线缆型二次电池制造技术

本发明专利技术公开了一种线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：内电极，所述内电极包含内集电器和围绕所述内集电器的外表面形成的内电极活性材料层；隔离层，所述隔离层围绕所述内电极的外表面形成以使所述内电极插入内部；外电极活性材料结构，所述外电极活性材料结构围绕所述隔离层的外表面形成以使所述隔离层插入内部，所述外电极活性材料结构包含多孔聚合物支撑体和在所述多孔聚合物支撑体的上表面和下表面中的至少一者上形成的外电极活性材料层；以及外电极，所述外电极包含围绕所述外电极活性材料结构形成以使所述外电极活性材料结构插入内部的外集电器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线缆型二次电池，更具体地，涉及包含外电极活性材料结构的线缆型二次电池，所述外电极活性材料结构使用具有柔韧性的多孔聚合物支撑体。本申请要求2013年11月27日在韩国提交的韩国专利申请号10_2013_0145427的优先权，并通过引用将其公开内容并入本文中。另外，本申请要求2014年11月27日在韩国提交的韩国专利申请号10-2014-0167543的优先权，并通过引用将其公开内容并入本文中。
技术介绍
二次电池是以化学形式储存电能并且在需要时将储存的化学能转化成电能以生成电的装置。二次电池也被称为可充电电池，这是因为它可以重复进行充电。常见的二次电池包括铅蓄电池、NiCd电池、NiMH蓄电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。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。目前二次电池用于需要低电功率的应用，例如协助启动车辆的设备、移动装置、工具和不间断电源。近来，由于无线通讯技术的发展正引领移动装置的普及并且众多类型的现有装置存在朝向移动化的趋势，对二次电池的需求正急剧增加。另外，在防止环境污染方面，已经开发了混合动力车辆和电动车辆，且这些下一代车辆正在采用使用二次电池降低成本和重量并且增加使用寿命的技术。通常，大多数二次电池具有圆筒形、棱柱形或袋状。这与二次电池的如下制造工艺有关:将由负极、正极和隔膜构成的电极组件安装在圆筒或棱柱形金属罐或铝层压片的袋状壳中，并且将电解质注入电极组件中。因为用于安装二次电池的预定空间是必需的，所以二次电池的圆筒形、棱柱形或袋状是开发各种形状的可移动装置的限制。因此，需要在形状方面容易地可适应的新型二次电池。为了满足这一需要，已经提出开发具有非常高的长度对横截面直径的比率的线型电池。韩国专利号0804411公开了如下的线型电池，所述线型电池包含具有置于负极与正极之间的隔膜的多个负极和正极；且韩国专利号0742739公开了可适应的电池，该电池包含线形状的正极线和负极线，但它们具有差的柔韧性。另外，当因为外力而导致在线缆型二次电池的外集电器中发生形变时，可能会因为与内集电器的接触而发生短路。另外，在线型电池的制造中，当制造负极和隔膜，然后将正极包覆在所述电极上时，隔膜和负极的内部涂层因包含在正极浆料中的有机溶剂而溶解并渗出。另外，在普通电池的制造中，当在平面上制造正极时，将电极压制成预定水平的操作是必须的。这通过所述压制操作而提高在正极活性材料/导电材料/集电器之间的电接触，这是因为正极活性材料具有低的导电性。然而，在线型电池的情况下，根据其形状，因为在包覆正极后非常难实施电极压制操作，所以电极的电接触变得松散，导致电池的使用寿命劣化。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供新线型结构的二次电池，所述二次电池易于适应形状的、保持二次电池的稳定性和良好的性能、消除或减少因外集电器的形变而导致的短路的危险、通过电接触的增强提高寿命特性、增加在电池制造中的程序效率且使故障管理更容易。技术方案为了实现以上目的，根据本专利技术的一方面，提供一种线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含:内电极，所述内电极包含内集电器和围绕内集电器的外表面形成的内电极活性材料层；隔离层，所述隔离层围绕内电极的外表面形成以使内电极插入内部；外电极活性材料结构，所述外电极活性材料结构围绕隔离层的外表面形成以使隔离层插入内部，所述外电极活性材料结构包含多孔聚合物支撑体和在所述多孔聚合物支撑体的上表面和下表面中的至少一者上形成的外电极活性材料层；以及外电极，所述外电极包含围绕所述外电极活性材料结构形成的外集电器以使所述外电极活性材料结构插入内部。内集电器为线型集电器或开放结构的集电器。开放结构的集电器可以为其中形成有空间的中空集电器，或网型集电器。中空集电器可以包含至少一个以螺旋模式缠绕的线型内集电器，或至少一个以螺旋模式缠绕的片型内集电器。