线缆型二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：至少一个内电极；隔离层，所述隔离层以围绕所述内电极的外表面的方式形成并以防止所述电极短路的方式构造；片型外电极，所述片型外电极围绕所述隔离层或所述内电极并通过螺旋卷绕而形成；以及聚合物电解质涂层，所述聚合物电解质涂层以围绕所述片型外电极的方式形成，其中所述片型外电极通过螺旋卷绕来形成以避免重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线缆型二次电池及其制造方法
本专利技术涉及一种可自由变形的线缆型二次电池。更具体地，本专利技术涉及使得易于注入电解质的线缆型二次电池及其制造方法。本申请要求于2016年2月5日在韩国提交的韩国专利申请10-2016-0015239号的优先权，通过参考将包括说明书和附图的
技术实现思路
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技术介绍
近来，二次电池是指将外部电能转换为化学能的形式且存储在其中、然后根据需要产生电力的装置。这种二次电池也称作“可再充电电池”，意思是能够多次充电的电池。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，二次电池提供了经济优势和环境优势两者。目前，二次电池用于需要低电力的一些应用。例如，这些应用包括帮助启动汽车、便携式系统、仪器和无间断供电系统的设备。近来，无线通信技术的发展带动了便携式系统的普及。另外，存在将许多传统系统转换成无线系统的趋势。在这些情况下，对二次电池的需求呈爆炸式增长。此外，为了防止环境污染，混合动力汽车和电动汽车已经商业化。这种下一代车辆采用二次电池来降低成本和重量并延长使用寿命。通常，二次电池通常作为圆柱形、棱柱形或袋型电池来提供。这是因为，二次电池通过如下来制造：将包含负极、正极和隔膜的电极组件安装到圆柱形或棱柱形金属罐或者由铝层压板制成的袋形壳中，然后将电解质注入到电极组件中。因此，从根本上需要用于安装二次电池的预定空间。由此，二次电池的这种圆柱形、棱柱形或袋状形状在开发各种类型的便携式系统中不合需要地起到了限制的作用。结果，需要使得容易变形的新型二次电池。在这种情况下，已经提出了具有显著更大的长度对截面直径之比的线缆型二次电池。已经进行了许多研究来将这种线缆型二次电池用于用户身体或智能织物上的可穿戴应用(wearableapplications)。此外，需要适合这种产品的定制电池以便向所述产品供电。此外，由于线缆型二次电池使用聚合物电解质以形成电解质层，因此难以将电解质注入到电极的活性材料中。这导致电池电阻增加以及容量特性和循环特性劣化的问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决相关领域的问题，因此本专利技术涉及提供一种具有最小化的内径的线缆型二次电池，使得线缆电池可以以编织形式(wovenform)提供或多个电池可以水平连接以形成片状结构，从而用作智能织物或可穿戴应用的电源。本专利技术还涉及促进在具有最小化的内径的线缆型二次电池中注入电解质。技术方案在本专利技术的一个方面中，提供一种线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：至少一个内电极；隔离层，所述隔离层以围绕所述内电极的外表面的方式形成并以防止所述电极短路的方式构造；片型外电极，所述片型外电极围绕所述隔离层或所述内电极并通过螺旋卷绕而形成；以及聚合物电解质涂层，所述聚合物电解质涂层以围绕所述片型外电极的方式形成，其中所述外电极包含外集电器、形成在所述外集电器的一个表面上的外电极活性材料层和形成在所述外集电器的另一个表面上的第一支撑层，且所述片型外电极通过螺旋卷绕来形成以避免重叠。根据本专利技术的一个优选实施方案，聚合物电解质涂层可以包括极性线性聚合物、氧化物类线性聚合物或它们的混合物。根据一个更具体的实施方案，所述极性线性聚合物可以是选自如下物质中的任意一种或它们的组合：聚酰亚胺、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、聚氮丙啶、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。另外，氧化物类线性聚合物可以是选自如下物质中的任意一种或它们的组合：聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚甲醛和聚二甲基硅氧烷。根据本专利技术的另一个优选实施方案，所述内电极可以包括以相互接触并且相互平行的方式布置的至少两个线型内电极、或者相互绞合(twisted)的至少两个线型内电极。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述内电极可以包括内集电器和形成在所述内集电器的表面上的内电极活性材料层。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述片型外电极可以具有沿一个方向延伸的条状结构。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述片型外电极可以通过以间隔为所述片型外电极的宽度的至多两倍的方式进行螺旋卷绕而形成，以避免重叠。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述第一支撑层可以是聚合物膜。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述外电极还可以包括形成在所述外电极活性材料层上的多孔第二支撑层。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述线缆型二次电池还可以包括导电材料涂层，所述导电材料涂层包括导电材料和粘合剂并形成在所述第二支撑层上。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述导电材料涂层可以包括以80:20～99:1的重量比相互混合的导电材料和粘合剂。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述线缆型二次电池还可以包括多孔涂层，所述多孔涂层包括无机粒子与粘合剂聚合物的混合物并形成在所述第二支撑层上。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述内电极可以是负极或正极，并且外电极可以是与所述内电极对应的正极或负极。根据本专利技术的又一个优选实施方案，所述线缆型二次电池还可以包括以围绕所述聚合物电极涂层的外表面的方式形成的保护涂层。在本专利技术的另一方面，还提供了一种制造线缆型二次电池的方法，所述方法包括如下步骤：制备电极组件，所述电极组件包括至少一个内电极、以围绕所述内电极的外表面的方式形成的并以防止电极短路的方式构造的隔离层以及围绕所述隔离层或内电极并通过螺旋卷绕形成的片型外电极，其中所述片型外电极通过螺旋卷绕形成以避免重叠；将所述电极组件浸入电解质浴中以将电解质注入其中；以及用聚合物对其中注有电解质的所述电极组件的外部进行涂布以形成聚合物涂层。根据本专利技术的一个优选实施方案，所述聚合物涂层可以包括极性线性聚合物、氧化物类线性聚合物或它们的混合物。根据一个更具体的实施方案，所述极性线性聚合物可以是选自如下物质中的任意一种或它们的组合：聚酰亚胺、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、聚氮丙啶、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。另外，所述氧化物类线性聚合物可以是选自如下物质中的任意一种或它们的组合：聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚甲醛和聚二甲基硅氧烷。根据本专利技术的另一个优选实施方案，所述内电极可以包括以相互接触并且相互平行的方式布置的至少两个线型内电极、或者相互绞合的至少两个线型内电极。有益效果根据本专利技术一个实施方案的线缆型二次电池具有最小化的内径，使得线缆电池可以以编织形式提供或多个电池可以水平连接以形成片型结构，从而用作智能织物或可穿戴应用的电源。另外，根据本专利技术一个实施方案的线缆型二次电池促进在具有最小化的内径的线缆型二次电池中注入电解质，由此提供具有优异的容量特性和循环特性的电池。此外，根据本专利技术一个实施方案的线缆型二次电池可以具有引入到片型电极的至少一个表面的支撑层以显著提高电极的柔性。另外，当施加严重的外力到使电极可完全折叠的程度时，即使在电极活性材料层中粘合剂含量不增加本文档来自技高网...

【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：至少一个内电极；隔离层，所述隔离层以围绕所述内电极的外表面的方式形成并以防止所述电极短路的方式构造；片型外电极，所述片型外电极围绕所述隔离层或所述内电极并通过螺旋卷绕而形成；以及聚合物电解质涂层，所述聚合物电解质涂层以围绕所述片型外电极的方式形成，其中所述外电极包含外集电器、形成在所述外集电器的一个表面上的外电极活性材料层和形成在所述外集电器的另一个表面上的第一支撑层，所述片型外电极通过螺旋卷绕来形成以避免重叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.05 KR 10-2016-00152391.一种线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：至少一个内电极；隔离层，所述隔离层以围绕所述内电极的外表面的方式形成并以防止所述电极短路的方式构造；片型外电极，所述片型外电极围绕所述隔离层或所述内电极并通过螺旋卷绕而形成；以及聚合物电解质涂层，所述聚合物电解质涂层以围绕所述片型外电极的方式形成，其中所述外电极包含外集电器、形成在所述外集电器的一个表面上的外电极活性材料层和形成在所述外集电器的另一个表面上的第一支撑层，所述片型外电极通过螺旋卷绕来形成以避免重叠。2.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述聚合物电解质涂层包含极性线性聚合物、氧化物类线性聚合物或它们的混合物。3.根据权利要求2所述的线缆型二次电池，其中所述极性线性聚合物是选自如下物质中的任意一种或它们的组合：聚酰亚胺、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、聚氮丙啶、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。4.根据权利要求2所述的线缆型二次电池，其中所述氧化物类线性聚合物是选自如下物质中的任意一种或它们的组合：聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚甲醛和聚二甲基硅氧烷。5.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述内电极包含以相互接触并且相互平行的方式布置的至少两个线型内电极、或者相互绞合的至少两个线型内电极。6.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述内电极包含内集电器和形成在所述内集电器的表面上的内电极活性材料层。7.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述片型外电极具有沿一个方向延伸的条状结构。8.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述片型外电极通过以间隔为所述片型外电极的宽度的至多两倍的方式进行螺旋卷绕而形成，以避免重叠。9.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述第一支撑层是聚合物膜。10.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述外电极还包含形成在所述外电极活性材料层上的多孔第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：权友涵，严仁晟，金帝映，陆永知，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR