CN105340114A - 无纺布集电体及利用其的电池的制备方法和制备系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无纺布集电体、利用其的电池的制备方法及制备系统。本发明一实施例的无纺布集电体包括：多个上部导电无纺布片及多个下部导电无纺布片，包括多个导电纤维的网状物；以及张力加强层，具有比上述多个导电无纺布片大的拉伸强度，借助上述张力加强层使上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片之间相结合，上述张力加强层具有连通上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的气孔。

Description

无纺布集电体及利用其的电池的制备方法和制备系统
技术领域
本发明涉及电池技术，更详细地涉及无纺布集电体、利用其的电池的制备方法及制备系统。
背景技术
随着过去20年之间半导体制备技术及通信技术飞跃发展，作为如移动通信终端及笔记本电脑之类的便携式电子装置的电源，广泛地实现对锂离子电池的研究和商用化。最近，为了应对如能量枯竭和温室效应之类的环境问题，需要急剧增加节能技术，其结果，除了便携式电子装置相关产业之外，还活跃地进行对可适用于电动汽车、混合动力车或电网的中大型电池的关心和研究。作为这种用途的电池，主要研究镍-金属氢(Ni-MH)电池和锂二次电池。其中，由于锂二次电池利用自然界中已知的金属中最轻且标准还原电位最低的锂，因而不仅能量密度高，还可制备高电压和高功率的电池。
在实现这种电池性能的过程中，开发适当的集电体很重要。为了提高电池性能，集电体需要改善内部电阻和不可逆性，并且，为了具有制备经济性，上述集电体应可得到高的收率。
发明内容
技术问题
本发明要解决的技术问题在于，提供集电体，上述集电体不仅能量密度高，而且充放电效率、充放电速度及循环特性优秀，并达成高的收率，从而具有制备经济性。
并且，本发明要解决的再一技术问题在于，提供利用具有上述优点的无纺布集电体，从而具有再现性和可靠性的电池的制备方法。
并且，本发明要解决的另一技术问题在于，提供具有上述优点的电池的制备系统。
解决问题的手段
用于解决上述问题的本发明一实施例的无纺布集电体包括：多个上部导电无纺布片及多个下部导电无纺布片，包括多个导电纤维的网状物；以及张力加强层，具有比上述多个导电无纺布片大的拉伸强度，借助上述张力加强层使上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片之间相结合，上述张力加强层具有连通上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的气孔。
上述无纺布集电体的拉伸伸长率可在2％至10％范围内。并且，上述无纺布集电体的屈服强度在0.1kgf/cm至100kgf/cm范围内。
上述多个导电纤维包含多个碳纤维、多个导电性聚合物纤维、涂敷有金属层或导电性聚合物层的多个聚合物纤维或多个中空金属纤维。
在一部分实施例中，在上述多个导电纤维上可形成有金属层或导电性聚合物层。并且，在上述多个上部导电无纺布片或上述多个下部导电无纺布片的上述多个导电纤维上还可形成有导电材料及用于固定上述导电材料的粘结剂。
在一部分实施例中，上述多个上部导电无纺布片或上述多个下部导电无纺布片还可包含与上述多个导电纤维一同混合的、纤维化的多个线性粘结剂。上述线性粘结剂可包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、它们的共聚物或混合物。
并且，上述多个金属丝可包含能够与不锈钢、铝、镍、钛、铜、银、金、钴、锡、铋、铅、锑、锌、铁、镉、它们的合金或可以与锂进行合金化/去合金化的金属化合物。在上述无纺布集电体的、上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的上述多个导电纤维上还可形成有电活性物质的涂敷层。并且，上述多个金属丝可包含含有相互不同的种类的金属的两种以上的金属丝。
上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片可分别以粘结方式与上述张力加强层相结合。选择性地，上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片可通过上述张力加强层的上述气孔相互混杂(confounding)结合。
在一部分实施例中，上述张力加强层的上述气孔的平均大小能够大于等于上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的上述网状物内的气孔的平均大小。
上述张力加强层可包括无纺布结构、织造结构、网结构、向规定方向展开的纤维结构或它们的组合。上述张力加强层可与上述无纺布集电体的主面平行，并选择性地增加规定方向的拉伸强度。在一部分实施例中，增加的上述拉伸强度的方向可以为与用于连续执行电池制备工序的辊工序的辊的旋转轴或凝胶卷电极形成工序中的辊的中心轴垂直的方向。
上述张力加强层可包含高分子原材料、金属或它们的组合。上述高分子原材料可以为衍生物，上述衍生物包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚丙烯腈(PAN)、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚偏氟乙烯(PVDF)或它们的共聚物。上述金属可包含铜、铝、不锈钢、镍或它们的合金。
在一部分实施例中，在上述无纺布集电体的至少一表面上还形成有部分闭塞上述多个导电纤维的网状物之间的气孔的导电图案。上述导电图案可包括多个线条图案，上述多个线条图案以能够使上述无纺布集电体的上述表面上的气孔露出的方式以规定间隔隔开。并且，在上述线条图案上可形成有电池标签或引线。
在用于解决上述再一问题的本发明一实施例的电池的制备方法中，准备包括多个导电纤维的网状物的上部导电无纺布片和包括多个导电纤维的网状物的下部导电无纺布片。之后，在上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片之间形成具有比上述多个导电无纺布片大的拉伸强度的、具有气孔的张力加强层后，借助上述张力加强层，来结合上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片，从而形成无纺布集电体。之后，可在上述无纺布集电体内填充活性物质。
上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的结合可以以熔融粘结或混杂方式执行。上述混杂可通过针刺法、水刺法或针脚式接合法来执行。
上述无纺布集电体的拉伸伸长率可在0.1％至10％范围内。并且，上述无纺布集电体的屈服强度可在0.1kgf/cm至100kgf/cm范围内。
用于解决上述另一问题的本发明一实施例的电池的制备系统包括：第一供给装置，用于连续供给上部导电无纺布片；第二供给装置，用于连续供给下部导电无纺布片；第三供给装置，用于连续向上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片之间供给张力加强层；以及结合装置，用于借助连续供给的上述张力加强层，来结合上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片，从而形成无纺布集电体。
在一部分实施例中，为了熔融粘结上述上部导电无纺布片、上述下部导电无纺布片及上述张力加强层，上述结合装置可包括能量施加装置，上述能量施加装置用于对上述无纺布集电体施加热、红外线、紫外线、电子束或超声波。并且，上述结合装置可包括用于使上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片相互混杂的针刺装置、水刺装置或针脚式接合装置。
发明的效果
根据本发明的实施例，使用具有多个导电纤维的网状物的导电无纺布片，从而基于优秀的电特性和纤维的柔韧性和组织性，通过集电体和电活性物质之间的内部电阻减少和界面增加效果，不仅可提高电池的能量密度，还可得到充放电速度、充放电效率及循环特性得到改善的电池。并且，在上述导电无纺布片内形成有张力加强层，从而提高机械拉伸强度，以防止当进行利用退绕装置的连续工序或封装如凝胶卷之类的电池时有可能发生的由无纺布集电体的变形引起的内部电阻的增加，并改善由降伏引起的不良来提高收率。
并且，根据本发明的再一实施例，提供利用具有上述优点的无纺布集电体的电池的制备方法。
并且，根据本发明的另一实施例，可提供利用具有上述优点的无纺布集电体的电池的制备系统。
附图说明
图1a为图示本发明一实施例的无纺布集电体的立体图，图1b为本发明再一实施例的无纺布集电体的部分图，图1c为沿着图1a的IC-IC’截取的无纺布集电体的剖视图。
图2a至图2d为分别图示本发明各种实施例的多个张力加强层的多个立体图。
图3为图示本发明一实施例的电池的制备方法的流程图。
图4图示本发明一实施例的电池的制备系统。
图5为本发明一实施例的拉伸伸长率的测定装置。
图6a及图6b为图示利用本发明另一实施例的无纺布集电体的电极的制备方法的多个立体图。
图7为图示利用本发明一实施例的无纺布集电体的电池的分解图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明优选实施例进行详细的说明。
本发明的多个实施例用于使本发明所属技术领域的普通技术人员更加完整地理解本发明，以下实施例能够以多种不同的方式变形，本发明的范围不局限于以下实施例。反而，这些实施例使本公开内容更充实、完整，用于向本发明所属技术领域的普通技术人员传达更完整的本发明思想。
并且，在以下的附图中，各层的厚度或大小为了说明的便利及明确性而有所扩张，在附图中相同的附图标记指相同的要素。如在本说明书中使用，术语“和/或”包含所例举的项目中的一个及一个以上的所有组合。
在本说明书中所使用的术语用于说明特定实施例，并不限制本发明。如在本说明书中所使用，单数形态只要不明确指出上下文上不同的情况，就可包括多个形态。并且，在用于本说明书的情况下，“包含(comprise)”和/或“包含的(comprising)”特定提及的多个形状、数字、步骤、动作、部件、因素和/或它们组的存在，并不排除一个以上的其他形状、数字、动作、部件、因素和/或多个组的存在或附加。
在本说明书中，“第一”、“第二”等术语用于说明各种部件、配件、区域、多个层和/或多个部分，但这些部件、配件、区域、多个层和/或多个部分不局限于这些术语，这是显而易见的。这些术语只用于区别一个部件、配件、区域、层或部分与其他区域、层或部分。因此，以下说明的第一部件、配件、区域、层或部分在不超过本发明的教导的情况下，也可指第二部件、配件、区域、层或部分。
图1a为图示本发明一实施例的无纺布集电体100的立体图，图1b为本发明再一实施例的无纺布集电体100的部分图，图1c为沿着图1a的IC-IC’截取的无纺布集电体100的剖视图。
参照图1a，无纺布集电体100包括上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布片10B。如部分放大图M所示，上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布10B可包含多个导电纤维10W。多个导电纤维10W为电子的传递路径，可使用为集电体。在此情况下，无纺布集电体100中可省略以往主要使用为集电体的金属箔。但是，在一部分实施例中，在无纺布集电体100的表面上可结合有金属箔。
多个导电纤维10W具有随机相互缠绕的无纺布结构。如部分放大图M所示，多个导电纤维10W大体上呈弯曲的无规则的形态，且相互通过物理接触或化学结合来电连接，从而形成一个导电网状物。上述导电网状物由于多个导电纤维10W弯曲或折弯，从而相互缠绕并接触或结合而成，因而内部具有气孔，且机械方面牢固，由于纤维特性，可具有可挠性(flexibility)。通过上述气孔，电解液容易浸湿，且可实现如用于电池化学反应的锂离子之类的阳离子的传递。
多个导电纤维10W为多个金属丝、多个碳纤维、多个导电性聚合物纤维、涂敷有金属层或导电性聚合物层的多个聚合物纤维(例如，涂敷有金属的聚烯烃纤维)或多个中空金属纤维(例如，利用碳纤维或聚合物纤维来制备牺牲核心，并在上述牺牲核心上涂敷金属层后，使上述牺牲核心氧化或燃烧来去除，从而残留金属层的多个纤维)，上述多个导电纤维10W优选为多个金属丝。
在一部分实施例中，为了减少多个导电纤维10W之间的接触电阻，并提高结合力，在多个导电纤维10W上还可形成有金属层或导电性聚合物层。例如，在多个碳纤维或多个金属丝上可涂敷有导电性聚合物层或金属层。并且，在上述金属层或导电性聚合物层和多个导电纤维10W的表面之间可形成有用于提高接合力的适当的反应界面层或缓冲层。
上述多个金属丝可以为不锈钢、铝、镍、钛、铜、银、金、钴、锌、上述的电活性物质或包含如它们的合金的金属的纤维体。例如，在正极的情况下，使用铝丝，在负极的情况下，可使用铜或镍丝。在另一实施例中，这种材料也可具有依次罗列上述多个金属的层叠结构，也可包含通过热处理来部分氧化的层或插层化合物。并且，多个金属丝由相互不同的种类的金属形成，从而异种金属丝可构成各导电无纺布片10A、10B。
上述多个金属丝的厚度可以在1μm至200μm的范围内。若上述多个金属丝的厚度小于1μm，则难以成形具有均匀的物性，例如，均匀的电阻的多个金属丝，并难以涂敷电活性物质。并且，若多个金属丝的厚度大于200μm，则多个金属丝的每体积表面积减少，从而难以提高根据表面积增加的电池性能，不仅减少能量密度，而且还降低浸渍于无纺布集电体内部的电活性物质的束缚效果，导致在反复进行充放电的过程中，电活性物质从导电丝脱落，从而有可能使电池的循环特性劣化。
在一部分实施例中，优选地，金属丝的厚度可以为2μm至20μm。若将其换算为每单位长度的表面积/体积比(例如，在具有圆形截面的情况下，4/直径)，则相当于4×105(1/m)至2×106(1/m)。一般，使用金属箔的现有的集电体的厚度大致为20μm。相对于使用厚度为20μm的箔的以往的集电体，厚度为2μm至20μm的金属丝具有增加约4倍至40倍的表面积。集电体的表面积是指分别与电活性物质及电解质液形成反应界面的多个金属丝10W的每电极体积导电网状物的表面积，通过将其最大化，可得到能量密度飞跃提高的电池。
在一部分实施例中，多个金属丝的平均长度可以为5mm至1000mm范围内的长度，在此情况下，上述多个金属丝的平均纵横比在25至106范围内。根据需要，上述多个金属丝以长度为5cm至8cm左右的方式片段化，从而可形成无纺布结构。
在另一实施例中，形成导电网状物的多个金属丝的长度及厚度中的一种以上可相互不同。例如，可混合长丝和短丝来形成无纺布集电体。相对于长丝的短丝的长度比率可以在1％至50％范围内。长丝决定无纺布集电体的总导电率和机械强度，短丝提高活性物质和长丝之间的电子传递路径或多个长丝之间的电连接，从而可决定电池的内部电阻。
上述多个金属丝具有与其他材料相比相对更优秀的耐热性、可塑性及电导性的金属所具有的优点，并具有可进行如无纺布加工之类的纤维制备工序的优点。因此，若利用上述金属丝，则实际在5mm以上的整个长度范围内，可直接维持这种材料的优点，因而与列举的上述多个碳纤维或多个导电性聚合物纤维、涂敷有导电材料的多个聚合物纤维之类的其他材料相比，混杂工序或热工序的工序负担少，且可得到制备工序窗口相对宽的优点。
在一部分实施例中，多个导电纤维10W例如在多个金属丝上可涂敷有导电材料。上述导电材料在形成无纺布之前或在后述的张力加强层的结合工序之前，预涂敷于多个导电纤维10W上或在之后的后续工序中，可利用适当的分散溶剂来对上述导电材料进行后涂敷。上述导电材料可以为碳黑、乙炔黑、科琴黑及超细石墨粒子之类的细碳(finecarbon)、纳米金属粒子糊剂、氧化铟锡(ITO，indiumtinoxide)糊剂、碳纳米管或比表面积大且电阻低的其他纳米结构体，本发明不局限于此。在利用无纺布集电体100的电极中，上述导电材料防止因电池充放电时导致的体积变化而从多个导电纤维10W脱落电活性物质，或当多个导电纤维10W之间的物理接触变弱时有可能发生的内部电阻的增加和电池的寿命劣化。
在一部分实施例中，为了将上述导电材料固定于多个导电纤维10W上，粘结剂(binder)可与上述导电材料一同预涂敷或后涂敷。上述粘结剂不仅将上述导电材料固定于多个导电纤维10W上，还固定多个导电纤维10W之间，或起到固定浸渍的电活性物质的作用。例如，上述粘结剂可以为聚偏氟乙烯(PVdF，polyvinylidenefluoride)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR，styrenebutadienerubber)、聚酰亚胺(polyimide)、聚氨酯类聚合物、聚酯类聚合物及乙烯-丙烯二烯共聚物(EPDM，ethylene-propylenedienecopolymer)之类的高分子粘结剂(binder)。
参照图1b，如放大图M’所示，另一实施例的多个导电无纺布片10A、10B还可包含与多个导电纤维10W一同分散的、纤维化的多个线性粘结剂30W。多个线性粘结剂30W可包含对纤维化有利的高分子材料。例如，多个线性粘结剂30W可包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、它们的共聚物之类的衍生物或混合物。这种材料是例示性的，本发明不局限于此。线性粘结剂30W还可包含如高强度、高弹性、磁致伸缩纤维之类的其他适当的具有机械性或耐热性的功能性高分子材料。
在制备方面，随机混合多个线性粘结剂30W和多个导电纤维10W后，可通过混杂等的工序来得到无纺布结构，或通过纤维混纺工序来得到它们的结合结构。在多个导电纤维10W和多个线性粘结剂30W之间的气孔内，将后述的电活性物质以干燥的粉末形态浸渍于无纺布集电体100内，而不是浆料的形态，通过加热及压接无纺布集电体的无溶剂干式粉体浸渍法可制备电极。在此情况下，由于不使用用于制备浆料的水或有机溶剂等的有害液态材料，因而对环境的负荷少，与以浆料形态浸渍电活性物质的方法不同，在不需要用于去除上述溶剂的另外干燥工序的方面上，可实现工序的简化、生产率的提高和设备的简化。并且，在上述溶剂残留在电极内的情况下，有可能劣化电活性物质，因而利用上述无溶剂干式粉体的混合工序可提高电池的寿命。
多个电活性物质(未图示)以浆料或粉末形态通过上述气孔浸渍于无纺布集电体100内，或涂敷于多个导电纤维10W上。在另一实施例中，用电活性物质制备多个导电纤维10W，来可起到多个导电纤维10W本身作为电活性物质的功能。选择性地，电活性物质预涂敷于上述多个导电纤维上，或通过由电活性物质形成的多个导电纤维的气孔，还可浸渍电活性物质。
例如，在正极的情况下，上述电活性物质可以为LiNiO2、LiCoO2、LiMnO2、LiFePO4及LiV2O5之类的物质，这种物质只是用于例示，本发明不局限于此。例如，正极用电活性物质可选自包含锂、镍、钴、铬、镁、锶、钒、镧、铈、铁、镉、铅、钛、钼或锰的双组分系统以上的氧化物(oxide)、磷酸盐(phosphate)、硫化物(sulfide)、氟化物(fluoride)或它们的组合。例如，上述正极用电活性物质可以为Li[Ni、Mn、Co]O2之类的三组分系统以上的化合物。
在负极的情况下，上述电活性物质可包含碳材料(作为软化碳或硬化碳的低结晶碳/天然石墨(naturalgraphite)、漂浮石墨(Kishgraphite)、热解碳(pyrolyticcarbon)、液晶沥青基碳纤维(mesophasepitchbasedcarbonfiber)、碳微球(meso-carbonmicrobeads)、中间相沥青(Mesophasepitches)、石油或煤类焦炭(petroleumorcoaltarpitchderivedcokes)之类的高温塑性的高结晶碳/科琴黑(KetjenBlack)/乙炔黑/金属锂/硅(Si)或硅氧化物之类的硅类化合物/锡(Sn)、其的合金或SnO2之类的Sn类化合物/铋(Bi)或其的化合物/铅(Pb)或其的化合物/锑(Sb)及其的化合物/锌(Zn)及其的化合物/铁(Fe)及其的化合物/镉(Cd)及其的化合物/铝(Al)或其的化合物，本发明不局限于此。例如，上述电活性物质还可包含可进行锂的吸藏(intercalation)/释放(deintercalation)或合金化(alloying)/去合金化(dealloying)的其他金属、准金属、非金属或它们的氧化物、氮化物、氟化物之类的化合物。并且，上述电活性物质还可包含适合NaS电池的钠或其他氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、磷化物、硒化物及碲化物中的至少一种。
在一部分实施例中，为了粒子形态的电活性物质之间的束缚，可添加聚偏氟乙烯(PVdF，polyvinylidenefluoride)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR，styrenebutadienerubber)、聚酰亚胺(polyimide)、聚氨酯类聚合物、聚酯类聚合物及乙烯-丙烯二烯共聚物(EPDM，ethylene-propylenedienecopolymer)之类的高分子粘结剂(binder)。并且，与上述粘结剂一同，还可添加碳黑、乙炔黑、科琴黑及超细石墨粒子之类的细碳(finecarbon)、纳米金属粒子糊剂或氧化铟锡(ITO，indiumtinoxide)糊剂、碳纳米管或作为比表面积大且电阻低的其他纳米结构体的导电材料。
与图1a一同参照图1c，在上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布片10B之间形成有张力加强层20，上述张力加强层20用于提高无纺布集电体100的总拉伸强度。上述拉伸强度是指强化与无纺布集电体100的主面平行的方向的张力，而不是强化与无纺布集电体100的主面垂直的方向的张力。强化与无纺布集电体100的主面平行的方向的张力可提高相对于无纺布集电体100的主面均平行的方向，即，以放射状可提高无纺布集电体100的拉伸强度。
在一部分实施例中，可控制与无纺布集电体100的主面平行的方向的张力强化，以使张力强化仅出现在选自相对于无纺布集电体100的主面平行的方向中的规定方向上。例如，在用于连续执行浆料浸渍或压接工序之类的电池制备工序的辊工序或使无纺布集电体100发生变形的凝胶卷电极形成工序中，上述张力强化的方向可局限于与在这些工序中所使用的上述辊的旋转轴或凝胶卷的中心轴垂直的方向。由此，在通过辊的旋转的退绕或卷绕过程/或形成凝胶卷之类的封装工序中，可抑制无纺布集电体100的变形，并阻止断裂或降伏。对此，参照图4进行更详细的说明。
在图1a及图1b所示的实施例中，图示了张力加强层20维持明确的层结构，但这只便于说明，本发明不局限于此。例如，在实际制备的无纺布集电体100中，上部导电无纺布片10a和下部导电无纺布片10b实际被一体化，并在其内部埋入张力加强层20，从而不能用肉眼明确区分张力加强层20。这种特征在参照图2a至图2d进行后述的张力加强层20A-20D的多个实施例中有所不同。
借助张力加强层20，可结合上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布片10B之间。在一实施例中，上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布片10B分别与张力加强层20的上部表面20U和下部表面20D相粘结，从而可结合上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布片10B。在一实施例中，为了这种结合，张力加强层20可包含结合材料或使用单独的结合材料。
在另一实施例中，张力加强层20和多个导电无纺布片10A、10B之间的上述结合由张力加强层20和多个导电无纺布片110A、10B中的一个借助加热、红外线、紫外线、电子束或超声波之类的能量来熔融一部分，从而粘结它们之间来实现，或它们全部部分熔融而粘结它们之间来实现。这种工序未使用结合材料，从而具有减少环境负荷的优点。
在另一实施例中，上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布片10B利用它们的纤维特性，并通过张力加强层20可互相混杂结合。如图1b所示，构成上部导电无纺布片10A和/或下部导电无纺布片10B的导电纤维通过张力加强层20形成桥接器BR，来使上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布片10B互相以机械方式相结合，从而可实现一体化。在多个实施例中，借助张力加强层20结合的上部导电无纺布片10A和下部导电无纺布片10B通过桥接器BR互相接触连接，因而也可电连接，从而可由无纺布集电体100提供用于电池的集电体或电子传递的单一导电网状物。
桥接器BR可通过基于针刺法、水刺法、针脚式接合法或其他适当的方法的机械粘结来形成。上述针刺法中，反复进行相对导电无纺布片，将附着有钩(hook)的很多针(needles)垂直放入或拔出的动作，从而使上部导电无纺布片和下部导电无纺布片的多个导电纤维10W相互混杂，并适当地设计上述针的形状，从而可制备丝绒(velours)的无纺布。上述水刺法是利用高速喷气(jet)的水代替针，来使上部导电无纺布片和下部导电无纺布片的多个导电纤维10W相互混杂的方法，也可称为水流混杂法。上述针脚式接合法是根据上述无纺布集电体进行缝纫的方法。
根据上述多个实施例形成的无纺布集电体100由于多个导电纤维10W之间混杂而实现一体化，因而若减少多个导电纤维10W的量，则可制备气孔大且柔韧的产品。根据本发明的实施例，为了增加气孔率，使用少量的多个导电纤维10W，也可通过张力加强层确保无纺布集电体整体的机械强度，因而容易控制无纺布集电体的气孔率。
并且，若考虑上部导电无纺布片及下部导电无纺布片的多个导电纤维实现可相互分离的物理接触，且只向平行于无纺布集电体的主面的方向提高拉伸强度，则向垂直于无纺布集电体的上部及下部表面的方向的收缩膨胀或在限制的体积内，容易吸收内部体积变化，从而可灵活地应对充放电时有可能发生的电极的体积变化。由此，不导致电极裂纹之类的不可逆性，从而可提高电池的寿命。
图2a至图2d为分别图示本发明各种实施例的多个张力加强层20A、20B、20C、20D的多个立体图。
图2a的张力加强层20A可具有由多个纤维20W形成的无纺布结构。张力加强层20A的无纺布结构和无纺布片10A、10B的区别在于，与多个导电纤维仅进行物理接触的上部导电无纺布片10A及下部导电无纺布片10B不同，相互热熔敷或由泡沫结构形成而使张力比无纺布片10A、10B更加得到强化。
图2b的张力加强层20B具有多个纤维由纬丝20W_1和经丝20W_2织造的织造结构。上述织造结构只是例示的平织，在另一实施例中，可具有斜织或繻子织之类的其他织造结构，或还可具有选择性地可增加规定方向的拉伸强度的适当的结构。
在另一实施例中，张力加强层20C还可具有图2c所示的网结构20M。在另一实施例中，如图2d所示，张力加强层20D可包括具有间隙S且向规定方向展开的多个纤维20W。多个纤维20W展开的方向(箭头E)可以为垂直于在浆料浸渍或压接工序之类的电池制备工序中所需的辊工序或用于封装的凝胶卷形成工序中使用的辊(图4的10P_1、10P_2、20P、30、60、80)的旋转轴或凝胶卷的中心轴的方向(例如，图4的箭头B方向)。
在另一实施例中，张力加强层可具有在上述的无纺布结构、织造结构、网结构或向规定方向展开的结构中两种以上的结构组合的结构。例如，为了向与电池制备工序中利用的辊的旋转轴垂直的方向增加无纺布集电体的拉伸强度，变形的张力加强层具有图2a所示的无纺布结构，并且，还可具有混合有向垂直于图2d所示的上述辊的旋转轴的方向展开的多个纤维的结构。
上述多个实施例的多个张力加强层20A-20D全部具有多个气孔S。多个气孔S可通过构成多个张力加强层20A-20D的相邻的多个纤维10W或网(图2c)来形成。通过多个气孔S连通上部导电无纺布片和下部导电无纺布片之间。由此，用于结合上述的上部导电无纺布片和下部导电无纺布片的，例如，多个导电线10W的混杂可通过多个张力加强层20A-20D的多个气孔S来执行。并且，通过多个张力加强层20A-20D的多个气孔S，在无纺布集电体100内部顺利地进行用于电池反应的离子传递，并可确保通电。
在一部分实施例中，多个张力加强层20A-20D的多个气孔S的平均大小可大于等于具有无纺布结构的多个导电无纺布片10A、10B的多个气孔的平均大小。为了制备电极，在向整个无纺布集电体100内部浸渍电活性物质粒子的情况下，若多个张力加强层20A-20D的多个气孔S充分大，则通过上部导电无纺布片或下部导电无纺布片的一面装载的电活性物质不受张力加强层的干涉，可均匀地浸渍于整个无纺布集电体内部。
多个张力加强层20A-20D可包括高分子原材料、金属或它们的组合。多个张力加强层20A-20D的材料可包括与上述无纺布集电体相同的材料或不同的材料。例如，上述高分子原材料可包括有利于纤维化的高分子材料。例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚丙烯腈(PAN)、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚偏氟乙烯(PVDF)或它们的共聚物之类的衍生物可使用为张力加强层用高分子材料。这种材料只是用于例示，本发明不局限于此。张力加强层20还可包括高强度、高弹性、磁致伸缩纤维之类的其他适当的具有机械性或耐热性的功能性高分子材料。或者，根据需要，上述粘结剂可以为具有导电性的其他聚合物类材料、石油沥青、煤焦油。本发明不局限于这种例，可适用既不溶于电解质，并在电化学反应下也具有规定的结合力、稳定性的材料。
上述金属可包括与上述无纺布集电体相同的材料或不同的材料。例如，上述金属可包含铜、铝、不锈钢、镍或它们的合金。
图3为图示本发明一实施例的电池的制备方法的流程图，图4图示本发明一实施例的电池的制备系统。
参照图3，分别执行提供上部导电无纺布片的步骤S10、提供下部导电无纺布片的步骤S20以及提供张力加强层的步骤S30。之后，执行借助上述张力加强层来结合上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的步骤S40。
与图3一同参照图4，可连续执行上述多个步骤(步骤S10-步骤S40)。为了连续的工序，上部导电无纺布片10A_L和下部导电无纺布片10B_L分别由第一退绕装置10P_1及第二退绕装置10P_2形成。并且，张力加强层20_L也可由第三退绕装置20P形成。第一退绕装置10P_1、第二退绕装置10P_2及第三退绕装置20P能够以符合其层叠顺序的方式按相同的顺序配置，以便在上部导电无纺布片10A_L和下部导电无纺布片10B_L之间配置张力加强层20_L。
在一部分实施例中，可形成有整列部件，上述整列部件用于并排整列，以使从第一退绕装置10P_1、第二退绕装置10P_2及第三退绕装置20P解开的多个导电无纺布片10A_L、10B_L和张力加强层20_L适合层叠，上述整列部件可以为辊部件30。在另一实施例中，与辊部件30一同，或代替其还可形成有叶片(blade)之类的引导部件。
