ケーブル型二次電池
本発明は、ケーブル型二次電池に関するものであって、さらに詳しくは、本発明のケーブル型二次電池は、２以上の負極が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された正極活物質層を含む正極を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、上記負極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記負極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有するケーブル型二次電池に関するものである。このようなケーブル型二次電池は、線型構造を有すると同時に可撓性を持っていて変形自在である。パイプ型外部電極の内部に複数本の内部電極を備えることで接触面積が増加するので、高い電池レートを有する。また、内部電極の本数を調節して内部電極と外部電極との容量バランスの調節が容易であり、内部電極に電解質層が形成されているので、短絡を防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変形自在なケーブル型二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１０年２月１日出願の韓国特許出願第１０‐２０１０‐０００９０４９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書および図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【０００３】
二次電池とは、外部の電気エネルギーを化学エネルギーの形態に変えて貯蔵しておき、必要時に電気を作り出す装置をいう。数回充電できるという意味で「充電式電池」という名称も使われる。よく使われる二次電池としては、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム（Ｎｉ‐Ｃｄ）電池、ニッケル・水素（Ｎｉ‐ＭＨ）蓄電池、リチウムイオン（Ｌｉ‐ｉｏｎ）電池、リチウムイオンポリマー（Ｌｉ‐ｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）電池がある。二次電池は、使い捨ての一次電池に比べて経済的な利点及び環境的な利点を共に提供する。
【０００４】
二次電池は現在低い電力を使用する所に使われる。言わば、自動車の始動を助ける機器、携帯用装置、道具、無停電電源装置が挙げられる。最近、無線通信技術の発展は携帯用装置の大衆化を主導しており、従来の多くの種類の装置を無線化する傾向もあって、二次電池に対する需要が急増している。また、環境汚染などの防止のため、ハイブリッド自動車、電気自動車が実用化されており、これら次世代自動車は二次電池を使用して価格と重さを減らし、寿命を伸ばす技術を採用している。
【０００５】
一般に、二次電池は、円筒型、角型またはポーチ型の電池が殆どである。これは、二次電池は、負極、正極及び分離膜からなる電極組立体を円筒型または角型の金属缶、またはアルミニウムラミネートシートからなるポーチ型ケースの内部に装着し、上記電極組立体に電解質を注入して製造するからである。したがって、二次電池を装着するための一定の空間が必ず求められるので、このような二次電池の円筒型、角型またはポーチ型の形態は多様な形態の携帯用装置の開発に対する制約として作用する問題点がある。従って、形態の変形が容易であり、新規な形態の二次電池が求められている。
【０００６】
これに応じるために、断面積直径に対して長さの比が非常に大きい電池である線型電池が提案された。特許文献１は、内部電極、電解質及び外部電極からなる糸形態の可変型電池を開示しているが、一つの負極と正極を備えていることから容量バランスが良くない。特許文献２は、負極と正極との間に分離膜が介された複数の負極と正極からなる線型電池を開示しており、特許文献３は、糸形態の正極糸と負極糸とからなる可変型電池を開示しているが、外部電極と内部電極の構成を有さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許公開第１０‐２００５‐００９９９０３号公報
【特許文献２】韓国特許登録第１０‐０８０４４１１号公報
【特許文献３】韓国特許登録第１０‐０７４２７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、変形が容易でありながらも、二次電池の安定性及び優れた性能を維持できる新規な線型構造の二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のケーブル型二次電池は、２以上の負極が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された正極活物質層を含む正極を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、上記負極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記負極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有する。
また、本発明のケーブル型二次電池は、２以上の正極が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された負極活物質層を含む負極を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、上記正極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記正極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有する。
【００１０】
負極または正極の断面は、円形または多角形であり得、円形は幾何学的に完全な対称形の円形と非対称形の楕円形構造であり得、多角形は三角形、四角形、五角形または六角形であり得る。
【００１１】
負極または正極は、集電体及び上記集電体の外面に活物質層を備えることが望ましい。
【００１２】
集電体としては、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅、もしくはステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したもの、アルミニウム‐カドミウム合金、導電材で表面処理した非伝導性高分子、もしくは伝導性高分子を使用して製造されたものが望ましい。このような導電材としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ窒化硫黄（ｐｏｌｙ（ｓｕｌｆｕｒ ｎｉｔｒｉｄｅ））、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｕｍ Ｔｈｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、銀、パラジウム、ニッケル、及び銅などが使用でき、伝導性高分子としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリ窒化硫黄などが使用できる。
【００１３】
活物質層は、負極活物質層としては、炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；上記金属類（Ｍｅ）の合金類；上記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び上記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体などが使用できる。また、正極活物質層としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は、互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ、及びＭｏからなる群より選択された何れか一つであり、ｘ、ｙ及びｚは、酸化物組成元素の原子分率であって０≦ｘ＜０.５、０≦ｙ＜０.５、０≦ｚ＜０.５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）などが使用できる。
【００１４】
電解質層としては、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡＣを使用したゲル型高分子電解質、もしくは、ＰＥＯ、ポリプロピレンオキシド（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ、ＰＰＯ）、ポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｉｍｉｎｅ、ＰＥＩ）、ポリエチレンスルフィド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｓｕｌｐｈｉｄｅ、ＰＥＳ）またはＰＶＡｃ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）を使用した固体高分子電解質などが使用できる。
【００１５】
本発明のケーブル型二次電池において、電解質層は、リチウム塩をさらに含むことができる。リチウム塩としては、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及び４フェニルホウ酸リチウムなどが使用できる。
【発明の効果】
【００１６】
一方の電極が複数の他方電極を内部に含むことを特徴とする本発明のケーブル型二次電池は、線型構造を有すると同時に可撓性を持っていて変形自在であるので、多様な形態の携帯用装置に適用可能である。また、複数本の内部電極及びパイプ型の外部電極を備えることで接触面積が増加するので、高い電池レートを有し、内部電極の本数を調節して内部電極と外部電極との容量バランスの調整が容易である。複数本の内部電極を備えることで、繰り返し使用による断線問題も防止することができる。そして、内部電極に電解質層を形成することで、外部電極との直接的な接触を防止して短絡の予防及び相対的な表面積の増加により高いレート特性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本明細書に添付される下記の図面は本発明の望ましい実施例を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはいけない。
【図１】一実施例による円形のケーブル型二次電池の断面図である。
【図２】一実施例による楕円形のケーブル型二次電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図面を参照しながら詳しく説明する。本明細書に記載の図面に示された構成は本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００１９】
図１及び図２は、本発明による二次電池の一実施例を概略的に示している。各図面において、同一の符号は同一または同等な構成要素を示している。
【００２０】
図１及び図２を参照すれば分かるように、本発明のケーブル型二次電池は、２以上の負極１０、１１が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された正極活物質層２１を含む正極２０、２１を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆４０とを含み、上記負極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記負極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層３０を有する。
【００２１】
また、本発明のケーブル型二次電池は、２以上の正極１０、１１が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された負極活物質層２１を含む負極を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆４０とを含み、上記正極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記正極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層３０を有する。ここで、「所定形状」という表現は、特に形状を制限しないという意味であって、本発明の本質を損なわない限り、いずれの形状でも可能であるという意味である。
【００２２】
本発明のケーブル型二次電池は、所定形状の横断面を有し、横断面に対する長手方向に長く延びる線形構造を有し、可撓性を持つので、変形自在である。図１のケーブル型二次電池は完全な対称形の円形構造を有する場合であり、図２のケーブル型二次電池は非対称形の楕円形構造を有する場合であって、多様な形態が可能である。
【００２３】
本発明は、電解質層３０を持つ複数本の負極１０、１１または正極１０、１１である内部電極とパイプ形態の正極または負極である外部電極２０、２１とを備えており、負極及び正極は集電体１０、２０に活物質１１、２１が塗布された構造が一般的であるが、活物質そのものが集電体の役割を果たす場合には集電体が必須ではない。負極と正極の断面は円形または多角形であり得、円形は幾何学的に完全な対称形の円形と非対称形の楕円形構造である。多角形は２次元のシート型ではない構造であれば特に制限しないが、このような多角形構造の非制限的な例としては、三角形、四角形、五角形または六角形であり得る。
【００２４】
内部電極は２以上の平行に配置された負極１０、１１または正極１０、１１を有し、複数の負極または正極が直線状に並んで配置された場合だけでなく、複数の負極または正極が互いに捩れている場合も含む。図１のケーブル型二次電池は４本の負極または正極である内部電極を有し、図２のケーブル型二次電池は３本の負極または正極である内部電極を有する場合である。
【００２５】
複数の電極を使用する場合には、反対電極と接する表面積が増加するので、高い電池レートを有し、優れた電池性能の確保が可能である。また、変形自在なケーブル型二次電池の特性上、繰り返し使用によって電極に断線が発生する恐れがあるが、複数の電極を使用する場合には、一つの電極に断線が発生しても電池の作動が可能になる。そして、正極活物質に比べて体積当たりの容量が小さい負極活物質を使用する場合、電池容量のバランスを維持するためには、使用される正極活物質よりも多くの負極活物質を使用しなければならないが、本発明では内部電極の本数が調整可能であることから、内部電極と外部電極との容量バランスの調節が容易である。
【００２６】
本発明の負極及び正極は、集電体１０、２０及び集電体の外面に活物質層１１、２１を備えることが望ましい。活物質１１、２１は、集電体１０、２０の表面に塗布され、集電体を通じてイオンを移動させる作用をし、これらイオンの移動は電解質層３０からのイオンの吸蔵及び電解質層へのイオンの放出を通じた相互作用による。
【００２７】
集電体１０、２０としては、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅、もしくはステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したもの、アルミニウム‐カドミウム合金、導電材で表面処理した非伝導性高分子、もしくは伝導性高分子を使用して製造されたものが望ましい。
【００２８】
集電体とは、活物質の電気化学反応により生成された電子を集めるか、電気化学反応に必要な電子を供給する役割をするものであって、一般的に銅やアルミニウムなどの金属を使用する。特に、導電材で表面処理した非伝導性高分子または伝導性高分子からなった高分子伝導体を使用する場合には、銅やアルミニウムのような金属を使用した場合よりも、相対的に可撓性に優れている。本発明のケーブル型二次電池は、複数本の電極を備えることができることから複数本の集電体が使われるので、各集電体の可撓性の僅かな差も全体二次電池の可撓性に大きい影響を及ぼすことになる。また、金属集電体の代わりに高分子集電体を使用して電池の軽量化を達成できる。
【００２９】
このような導電材としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ窒化硫黄、ＩＴＯ、銀、パラジウム、ニッケル、及び銅などが使用でき、伝導性高分子としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリ窒化硫黄などが使用できる。但し、集電体に使われる非伝導性高分子は、特に種類を限定しない。
【００３０】
負極活物質層の非制限的な例としては、炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；上記金属類（Ｍｅ）の合金類；上記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び上記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体；などから形成されるものが使用できる。
【００３１】
正極活物質層の非制限的な例としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は、互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ、及びＭｏからなる群より選択された何れか一つであり、ｘ、ｙ及びｚは、酸化物組成元素の原子分率であって０≦ｘ＜０.５、０≦ｙ＜０.５、０≦ｚ＜０.５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）などから形成されるものが使用できる。
【００３２】
また、本発明のケーブル型二次電池において、内部電極の負極１０、１１または正極１０、１１に電解質層３０を形成することで、外部電極２０、２１との直接的な接触を防止して短絡を予防することができ、内部電極の表面積が相対的に増加して内部電極と外部電極との接触面積が増加することになるので、高い電池レート特性を達成することができる。このようなイオンの通路になる電解質層は、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡＣを使用したゲル型高分子電解質、もしくは、ＰＥＯ、ＰＰＯ、ＰＥＩ、ＰＥＳまたはＰＶＡｃを使用した固体電解質などを使用する。固体電解質のマトリックス（ｍａｔｒｉｘ）は、高分子またはセラミックスガラスを基本骨格にすることが望ましい。一般的な高分子電解質の場合には、イオン伝導度が充分であっても反応速度面においてイオンが非常に遅く移動する恐れがあるので、固体である場合よりは、イオンの移動が容易なゲル型高分子電解質を使用することが望ましい。ゲル型高分子電解質は機械的特性に優れていないので、これを補うために気孔構造の支持体または架橋高分子を含み得る。本発明の電解質層は分離膜としての役割が可能であるので、別途の分離膜を使用しなくても良い。
【００３３】
本発明の電解質層３０は、リチウム塩をさらに含み得る。リチウム塩はイオン伝導度及び反応速度を向上させることができるが、これらの非制限的な例としては、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及び４フェニルホウ酸リチウムを使用することができる。
【００３４】
本発明の保護被覆４０は、絶縁体であって、空気中の水分及び外部衝撃から電極を保護するために外部電極２０、２１の外面に形成する。保護被覆４０としては通常の高分子樹脂を使うことができ、一例として、ＰＶＣ、ＨＤＰＥまたはエポキシ樹脂を使うことができる。
【００３５】
以下、上述した構造のケーブル型二次電池の製造方法を概略的に説明する。
【００３６】
負極または正極としては、集電体１０、２０に活物質１１、２１が塗布されたものを使うことができ、このような塗布方法としては、一般的なコーティング方法が適用可能であり、具体的には、電気メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ）または陽極酸化処理（ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）方法が使用可能であるが、活物質を含む電極スラリーを押出機を通じて押出コーティングする方法を使用して製造することが望ましい。
【００３７】
製造された負極１０、１１または正極１０、１１を内部電極とし、内部電極の外面を電解質層３０でコーティングする。電解質層がコーティングされた内部電極の外部を活物質２１でコーティングするか、活物質層２１に内部電極を挿入する工程を通じて製造することができる。このように、内部電極と活物質とを形成し、その外面に外部電極の集電体２０及び保護被覆４０を形成する方法で製造することができる。また、その内面に活物質を充填した外部電極２０、２１及び保護被覆４０を形成した後、外部電極の活物質に内部電極を挿入して製造するか、外部電極の集電体２１及び保護被覆４０を形成した後、内部電極を挿入し活物質を充填して製造する方法も使用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 内部電極の集電体
１１ 内部電極の活物質層
２０ 外部電極の集電体
２１ 外部電極の活物質層
３０ 電解質層
４０ 保護被覆
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変形自在なケーブル型二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１０年２月１日出願の韓国特許出願第１０‐２０１０‐０００９０４９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書および図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【０００３】
二次電池とは、外部の電気エネルギーを化学エネルギーの形態に変えて貯蔵しておき、必要時に電気を作り出す装置をいう。数回充電できるという意味で「充電式電池」という名称も使われる。よく使われる二次電池としては、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム（Ｎｉ‐Ｃｄ）電池、ニッケル・水素（Ｎｉ‐ＭＨ）蓄電池、リチウムイオン（Ｌｉ‐ｉｏｎ）電池、リチウムイオンポリマー（Ｌｉ‐ｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）電池がある。二次電池は、使い捨ての一次電池に比べて経済的な利点及び環境的な利点を共に提供する。
【０００４】
二次電池は現在低い電力を使用する所に使われる。言わば、自動車の始動を助ける機器、携帯用装置、道具、無停電電源装置が挙げられる。最近、無線通信技術の発展は携帯用装置の大衆化を主導しており、従来の多くの種類の装置を無線化する傾向もあって、二次電池に対する需要が急増している。また、環境汚染などの防止のため、ハイブリッド自動車、電気自動車が実用化されており、これら次世代自動車は二次電池を使用して価格と重さを減らし、寿命を伸ばす技術を採用している。
【０００５】
一般に、二次電池は、円筒型、角型またはポーチ型の電池が殆どである。これは、二次電池は、負極、正極及び分離膜からなる電極組立体を円筒型または角型の金属缶、またはアルミニウムラミネートシートからなるポーチ型ケースの内部に装着し、上記電極組立体に電解質を注入して製造するからである。したがって、二次電池を装着するための一定の空間が必ず求められるので、このような二次電池の円筒型、角型またはポーチ型の形態は多様な形態の携帯用装置の開発に対する制約として作用する問題点がある。従って、形態の変形が容易であり、新規な形態の二次電池が求められている。
【０００６】
これに応じるために、断面積直径に対して長さの比が非常に大きい電池である線型電池が提案された。特許文献１は、内部電極、電解質及び外部電極からなる糸形態の可変型電池を開示しているが、一つの負極と正極を備えていることから容量バランスが良くない。特許文献２は、負極と正極との間に分離膜が介された複数の負極と正極からなる線型電池を開示しており、特許文献３は、糸形態の正極糸と負極糸とからなる可変型電池を開示しているが、外部電極と内部電極の構成を有さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許公開第１０‐２００５‐００９９９０３号公報
【特許文献２】韓国特許登録第１０‐０８０４４１１号公報
【特許文献３】韓国特許登録第１０‐０７４２７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、変形が容易でありながらも、二次電池の安定性及び優れた性能を維持できる新規な線型構造の二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のケーブル型二次電池は、２以上の負極が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された正極活物質層を含む正極を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、上記負極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記負極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有する。
また、本発明のケーブル型二次電池は、２以上の正極が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された負極活物質層を含む負極を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、上記正極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記正極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有する。
【００１０】
負極または正極の断面は、円形または多角形であり得、円形は幾何学的に完全な対称形の円形と非対称形の楕円形構造であり得、多角形は三角形、四角形、五角形または六角形であり得る。
【００１１】
負極または正極は、集電体及び上記集電体の外面に活物質層を備えることが望ましい。
【００１２】
集電体としては、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅、もしくはステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したもの、アルミニウム‐カドミウム合金、導電材で表面処理した非伝導性高分子、もしくは伝導性高分子を使用して製造されたものが望ましい。このような導電材としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ窒化硫黄（ｐｏｌｙ（ｓｕｌｆｕｒ ｎｉｔｒｉｄｅ））、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｕｍ Ｔｈｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、銀、パラジウム、ニッケル、及び銅などが使用でき、伝導性高分子としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリ窒化硫黄などが使用できる。
【００１３】
活物質層は、負極活物質層としては、炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；上記金属類（Ｍｅ）の合金類；上記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び上記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体などが使用できる。また、正極活物質層としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は、互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ、及びＭｏからなる群より選択された何れか一つであり、ｘ、ｙ及びｚは、酸化物組成元素の原子分率であって０≦ｘ＜０.５、０≦ｙ＜０.５、０≦ｚ＜０.５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）などが使用できる。
【００１４】
電解質層としては、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡＣを使用したゲル型高分子電解質、もしくは、ＰＥＯ、ポリプロピレンオキシド（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ、ＰＰＯ）、ポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｉｍｉｎｅ、ＰＥＩ）、ポリエチレンスルフィド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｓｕｌｐｈｉｄｅ、ＰＥＳ）またはＰＶＡｃ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）を使用した固体高分子電解質などが使用できる。
【００１５】
本発明のケーブル型二次電池において、電解質層は、リチウム塩をさらに含むことができる。リチウム塩としては、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及び４フェニルホウ酸リチウムなどが使用できる。
【発明の効果】
【００１６】
一方の電極が複数の他方電極を内部に含むことを特徴とする本発明のケーブル型二次電池は、線型構造を有すると同時に可撓性を持っていて変形自在であるので、多様な形態の携帯用装置に適用可能である。また、複数本の内部電極及びパイプ型の外部電極を備えることで接触面積が増加するので、高い電池レートを有し、内部電極の本数を調節して内部電極と外部電極との容量バランスの調整が容易である。複数本の内部電極を備えることで、繰り返し使用による断線問題も防止することができる。そして、内部電極に電解質層を形成することで、外部電極との直接的な接触を防止して短絡の予防及び相対的な表面積の増加により高いレート特性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本明細書に添付される下記の図面は本発明の望ましい実施例を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはいけない。
【図１】一実施例による円形のケーブル型二次電池の断面図である。
【図２】一実施例による楕円形のケーブル型二次電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図面を参照しながら詳しく説明する。本明細書に記載の図面に示された構成は本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００１９】
図１及び図２は、本発明による二次電池の一実施例を概略的に示している。各図面において、同一の符号は同一または同等な構成要素を示している。
【００２０】
図１及び図２を参照すれば分かるように、本発明のケーブル型二次電池は、２以上の負極１０、１１が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された正極活物質層２１を含む正極２０、２１を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆４０とを含み、上記負極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記負極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層３０を有する。
【００２１】
また、本発明のケーブル型二次電池は、２以上の正極１０、１１が平行に配置された内部電極と、上記内部電極を囲んで充填された負極活物質層２１を含む負極を含む外部電極と、上記外部電極の周りに配置される保護被覆４０とを含み、上記正極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記正極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層３０を有する。ここで、「所定形状」という表現は、特に形状を制限しないという意味であって、本発明の本質を損なわない限り、いずれの形状でも可能であるという意味である。
【００２２】
本発明のケーブル型二次電池は、所定形状の横断面を有し、横断面に対する長手方向に長く延びる線形構造を有し、可撓性を持つので、変形自在である。図１のケーブル型二次電池は完全な対称形の円形構造を有する場合であり、図２のケーブル型二次電池は非対称形の楕円形構造を有する場合であって、多様な形態が可能である。
【００２３】
本発明は、電解質層３０を持つ複数本の負極１０、１１または正極１０、１１である内部電極とパイプ形態の正極または負極である外部電極２０、２１とを備えており、負極及び正極は集電体１０、２０に活物質１１、２１が塗布された構造が一般的であるが、活物質そのものが集電体の役割を果たす場合には集電体が必須ではない。負極と正極の断面は円形または多角形であり得、円形は幾何学的に完全な対称形の円形と非対称形の楕円形構造である。多角形は２次元のシート型ではない構造であれば特に制限しないが、このような多角形構造の非制限的な例としては、三角形、四角形、五角形または六角形であり得る。
【００２４】
内部電極は２以上の平行に配置された負極１０、１１または正極１０、１１を有し、複数の負極または正極が直線状に並んで配置された場合だけでなく、複数の負極または正極が互いに捩れている場合も含む。図１のケーブル型二次電池は４本の負極または正極である内部電極を有し、図２のケーブル型二次電池は３本の負極または正極である内部電極を有する場合である。
【００２５】
複数の電極を使用する場合には、反対電極と接する表面積が増加するので、高い電池レートを有し、優れた電池性能の確保が可能である。また、変形自在なケーブル型二次電池の特性上、繰り返し使用によって電極に断線が発生する恐れがあるが、複数の電極を使用する場合には、一つの電極に断線が発生しても電池の作動が可能になる。そして、正極活物質に比べて体積当たりの容量が小さい負極活物質を使用する場合、電池容量のバランスを維持するためには、使用される正極活物質よりも多くの負極活物質を使用しなければならないが、本発明では内部電極の本数が調整可能であることから、内部電極と外部電極との容量バランスの調節が容易である。
【００２６】
本発明の負極及び正極は、集電体１０、２０及び集電体の外面に活物質層１１、２１を備えることが望ましい。活物質１１、２１は、集電体１０、２０の表面に塗布され、集電体を通じてイオンを移動させる作用をし、これらイオンの移動は電解質層３０からのイオンの吸蔵及び電解質層へのイオンの放出を通じた相互作用による。
【００２７】
集電体１０、２０としては、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅、もしくはステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したもの、アルミニウム‐カドミウム合金、導電材で表面処理した非伝導性高分子、もしくは伝導性高分子を使用して製造されたものが望ましい。
【００２８】
集電体とは、活物質の電気化学反応により生成された電子を集めるか、電気化学反応に必要な電子を供給する役割をするものであって、一般的に銅やアルミニウムなどの金属を使用する。特に、導電材で表面処理した非伝導性高分子または伝導性高分子からなった高分子伝導体を使用する場合には、銅やアルミニウムのような金属を使用した場合よりも、相対的に可撓性に優れている。本発明のケーブル型二次電池は、複数本の電極を備えることができることから複数本の集電体が使われるので、各集電体の可撓性の僅かな差も全体二次電池の可撓性に大きい影響を及ぼすことになる。また、金属集電体の代わりに高分子集電体を使用して電池の軽量化を達成できる。
【００２９】
このような導電材としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ窒化硫黄、ＩＴＯ、銀、パラジウム、ニッケル、及び銅などが使用でき、伝導性高分子としては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリ窒化硫黄などが使用できる。但し、集電体に使われる非伝導性高分子は、特に種類を限定しない。
【００３０】
負極活物質層の非制限的な例としては、炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；上記金属類（Ｍｅ）の合金類；上記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び上記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体；などから形成されるものが使用できる。
【００３１】
正極活物質層の非制限的な例としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は、互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ、及びＭｏからなる群より選択された何れか一つであり、ｘ、ｙ及びｚは、酸化物組成元素の原子分率であって０≦ｘ＜０.５、０≦ｙ＜０.５、０≦ｚ＜０.５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）などから形成されるものが使用できる。
【００３２】
また、本発明のケーブル型二次電池において、内部電極の負極１０、１１または正極１０、１１に電解質層３０を形成することで、外部電極２０、２１との直接的な接触を防止して短絡を予防することができ、内部電極の表面積が相対的に増加して内部電極と外部電極との接触面積が増加することになるので、高い電池レート特性を達成することができる。このようなイオンの通路になる電解質層は、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡＣを使用したゲル型高分子電解質、もしくは、ＰＥＯ、ＰＰＯ、ＰＥＩ、ＰＥＳまたはＰＶＡｃを使用した固体電解質などを使用する。固体電解質のマトリックス（ｍａｔｒｉｘ）は、高分子またはセラミックスガラスを基本骨格にすることが望ましい。一般的な高分子電解質の場合には、イオン伝導度が充分であっても反応速度面においてイオンが非常に遅く移動する恐れがあるので、固体である場合よりは、イオンの移動が容易なゲル型高分子電解質を使用することが望ましい。ゲル型高分子電解質は機械的特性に優れていないので、これを補うために気孔構造の支持体または架橋高分子を含み得る。本発明の電解質層は分離膜としての役割が可能であるので、別途の分離膜を使用しなくても良い。
【００３３】
本発明の電解質層３０は、リチウム塩をさらに含み得る。リチウム塩はイオン伝導度及び反応速度を向上させることができるが、これらの非制限的な例としては、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及び４フェニルホウ酸リチウムを使用することができる。
【００３４】
本発明の保護被覆４０は、絶縁体であって、空気中の水分及び外部衝撃から電極を保護するために外部電極２０、２１の外面に形成する。保護被覆４０としては通常の高分子樹脂を使うことができ、一例として、ＰＶＣ、ＨＤＰＥまたはエポキシ樹脂を使うことができる。
【００３５】
以下、上述した構造のケーブル型二次電池の製造方法を概略的に説明する。
【００３６】
負極または正極としては、集電体１０、２０に活物質１１、２１が塗布されたものを使うことができ、このような塗布方法としては、一般的なコーティング方法が適用可能であり、具体的には、電気メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ）または陽極酸化処理（ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）方法が使用可能であるが、活物質を含む電極スラリーを押出機を通じて押出コーティングする方法を使用して製造することが望ましい。
【００３７】
製造された負極１０、１１または正極１０、１１を内部電極とし、内部電極の外面を電解質層３０でコーティングする。電解質層がコーティングされた内部電極の外部を活物質２１でコーティングするか、活物質層２１に内部電極を挿入する工程を通じて製造することができる。このように、内部電極と活物質とを形成し、その外面に外部電極の集電体２０及び保護被覆４０を形成する方法で製造することができる。また、その内面に活物質を充填した外部電極２０、２１及び保護被覆４０を形成した後、外部電極の活物質に内部電極を挿入して製造するか、外部電極の集電体２１及び保護被覆４０を形成した後、内部電極を挿入し活物質を充填して製造する方法も使用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 内部電極の集電体
１１ 内部電極の活物質層
２０ 外部電極の集電体
２１ 外部電極の活物質層
３０ 電解質層
４０ 保護被覆
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の負極が平行に配置された内部電極と、
上記内部電極を囲んで充填された正極活物質層を含む正極を含む外部電極と、
上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、
上記負極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記負極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有するケーブル型二次電池。
【請求項２】
２以上の正極が平行に配置された内部電極と、
上記内部電極を囲んで充填された負極活物質層を含む負極を含む外部電極と、
上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、
上記正極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記正極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有するケーブル型二次電池。
【請求項３】
上記負極の断面は、円形または多角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項４】
上記正極の断面は、円形または多角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項５】
