[发明专利]线缆型二次电池

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

技术问题

本发明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，根据本发明的一方面，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。