類電解液，本發(fā)明不局限于此。并且，雖然未圖示，但還可結(jié)合用于控制電池1000使用中的穩(wěn)定性和/或電力供給特性的適當(dāng)?shù)睦鋮s裝置或電池運(yùn)行系統(tǒng)(battery managing system)。
[0109]利用上述的無紡布集電體的電極由于其纖維特性，容易進(jìn)行形狀變化，且電活性物質(zhì)和導(dǎo)電網(wǎng)狀物在電極結(jié)構(gòu)的整個(gè)體積內(nèi)實(shí)際均勻混合，因而即使為了調(diào)節(jié)電池的容量而增加厚度，也不發(fā)生如在金屬箔上涂敷活性物質(zhì)層而得到的現(xiàn)有的電池結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的電池性能劣化，從而可選擇多種體積。
[0110]并且，由于纖維上的電極結(jié)構(gòu)所具有的成形容易性，除了如圖7所示的凝膠卷類型之外，還可用堆疊(stack)、彎曲及纏繞等的方法以三維方式發(fā)生變形，可具有并非是上述圓筒形電池的角形、袋形或衣服及包等的纖維產(chǎn)品中一體化的各種體積和形狀。并且，應(yīng)理解上述電極結(jié)構(gòu)在一個(gè)電池中可適用于負(fù)極和正極中的一個(gè)，或均適用于負(fù)極和正極。
[0111]并且，上述的無紡布集電體不僅可適用于鋰離子電池，還可適用于鋰金屬電池、鋰空氣電池或鎳氫電池、NaS電池，這些只是用于例示，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解本發(fā)明不局限于此。
[0112]以上說明的本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例及附圖，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種取代、變形及變更，這對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無紡布集電體，其特征在于，包括: 多個(gè)上部導(dǎo)電無紡布片及多個(gè)下部導(dǎo)電無紡布片，包括多個(gè)導(dǎo)電纖維的網(wǎng)狀物；以及 張力加強(qiáng)層，具有比上述多個(gè)導(dǎo)電無紡布片大的拉伸強(qiáng)度，借助上述張力加強(qiáng)層使上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片之間相結(jié)合，上述張力加強(qiáng)層具有連通上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片的氣孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述無紡布集電體的拉伸伸長率在2%至10%范圍內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述無紡布集電體的屈服強(qiáng)度在 0.lkgf/cm 至 lOOkgf/cm 范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述多個(gè)導(dǎo)電纖維包含多個(gè)碳纖維、多個(gè)導(dǎo)電性聚合物纖維、涂敷有金屬層或?qū)щ娦跃酆衔飳拥亩鄠€(gè)聚合物纖維或多個(gè)中空金屬纖維。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，在上述多個(gè)導(dǎo)電纖維上形成有金屬層或?qū)щ娦跃酆衔飳印?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，在上述多個(gè)上部導(dǎo)電無紡布片或上述多個(gè)下部導(dǎo)電無紡布片在上述多個(gè)導(dǎo)電纖維上還形成有導(dǎo)電材料及用于固定上述導(dǎo)電材料的粘結(jié)劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述導(dǎo)電材料包含碳黑、乙炔黑、細(xì)碳、納米金屬粒子糊劑、氧化銦錫糊劑或碳納米管。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述多個(gè)上部導(dǎo)電無紡布片或上述多個(gè)下部導(dǎo)電無紡布片還包含與上述多個(gè)導(dǎo)電纖維一同混合的、纖維化的多個(gè)線性粘結(jié)劑。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述線性粘結(jié)劑包含聚乙稀、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、尼龍、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、它們的共聚物或混合物。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述多個(gè)金屬絲包含能夠與不銹鋼、鋁、鎳、鈦、銅、銀、金、鈷、錫、鉍、鉛、銻、鋅、鐵、鎘、它們的合金或與鋰進(jìn)行合金化/去合金化的金屬化合物。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，在上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片的上述多個(gè)導(dǎo)電纖維上還形成有電活性物質(zhì)的涂敷層。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無紡布集電體，其特征在于，上述多個(gè)金屬絲包含含有相互不同的種類的金屬的兩種以上的金屬絲。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片分別以粘結(jié)方式與上述張力加強(qiáng)層相結(jié)合。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片通過上述張力加強(qiáng)層的上述氣孔相互混雜結(jié)合。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述張力加強(qiáng)層的上述氣孔的平均大小大于等于上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片的上述網(wǎng)狀物內(nèi)的氣孔的平均大小。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述張力加強(qiáng)層包括無紡布結(jié)構(gòu)、織造結(jié)構(gòu)、網(wǎng)結(jié)構(gòu)、向規(guī)定方向展開的纖維結(jié)構(gòu)或它們的組合。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述張力加強(qiáng)層與上述無紡布集電體的主面平行，并選擇性地增加規(guī)定方向的拉伸強(qiáng)度。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的無紡布集電體，其特征在于，增加的上述拉伸強(qiáng)度的方向?yàn)榕c用于連續(xù)執(zhí)行電池制備工序的輥工序的輥的旋轉(zhuǎn)軸或凝膠卷電極形成工序中的輥的中心軸垂直的方向。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，上述張力加強(qiáng)層包含高分子原材料、金屬或它們的組合。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無紡布集電體，其特征在于，上述高分子原材料包含衍生物，上述衍生物包含聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚丙烯腈、尼龍、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯或它們的共聚物。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無紡布集電體，其特征在于，上述金屬包含銅、鋁、不銹鋼、鎳或它們的合金。22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，在上述無紡布集電體的至少一表面上還形成有部分閉塞上述多個(gè)導(dǎo)電纖維的網(wǎng)狀物之間的氣孔的導(dǎo)電圖案。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的無紡布集電體，其特征在于，上述導(dǎo)電圖案包括多個(gè)線條圖案，上述多個(gè)線條圖案以能夠使上述無紡布集電體的上述表面上的氣孔露出的方式以規(guī)定間隔隔開。24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布集電體，其特征在于，在上述線條圖案上形成有電池標(biāo)簽或引線。25.—種電池的制備方法，其特征在于，包括: 第一步驟，形成包含多個(gè)導(dǎo)電纖維的網(wǎng)狀物的上部導(dǎo)電無紡布片； 第二步驟，形成包含多個(gè)導(dǎo)電纖維的網(wǎng)狀物的下部導(dǎo)電無紡布片； 第三步驟，在上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片之間形成具有比上述多個(gè)導(dǎo)電無紡布片大的拉伸強(qiáng)度的、具有氣孔的張力加強(qiáng)層； 第四步驟，借助上述張力加強(qiáng)層，來結(jié)合上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片，從而形成無紡布集電體；以及 第五步驟，在上述無紡布集電體內(nèi)填充活性物質(zhì)。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，連續(xù)執(zhí)行上述第一步驟至第四步驟，并選擇性地連續(xù)執(zhí)行上述第五步驟。27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，上述第四步驟以熔融粘結(jié)或混雜方式執(zhí)行。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電池的制備方法，其特征在于，上述混雜通過針刺法、水刺法或針腳式接合法來執(zhí)行。29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，上述電活性物質(zhì)以漿料或粉末形態(tài)裝載于上述無紡布集電體內(nèi)，或者，上述電活性物質(zhì)涂敷于多個(gè)上述導(dǎo)電纖維上。30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，上述無紡布集電體的拉伸伸長率在0.1%至10%范圍內(nèi)。31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，上述無紡布集電體的屈服強(qiáng)度在0.lkgf/cm至100kgf/cm范圍內(nèi)。32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，還包括在上述無紡布集電體的至少一表面上形成部分閉塞上述多個(gè)導(dǎo)電纖維的網(wǎng)狀物之間的氣孔的導(dǎo)電圖案的步驟。33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電池的制備方法，其特征在于，上述導(dǎo)電圖案包括多個(gè)線條圖案，上述多個(gè)線條圖案以能夠使上述無紡布集電體的上述表面上的氣孔露出的方式以規(guī)定間隔隔開。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的電池的制備方法，其特征在于，還包括將上述多個(gè)線條圖案作為掩模在上述無紡布集電體內(nèi)填充電活性物質(zhì)的步驟。35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的電池的制備方法，其特征在于，還包括在上述線條圖案上形成電池標(biāo)簽或引線的步驟。36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，上述多個(gè)導(dǎo)電纖維包含多個(gè)碳纖維、多個(gè)導(dǎo)電性聚合物纖維、涂敷有金屬層或?qū)щ娦跃酆衔飳拥亩鄠€(gè)聚合物纖維或多個(gè)中空金屬纖維。37.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，在上述多個(gè)導(dǎo)電纖維上形成有金屬層或?qū)щ娦跃酆衔飳印?8.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，在上述多個(gè)上部導(dǎo)電無紡布片或上述多個(gè)下部導(dǎo)電無紡布片的上述多個(gè)導(dǎo)電纖維上還形成有導(dǎo)電材料及用于固定上述導(dǎo)電材料的粘結(jié)劑。39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的電池的制備方法，其特征在于，上述導(dǎo)電材料包含碳黑、乙炔黑、細(xì)碳、納米金屬粒子糊劑、氧化銦錫糊劑或碳納米管。40.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池的制備方法，其特征在于，上述多個(gè)上部導(dǎo)電無紡布片或上述多個(gè)下部導(dǎo)電無紡布片還包含與上述多個(gè)導(dǎo)電纖維一同混合的、纖維化的多個(gè)線性粘結(jié)劑。41.一種電池的制備系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一供給裝置，用于連續(xù)供給上部導(dǎo)電無紡布片； 第二供給裝置，用于連續(xù)供給下部導(dǎo)電無紡布片； 第三供給裝置，用于連續(xù)向上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片之間供給張力加強(qiáng)層；以及 結(jié)合裝置，用于借助連續(xù)供給的上述張力加強(qiáng)層，來結(jié)合上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片，從而形成無紡布集電體。42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電池的制備系統(tǒng)，其特征在于，上述第一供給裝置至第三供給裝置中的至少一個(gè)供給裝置包括退繞裝置。43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電池的制備系統(tǒng)，其特征在于，為了熔融粘結(jié)上述上部導(dǎo)電無紡布片、上述下部導(dǎo)電無紡布片及上述張力加強(qiáng)層，上述結(jié)合裝置包括能量施加裝置，上述能量施加裝置用于對(duì)上述無紡布集電體施加熱、紅外線、紫外線、電子束或超聲波。44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電池的制備系統(tǒng)，其特征在于，上述結(jié)合裝置包括用于使上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片相互混雜的針刺裝置、水刺裝置或針腳式接合裝置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及無紡布集電體、利用其的電池的制備方法及制備系統(tǒng)。本發(fā)明一實(shí)施例的無紡布集電體包括：多個(gè)上部導(dǎo)電無紡布片及多個(gè)下部導(dǎo)電無紡布片，包括多個(gè)導(dǎo)電纖維的網(wǎng)狀物；以及張力加強(qiáng)層，具有比上述多個(gè)導(dǎo)電無紡布片大的拉伸強(qiáng)度，借助上述張力加強(qiáng)層使上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片之間相結(jié)合，上述張力加強(qiáng)層具有連通上述上部導(dǎo)電無紡布片和上述下部導(dǎo)電無紡布片的氣孔。
【IPC分類】H01M4/66, H01M10/04
【公開號(hào)】CN105340114
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480020698
【發(fā)明人】金昌炫, 崔民圭, 申二賢
【申請(qǐng)人】Jenax股份有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2014年4月30日
【公告號(hào)】EP2975681A1, US20160049662, WO2014178646A1