CN103875114B - 线缆型二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的线缆型二次电池，包含：内电极，所述内电极具有内集电器和围绕所述内集电器的外表面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以防止电极之间短路；以及外电极，所述外电极围绕所述隔离层的外表面并具有外电极活性材料层和开口结构的外集电器。根据本发明的开口结构的外集电器具有良好的柔性和特定程度的弹性以提高具有其的线缆型电池的柔性，且即使向所述线缆型电池施加过大的外力，所述开口结构的外集电器由于其结构特性而不易发生过度变形如弯曲或严重折叠，由此防止由于与内集电器接触而造成的短路并防止活性材料脱落。此外，所述开口结构的外集电器能够存在于外电极活性材料层的内部以提高所述外集电器与所述外电极活性材料层之间的电接触，由此有助于电池特性的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种线缆型二次电池，其形状能够自由变化，更特别地，本发明涉及一种包含开口结构形式的外集电器的线缆型二次电池。
本申请要求于2011年10月14日在韩国提交的韩国专利申请10-2011-0105218号的优先权，通过参考的方式将其内容并入本文中。
本申请要求于2011年10月14日在韩国提交的韩国专利申请10-2011-0105219号的优先权，通过参考的方式将其内容并入本文中。
本申请要求于2012年10月15日在韩国提交的韩国专利申请10-2012-0114438号的优先权，通过参考的方式将其内容并入本文中。
背景技术
二次电池为能够以化学形式储存能量并在需要时能够转化成电能以产生电力的装置。也将所述二次电池称作充电电池，这是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。当与一次性原电池相比时，二次电池不仅是经济更高效的，且是环境更友好的。
目前将二次电池用于需要低电力的应用，如用于车辆启动的设备、移动装置、工具、不间断电源等。近来，随着无线通信技术的发展导致移动装置开始普及，甚至导致多种常规装置的可移动化，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寿命。
通常，二次电池具有圆筒形、棱柱形或袋形。这与二次电池的制造方法相关，其中将由负极、正极和隔膜构成的电极组件安装在圆筒形或棱柱形金属壳或铝层压片的袋形壳中，且在所述壳中填充电解质。因为在这种方法中电极组件需要预定的安装空间，所以二次电池的圆筒形、棱柱形或袋形对于各种形状的移动装置的开发是一种限制。因此，需要具有形状易于适应的新结构的二次电池。
为了满足这种需要，已经提出，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0804411号公开了一种线性电池，所述线性电池包含多个正极和负极、以及插入各个正极与各个负极之间的隔膜。韩国专利0742739号公开了一种包含正极线和负极线的线型柔性电池，然而，这些电池的柔性不足。此外，如果这些电池的外集电器因外力而变形，则由于外集电器与内集电器之间发生接触而造成短路。
发明内容
技术问题
为了解决现有技术的问题而设计了本发明，因此本发明的目的是提供一种具有新线性结构的二次电池，其能够容易地改变形状，保持作为二次电池的优异的稳定性和性能，并防止由于外集电器变形而造成的短路。
技术方案
为了实现所述目的，根据本发明的一个方面，提供一种具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的线缆型二次电池，其包含：内电极，所述内电极具有内集电器和围绕所述内集电器的外表面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以防止电极之间短路；以及外电极，所述外电极围绕所述隔离层的外表面并具有外电极活性材料层和开口结构的外集电器。
在本发明中，开口结构的外集电器可以为卷绕线、卷绕片或网状物的形式。
在外电极中，可以以围绕隔离层的外表面的方式形成开口结构的外集电器，并以围绕所述开口结构的外集电器的外表面的方式形成外电极活性材料层；可以以围绕所述隔离层的外表面的方式形成外电极活性材料层，并以围绕外电极活性材料层的外表面的方式形成开口结构的外集电器；以围绕所述隔离层的外表面的方式形成开口结构的外集电器，并以围绕所述开口结构的外集电器的外表面并与所述隔离层接触的方式形成所述外电极活性材料层；或以围绕所述隔离层的外表面的方式形成外电极活性材料层，并以通过包覆在外电极活性材料层中而包含在外电极活性材料层内部并围绕与其隔开的隔离层的外表面的方式形成开口结构的外集电器。
所述内集电器可以由如下材料制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；在其表面上经碳、镍、钛或银进行处理的不锈钢；铝-镉合金；在其表面上经导电材料进行处理的不导电聚合物；或导电聚合物。
可以用于内集电器中的导电材料可以选自如下物质：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ITO)、银、钯、镍及它们的混合物。
可以用于内集电器中的导电聚合物可以选自如下物质：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫及它们的混合物。
