线缆型二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术涉及线缆型二次电池及其制造方法。所述线缆型二次电池包含电极组件、第二极性集电器和覆盖构件，所述电极组件包含：具有细长形状的第一极性集电器；在所述第一极性集电器上形成的在纵向上相互隔开的至少两个第一极性电极活性材料层；以包围所述至少两个第一极性电极活性材料层的方式填充的电解质层；以及至少两个第二极性电极活性材料层，其在所述电解质层上、在对应于所述第一极性电极活性材料层的位置处形成并相互隔开，所述电极组件通过所述第一极性电极活性材料层之间的空间连续弯曲成大致“S”形；所述第二极性集电器以包围弯曲成大致“S”形的所述电极组件的至少一个面的方式构造；所述覆盖构件以包围所述第二极性集电器和所述电极组件的方式构造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可以自由改变形状的线缆型(cable-type) 二次电池及其制造方法。
技术介绍
近来，无线通信技术的发展已经对移动装置的普及作出了贡献。响应无线通信技术的发展，基本上将二次电池用作移动装置用电源。同时，为了防止环境污染，已经开发了电动车、混合驱动车等，并且这些车辆也由二次电池驱动。同样地，在各种工业领域中，二次电池的应用一直在增加，并且其输出、容量和结构根据使用二次电池的工业领域的特性而多样化。通常，二次电池包含电极组件，所述电极组件包含通过在板状集电器的两个面上涂布活性材料而形成的正极和负极以及插在正极和负极之间的隔膜。电极组件与液体电解质或固体电解质一起容纳在圆柱形或棱柱形金属罐中或在由铝层压片制成的袋型箱中。而且，电极组件可具有如下结构，其中多个各自包含片状正极/隔膜/负极的卷绕型或薄板状单元电极顺序堆叠，从而增加二次电池的容量。因此，二次电池组件的电极(如正极和负极)基本上具有板状。这种常规板状电极结构具有在卷绕或堆叠电极组件期间实现高度集成的优点。然而，根据工业领域的必要性，对板状电极的结构进行改变非常困难。而且，板状电极结构对充放电循环期间电极的体积变化敏感。此外，在电池中产生的气体不易排出至外部，这可能导致诸如电极之间的电位差大等的问题。特别地，为了满足消费者的各种需要，使用二次电池的装置的种类多样化且装置的设计变得非常重要。然而，在这种特殊种类的装置中创造其中安装了具有常规结构和/ 或形状(如圆柱形、棱柱形或袋型)的二次电池的独立区域或空间，对于无线技术的扩张或新设计的引入可能是很大的障碍。例如，当新开发的装置具有其中安装了二次电池的长且窄的空间时，改变包含使用板状电极作为基础的电极组件的二次电池的结构以及在装置中安装二次电池基本上是不可能或无效的。即，因为将常规圆柱形、钮扣型和棱柱形电池形成为具有特定形状，所以它们不能自由改变形状并在使用中受到限制。而且，它们具有不能弯曲或扭转以满足其预期应用的问题。为了解决上述问题，本申请人公开了“一种新型结构的电极组件和包含其的二次电池”(于2006年1月17日申请，并作为韩国专利10-0804411于2008年2月12日获得专利权)，通过参考将其全部内容并入本文中。然而，这种二次电池(在下文中，称为“线缆型二次电池”)的挠性不充分。而且， 在通过施加外力使线缆型二次电池过度变形的情况下，活性材料可能分离。
技术实现思路
设计了本专利技术以解决现有技术中的问题，因此本专利技术的目的是提供一种具有改进结构的二次电池，所述结构可以容易地改变形状并可以获得优异的稳定性和性能。为实现该目的，本专利技术提供一种线缆型二次电池，其包含电极组件、第二极性集电器和覆盖构件，所述电极组件包含第一极性集电器，其具有细长形状，且其垂直于纵向的横截面为圆形、不对称椭圆形或多边形；至少两个第一极性电极活性材料层，其在所述第一极性集电器的外表面上形成，并在纵向上以预定间隔相互隔开；以包围所述至少两个第一极性电极活性材料层的方式填充的电解质层；以及至少两个第二极性电极活性材料层，其在电解质层的外表面上、在对应于所述第一极性电极活性材料层的位置处形成，并以预定间隔相互隔开，所述电极组件通过由所述第一极性电极活性材料层之间的预定间隔形成的空间连续弯曲成大致“S”形；所述第二极性集电器以包围弯曲成大致“S”形的所述电极组件的两个面中的至少一个面的方式构造；所述覆盖构件以包围所述第二极性集电器和所述电极组件的方式构造。在此，集电器可由如下制成不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳(sintered carbon)或铜；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非导电聚合物；或导电聚合物。