数量可以为1~50、1~20、1~10或1~3。

附图标记说明

100:内电极支撑件

200:第一内电极

300:内隔离层

400:第二内电极

500:外隔离层

600:外电极

700:铝袋层

800:聚合物保护涂层

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