上記負極は、集電体及び上記集電体の外面に負極活物質層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項６】
上記集電体は、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅；ステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したもの；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理した非伝導性高分子；もしくは伝導性高分子；から製造されたことを特徴とする請求項５に記載のケーブル型二次電池。
【請求項７】
上記導電材は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ窒化硫黄、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、銀、パラジウム、ニッケル、及び銅のうち選択された１種または２種以上の混合物であることを特徴とする請求項６に記載のケーブル型二次電池。
【請求項８】
上記伝導性高分子は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリ窒化硫黄のうち選択された１種の化合物または２種以上の混合物の高分子であることを特徴とする請求項６に記載のケーブル型二次電池。
【請求項９】
上記負極活物質層は、炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；上記金属類（Ｍｅ）の合金類；上記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び上記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体；からなる群より選択された何れか一つの活物質粒子またはこれらの中で２種以上の混合物を含む活物質から形成されることを特徴とする請求項５に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１０】
上記正極は、集電体及び上記集電体の内面に正極活物質層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１１】
上記集電体は、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅；ステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したもの；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理した非伝導性高分子；もしくは伝導性高分子；から製造されたことを特徴とする請求項１０に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１２】
上記導電材は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ窒化硫黄、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、銀、パラジウム、ニッケル、及び銅のうち選択された１種または２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１１に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１３】
上記伝導性高分子は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリ窒化硫黄のうち選択された１種の化合物または２種以上の混合物の高分子であることを特徴とする請求項１１に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１４】
上記正極活物質層は、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は、互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ、及びＭｏからなる群より選択された何れか一つであり、ｘ、ｙ及びｚは、酸化物組成元素の原子分率であって０≦ｘ＜０.５、０≦ｙ＜０.５、０≦ｚ＜０.５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）からなる群より選択された何れか一つの活物質粒子またはこれらの中で２種以上の混合物を含む活物質から形成されることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１５】
上記電解質層は、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡＣを使用したゲル型高分子電解質；もしくは、ＰＥＯ、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレンスルフィド（ＰＥＳ）またはＰＶＡｃを使用した固体電解質；のうち選択された電解質から形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１６】
上記電解質層は、リチウム塩をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１７】
上記リチウム塩は、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及び４フェニルホウ酸リチウムのうち選択された１種または２種以上であることを特徴とする請求項１６に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１】
２以上の負極が平行に配置された内部電極と、
上記内部電極を囲んで充填された正極活物質層を含む正極を含む外部電極と、
上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、
上記負極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記負極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有するケーブル型二次電池。
【請求項２】
２以上の正極が平行に配置された内部電極と、
上記内部電極を囲んで充填された負極活物質層を含む負極を含む外部電極と、
上記外部電極の周りに配置される保護被覆とを含み、
上記正極が、所定形状の横断面を有し、長手方向に延長され、かつ、上記正極の外面に形成される、イオンの通路になる電解質層を有するケーブル型二次電池。
【請求項３】
上記負極の断面は、円形または多角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項４】
上記正極の断面は、円形または多角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項５】
上記負極は、集電体及び上記集電体の外面に負極活物質層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項６】
上記集電体は、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅；ステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したもの；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理した非伝導性高分子；もしくは伝導性高分子；から製造されたことを特徴とする請求項５に記載のケーブル型二次電池。
【請求項７】
上記導電材は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ窒化硫黄、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、銀、パラジウム、ニッケル、及び銅のうち選択された１種または２種以上の混合物であることを特徴とする請求項６に記載のケーブル型二次電池。
【請求項８】
上記伝導性高分子は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリ窒化硫黄のうち選択された１種の化合物または２種以上の混合物の高分子であることを特徴とする請求項６に記載のケーブル型二次電池。
【請求項９】
上記負極活物質層は、炭素質材料；リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）；Ｓｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｃｅ、ＮｉまたはＦｅである金属類（Ｍｅ）；上記金属類（Ｍｅ）の合金類；上記金属類（Ｍｅ）の酸化物（ＭｅＯｘ）；及び上記金属類（Ｍｅ）と炭素との複合体；からなる群より選択された何れか一つの活物質粒子またはこれらの中で２種以上の混合物を含む活物質から形成されることを特徴とする請求項５に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１０】
上記正極は、集電体及び上記集電体の内面に正極活物質層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１１】
上記集電体は、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅；ステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したもの；アルミニウム‐カドミウム合金；導電材で表面処理した非伝導性高分子；もしくは伝導性高分子；から製造されたことを特徴とする請求項１０に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１２】
上記導電材は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ窒化硫黄、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、銀、パラジウム、ニッケル、及び銅のうち選択された１種または２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１１に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１３】
上記伝導性高分子は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリ窒化硫黄のうち選択された１種の化合物または２種以上の混合物の高分子であることを特徴とする請求項１１に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１４】
上記正極活物質層は、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ2、及びＬｉＮｉ1-x-y-zＣｏxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１及びＭ２は、互いに独立して、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｇ、及びＭｏからなる群より選択された何れか一つであり、ｘ、ｙ及びｚは、酸化物組成元素の原子分率であって０≦ｘ＜０.５、０≦ｙ＜０.５、０≦ｚ＜０.５、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１である）からなる群より選択された何れか一つの活物質粒子またはこれらの中で２種以上の混合物を含む活物質から形成されることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１５】
上記電解質層は、ＰＥＯ、ＰＶｄＦ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮまたはＰＶＡＣを使用したゲル型高分子電解質；もしくは、ＰＥＯ、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレンスルフィド（ＰＥＳ）またはＰＶＡｃを使用した固体電解質；のうち選択された電解質から形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１６】
上記電解質層は、リチウム塩をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーブル型二次電池。
【請求項１７】
上記リチウム塩は、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、及び４フェニルホウ酸リチウムのうち選択された１種または２種以上であることを特徴とする請求項１６に記載のケーブル型二次電池。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１３−５１７６１１（Ｐ２０１３−５１７６１１Ａ）
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４９９５８（Ｐ２０１２−５４９９５８）
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１１／０００５８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９３６５９
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（５００２３９８２３）エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１１／０００５８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９３６５９
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（５００２３９８２３）エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Ｆターム（参考）】
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