CN106463778B - 线缆型二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够自由变形的线缆型二次电池，更具体地，涉及一种通过防止褶皱而具有改进的电池柔性的线缆型二次电池，所述褶皱可能在包含在包装中的薄金属层上发生。根据本发明，通过在片型外电极的至少一个表面上引入支撑层能够显著改善电极的柔性，并且通过形成作为所述外电极最外层的所述支撑层和来自相同材料的在所述包装内部的聚合物树脂层，并通过相互结合所述支撑层和所述聚合物树脂层以防止在所述包装中包含的所述薄金属层上起皱，能够提高所述电池的柔性。
Description
技术领域
本公开内容涉及一种具有自由形状适应性的线缆型二次电池，且更特别地，涉及一种通过防止可能在包装中包含的金属箔层中出现的皱纹而具有改善的电池柔性的线缆型二次电池。
本申请要求于2014年6月19日在韩国提交的韩国专利申请10-2014-0074846号的优先权，通过参考将其公开内容并入本文中。
本申请要求于2015年6月18日在韩国提交的韩国专利申请10-2015-0086822号的优先权，通过参考将其公开内容并入本文中。
背景技术
二次电池为以化学形式储存电能并在需要时将储存的化学能转化成电能以产生电力的装置。也将二次电池称作“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离子电池和Li离子聚合物电池。当与一次性原电池相比时，二次电池不仅是经济上更有效的，还是更环境友好的。
目前将二次电池用于需要低电力的应用，例如辅助汽车引擎启动的设备、移动设备、工具和不间断供电系统。近来，无线通信技术的发展导致移动设备开始普及并呈现将多种现有装置连接到无线网络的趋势。在这种情况下，对二次电池的需求急剧增加。在防止环境污染方面已经将混合动力车辆和电动车辆投入实际应用中。这些下一代汽车降低了成本和重量并通过使用基于二次电池的技术而提高了其寿命跨度。
通常，大部分二次电池具有圆柱形、棱柱形或袋形。这是因为，通过将由负极、正极和隔膜构成的电极组件安装在圆柱形或棱柱形金属罐或铝层压片的袋形壳中，并将电解质注入电极组件中来制造二次电池。由此，因为二次电池需要预定的安装空间，所以二次电池的圆柱形、棱柱形或袋形对于各种形状的移动设备的开发是一种限制。因此，需要形状易于适应的新型二次电池。
为了满足这种需要，已经提出了长度对横断面直径之比非常大的线缆型电池。用于保护线缆型二次电池的包装要求柔性和防潮性两者。当使用由聚合物材料制成的普通管包装时，水分或空气会透过聚合物的微孔并污染电池中的电解质，这造成电池性能的劣化。
为了克服所述问题，可以使用由金属箔层形成的包装，但是由于金属箔层本身的刚性性质，所以在电池弯曲的情况下，电池不完全弯曲，并且在金属箔层的表面上发生折叠或褶皱，结果是金属箔层撕裂。
发明内容
技术问题
因此，本公开内容旨在提供一种线缆型二次电池，其中作为外电极的最外层的支撑层和在包装内部的聚合物树脂层由相同的材料形成并且它们彼此附着，以防止包装中包含的金属箔层起皱，由此提高电池的柔性。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开内容的一个方面，提供了一种在长度方向上延伸的线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：内电极；隔离层，所述隔离层形成在所述内电极的外表面周围以防止电极中的短路；片型外电极，所述外电极以将其螺旋卷绕在所述隔离层的外表面周围的方式形成，并且包含外集电器、形成在所述外集电器的一个表面上的外电极活性材料层、以及形成在所述外集电器的另一个表面上的支撑层；以及包装，所述包装形成在所述外电极的外表面周围，并且包含金属箔层、形成在所述金属箔层的一个表面上的第一聚合物树脂层和形成在所述金属箔层的另一个表面上的机械支撑层，其中所述外电极的所述支撑层和所述包装的所述第一聚合物树脂层由相同的材料形成，并且彼此附着。
在此情况中，外电极可以具有在一个方向上延伸的带状结构。
此处，外电极可以以如下方式形成：其以非重叠的匝的形式螺旋卷绕，并且在此情况中，外电极可以以如下方式形成：其以非重叠的匝的形式螺旋卷绕，每匝以其间隙为外电极的宽度的两倍以下的方式隔开。
此外，外电极可以以如下方式形成：其以重叠的匝的形式螺旋卷绕，并且在此情况中，外电极可以以如下方式形成：其在重叠部分的宽度为外电极宽度的0.9倍以下的条件下螺旋卷绕。
另一方面，内电极可以具有其中在内部形成空间的中空结构。
在此情况中，可以在内电极中形成的空间中形成内电极集电器芯、包含电解质的锂离子供给芯、或填充芯。
此处，内电极集电器芯可以由如下物质制成：碳纳米管、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物，所述锂离子供给芯可以包含凝胶型聚合物电解质和支撑体，所述锂离子供给芯可以包含液体电解质和多孔载体，且所述填充芯可以包含：具有线、纤维、粉末、网或泡沫的形状的聚合物树脂、橡胶或无机材料。
另一方面，支撑层可以是聚合物膜，并且可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
另一方面，所述包装可以还包含形成在机械支撑层的上表面上的第二聚合物树脂层。
此外，金属箔层可以是选自如下物质中的任意一种或它们的合金：铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、铝(Al)及它们的等价物。
此外，第一聚合物树脂层可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
此外，所述第一聚合物树脂层可以还包含疏水性无机粒子。
在此情况中，疏水性无机粒子可以是选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：SiO2、Al2O3、MgO、BaTiO3、ZrO2和ZnO。
此外，疏水性无机粒子可以具有1nm～5μm的平均粒度。
另一方面，机械支撑层可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、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酯。
另一方面，所述外集电器可以是网型集电器。
此外，外集电器可以由如下物质制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面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、Ba或铟锡氧化物(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。