开口结构的外集电器可以由如下材料制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；在其表面上经碳、镍、钛或银进行处理的不锈钢；铝-镉合金；在其表面上经导电材料进行处理的不导电聚合物；导电聚合物；包含Ni、Al、Au、Ag、Al、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba或ITO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。
可以用于外集电器中的导电材料可以选自如下物质：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ITO)、银、钯、镍及它们的混合物。
可以用于外集电器中的导电聚合物可以选自如下物质：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫及它们的混合物。
在本发明中，内电极可以为负极且外电极可以为正极，或内电极可以为正极且外电极可以为负极。
当本发明的内电极为负极且外电极为正极时，内电极活性材料层可以包含选自如下材料中的活性材料：天然石墨、人造石墨或碳质材料；锂-钛复合氧化物(LTO)和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe的金属(Me)；所述金属的合金；所述金属的氧化物(MeOx)；所述金属和碳的复合材料；及它们的混合物，且外电极活性材料层可以包含选自如下材料中的活性材料：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2、LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(其中M1和M2各自独立地选自：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为形成氧化物的元素的原子分数，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，x+y+z≤1)及它们的混合物。
或者，当内电极为正极且外电极为负极时，内电极活性材料层可以包含选自如下材料中的活性材料：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2、LiNi1-x-y- zCoxM1yM2zO2(其中M1和M2各自独立地选自：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为形成氧化物的元素的原子分数，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，x+y+z≤1)及它们的混合物，且外电极活性材料层可以包含选自如下材料中的活性材料：天然石墨、人造石墨或碳质材料；锂-钛复合氧化物(LTO)和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe的金属(Me)；所述金属的合金；所述金属的氧化物(MeOx)；所述金属和碳的复合材料；及它们的混合物。
在本发明中，隔离层可以为电解质层或隔膜。
电解质层可以包含选自如下电解质中的电解质：使用PEO、PVdF、PVdF-HFP、PMMA、PAN或PVAc的胶凝聚合物电解质；和使用PEO、聚环氧丙烷(PPO)、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。
此外，所述电解质还可包含锂盐。
所述锂盐可以选自如下材料：LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼酸锂(lithium chloroborate)、低级脂族碳酸锂、四苯基硼酸锂及它们的混合物。
所述隔膜可以为：由选自乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物中的聚烯烃类聚合物制成的多孔基材；由选自聚酯、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醇酯中的聚合物制成的多孔基材；或由无机粒子和粘合剂聚合物的混合物制成的多孔基材。
此外，根据本发明的另一个方面，提供一种具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的线缆型二次电池，其包含：内电极，所述内电极具有相互平行安排的两个以上的第一电极，各个第一电极包含在纵向上延伸的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；隔离层，所述隔离层围绕所述内电极的外表面以防止电极之间短路；以及外电极，所述外电极围绕所述隔离层的外表面并具有外电极活性材料层和开口结构的外集电器。
有益效果
根据本发明，将具有良好柔性和特定程度弹性的开口结构的外集电器用于线缆型电池中以提高线缆型电池的柔性。此外，即使向线缆型电池施加过大的外力，本发明的开口结构的外集电器由于其结构特性而不易发生过度变形如弯曲或严重折叠，由此防止由于与内集电器接触而造成的短路并防止活性材料脱落。
此外，开口结构的外集电器能够存在于外电极活性材料层的内部以提高外集电器与外电极活性材料层之间的电接触，由此有助于电池特性的提高。
附图说明
附图显示了本发明的优选实施方案，并与上述发明内容一起，用于进一步理解本发明的技术主旨。然而，不能将本发明解释为限于所述附图。
图1显示了根据本发明一个实施方案的具有一个内电极和卷绕线型外集电器的线缆型二次电池。
图2显示了根据本发明一个实施方案的具有一个内电极和网状物型外集电器的线缆型二次电池。
图3显示了根据本发明一个实施方案的具有一个内电极和包覆在外电极活性材料层内部的卷绕线型外集电器的线缆型二次电池。
图4显示了根据本发明一个实施方案的具有一个内电极和包覆在外电极活性材料层内部的网状物型外集电器的线缆型二次电池。
图5是根据本发明一个实施方案的具有多个内电极的线缆型二次电池的横截面视图。
图6是根据本发明一个实施方案的具有多个内电极和包覆在外电极活性材料层内部的外集电器的线缆型二次电池的横截面视图。
具体实施方式
下文中，将参考附图对本发明进行详细说明。在说明之前，应理解，不能认为说明书和附属权利要求书中使用的术语限制为普通和词典的意思，而是应在本发明人对术语进行适当定义以进行最好说明的原则的基础上，根据与本发明的技术方面相对应的意思和概念对所述术语进行解释。
图1～4示意性显示了根据本发明实施方案的具有一个内电极和开口结构的外集电器的线缆型二次电池。然而，附图和实施方案中所示的构造只是仅用于显示目的的优选实例，不用于限制本发明的范围，从而应理解，在不背离本发明的主旨和范围的条件下可对其完成其他等价物和变体。
参考图1～4，具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的线缆型二次电池100、200包含：内电极，所述内电极具有内集电器110、210和围绕所述内集电器110、210的外表面的内电极活性材料层120、220；隔离层130、230，所述隔离层130、230围绕所述内电极的外表面以防止电极之间短路；以及外电极，所述外电极围绕所述隔离层的外表面并具有外电极活性材料层140、240和开口结构的外集电器150、250。本文中使用的术语“预定形状”不能限制为任何特殊形状，且指的是，不损害本发明本质的任意形状。本发明的线缆型二次电池具有预定形状的水平横截面、在纵向上延伸的线性结构、以及柔性，从而其形状能够自由变化。
此外，本文中使用的术语“开口结构”指的是，结构具有开口边界表面，通过所述开口边界表面，物质可从结构内部自由转移到其外部。所述开口结构的外集电器可以为卷绕线、卷绕片或网状物的形式，但不能限制于此。
本发明的内电极由内集电器110、210和围绕所述内集电器110、210的外表面的内电极活性材料层120、220组成。这种内电极被隔离层130、230围绕以防止电极在其外表面上发生短路。
在隔离层130、230的外表面上，形成外电极。
在本发明中，可以根据外电极活性材料层和开口结构的外集电器的布置以各种实施方案形成外电极，所述外电极与隔离层接触。
根据本发明的第一实施方案，如图1和2中所示，外电极具有围绕隔离层130的外表面的开口结构的外集电器150和围绕所述开口结构的外集电器150的外表面的外电极活性材料层140。
例如，参考显示具有卷绕线形式的开口结构的外集电器的线缆型二次电池的图1，将线型的开口结构的外集电器150卷绕在隔离层130的外表面上。在线型常规集电器的情况中，其柔性良好，但难以得到期望程度的电导率。然而，根据本发明，当将线型常规集电器卷绕在电极组件的外表面上时，活性材料层与电极组件之间的接触面积变得足够，由此能够实现特定程度的电池性能。特别地，通过例如将活性材料的浆料涂布在卷绕线形式的开口结构的外集电器的外表面上形成本发明的外电极活性材料层140。据此，外电极活性材料层140与隔离层接触，且以被包含在外电极活性材料层140内部的方式构造卷绕线形式的开口结构的外集电器以提高集电器与活性材料之间的电接触，由此有助于电池特性的提高。
卷绕线形式的这种开口结构的外集电器由于其结构特性而具有特定程度的弹性，并提高整个线缆型二次电池的柔性。此外，即使向线缆型二次电池施加过大的外力，本发明的开口结构的外集电器由于其结构特性而不易发生过度变形如弯曲或严重折叠，由此防止由于与内集电器接触而造成的短路。
通常，电极活性材料层包含电极活性材料、粘合剂和导电材料，并与集电器组合以构造电极。如果电极因外力造成的弯曲或严重折叠而变形，电极活性材料会脱落。电极活性材料的脱落导致电池的性能和容量下降。然而，根据本发明，由于卷绕线形式的外集电器具有弹性，所以在因外力而发生这种变形时其能够分散施加的力，这仅造成活性材料层发生轻微变形，由此防止活性材料的脱落。
作为开口结构的外集电器，卷绕片形式或网状物形式也可展示与上述卷绕线形式相同的效果。
根据本发明的第二实施方案，如图3和4中所示，外电极具有围绕隔离层230的外表面的外电极活性材料层240、和包覆在外电极活性材料层内部并以隔开的方式围绕隔离层230的外表面的开口结构的外集电器250。所述开口结构的外集电器250被包覆在外电极活性材料层240中以进一步提高电接触，由此有助于提高电池特性。
根据本发明的其他实施方案，可以以如下结构形成线缆型二次电池的外电极：具有以围绕隔离层的外表面的方式形成的外电极活性材料层和以围绕所述外电极活性材料层的外表面的方式形成的开口结构的外集电器的结构；或具有以围绕隔离层的外表面的方式形成的开口结构的外集电器和以围绕所述开口结构的外集电器的外表面并与所述隔离层接触的方式形成的外电极活性材料层的结构。
同时，所述内集电器优选由如下材料制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；在其表面上经碳、镍、钛或银进行处理的不锈钢；铝-镉合金；在其表面上经导电材料进行处理的不导电聚合物；或导电聚合物。所述外集电器优选由如下材料制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；在其表面上经碳、镍、钛或银进行处理的不锈钢；铝-镉合金；在其表面上经导电材料进行处理的不导电聚合物；导电聚合物；包含Ni、Al、Au、Ag、Al、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba或ITO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。
这种集电器收集由活性材料的电化学反应所产生的电子，或供应电化学反应所需要的电子。通常，集电器由诸如铜或铝的金属制成。特别地，当集电器由在其表面上经导电材料进行处理的不导电聚合物或导电聚合物制成时，集电器的柔性比由诸如铜或铝的金属制成的集电器的更高。此外，可以使用聚合物集电器代替金属集电器以减轻电池的重量。
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)、铜、银、钯和镍等。所述导电聚合物可包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫等。然而，对用于集电器的不导电聚合物，其类型没有特别限制。
所述内电极可以为负极且所述外电极可以为正极。或者，所述内电极可以为正极且所述外电极可以为负极。
在本发明中，电极活性材料层允许离子移动通过集电器，且通过离子的相互作用如离子进入和离开电解质层的嵌入/脱嵌来造成离子的运动。
可以将这种电极活性材料层分为负极活性材料层和正极活性材料层。
具体地，当内电极为负极且外电极为正极时，内电极活性材料层变为负极活性材料层，且可以由选自如下材料中的活性材料制成：天然石墨、人造石墨或碳质材料；锂-钛复合氧化物(LTO)和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe的金属(Me)；所述金属的合金；所述金属的氧化物(MeOx)；所述金属和碳的复合材料；及它们的混合物，且外电极活性材料层变为正极活性材料层，且可以由选自如下材料中的活性材料制成：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2、LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(其中M1和M2各自独立地选自：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为形成氧化物的元素的原子分数，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，x+y+z≤1)及它们的混合物。
或者，当内电极为正极且外电极为负极时，内电极活性材料层变为正极活性材料层，且外电极活性材料层变为负极活性材料层。
本发明的隔离层可以为电解质层或隔膜。
充当离子通道的电解质层可以由选自如下物质制成：使用PEO、PVdF、PVdF-HFP、PMMA、PAN或PVAC的凝胶型聚合物电解质；或使用PEO、聚环氧丙烷(PPO)、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。优选使用聚合物或玻璃陶瓷作为骨架形成固体电解质的基体。在典型的聚合物电解质的情况中，即使当满足离子传导率时，离子的移动在反应速率方面仍非常缓慢。由此，与固体电解质相比，优选使用具有有助于离子运动的凝胶型聚合物电解质。凝胶型聚合物电解质的机械性能差，由此可包含多孔载体或交联的聚合物以改善差的机械性能。本发明的电解质层能够充当隔膜，由此可不使用另外的隔膜。
本发明的电解质层还可包含锂盐。锂盐能够改善离子传导率和响应时间。所述锂盐的非限制性实例可以包括：LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼酸锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。
所述隔膜的实例包括但不限于：由选自乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物中的聚烯烃类聚合物制成的多孔基材；由选自聚酯、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醇酯中的聚合物制成的多孔基材；或由无机粒子和粘合剂聚合物的混合物制成的多孔基材。
此外，本发明的线缆型二次电池具有保护涂层。所述保护涂层为绝缘体并以围绕外集电器的方式形成，由此防止空气中的湿气和外部冲击对电极造成损害。所述保护涂层可由常规聚合物树脂如PVC、HDPE或环氧树脂制成。
下文中，将参考附图1对根据本发明一个实施方案的线缆型二次电池及其制造进行简要说明。
根据本发明一个实施方案的线缆型二次电池100包含：内集电器110，其具有预定形状的水平横截面并纵向延伸；内电极活性材料层120，其围绕所述内集电器110的外表面；隔离层130，其围绕内电极活性材料层120的外表面并充当作为离子通道的电解质层；开口结构的外集电器150，其以线的形式卷绕在隔离层130的外表面上；以及外电极活性材料层140，其围绕开口结构的外集电器150的外表面。
首先，以线的形式提供内集电器110，并通过涂布在内集电器的表面上形成内电极活性材料层。通过各种常规方法如通过电镀法或阳极氧化法可以实施所述涂布。此外，为了保持恒定的间隔，可利用使用挤出机的挤出涂布间断地施加含活性材料的电极浆料。另外，利用浸渍涂布或使用挤出机的挤出涂布可以施加含活性材料的电极浆料。
随后，以围绕内电极活性材料层120的方式形成隔离层130，所述隔离层130为电解质层。用于形成隔离层130即电解质层的方法没有特别限制，但因为线性线缆型二次电池的本性而优选使用挤出涂布法以有助于制造方法。
在通过涂布电解质而形成的隔离层130的外表面上，例如通过使用卷绕机械对线型外集电器进行卷绕，但卷绕方法没有特别限制。然后，通过涂布，在线型且开口结构的外集电器150上形成外电极活性材料层140。内电极活性材料层120的涂布方法可同样应用于外电极活性材料层140。可以以围绕线型且开口结构的外集电器150并与隔离层130接触的方式形成外电极活性材料层140。
最后，以围绕外电极活性材料层140的外表面的方式形成保护涂层160。所述保护涂层160为绝缘体，并形成在最外面的表面上以用于防止空气中的湿气和外部冲击对电极造成损害。作为所述保护涂层160，可使用常规聚合物树脂如PVC、HDPE和环氧树脂。
下文中，将参考图5和6对本发明的另一个实施方案进行说明。
参考图5和6，本发明的线缆型二次电池300、400包含：相互平行布置的两个以上的内电极，各个内电极具有纵向延伸的内集电器310、410；内电极活性材料层320、420，其围绕所述内集电器310、410的外表面；隔离层330、430，其围绕所述内电极的外表面以防止电极之间短路；以及外电极，其围绕所述隔离层330、430的外表面并具有外电极活性材料层340、440和开口结构的外集电器350、450。
这种线缆型二次电池300和400具有由多个电极构成的内电极，由此使得可控制正极与负极之间的平衡并防止短路。
特别地，如图6中所示，所述外电极具有：围绕隔离层的外表面的外电极活性材料层；包覆在外电极活性材料层内部并围绕与其隔开的隔离层的外表面的开口结构的外集电器，由此导致电接触进一步改善，并最终有助于电池特性的提高。
Claims (20)
1.一种具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的线缆型二次电池，包含：
内电极，所述内电极具有内集电器和围绕所述内集电器的外表面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以防止电极之间短路；以及
外电极，所述外电极围绕所述隔离层的外表面并具有外电极活性材料层和开口结构的外集电器，
其中所述开口结构的外集电器为卷绕线或卷绕片的形式，
其中在所述外电极中，
以围绕所述隔离层的外表面的方式形成所述开口结构的外集电器，并以围绕所述开口结构的外集电器的外表面的方式形成所述外电极活性材料层；
以围绕所述隔离层的外表面的方式形成所述外电极活性材料层，并以围绕所述外电极活性材料层的外表面的方式形成所述开口结构的外集电器；或
以围绕所述隔离层的外表面的方式形成所述外电极活性材料层，并以通过包覆在所述外电极活性材料层中而包含在所述外电极活性材料层内部并围绕与其隔开的所述隔离层的外表面的方式形成所述开口结构的外集电器。
2.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中在所述外电极中，
以围绕所述隔离层的外表面的方式形成所述开口结构的外集电器，并以围绕所述开口结构的外集电器的外表面并与所述隔离层接触的方式形成所述外电极活性材料层。
3.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述内集电器由如下材料制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；在其表面上经碳、镍、钛或银进行处理的不锈钢；铝-镉合金；在其表面上经导电材料进行处理的不导电聚合物；或导电聚合物。
4.如权利要求3所述的线缆型二次电池，其中所述导电材料选自如下物质：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物、银、钯、镍及它们的混合物。
5.如权利要求3所述的线缆型二次电池，其中所述导电聚合物选自如下物质：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫及它们的混合物。
6.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述开口结构的外集电器由如下材料制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；在其表面上经碳、镍、钛或银进行处理的不锈钢；铝-镉合金；在其表面上经导电材料进行处理的不导电聚合物；导电聚合物；包含Ni、Al、Au、Ag、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu或Ba的金属粉末的金属糊料；包含ITO粉末的糊料；或包含石墨、炭黑或碳纳米管的碳粉末的碳糊料。
7.如权利要求6所述的线缆型二次电池，其中所述导电材料选自如下物质：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物、银、钯、镍及它们的混合物。
8.如权利要求6所述的线缆型二次电池，其中所述导电聚合物选自如下物质：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫及它们的混合物。
9.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述内电极为负极且所述外电极为正极，或所述内电极为正极且所述外电极为负极。
10.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中当所述内电极为负极且所述外电极为正极时，
所述内电极活性材料层包含选自如下材料中的活性材料：碳质材料；锂-钛复合氧化物和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe的金属；所述金属的合金；所述金属的氧化物；所述金属和碳的复合材料；及它们的混合物，以及
所述外电极活性材料层包含选自如下材料中的活性材料：LiCoO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2及它们的混合物，其中M1和M2各自独立地选自：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为形成氧化物的元素的原子分数，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，x+y+z≤1。
11.如权利要求10所述的线缆型二次电池，其中所述碳质材料为天然石墨或人造石墨。
12.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中当所述内电极为正极且所述外电极为负极时，
所述内电极活性材料层包含选自如下材料中的活性材料：LiCoO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2及它们的混合物，其中M1和M2各自独立地选自：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为形成氧化物的元素的原子分数，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，x+y+z≤1，且
所述外电极活性材料层包含选自如下材料中的活性材料：碳质材料；锂-钛复合氧化物和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe的金属；所述金属的合金；所述金属的氧化物；所述金属和碳的复合材料；及它们的混合物。
13.如权利要求12所述的线缆型二次电池，其中所述碳质材料为天然石墨或人造石墨。
14.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述隔离层为电解质层或隔膜。
15.如权利要求14所述的线缆型二次电池，其中所述电解质层包含选自如下电解质中的电解质：
使用聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈或聚乙酸乙烯酯的胶凝聚合物电解质；和
使用聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙撑亚胺、聚硫化乙烯或聚乙酸乙烯酯的固体电解质。
16.如权利要求15所述的线缆型二次电池，其中所述电解质还包含锂盐。
17.如权利要求16所述的线缆型二次电池，其中所述锂盐选自如下材料：LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼酸锂、低级脂族碳酸锂、四苯基硼酸锂及它们的混合物。
18.如权利要求14所述的线缆型二次电池，其中所述隔膜为：
由聚烯烃类聚合物制成的多孔基材，所述聚烯烃类聚合物选自乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物；
由如下聚合物制成的多孔基材，所述聚合物选自聚酯、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醇酯；或
由无机粒子和粘合剂聚合物的混合物制成的多孔基材。
19.一种具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的线缆型二次电池，包含：
内电极，所述内电极具有相互平行布置的两个以上的第一电极，各个第一电极包含在纵向上延伸的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；
隔离层，所述隔离层围绕所述内电极的外表面以防止电极之间短路；以及
外电极，所述外电极围绕所述隔离层的外表面，并具有外电极活性材料层和开口结构的外集电器，
其中所述开口结构的外集电器为卷绕线或卷绕片的形式，
其中在所述外电极中，
以围绕所述隔离层的外表面的方式形成所述开口结构的外集电器，并以围绕所述开口结构的外集电器的外表面的方式形成所述外电极活性材料层；
以围绕所述隔离层的外表面的方式形成所述外电极活性材料层，并以围绕所述外电极活性材料层的外表面的方式形成所述开口结构的外集电器；或
以围绕所述隔离层的外表面的方式形成所述外电极活性材料层，并以通过包覆在所述外电极活性材料层中而包含在所述外电极活性材料层内部并围绕与其隔开的所述隔离层的外表面的方式形成所述开口结构的外集电器。
20.如权利要求19所述的线缆型二次电池，其中在所述外电极中，
以围绕所述隔离层的外表面的方式形成所述开口结构的外集电器，并以围绕所述开口结构的外集电器的外表面并与所述隔离层接触的方式形成所述外电极活性材料层。
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