中空集电器可以包含至少两个线型内集电器，所述线型内集电器以螺旋模式缠绕使得所述线型内集电器相交。在中空集电器中形成的空间可以具有内电极集电器芯，包含电解质的锂离子供应芯，或在所述空间中形成的填充芯。内电极集电器芯可以由如下制成:碳纳米管；不锈钢；铝；镍；钛；烧结碳；铜；用碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；用导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。锂离子供应芯可以包含凝胶聚合物电解质和支撑体。锂离子供应芯可以包含液体聚合物电解质和多孔载体。所述电解质可以包括选自如下的电解质: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(ΜΑ)或丙酸甲酯(ΜΡ)的非水电解液；使用ΡΕ0、PVdF、PVdF-HFP、PMMA、PAN或PVAc的凝胶聚合物电解质；和使用ΡΕ0、聚环氧丙烷(ΡΡ0)、聚乙撑亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质。所述电解质还可以包含锂盐。锂盐可以为选自如下中的任一种:LiCl、LiBr、Li1、LiC104、LiBF4、LiB1QCl1Q、LiPF6、LiCF3S03、LiCF3C02、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3S03L1、CF3S03L1、(CF3S02)2NL1、氯硼烷锂、低级脂族碳酸锂、四苯基硼酸锂或它们的混合物。填充芯可以包含线、纤维、粉末、网或泡沫形状的聚合物树脂、橡胶或无机物。内集电器可以由如下物质制成:不锈钢；铝；镍；钛；烧结碳；铜；用碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝_镉合金；用导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。导电材料可以为选自如下中的任一种:聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ΙΤ0)、银、钯和镍或它们的混合物。导电聚合物可以为选自如下中的任一种化合物的聚合物:聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫或它们的混合物。多孔聚合物支撑体可以为由选自如下的聚合物制成的多孔基体或无纺布:聚烯烃、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酯。多孔基体可以为通过在玮纱经过经纱的上面和下面时交织经纱和玮纱而编织的多孔织物结构，经纱和玮纱各自具有10 μ m?200 μ m的平均直径。可以以对角线方向将多孔聚合物支撑体缠绕在隔离层的外表面上，或以管形式在隔离层的外表面上缠绕一次。外集电器可以为管型集电器、缠绕的线型集电器、缠绕的片型集电器或网型集电器。外集电器可以由如下制成:不锈钢；铝；镍；钛；烧结碳；铜；用碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；用导电材料进行表面处理的不导电聚合物；导电聚合物；包含N1、Al、Au、Ag、Al、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、BaSlTO的金属粉末的金属糊料；或包含石墨、炭黑或碳纳米管的碳粉末的碳糊料。内电极可以为负极或正极，且外电极可以为与内电极相反的正极或负极。隔离层可以为电解质层或隔膜。电解质层可以包含:使用PEO、PVdF、PVdF-HFP、PMMA、PAN或PVAC的凝胶聚合物电解质；和使用ΡΕ0、聚环氧丙烷(ΡΡ0)、聚乙撑亚胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：内电极，所述内电极包含内集电器和围绕所述内集电器的外表面形成的内电极活性材料层；隔离层，所述隔离层围绕所述内电极的外表面形成以使所述内电极插入内部；外电极活性材料结构，所述外电极活性材料结构围绕所述隔离层的外表面形成以使所述隔离层插入内部，所述外电极活性材料结构包含多孔聚合物支撑体和在所述多孔聚合物支撑体的上表面和下表面中的至少一者上形成的外电极活性材料层；以及外电极，所述外电极包含围绕所述外电极活性材料结构形成以使所述外电极活性材料结构插入内部的外集电器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：权友涵，吴丙薰，金帝映，禹相昱，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR