CN102484243A - 制造线缆型二次电池的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造线缆型二次电池的方法，所述线缆型二次电池包含平行配置、纵向延伸的电极，所述电极包含具有预定形状的水平横截面的集电器和在所述集电器上形成的活性材料层，且所述电极通过如下形成：将包含活性材料、聚合物粘合剂和溶剂的电极浆料放入到挤出机中；在向所述挤出机连续供应所述集电器的同时将所述电极浆料挤出涂布到所述集电器上；以及对涂布有所述电极浆料的所述集电器进行干燥以形成活性材料层。

Description

制造线缆型二次电池的方法
技术领域
本发明涉及制造变形自由的线缆型二次电池的方法，更特别地，本发明涉及使用挤出机制造线缆型二次电池的方法。
背景技术
本申请要求2010年2月2日在韩国提交的韩国专利申请10-2010-0009438的优先权，特此通过参考将其所有内容清楚地并入本申请中。
而且，本申请要求2011年1月12日在韩国提交的韩国专利申请10-2011-0003202的优先权，特此通过参考将其所有内容清楚地并入本申请中。
二次电池为能够以化学形式储存能量并在需要时将其转化成电能以发电的装置。所述二次电池也被称作可再充电电池，因为其能够反复再充电。普通的二次电池包括铅蓄电池、NiCd电池、NiMH蓄电池、Li离子电池、Li离子聚合物电池等。当与一次性的原电池相比时，二次电池不仅更加经济高效，而且更加环境友好。
目前将二次电池用于需要低电力的应用如用于帮助车辆启动的设备、便携式装置、工具、不间断电源等。近来，由于无线通信技术的开发导致便携式装置的普及并甚至导致多种常规装置的无线化，所以对二次电池的需求急剧增加。还将二次电池用于环境友好的下一代车辆如混合动力车辆和电动车辆中以降低成本和重量并提高车辆的使用寿命。
通常，二次电池具有圆柱形、棱柱形或袋形形状。这与二次电池的制造方法相关，在所述方法中，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壳或者铝层压片的袋形壳中，且在所述壳中填充有电解质。因为在这种方法中用于电极组件的预定安装空间是必需的，所以在开发多种形状的便携式装置时二次电池的圆柱形、棱柱形或袋形是一种限制。
为了满足这种需要，已经建议开发长度对横截面的直径之比非常大的线性电池。韩国专利注册0804411公开了制造线性电池的方法，所述线性电池包含多个负极和多个正极、以及插入到其间的隔膜。韩国专利注册0742739公开了一种包含正极线和负极线的线型柔性电池，其中将热浸、溅射、化学气相沉积等用作用于电极和电解质的涂布技术。然而，常规的不连续涂布技术不适用于具有纵向延伸的线性结构的线缆型二次电池。需要适用于线缆型二次电池的连续涂布。
发明内容
技术问题
本发明的目的是供应适用于具有纵向延伸的线性结构的线缆型二次电池的连续涂布。
技术方案
供应了一种制造线缆型二次电池的方法，所述线缆型二次电池包含平行配置、纵向延伸的电极，所述电极包含具有预定形状水平横截面的集电器和在所述集电器上形成的活性材料层，所述方法包括：形成所述电极，其中所述形成所述电极包括将包含活性材料、聚合物粘合剂和溶剂的电极浆料放入到挤出机中；在向所述挤出机连续供应所述集电器的同时将所述电极浆料挤出涂布到所述集电器上；并对涂布有所述电极浆料的所述集电器进行干燥以形成活性材料层。
优选地，所述集电器可由不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳和铜；用碳、镍、钛和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；或导电聚合物制成。所述导电材料可以为选自如下的任一种或它们的混合物：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ITO)、银、钯、镍和铜。所述导电聚合物可以为选自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫中的任一种或它们的混合物。