另一方面，根据本公开内容的另一方面，提供一种在长度方向上延伸的线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：包含电解质的锂离子供给芯；内电极，所述内电极包含卷绕在所述锂离子供给芯的外表面周围的至少一个线型内集电器和形成在所述线型内集电器的表面上的内电极活性材料层；形成在所述内电极的外表面周围以防止电极中短路的隔离层；片型外电极，所述外电极以将其卷绕在所述隔离层的外表面周围的方式形成，并且包含外集电器、形成在所述外集电器的一个表面上的外电极活性材料层、形成在所述外电极活性材料层的上表面上并且包含导电材料和粘合剂的导电层、形成在所述导电层的上表面上的多孔第一支撑层和形成在所述外集电器的另一个表面上的第二支撑层；以及包装，所述包装形成在所述外电极的外表面周围，并且包含金属箔层、形成在所述金属箔层的一个表面上的第一聚合物树脂层和形成在所述金属箔层的另一个表面上的机械支撑层，其中所述外电极的所述第二支撑层和所述包装的所述第一聚合物树脂层由相同的材料形成，并且彼此附着。
此处，所述内电极可以具有如下结构：其中所述内电极活性材料层形成在线型内集电器的整个表面上的结构；或者其中所述内电极活性材料层形成在所述卷绕的线型内集电器的外表面周围的结构。
另外，线型内集电器可以由如下物质制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。
在此情况中，导电材料可以是选自如下物质中的任意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、钯和镍。
此外，导电聚合物可以是作为选自如下物质中的任意一种类型的化合物的聚合物或它们的混合物：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。
另一方面，第一支撑层可以是网型多孔膜或无纺布。
此外，第一支撑层可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、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酯。
另一方面，第二支撑层可以是聚合物膜，并且可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
另一方面，导电层可以通过以1:10～8:10的重量比将导电材料和粘合剂进行混合而形成。
此外，形成在导电层中的孔的尺寸可以为0.01μm～5μm，且孔隙率可以为5％～70％。
此外，导电材料可以包含选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯。
此外，粘合剂可以是选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：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、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷、聚芳酯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰多糖、羧甲基纤维素、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亚胺。
此外，所述电解质可以包含选自如下电解质中的电解质：使用碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯(MF)、γ-丁内酯(γ-BL)、环丁砜、乙酸甲酯(MA)或丙酸甲酯(MP)的非水电解液；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)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质。
此外，电解质可以还包含锂盐，并且在此情况中，锂盐可以是选自如下物质中的任意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、氯硼酸锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。
另一方面，内电极可以是负极或正极，且外电极可以是与内电极相反的正极或负极。
另外，在内电极为负极且外电极为正极的情况下，所述内电极活性材料层可以包含选自如下物质中的任意一种或它们的混合物的活性材料粒子：天然石墨、人造石墨、碳质材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属(Me)；由金属(Me)组成的合金；金属(Me)的氧化物(MeOx)；和金属(Me)与碳的复合材料，且所述外电极活性材料层可以包含选自如下物质中的任意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各自独立地为选自如下元素中的任意一种元素：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为氧化物组成中的元素的原子分数，其中0<x<0.5，0<y<0.5，0<z<0.5，x+y+z≤1)。
此外，在内电极是正极且外电极是负极的情况下，内电极活性材料层可以包含选自如下物质中的任意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各自独立地为选自如下元素中的任意一种元素：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为氧化物组成中元素的原子分数，其中0<x<0.5、0<y<0.5、0<z<0.5、x+y+z≤1)，且外电极活性材料层可以包含选自如下物质中的任意一种或它们的混合物的活性材料粒子：天然石墨、人造石墨、碳质材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属(Me)；由金属(Me)组成的合金；金属(Me)的氧化物(MeOx)；和金属(Me)与碳的复合材料。
另一方面，隔离层可以是电解质层或隔膜。
在此情况中，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的凝胶型聚合物电解质；和使用PEO、聚环氧丙烷(PPO)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质。
此外，电解质层可以还包含锂盐，并且在此情况中，锂盐可以是选自如下物质中的任意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、氯硼酸锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。
另一方面，隔膜可以是：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。