导电材料可包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚硫氮化物(polysulfurnitride)、铟锡氧化物(ITO)、铜、银、钯、镍等。导电聚合物可包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚硫氮化物等。第一极性电极活性材料可包含天然石墨、人造石墨、或含碳材料；锂-钛复合氧化物(LTO)，金属(Me)如Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe ；所述金属(Me)的合金；所述金属(Me)的金属氧化物(MeOx)；金属(Me)和碳的复合物。第二极性电极活性材料可包含LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4, LiFePO4, LiNiMnCoO2 和 LiNimzCoxMlyI^A (其中 Ml 禾口M2独立地选自Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo,并且x、y和ζ独立地为氧化物形成元素的原子分数，其中O彡χ<0. 5，0彡y<0. 5，0彡ζ<0. 5，且x+y+z ( 1)。电解质层可由如下制成使用PEO、PVdF, PMMA, PAN或PVAC的凝胶型聚合物电解质，或使用ΡΕ0、聚环氧丙烷(PPO)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PEQ或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质。在线缆型二次电池中，电解质层可进一步包含锂盐。所述锂盐可包含LiCl、LiBr、LiI、LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3S03、LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li、CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂(chloroborane lithium)、低级脂族碳酸锂和四苯硼酸锂。第一极性可为负极，且第二极性可为正极。为了实现上述目的，本专利技术还提供了制造线缆型二次电池的方法，所述方法包括(a)制备细长线形式的第一极性集电器，其垂直于纵向的横截面为圆形、不对称椭圆形或多边形；(b)在所述第一极性集电器的外表面上形成在纵向上以预定间隔相互隔开的至少两个第一极性电极活性材料层；(c)以包围所述至少两个第一极性电极活性材料层的方式形成电解质层；(d)在所述电解质层的外表面上，在对应于所述第一极性电极活性材料层的位置处，形成以预定间隔相互隔开的至少两个第二极性电极活性材料层；(e)相对于由所5述第一极性电极活性材料层之间的预定间隔形成的空间，通过使所得产物连续弯曲成大致 “S”形而形成电极组件；(f)用第二极性集电器包围所述电极组件的两个面中的至少一个面；和(g)用覆盖构件包围所述第二极性集电器和所述电极组件。专利技术效果包含其中活性材料层形成图案且具有连续“S”形的电极组件的本专利技术的线缆型二次电池，具有其中不形成活性材料层的区域。该区域具有较高的挠性，由此改进了线缆型二次电池的整体挠性。而且，当将过度外力施加至本专利技术的线缆型二次电池时，其中不形成活性材料层的区域首先发生变形而不会使其中形成活性材料层的区域发生变形，由此活性材料层较少变形。因此，可以防止活性材料层分离。而且，使用片状集电器，促进了线缆型二次电池的制造。本专利技术的线缆型二次电池适合用于腕表形式的移动装置的电力供应。 附图说明参考附图，根据实施方式的下列描述，本专利技术的其它目的和方面将变得明显，其中图1是显示本专利技术优选实施方式的线缆型二次电池的横截面视图；以及图2是显示本专利技术优选实施方式的线缆型二次电池的横截面视图。具体实施例方式下文中，将参考附图详细说明本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：权友涵，金帝映，金奇泰，申宪澈，曹炯万，郑惠兰，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：