所述活性材料可以为负极活性材料，所述负极活性材料可以为选自如下的任一种或它们的混合物：含碳材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)；金属(Me)，包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe；金属(Me)的合金；金属(Me)的氧化物(MeOx)；金属(Me)和碳的复合材料，或者所述活性材料可以为正极活性材料，所述正极活性材料可以为选自如下的任一种或它们的混合物：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2和LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(M1和M2各自独立地为选自Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo中的任一种，且x、y和z各自独立地为氧化物中各组分的原子分数，其中0≤x＜0.5、0≤y＜0.5、0≤z＜0.5、x+y+z≤1)。
聚合物粘合剂可以为选自如下的任一种粘合剂聚合物或它们的混合物：聚偏二氟乙烯(PVdF)-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷(PEO)、多芳基化合物、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、普鲁兰和羧甲基纤维素。
本发明制造线缆型二次电池的方法可还包括将固体电解质材料放入到挤出机中，并在向所述挤出机连续供应电极的同时将所述固体电解质材料挤出涂布到所述电极上，从而在所述电极周围形成电解质层。
所述固体电解质材料可包含选自如下的电解质：PEO、PVdF、PMMA、PAN或PVAc的胶凝聚合物电解质；以及PEO、聚苯醚(PPO)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)或PVAc的固体聚合物电解质。
所述固体电解质材料可还包含锂盐，且所述锂盐可以为选自如下的任一种或它们的混合物：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4-苯基硼酸锂。
根据本发明的另一个方面，制造线缆型二次电池的方法可包括：通过在集电器上挤出涂布电极浆料而形成负极，所述负极具有预定形状的水平横截面并纵向延伸；通过对固体电解质材料进行挤出涂布而在内部电极的周边周围形成电解质层，所述内部电极包含平行配置的至少两个负极；在所述电解质层周围形成外部电极，所述外部电极为具有预定形状的水平横截面的管状正极；以及在所述外部电极周围形成保护涂层。
根据本发明的还另一个方面，制造线缆型二次电池的方法可包括：通过在集电器上顺序挤出涂布电极浆料和固体电解质材料而形成其上具有电解质层的负极，所述负极具有预定形状的水平横截面并纵向延伸；形成具有正极活性材料层的外部电极，所述正极活性材料层包围内部电极的周边，所述内部电极包含平行配置的至少两个负极；以及在所述外部电极周围形成保护涂层。
根据本发明的还另一个方面，制造线缆型二次电池的方法可包括：通过在集电器上顺序挤出涂布电极浆料和固体电解质材料而形成其上具有第一电解质层的负极，所述负极具有预定形状的水平横截面并纵向延伸；通过在集电器上挤出涂布电极浆料而形成正极；通过挤出涂布固体电解质材料而在内部电极周边周围形成第二电解质层，所述内部电极包含平行配置的所述负极和所述正极；以及在所述第二电解质层周围形成保护涂层。
发明效果
根据本发明制造线缆型二次电池的方法，使用挤出机的挤出涂布实现了连续涂布，并由此适用于制造纵向延伸的线缆型二次电池。此外，通过调节集电器的线性速度或挤出机的挤出速度而容易地控制了涂层的厚度。
附图说明
参考附图，根据实施方案的如下说明，本发明的其他目的和方面将变得显而易见，其中：
图1是挤出机的示意图；
图2是显示使用O型模具的线型挤出涂布的图；
图3是显示根据本发明一个实施方案的线缆型二次电池的横截面图，所述线缆型二次电池具有插入到内部电极和外部电极之间的电解质层；
图4是显示根据本发明另一个实施方案的线缆型二次电池的横截面图，所述线缆型二次电池具有插入到内部电极和外部电极之间的电解质层；
图5是显示根据本发明还另一个实施方案的线缆型二次电池的横截面图，所述线缆型二次电池在内部电极周围具有电解质层；且
图6是显示根据本发明还另一个实施方案的线缆型二次电池的横截面图，所述线缆型二次电池具有第一电解质层和第二电解质层。
附图标记说明
1：料斗            2：圆筒
3：螺杆            4：螺杆驱动马达
5：模具            10：O型模具
11：涂布材料供应单元    12：涂布衬底
110：负极集电器         111：负极活性材料
120正极集电器        121：正极活性材料
130：电解质层        131：第一电解质层
132：第二电解质层    140：保护涂层
具体实施方式
下文中，将参考附图对本发明进行详细说明。本文中提及的说明仅是用于示例性目的的优选实施例，而不旨在限制本发明的范围，所以应理解，在不背离本发明的主旨和范围的条件下可以对其完成其他等价物和变体。
本发明的线缆型二次电池具有预定形状的水平横截面和纵向延伸的线性结构。所述线缆型二次电池包含平行配置的纵向延伸的电极且所述电极包含具有预定形状水平横截面的集电器和涂布在所述集电器上的活性材料。此处，所述预定形状不限于特定形状，且可包括不背离本发明的主旨和范围的任意形状。具体地，所述水平横截面可具有圆形或多边形形状，其中所述圆形形状可以为几何对称的圆形形状或几何不对称的椭圆形形状，且所述多边形形状可以为三角形、方形、五边形或六边形形状。所述线缆型二次电池具有柔性和变形自由，由此可适用于多种形状的便携式装置。制造线缆型二次电池的方法包括通过在集电器上挤出涂布电极浆料而形成电极，所述电极浆料包含活性材料、聚合物粘合剂和溶剂。
通过挤出机以连续方式在衬底表面上涂布并挤出涂布溶液来实施挤出涂布，所述挤出涂布较不易在衬底的长度上受到限制并能够连续涂布。参考图1，通常，挤出机具有料斗1、圆筒2和模具5。典型地，根据挤出涂布，将涂布原料放入料斗1中并通过圆筒2中的螺杆3的旋转将其向模具5传送，同时在涂布原料通过保持恒定温度的圆筒2时，将其熔化成涂布溶液，并通过安装在圆筒3前部的模具5将所述涂布溶液涂布在衬底上。线缆型二次电池具有纵向延伸的线性结构和预定的水平横截面的形状特性，由此适用于连续涂布、特别是挤出涂布的应用。
在向挤出机供应集电器的同时，通过将电极浆料放入挤出机的料斗1中，通过利用圆筒2中的螺杆3的旋转将电极浆料混合并传送至模具5中，并通过安装在圆筒2前部的模具5将电极浆料挤出涂布在集电器上，形成了纵向延伸的电极。用于形成电极的集电器可以为线型集电器。本发明不限于基于集电器类型的特定类型的模具。然而，在线型集电器的情况中，可以在集电器通过管状O型模具的同时将电极浆料涂布到集电器的表面上(参见图2)。放入到挤出机中的电极浆料通过涂布材料供应单元11供应，通过O型模具10排出，并挤出涂布在插入到O型模具10中的线型集电器12上。在这种情况中，通过调节电极浆料的密度或挤出速度、或者表示向挤出机供应集电器的速度的集电器的线性速度，可容易地控制涂层的厚度。
优选地，所述集电器可由不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳和铜；用碳、镍、钛和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；或导电聚合物制成。所述导电材料可包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ITO)、银、钯、镍和铜。所述导电聚合物可包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。
所述电极浆料可包含均匀混合在其中的活性材料、聚合物粘合剂和有机溶剂，且可还包含导电材料。在这种情况中，可将具有均匀混合在其中的其组分的电极浆料放入到挤出机中。或者，可将活性材料、聚合物粘合剂等分别放入到挤出机中，然后在挤出机中将其相互混合。优选地，可以在挤出涂布之后进行干燥以除去溶剂。
所述活性材料包含负极活性材料和正极活性材料。所述负极活性材料可包括但不限于：含碳材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)；金属(Me)如Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe；金属(Me)的合金；金属(Me)的氧化物(MeOx)；以及金属(Me)和碳的复合材料。所述正极活性材料可包括但不限于：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2和LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(M1和M2各自独立地为选自Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo中的任一种，且x、y和z各自独立地为氧化物中各组分的原子分数，其中0≤x＜0.5、0≤y＜0.5、0≤z＜0.5、x+y+z≤1)。
所述聚合物粘合剂有助于将活性材料粘合至集电器，且所述聚合物粘合剂可包括聚偏二氟乙烯(PVdF)-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷(PEO)、多芳基化合物、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、普鲁兰和羧甲基纤维素。
将电极浆料中可还包含的导电材料用于进一步提高活性材料的导电性，且本发明不限于特定类型的导电材料，条件是所述导电材料具有导电性能且不会在电池中引发化学变化。例如，所述导电材料可包括石墨；炭黑；导电纤维如碳纤维或金属纤维；碳氟化合物；金属粉末如铝粉或镍粉；导电须如氧化锌、钛酸钾；导电金属氧化物如二氧化钛；和导电材料如聚苯撑衍生物。本发明不限于特定类型的有机溶剂，然而，通常使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
下文中，参考图3对可以通过本发明制造线缆型二次电池的方法制造的二次电池的结构进行说明，其中相同的元件用相同的参考数字指示。
参考图3，根据本发明一个实施方案的线缆型二次电池包含内部电极、电解质层130、外部电极和保护涂层140。所述内部电极包含平行配置的纵向延伸的负极，所述负极包含具有预定形状的水平横截面的集电器110和涂布在所述集电器110上的负极活性材料111。所述电解质层130包围所述内部电极并充当离子通道。所述外部电极包围所述电解质层130并包含正极，所述正极包含具有预定形状的水平横截面的管状集电器120和涂布在所述集电器120的内部上的正极活性材料121。所述保护涂层140包围所述外部电极。通过将活性材料涂布在集电极上，优选通过经由挤出机将包含活性材料的电极浆料挤出涂布在集电器上，形成了线缆型二次电池的负极110和111或正极120和121。在形成内部电极即负极110和111之后，可在所述内部电极周围形成电解质层130。或者，在形成电解质层130之后，可以将内部电极插入到所述电解质层130中。在形成内部电极和电解质层130之后，可以在所述内部电极和所述电解质层130上形成外部电极和保护涂层140。或者，在形成电解质层130、外部电极和保护涂层140之后，可将内部电极插入到电解质层130中，或者在形成外部电极和保护涂层140之后，可以插入所述内部电极并然后可以形成电解质层130。
除了图3的线缆型二次电池之外，还可以制造图4～6的改性的线缆型二次电池。
参考图4，根据本发明另一个实施方案的线缆型二次电池包含内部电极、电解质层130、外部电极和保护涂层140。所述内部电极包含平行配置的纵向延伸的至少两个负极，其各自包含具有预定形状的水平横截面的集电器110和涂布在所述集电器110上的负极活性材料111。所述电解质层130包围所述内部电极的周边并充当离子通道。所述外部电极包围所述电解质层130，并包含正极，所述正极包含具有预定形状的水平横截面的管状集电器120和涂布在所述集电器120内部上的正极活性材料121。所述保护涂层140包围所述外部电极。因为本实施方案的线缆型二次电池包含多个内部电极和一个管状外部电极，所以线缆型二次电池的电极与电解质之间的接触面积增大，因此倍率(rate)高。通过调节内部电极的数目，可容易地实现内部电极与外部电极之间的容量平衡。通过将活性材料涂布在集电器上，优选通过经由挤出机将包含活性材料的电极浆料挤出涂布在集电器上，形成了线缆型二次电池的负极110和111或正极120和121。在形成内部电极即负极110和111之后，可在所述内部电极周边周围形成电解质层130。或者，在形成电解质层130之后，可以将内部电极插入到所述电解质层130中。在形成内部电极和电解质层130之后，可在所述内部电极和所述电解质层130上形成外部电极和保护涂层140。或者，在形成电解质层130、外部电极和保护涂层140之后，可将内部电极插入到电解质层130中，或者在形成外部电极和保护涂层140之后，可以插入内部电极并然后可以形成电解质层130。
参考图5，根据本发明还另一个实施方案的线缆型二次电池包含内部电极、外部电极和保护涂层140。所述内部电极包含平行配置的纵向延伸的至少两个负极，其各自包含具有预定形状的水平横截面的集电器110和涂布在所述集电器110上的负极活性材料111，且电解质层130形成在所述内部电极上并充当离子通道。所述外部电极包含正极，所述正极包含管状集电器120和包围所述内部电极周边的正极活性材料121。所述保护涂层140包围所述外部电极。因为本实施方案的线缆型二次电池包含多个内部电极和一个管状外部电极，所以所述线缆型二次电池的电极与电解质之间的接触面积增大，因此倍率高。通过调节内部电极的数目，可容易地实现内部电极与外部电极之间的容量平衡。此外，可防止短路，因为在内部电极上形成了电解质层130。通过挤出机将包含活性材料的电极浆料挤出涂布在集电器上，形成了线缆型二次电池的负极110和111或正极120和121以作为内部电极。然后，可通过涂布在内部电极上形成电解质层130。可以在具有电解质层130的内部电极的周边周围涂布外部电极的活性材料121。或者，可将内部电极插入到活性材料121中。在形成内部电极和外部电极的活性材料121之后，可在所述内部电极和所述活性材料121周围形成外部电极的集电器120和保护涂层140。或者，在形成外部电极的活性材料121和集电器120、以及保护涂层140之后，可将内部电极插入到所述活性材料121中，或者在形成外部电极的集电器120以及保护涂层140之后，可以插入内部电极并然后可以形成活性材料121。
参考图6，根据本发明还另一个实施方案的线缆型二次电池包含至少一个负极、至少一个正极、第二电解质层132和保护涂层140。所述负极包含具有预定形状的水平横截面的集电器110和涂布在所述集电器110上的负极活性材料111，第一电解质层131在所述负极周围形成并充当离子通道。所述正极包含具有预定形状的水平横截面的集电器120和涂布在所述集电器120上的正极活性材料121。所述负极和所述正极纵向延伸且平行配置。所述第二电解质层132通常包围所述负极和正极并充当离子通道。所述保护涂层140包围所述第二电解质层132。可以在所述正极120和121周围进一步形成电解质层以防止短路。因为本实施方案的线缆型二次电池包含多个负极和多个正极，所以所述线缆型二次电池的电极与电解质之间的接触面积增大，因此倍率高。通过调节负极的数目或正极的数目，可容易地实现负极与正极之间的容量平衡。通过挤出机将包含活性材料的电极浆料挤出涂布在集电器上，形成了线缆型二次电池的负极110和111或正极120和121。可通过涂布在负极或正极上形成第一电解质层131，然后可以同时在所述负极和所述正极周围形成第二电解质层132。或者，在形成第二电解质层132之后，可以将具有第一电解质层131的负极和正极插入到第二电解质层132中。然后，可在第二电解质层132周围形成保护涂层140。或者，在形成第二电解质层132和保护涂层140之后，可以将负极和正极插入到所述第二电解质层132中。
在上述制造线缆型二次电池的方法中，优选通过挤出涂布而形成电解质层。即，本发明制造线缆型二次电池的方法可还包括将固体电解质材料放入到挤出机中以及将从所述挤出机中排出的固体电解质材料涂布在电极表面上以形成充当离子通道的电解质层。所述固体电解质材料可包括在高温下能够熔化的固体电解质材料以及处于溶于溶剂中的液体状态的固体电解质材料。
当在负极和正极上形成电解质层时，因为纵向延伸的线缆型二次电池的形状特性而优选使用连续涂布，特别是挤出涂布。将固体电解质材料放入挤出机的料斗1中，通过圆筒2中的螺杆3的旋转将其传送至模具5中，并在向挤出机供应电极的同时，通过安装在圆筒2前部的模具5将所述电解质材料涂布在电极表面上。本发明不限于特定类型的挤出涂布用模具，然而，因为纵向延伸的电极的形状特性而优选O型模具(参见图2)。在这种情况中，通过调节固体电解质材料的挤出速度或表示向挤出机供应电极的速度的电极的线性速度，可容易地控制涂层的厚度。当将需要高温熔化的聚合物电解质材料用作固体电解质材料时，优选将挤出机的圆筒2加热至超过熔点的温度并保持圆筒2的温度。然而，当将液体状态的固体电解质材料用作固体电解质材料时，可进一步进行干燥以除去溶剂。
充当离子通道的固体电解质材料可包括PEO、PVdF、PMMA、PAN或PVAc的胶凝聚合物电解质；以及PEO、聚苯醚(PPO)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)或PVAc的固体聚合物电解质。即使聚合物电解质具有充分的离子传导率，离子仍可能缓慢移动，即反应速度可能低，因此在所述固体电解质材料中优选具有有利的离子移动的胶凝聚合物电解质。因为胶凝聚合物电解质的机械性能差，所以可使用多孔载体或交联聚合物以提高胶凝聚合物电解质的机械性能。本发明的电解质层可充当隔膜，由此可不使用隔膜。
本发明的电解质层可还包含锂盐。当向挤出机供应电解质时，可以将锂盐与电解质混合。所述锂盐可提高离子传导率和反应速度，且可单独或以组合的方式包括但不限于，例如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4-苯基硼酸锂。
通过挤出机对固体电解质材料进行涂布，可以在单个电极或多个电极周围形成图3～5的电解质层130以及图6的第一和第二电解质层131和132。在这种情况中，当电解质层包围多个电极时，可以将具有多个开口的改性型模具用于分别固定所述电极。
此外，本发明的线缆型二次电池在其最外表面上具有保护涂层，因此，本发明制造线缆型二次电池的方法可还包括利用从挤出机中排出的聚合物树脂对线缆型二次电池进行涂布以在线缆型二次电池的最外表面上形成保护涂层。在二次电池的最外表面上形成的本发明的保护涂层可充当绝缘体以保护电极免受空气中的水汽或外部冲击影响。所述保护涂层可包含典型的聚合物树脂如PVC、高密度聚乙烯(HDPE)或环氧树脂。
当在线缆型二次电池的最外表面上形成保护涂层时，因纵向延伸的线缆型二次电池的形状特性而优选使用连续涂布，特别是挤出涂布。首先，将聚合物树脂放入挤出机的料斗1中，所述聚合物树脂在其通过保持恒定温度的圆筒2的同时转变为聚合物树脂熔融物或聚合物树脂溶液(solution)，通过圆筒2中的螺杆3的旋转将所述聚合物树脂熔融物或聚合物树脂溶液传送至模具5中，并通过安装在圆筒2前部的模具5将其涂布在二次电池的最外表面上。当使用聚合物树脂熔融物时，本发明的制造方法可还包括冷却。当使用聚合物树脂溶液时，本发明的制造方法可还包括干燥。在这种情况中，通过调节聚合物树脂的挤出速度或二次电池的线性速度可容易地控制涂层的厚度。通过将聚合物树脂放入到挤出机中并通过将聚合物树脂涂布在二次电池的最外表面上，可形成图3～6的保护涂层。
具体实施方式
下文中，通过实施例对本发明进行详细说明。然而，应理解，尽管指示了本发明的优选实施方案，但是详细说明和具体实施例仅通过举例给出，因为对于本领域技术人员而言，根据这种详细说明，在本发明的主旨和范围内的各种修改和变化将变得显而易见。
实施例
实施例1：制造具有多个负极的线缆型二次电池
参考图5，实施例1的线缆型二次电池包含：纵向延伸的负极，所述负极包含圆形横截面的集电器110和涂布在所述集电器110上的活性材料111；在所述负极表面上形成并充当离子通道的电解质层130；包围具有电解质层130的四个负极周边的正极，所述正极包含管状集电器120和涂布在所述管状集电器120内部上的活性材料121；以及包围所述正极的保护涂层140。
为了制造线缆型二次电池，首先，将人造石墨、PVdF、炭黑和NMP的重量比＝60∶16∶4∶20的负极活性材料浆料放入挤出机的料斗中。将所述挤出机的圆筒的温度保持在70℃下，并将螺杆的旋转速度保持为70～80rpm。以3m/分钟的速度向挤出机的O型模具供应由利用铜表面处理过的聚四氟乙烯(PTFE)制成的集电器，并将所述负极活性材料浆料挤出涂布在所述集电器上。对制得的物质进行干燥。以这种方式，形成了负极。
其次，作为固体电解质，将含有25重量％LiTFSI的PEO放入挤出机的料斗中。将挤出机的圆筒的温度保持在50℃下，并将螺杆的旋转速度保持为60～70rpm。在以3m/分钟的速度向挤出机的O型模具供应负极的同时，将固体电解质挤出涂布到所述负极的表面上。因此，制得了涂布有电解质的负极。
再次，通过将包含LiCoO2、PVdF、Denka black和NMP的正极活性材料填充到铝制管状集电器中，形成了正极。将涂布有电解质的四个负极和所述正极组装到电极组件中。
最后，将PVC放入到挤出机中。将挤出机的圆筒的温度保持在250℃下，并将螺杆的旋转速度保持为100rpm。在以30m/分钟的速度向O型模具供应电极组件的同时，在电极组件上形成保护涂层。如上所述，完成了线缆型二次电池。

Claims (14)

1.一种制造线缆型二次电池的方法，所述线缆型二次电池包含平行配置、纵向延伸的电极，所述电极包含具有预定形状的水平横截面的集电器和在所述集电器上形成的活性材料层，所述方法包括：
形成所述电极，包括：
将包含活性材料、聚合物粘合剂和溶剂的电极浆料放入到挤出机中；
在向所述挤出机连续供应所述集电器的同时将所述电极浆料挤出涂布到所述集电器上；以及
对涂布有所述电极浆料的所述集电器进行干燥以形成活性材料层。
2.如权利要求1所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述集电器由如下材料制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳和铜；用碳、镍、钛和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。
3.如权利要求2所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述导电材料为选自如下的任一种或它们的混合物：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ITO)、银、钯、镍和铜。
4.如权利要求2所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述导电聚合物为选自如下的任一种或它们的混合物：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。
5.如权利要求1所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述活性材料为负极活性材料，且为选自如下的任一种或它们的混合物的活性材料粒子：含碳材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)；金属(Me)，包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe；金属(Me)的合金；金属(Me)的氧化物(MeOx)；金属(Me)和碳的复合材料。
6.如权利要求1所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述活性材料为正极活性材料，且为选自如下的任一种或它们的混合物的活性材料粒子：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2和LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(M1和M2各自独立地为选自Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo中的任一种，且x、y和z各自独立地为氧化物中各组分的原子分数，其中0≤x＜0.5，0≤y＜0.5，0≤z＜0.5，x+y+z≤1)。
7.如权利要求1所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述聚合物粘合剂为选自如下的任一种粘合剂聚合物或它们的混合物：聚偏二氟乙烯(PVdF)-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷(PEO)、多芳基化合物、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、普鲁兰和羧甲基纤维素。
8.如权利要求1所述的制造线缆型二次电池的方法，还包括：
将固体电解质材料放入到所述挤出机中；以及
在向所述挤出机连续供应所述电极的同时将所述固体电解质材料挤出涂布到所述电极上，以在所述电极周围形成电解质层。
9.如权利要求8所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述固体电解质材料包含选自如下的电解质：
PEO、PVdF、PMMA、PAN或PVAc的胶凝聚合物电解质；以及
PEO、聚苯醚(PPO)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)或PVAc的固体聚合物电解质。
10.如权利要求8所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述固体电解质材料还包含锂盐。
11.如权利要求10所述的制造线缆型二次电池的方法，其中所述锂盐为选自如下的任一种或它们的混合物：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4-苯基硼酸锂。
12.一种制造线缆型二次电池的方法，所述方法包括：
通过将电极浆料挤出涂布到集电器上而形成负极，所述负极具有预定形状的水平横截面并纵向延伸；
通过挤出涂布固体电解质材料而在内部电极的周边周围形成电解质层，所述内部电极包含平行配置的至少两个负极；
在所述电解质层周围形成外部电极，所述外部电极为具有预定形状的水平横截面的管状正极；以及
在所述外部电极周围形成保护涂层。
13.一种制造线缆型二次电池的方法，所述方法包括：
通过将电极浆料和固体电解质材料顺序挤出涂布到集电器上而形成其上具有电解质层的负极，所述负极具有预定形状的水平横截面并纵向延伸；
形成具有正极活性材料层的外部电极，所述正极活性材料层包围所述内部电极的周边，所述内部电极包含平行配置的至少两个负极；以及
在所述外部电极周围形成保护涂层。
14.一种制造线缆型二次电池的方法，所述方法包括：
通过将电极浆料和固体电解质材料顺序挤出涂布到集电器上而形成其上具有第一电解质层的负极，所述负极具有预定形状的水平横截面并纵向延伸；
通过将电极浆料挤出涂布到集电器上而形成正极；
通过挤出涂布固体电解质材料而在内部电极的周边周围形成第二电解质层，所述内部电极包含平行配置的所述负极和所述正极；以及
在所述第二电解质层周围形成保护涂层。
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