另一方面，根据本公开内容的还一个实施方案，提供了一种在长度方向上延伸的线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：至少两个包含电解质的锂离子供给芯；至少两个内电极，所述至少两个内电极平行布置，并且包含卷绕在每个锂离子供给芯的外表面周围的至少一个线型内集电器、以及形成在所述线型内集电器表面上的内电极活性材料层；隔离层，所述隔离层形成在所有内电极的外表面周围以防止电极中的短路；片型外电极，所述片型外电极以将其卷绕在隔离层的外表面周围的方式形成，并且包含外集电器、形成在外集电器的一个表面上的外电极活性材料层、形成在外电极活性材料层的上表面上并且包含导电材料和粘合剂的导电层、形成在所述导电层的上表面上的多孔第一支撑层和形成在所述外集电器的另一个表面上的第二支撑层；以及包装，所述包装形成在所述外电极的外表面周围，并且包含金属箔层、形成在所述金属箔层的一个表面上的第一聚合物树脂层和形成在所述金属箔层的另一个表面上的机械支撑层，其中所述外电极的所述第二支撑层和所述包装的所述第一聚合物树脂层由相同的材料形成，并且彼此附着。
有益效果
根据本公开内容，由于将支撑层引入到片型外电极的至少一个表面上，所以能够极大地提高电池的柔性。
另外，即使电极活性材料层的粘合剂含量没有增加，支撑层仍起缓冲作用以减轻电极活性材料层中的裂纹，从而防止电极活性材料层从集电器剥离。
由此，能够防止电池的容量降低，并且能够提高电池的寿命特性。
此外，由于导电层设置在外电极活性材料层的上表面上，所以能够提高电极的导电性。
此外，通过含有多孔支撑层来实现平稳地向电极活性材料层内供应电解液，并且随着电解液浸渍到多孔支撑体层的孔中，能够防止电池电阻的上升，由此防止任何电池性能劣化。
此外，由于作为外电极的最外层的支撑层和包装内部的聚合物树脂层由相同的材料形成并且它们彼此附着，因此防止包含在包装中的金属箔层起皱，由此提高电池的柔性。
附图说明
附图显示了本公开内容的优选实施方案，并且与前述发明内容一起用于提供对本公开内容的技术主旨的进一步理解。然而，本公开内容不应被解释为限于所述附图。
图1是显示根据相关技术的具有线型外集电器的线缆型二次电池的概略分解透视图。
图2是显示根据本公开内容实施方案的具有片型外集电器的线缆型二次电池的概略分解透视图。
图3是显示根据本公开内容实施方案的片型外集电器的横断面的概略横断面视图。
图4是显示根据本公开内容实施方案的包装的横断面的概略横断面视图。
图5是显示根据本公开内容另一实施方案的包装的横断面的概略横断面视图。
图6是显示根据本公开内容另一实施方案的具有片型外集电器的线缆型二次电池的概略分解透视图。
图7是显示本公开内容的片型外电极卷绕在隔离层外表面上的概略图。
图8是显示根据本公开内容实施方案的具有至少两个内电极的线缆型二次电池的横断面的横断面视图。
[附图标记说明]
10、100、200、300：电缆型二次电池
11、110、210、310：锂离子供给芯
12、120、220、320：线型内集电器
13、130、230、330：内电极活性材料层
14、140、240、340：隔离层
15、151、351：外集电器
16、152、352：外电极活性材料层
17，160，260，360：包装
150、250、350：外电极
153、353：导电层
154、354：第一支撑层
155、355：第二支撑层
161、361：金属箔层
162、362：第一聚合物树脂层
163、363：机械支撑层
164：第二聚合物树脂层
具体实施方式
下文中，将参考附图对本公开内容进行详细说明。应理解，不应认为说明书和附属权利要求书中使用的术语和词汇限制为普通和词典的含义，而是应在本发明人被允许对术语进行适当定义以进行最好说明的原则的基础上，根据与本公开内容的技术方面相对应的含义和概念对所述术语和词汇进行解释。
因此，本文中所述的公开内容只是本公开内容的一个最优选的实施方案，不旨在代表本公开内容的所有技术方面，从而应理解，在提交本申请时，可完成各种等价体和变体作为其替代。
图1是显示根据相关技术的具有线型外集电器的线缆型二次电池的图，且图2～图6是显示根据本公开内容实施方案的片型外电极和包装以及包含它们的线缆型二次电池的概略图。
下文中，参考图1～图6，根据相关技术的线缆型二次电池10设置有卷绕的线型外集电器15和通过浸涂在所述卷绕的线型外集电器15的外表面周围形成的外电极活性材料层16。在此情况中，由于外集电器15制成线状，所以在电池的充电和放电期间产生的电子的移动比片型集电器的更差。这通常是因为线电阻高于片电阻，且结果，电池的内阻高，并且电池不仅倍率特性变差而且在高倍率条件下的寿命特性也变差。此外，由于外电极活性材料层16通过浸涂来形成，所以在外部弯曲/扭曲条件下通过包装17来保护形状，但是尽管如此，仍然可能在外电极活性材料层16的表面上产生裂纹，这在电极柔性方面最终是不利的。
另一方面，用于保护线缆型二次电池的包装同时需要柔性和防潮性。在使用聚合物的普通管包装的情况下，水分或空气可能透过聚合物的微孔，并污染电池内部的电解质，导致电池性能劣化。为了解决这个问题，可以使用由金属箔层形成的包装，但是由于金属箔层本身的刚性，所以当弯曲时，电池不完全弯曲，且相反，金属箔层的表面折叠或起皱，并且最后，金属箔层可能被撕裂，并且特别地，即使包装以紧贴着的方式形成在线缆型电极组件中，仍在电极组件与包装之间产生空间，不能固定它们，因此当电池弯曲时，内部的电极组件可能因在金属箔层的表面上产生褶皱而损坏。
为了解决所述问题，根据本公开内容的在长度方向上延伸的线缆型二次电池设置有：内电极；形成在所述内电极的外表面周围以防止电极中短路的隔离层；片型外电极，所述片型外电极以如下方式形成：其以螺旋形式卷绕在隔离层的外表面周围，并且包含外集电器和形成在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支撑层；以及包装，所述包装形成在所述外电极的外表面周围，并且包含金属箔层、形成在所述金属箔层的一个表面上的第一聚合物树脂层和形成在所述金属箔层的另一个表面上的机械支撑层，其中所述外电极的支撑层和所述包装的第一聚合物树脂层由相同的材料形成并且彼此附着。
此处，术语螺旋，也称为螺旋形，是指在预定范围内以扭曲形状旋转的曲线，并且统一表示与普通弹簧的形状类似的形状。
在此情况中，外电极可以具有在一个方向上延伸的带状结构。
此外，外电极可以以非重叠的匝的方式螺旋卷绕。在此情况中，外电极可以以非重叠的匝的形式螺旋卷绕，每个匝间隔开一定间隙，所述间隙是外电极宽度的两倍以下，以防止任何的电池性能劣化。
此外，外电极可以以重叠的匝的形式螺旋卷绕。在此情况中，为了防止电池内阻的过度增加，外电极可以螺旋地卷绕，使得重叠部分的宽度为外电极的宽度的0.9倍以下。
另一方面，内电极可以具有其中在内部形成空间的中空结构。
在此情况中，在形成在内电极内的空间中，可以形成内电极集电器芯。
在此情况中，内电极集电器芯可以由如下物质制成：碳纳米管、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。
此外，在内电极内形成的空间中，可以形成包含电解质的锂离子供给芯。
在此情况中，锂离子供给芯可以包含凝胶型聚合物电解质和支撑体。
此外，锂离子供给芯可以包含液体电解质和多孔载体。
此外，在形成在内电极内的空间中，可以形成填充芯。
除了如上所述的用于形成内电极集电器芯和锂离子供给芯的材料之外，填充芯可以由用于改善线缆型二次电池性能的各个方面的材料如聚合物树脂、橡胶、以及各种形状如线、纤维、粉末、网和泡沫的无机材料形成。
另一方面，支撑层可以是聚合物膜，并且可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
另一方面，根据本公开内容另一方面的在长度方向上延伸的线缆型二次电池100、200包含：包含电解质的锂离子供给芯110、210；内电极，所述内电极包含以其卷绕在锂离子供给芯110、210的外表面周围的方式形成的至少一个线型内集电器120、220和形成在所述线型内集电器120、220表面上的内电极活性材料层130、230；围绕内电极的外表面形成以防止电极中短路的隔离层140、240；片型外电极150、250，所述片型外电极150、250以如下方式形成：其卷绕在隔离层140、240的外表面上，并且包含外集电器151、形成在外集电器151的一个表面上的外电极活性材料层152、形成在外电极活性材料层152的上表面上并包含导电材料和粘合剂的导电层153、形成在导电层153的上表面上的多孔第一支撑层154和形成在外集电器151的另一个表面上的第二支撑层155；以及包装160、260，所述包装160、260形成在外电极150、250的外表面周围，并且包含金属箔层161、形成在金属箔层161的一个表面上的第一聚合物树脂层162和形成在金属箔层161的另一个表面上的机械支撑层163，其中外电极150、250的第二支撑层155和包装160、260的第一聚合物树脂层162由相同的材料形成并且彼此附着。
在此情况中，在包装160、260以紧贴着的形式形成在外电极150、250的外表面上之后，第二支撑层155和第一聚合物树脂层162可以通过施加热和压力而粘附并固定在线缆型二次电池100、200的表面。因此，可以使包装160、260内的金属箔层161的皱褶最小化，并且还可以提高线缆型二次电池的柔性。
此外，线缆型二次电池100、200可以具有预定形状的横断面，并且预定形状不限于特定形状，并且可以设想不损害本公开内容本质的任何形状。本公开内容的线缆型二次电池100、200具有预定形状的横断面，并且具有关于横断面在长度方向上延伸的线性结构，从而其具有柔性并由此具有自由的形状适应性。
此处，金属箔层161可以是选自如下物质中的任意一种或它们的合金：铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、铝(Al)及它们的等价物。金属箔层161不限于示例性组，但是当将含铁材料用于金属箔层161时，机械强度增加，并且当使用含铝材料时，柔性提高。优选地，可以使用铝金属箔。
此外，第一聚合物树脂层162可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物制成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
此外，第一聚合物树脂层162可以还包含疏水性无机粒子。疏水性无机粒子的实例包括但不限于SiO2、Al2O3、MgO、BaTiO3、ZrO2和ZnO。此外，疏水性无机粒子可以具有1nm～5μm的平均粒度。由于还含有疏水性无机粒子，所以可以进一步提高电池的绝缘效果，并防止水分向电池内浸入，使电池内的电解质物质的污染最小化，由此防止任何的电池性能的劣化。
另一方面，机械支撑层163可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、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酯。
另一方面，如图5中所示，包装160、260可以还包含形成在机械支撑层163的上表面上的第二聚合物树脂层164，并且第二聚合物树脂层164可以由与第一聚合物树脂层162相同的材料形成。
另一方面，内电极可以具有如下结构：其中内电极活性材料层形成在线型内集电器的整个表面上的结构；或者其中在卷绕的线型内集电器的外表面周围形成内电极活性材料层的结构。
其中，关于其中在线型内集电器的整个表面上形成内电极活性材料层的结构，如图2中所示，在将一个线型内集电器120卷绕在锂离子供给芯110的外表面上之前，可以在线型内集电器120的表面上预先形成内电极活性材料层130，且如图6中所示，至少两个线型内集电器220可以交错卷绕，在其表面上形成内电极活性材料层230。在至少两个线型内集电器220一起卷绕的情况下，有利于提高电池的倍率特性。
此外，关于其中在卷绕的线型内集电器的外表面周围形成内电极活性材料层的结构，在将线型内集电器卷绕在锂离子供给芯的外表面上之后，可以在卷绕的线型内集电器的外表面周围形成内电极活性材料层。
另一方面，本公开内容的线型内集电器120、220优选使用如下物质制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。
集电器用于收集由活性材料的电化学反应产生的电子或用于提供电化学反应所需的电子，并且通常使用诸如铜或铝的金属。特别地，在使用由经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的聚合物导体的情况下，柔性优于使用诸如铜或铝的金属的情况。此外，作为金属集电器的替代，使用聚合物集电器可以实现电池的轻量化。
导电材料包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ITO)、银、钯和镍，并且导电聚合物包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。用于集电器的不导电聚合物不限于特定类型。
另一方面，外集电器151可以是网型集电器，并且为了进一步增加集电器的表面积，可以在至少一个表面上形成多个凹部。在此情况中，多个凹部可以具有连续图案或间断图案。即，可以形成彼此间隔开的沿长度方向布置的连续图案的凹部，或者可以形成多个孔的间断图案。多个孔可以是圆形或多边形。
此外，外集电器151可以由如下物质制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面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、Ba或铟锡氧化物(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。
另一方面，第一支撑层154可以是网型多孔膜或无纺布。通过具有这种多孔结构，电解液向外电极活性材料层152的供应变得平稳，并且第一支撑层154本身被电解液充分浸渍，这确保了离子传导率，从而防止电池内阻的升高并防止任何的电池性能的劣化。
此外，第一支撑层154可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、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酯。
另一方面，在第一支撑层154的上表面上可以还包含由导电材料和粘合剂构成的导电涂层。导电涂层改善了电极活性材料层的导电性并降低了电极电阻，并且因此，防止任何的电池性能的劣化。
在此情况中，对于导电材料和粘合剂，可以使用与用于如下所述的导电层的那些物质相同的物质。
对于负极，因为负极活性材料层的导电性相对高，所以不具有导电涂层的负极显示与使用一般负极的情况类似的性能，而对于正极，由于正电极活性材料层的电阻低，所以由电极电阻的增加引起的性能劣化可能变得更严重，因此当以降低电池的内阻为目的而应用于正极时，这是特别有利的。
在此情况中，导电涂层可以包含导电材料和粘合剂的重量比为80:20～99:1的混合物。当粘合剂含量增加时，电极电阻可能过度增加，而当含量满足所述数值范围时，防止电极电阻的过度增加。此外，如上所述，由于第一支撑层用作防止电极活性材料层剥离的缓冲，所以尽管粘合剂以小的量存在，但是在确保电极的柔性方面没有大的困难。
另一方面，第二支撑层155可以是聚合物膜，并且可以由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
另一方面，导电层153可以通过以1:10～8:10的重量比对导电材料和粘合剂进行混合而形成。
在此情况中，导电层153可以形成为具有多孔结构，以使得电解液平稳地进料至电极活性材料层中，并且在此情况中，形成在导电层中的孔的尺寸可以为0.01μm～5μm，且孔隙率可以为5～70％。
此外，导电材料可以包括但不限于选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯。
另外，粘合剂可以包括但不限于选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：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、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷、聚芳酯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰多糖、羧甲基纤维素、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亚胺。
另一方面，锂离子供给芯110、210包含电解质，并且电解质不限于特定类型并且可以包括：使用碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯(MF)、γ-丁内酯(γ-BL)、环丁砜、乙酸甲酯(MA)或丙酸甲酯(MP)的非水电解液；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)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质。电解质可以还包含锂盐，且所述锂盐优选包括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。此外，锂离子供给芯110、210可以仅由电解质构成，并且在液体电解液的情况下，锂离子供给芯110、210可以使用多孔载体形成。
内电极可以是负电极或正极，且外电极可以是与内电极相反的正极或负极。
本公开内容的电极活性材料层用于使离子移动通过集电器，并且离子的移动通过来自电解质层的离子的嵌入和离子到电解质层的脱嵌的相互作用来进行。
电极活性材料层可以分为负极活性材料层和正极活性材料层。
具体地，在内电极是负极且外电极是正极的情况下，内电极活性材料层可以包含选自如下物质中的任一种或它们的混合物的活性材料粒子作为负极活性材料：天然石墨、人造石墨、碳质材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属(Me)；由金属(Me)组成的合金；金属(Me)的氧化物(MeOx)；和金属(Me)与碳的复合材料，并且外电极活性材料层可以包含选自如下物质中的任意一种或它们的混合物的活性材料粒子作为正极活性材料：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2和LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(M1和M2各自独立地为选自如下元素中的任意一种：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为氧化物组成中的元素的原子分数，其中0<x<0.5，0<y<0.5，0<z<0.5，x+y+z≤1)。
另外，在内电极是正极且外电极是负极的情况下，内电极活性材料层可以是正极活性材料层，且外电极活性材料层可以是负极活性材料层。
电极活性材料层包含电极活性材料、粘合剂和导电材料，并且粘合到集电器以形成电极。当电极由于外力而变形，例如弯曲或严重折叠时，电极活性材料可能脱落。电极活性材料的脱落导致电池的性能和容量降低。然而，由于卷绕的片型外集电器具有弹性，所以当由于外力而发生这种变形时，其起到分散施加的力的作用，因此活性材料层变形较少，由此防止活性材料脱落。
对于本公开内容的隔离层140、240，可以使用电解质层或隔膜。
用作离子通道的电解质层可以包含：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)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质。固体电解质的基体优选包含聚合物或陶瓷玻璃作为骨架。在典型的聚合物电解质的情况下，即使当满足离子传导率时，离子在反应速率方面移动非常缓慢。因此，使用促进离子移动的凝胶型聚合物电解质优于使用固体电解质。凝胶型聚合物电解质具有差的机械性能并由此可以包含多孔支撑体或交联聚合物以改善差的机械性能。本公开内容的电解质层可以充当隔膜，并由此可以消除单独的隔膜的使用。
本公开内容的电解质层还可以包含锂盐。锂盐可以提高离子传导率和反应速率，且其非限制性实例包括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。
隔膜不限于特定类型，而可以包括如下基材：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酯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。特别地，为了使来自锂离子供给芯的锂离子容易地转移到外电极，优选使用由无纺布制成的隔膜，所述无纺布对应于由选自聚酯、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酯的聚合物制成的多孔基材。
在下文中，将参考图2～7简要描述根据实施方案的制造线缆型二次电池的方法。
首先，将在内电极活性材料层130的表面上形成的线型内集电器120卷绕以制备在中心具有空的空间的内电极。
在线型内集电器120的表面上形成内电极活性材料层130的方法可以使用一般的涂布工艺，且具体地，可以使用电镀或阳极氧化工艺，但是优选使用利用逗号(comma)涂布机或狭缝模具式涂布机涂布包含活性材料的电极浆料的工艺。此外，在包含活性材料的电极浆料的情况下，可以采用浸涂或使用挤出机的挤出涂布。
随后，在内电极的外表面上卷绕并形成隔离层140片，以防止电极中短路。
随后，形成片型外电极。
更具体地，可以通过实施如下操作来制造片型外电极：(S1)通过压缩在片型外集电器的一个表面上形成第二支撑层；(S2)在外集电器的另一个表面上施加外电极活性材料浆料并将其干燥以形成外电极活性材料层；(S3)在所述外电极活性材料层的上表面上施加包含导电材料和粘合剂的导电材料浆料并在所述导电材料浆料的上表面上形成多孔第一支撑层；和(S4)压缩步骤(S3)的制得物以形成粘附在彼此结合的外电极活性材料层与第一支撑层之间的导电层。
随后，将片型外电极150卷绕在隔离层140的外表面上以形成如图7中所示的电极组件。
随后，在电极组件的外表面周围形成包装160。在此情况中，包装包含金属箔层、形成在金属箔层的一个表面上的第一聚合物树脂层和形成在金属箔层的另一个表面上的机械支撑层，并且在此情况中，在包装160以紧贴着的方式形成在电极组件的外表面上之后，通过在包装160的表面上施加热和压力来粘附并固定第二支撑层和第一聚合物树脂层。
随后，将电解质注入形成在内电极中心处的空的空间中以形成锂离子供给芯110。
如上所述，锂离子供给芯110可以通过在电极组件的外表面上形成包装160之后注入电解液来形成，但是锂离子供给芯可以通过在形成卷绕的线型内电极之前使用挤出机预先形成线形的聚合物电解质来形成，或者可以通过制备由海绵制成的线型载体并在其中注入非水电解液来预先形成。或者，在制备内电极之后，可以通过将非水电解液注入到在内电极的中心处空的空间中来形成锂离子供给芯110。
随后，将电解液进料部完全密封以制造线缆型二次电池。
在下文中，参考图8对另一可能的实施方案进行描述。
参考图8，根据本公开内容实施方案的本公开内容的线缆型二次电池300设置有：包含电解质的至少两个锂离子供给芯310；至少两个内电极，所述至少两个内电极平行布置，并且包含卷绕在每个锂离子供给芯310的外表面周围的至少一个线型内集电器320和形成在线型内集电器320表面上的内电极活性材料层330；隔离层340，所述隔离层340形成在各个内电极的外表面周围以防止电极中短路；片型外电极350，所述片型外电极350以如下方式形成：其卷绕在隔离层340的外表面上，并且包含外集电器351、形成在外集电器351的一个表面上的外电极活性材料层352、形成在外电极活性材料层352的上表面上并且包含导电材料和粘合剂的导电层353、形成在导电层353的上表面上的多孔第一支撑层354和形成在外集电器351的另一个表面上的第二支撑层355；以及包装360，所述包装360形成在外电极350的外表面周围并且包含金属箔层361、形成在金属箔层361的一个表面上的第一聚合物树脂层362和形成在金属箔层361的另一个表面上的机械支撑层363，其中外电极350的第二支撑层355和包装360的第一聚合物树脂层362由相同的材料形成并且彼此附着。
因为线缆型二次电池300具有由多个电极构成的内电极，所以可以通过调节内电极的数量来容易地控制电极活性材料层的负载量和电池容量，并且多个电极的存在可以防止电位短路。
另一方面，说明书和附图中公开的本公开内容的实施方案仅提供特定的实例以帮助理解，而不意在限制本公开内容的范围。对于本领域技术人员来说显而易见的是，除了所公开的实施方案之外，可以基于本公开内容的技术方面完成其他变体。
Claims (48)
1.一种在长度方向上延伸的线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：
内电极；
隔离层，所述隔离层形成在所述内电极的外表面周围以防止电极中的短路；
片型外电极，其中所述外电极以将其螺旋卷绕在所述隔离层的外表面周围的方式形成，并且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、以及形成在所述外集电器的另一个表面上的支撑层；以及
包装，所述包装形成在所述外电极的外表面周围，并且所述包装包含金属箔层、形成在所述金属箔层的一个表面上的第一聚合物树脂层和形成在所述金属箔层的另一个表面上的机械支撑层，
其中所述外电极的所述支撑层和所述包装的所述第一聚合物树脂层由相同的材料形成，并且彼此附着。
2.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述外电极具有在一个方向上延伸的带状结构。
3.根据权利要求2所述的线缆型二次电池，其中形成所述外电极，使得其以非重叠的匝的形式螺旋卷绕。
4.根据权利要求3所述的线缆型二次电池，其中形成所述外电极，使得其以非重叠的匝的形式螺旋卷绕，每匝以其间隙为所述外电极的宽度的两倍以下的方式隔开。
5.根据权利要求2所述的线缆型二次电池，其中形成所述外电极，使得其以重叠的匝的形式螺旋卷绕。
6.根据权利要求5所述的线缆型二次电池，其中形成所述外电极，使得其在重叠部分的宽度为所述外电极的宽度的0.9倍以下的条件下螺旋卷绕。
7.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述内电极具有在其内部形成空间的中空结构。
8.根据权利要求7所述的线缆型二次电池，其中在所述内电极中形成的所述空间中形成内电极集电器芯、包含电解质的锂离子供给芯、或填充芯。
9.根据权利要求8所述的线缆型二次电池，其中所述内电极集电器芯由如下物质制成：碳纳米管、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。
10.根据权利要求8所述的线缆型二次电池，其中所述锂离子供给芯包含凝胶型聚合物电解质和支撑体。
11.根据权利要求8所述的线缆型二次电池，其中所述锂离子供给芯包含液体电解质和多孔载体。
12.根据权利要求8所述的线缆型二次电池，其中所述填充芯包括：具有线、纤维、粉末、网或泡沫的形状的聚合物树脂、橡胶或无机材料。
13.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述支撑层是聚合物膜。
14.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述支撑层由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
15.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述包装还包含形成在所述机械支撑层的上表面上的第二聚合物树脂层。
16.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述金属箔层是选自如下物质中的任意一种或它们的合金：铁(Fe)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、铝(Al)及它们的等价物。
17.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述第一聚合物树脂层由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
18.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述第一聚合物树脂层还包含疏水性无机粒子。
19.根据权利要求18所述的线缆型二次电池，其中所述疏水性无机粒子是选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：SiO2、Al2O3、MgO、BaTiO3、ZrO2和ZnO。
20.根据权利要求18所述的线缆型二次电池，其中所述疏水性无机粒子具有1nm～5μm的平均粒度。
21.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述机械支撑层由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、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酯。
22.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述外集电器是网型集电器。
23.根据权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述外集电器由如下物质制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面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、Ba或铟锡氧化物(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。
24.一种在长度方向上延伸的线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：
包含电解质的锂离子供给芯；
内电极，所述内电极包含卷绕在所述锂离子供给芯的外表面周围的至少一个线型内集电器和形成在所述线型内集电器的表面上的内电极活性材料层；
隔离层，所述隔离层形成在所述内电极的外表面周围以防止电极中的短路；
片型外电极，其中所述外电极以将其卷绕在所述隔离层的外表面周围的方式形成，并且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、形成在所述外电极活性材料层的上表面上并且包含导电材料和粘合剂的导电层、形成在所述导电层的上表面上的多孔第一支撑层和形成在所述外集电器的另一个表面上的第二支撑层；以及
包装，所述包装形成在所述外电极的外表面周围，并且所述包装包含金属箔层、形成在所述金属箔层的一个表面上的第一聚合物树脂层和形成在所述金属箔层的另一个表面上的机械支撑层，
其中所述外电极的所述第二支撑层和所述包装的所述第一聚合物树脂层由相同的材料形成，并且彼此附着。
25.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述内电极具有如下结构：其中所述内电极活性材料层形成在所述线型内集电器的整个表面上的结构；或者其中所述内电极活性材料层形成在所述卷绕的线型内集电器的外表面周围的结构。
26.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述线型内集电器由如下物质制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。
27.根据权利要求26所述的线缆型二次电池，其中在所述经导电材料进行表面处理的不导电聚合物中，所述导电材料是选自如下物质中的任意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、钯和镍。
28.根据权利要求26所述的线缆型二次电池，其中所述导电聚合物是如下聚合物，其为选自如下物质中的任意一种类型的化合物或它们的混合物：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。
29.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述第一支撑层是网型多孔膜或无纺布。
30.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述第一支撑层由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、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酯。
31.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述第二支撑层是聚合物膜。
32.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述第二支撑层由选自如下物质中的任意一种或它们的混合物形成：聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚酰胺类树脂。
33.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述导电层通过以1:10～8:10的重量比将所述导电材料和所述粘合剂进行混合而形成。
34.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中形成在所述导电层中的孔的尺寸为0.01μm～5μm，且孔隙率为5％～70％。
35.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述导电材料包括选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯。
36.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述粘合剂是选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：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、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷、聚芳酯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰多糖、羧甲基纤维素、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亚胺。
37.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述电解质包含选自如下电解质中的电解质：
使用碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯(MF)、γ-丁内酯(γ-BL)、环丁砜、乙酸甲酯(MA)或丙酸甲酯(MP)的非水电解液；
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)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质。
38.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述电解质还包含锂盐。
39.根据权利要求38所述的线缆型二次电池，其中所述锂盐是选自如下物质中的任意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、氯硼酸锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。
40.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述内电极是负极或正极，且所述外电极是与所述内电极相反的正极或负极。
41.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中在所述内电极为负极且所述外电极为正极的情况下，所述内电极活性材料层包含活性材料粒子，所述活性材料粒子为选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：碳质材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)，和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属(Me)；由金属(Me)组成的合金；金属(Me)的氧化物；和金属(Me)与碳的复合材料，且
所述外电极活性材料层包含活性材料粒子，所述活性材料粒子选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2和LiNi1-x-y- zCoxM1yM2zO2，其中M1和M2各自独立地为选自如下元素中的任意一种元素：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为氧化物组成中的元素的原子分数，其中0<x<0.5，0<y<0.5，0<z<0.5，x+y+z≤1。
42.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中在所述内电极是正极且所述外电极是负极的情况下，所述内电极活性材料层包含活性材料粒子，所述活性材料粒子为选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2和LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2，其中M1和M2各自独立地为选自如下元素中的任意一种元素：Al、Ni、Co、Fe、Mn、V、Cr、Ti、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为氧化物组成中元素的原子分数，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活性材料粒子，所述活性材料粒子为选自如下物质中的任意一种或它们的混合物：碳质材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)，和包括Si、Sn、Li、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni或Fe的金属(Me)；由金属(Me)组成的合金；金属(Me)的氧化物；和金属(Me)与碳的复合材料。
43.根据权利要求24所述的线缆型二次电池，其中所述隔离层是电解质层或隔膜。
44.根据权利要求43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PEO、PVdF、PVdF-HFP、PMMA、PAN或PVAc的凝胶型聚合物电解质；和
使用PEO、聚环氧丙烷(PPO)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的固体电解质。
45.根据权利要求43所述的线缆型二次电池，其中所述电解质层还包含锂盐。
46.根据权利要求45所述的线缆型二次电池，其中所述锂盐是选自如下物质中的任意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、氯硼酸锂、低级脂族碳酸锂和四苯基硼酸锂。
47.根据权利要求43所述的线缆型二次电池，其中所述隔膜是：
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。
48.一种在长度方向上延伸的线缆型二次电池，所述线缆型二次电池包含：
至少两个包含电解质的锂离子供给芯；
至少两个内电极，所述至少两个内电极平行布置，并且包含卷绕在每个锂离子供给芯的外表面周围的至少一个线型内集电器、以及形成在所述线型内集电器的表面上的内电极活性材料层；
隔离层，所述隔离层形成在所有内电极的外表面周围以防止电极中的短路；
片型外电极，其中所述外电极以将其卷绕在所述隔离层的外表面周围的方式形成，并且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、形成在所述外电极活性材料层的上表面上并且包含导电材料和粘合剂的导电层、形成在所述导电层的上表面上的多孔第一支撑层和形成在所述外集电器的另一个表面上的第二支撑层；以及
包装，所述包装形成在所述外电极的外表面周围，并且包含金属箔层、形成在所述金属箔层的一个表面上的第一聚合物树脂层和形成在所述金属箔层的另一个表面上的机械支撑层，
其中所述外电极的所述第二支撑层和所述包装的所述第一聚合物树脂层由相同的材料形成，并且彼此附着。
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