并排整列的多个导电无纺布片10A_L、10B_L和张力加强层20_L通过结合装置40来相结合。结合装置40根据张力加强层20_L的种类可以为用于熔融粘结的加热器、红外线、紫外线、电子束或超声波之类的能量施加装置。在另一实施例中，结合装置40可以为用于相互混杂上部导电无纺布片10A_L和下部导电无纺布片10B_L的针刺装置、水刺装置或针脚式接合装置。
通过结合装置40来制备的无纺布集电体100_L具有借助张力加强层来强化的拉伸应力。所制备的无纺布集电体100_L可被另外的卷绕装置(未图示)收纳。在一部分实施例中，在收纳于卷绕装置之前，无纺布集电体100_L通过加压辊部件之类的加压装置来压接，或经过热风装置等的干燥装置可进行用于去除水分或杂质的精炼工序。所制备的无纺布集电体100_L可经过填充电极活性物质的步骤S50、对上述电极活性物质的后处理步骤S60及压接电极的步骤S70。
在另一实施例中，如图4所示的结合装置40后端的工序，可执行不被上述的卷绕装置收纳，而填充用于连续形成正极或负极的电活性物质的填充工序(步骤S50)。上述电活性物质的填充工序可通过以浆料或粉末形态装载(loading)电活性物质的工序来执行。例如，上述电活性物质的装载可由狭缝模50执行。通过狭缝模50，电活性物质通过以浆料或粉末形态露出于无纺布集电体100_L的表面上的气孔浸渍于无纺布集电体100_L的内部。利用狭缝模50来适当地控制施加的压力，从而可控制浸渍的电活性物质的量和均匀度。
在另一实施例中，电活性物质的装载工序还可通过喷射器等的喷雾装置或在溶解或分散有电活性物质的槽中使无纺布集电体100_L经过来填充。通过无纺布集电体100_L的气孔浸湿的电活性物质捕集于无纺布集电体的内部，因而这种工序可利用溶液槽来进行，而难以在现有的金属箔集电体中执行。
在一部分实施例中，为了调节电活性物质的浸渍量，还可形成有可施加规定压力的引导辊60。在另一实施例中，还可用叶片直接扫除无纺布集电体的表面，从而调节电活性物质的浸渍量。
在另一实施例中，上述电活性物质可涂敷于无纺布集电体100_L的多个导电纤维上。为了在多个导电纤维上涂敷电活性物质，为了电镀或无电镀，可形成有电镀槽(platingbath)。无纺布集电体100_L经过上述电镀槽内的电解液或金属离子溶液，并伴随金属离子的还原或析出，从而使上述电活性物质可涂敷于多个导电纤维上。在另一实施例中，上述电活性物质在无纺布集电体100_L的多个导电纤维上，通过溅射法及电子束蒸发法来进行物理气相沉积，或利用适当的气相前体来进行化学气相沉积。为此，还可提供适当的常压或真空腔室。上述的电活性物质的形成系统可相互组合使用。
填充有电活性物质的无纺布电极100_L’可通过热风装置之类的干燥装置或热处理装置70并进行后处理(步骤S60)。之后，如箭头表示，通过可施加压力的辊部件80压接后处理的无纺布电极100_L’，从而可控制厚度及基于此的电极密度。
如箭头B表示，制备的无纺布电极EL通过制备系统200可连续输出，并被卷绕装置(未图示)收纳。适当地切割被收纳的无纺布电极EL，从而可利用于电池封装。在一部分实施例中，不单独收纳制备的无纺布电极EL，可连续经过标签形成工序、分离膜层叠工序、电解质浸渍或用于封装的堆叠或凝胶卷工序等的后端工序。
在无张力加强层且仅由无纺布片形成的无纺布集电体的情况下，由于其纤维特性，因利用上述辊部件10P1、20P、10P2、30的连续工序中施加的应力，拉伸伸长率可以为20％以上，在此情况下，实际上不能进行利用辊的连续传递。并且，即使不发生断裂等的极端的不良，在伸长无纺布集电体的情况下，由于多个导电纤维之间的电连接及多个导电纤维的表面和电活性物质之间的电连接被劣化，因而需要控制及抑制伸长率。根据本发明的实施例，通过张力加强层，无纺布集电体的拉伸伸长率可控制为20％以下，优选地，拉伸伸长率可控制在0.1％至10％范围内，因而可在与现有的利用金属箔的集电体的电池制备工序相同的水平上执行工序，并最大限度地享有无纺布集电体的工序上的优点。
图5为本发明一实施例的拉伸伸长率的测定装置300。
参照图5，本说明书中所使用的无纺布集电体的拉伸伸长率可通过测定装置300来测定。例如，能够以宽度为20mm且长度为40mm的大小切割结合有张力加强层的无纺布集电体，来制备测定用集电体100。将所制备的测定用集电体100的一端部固定在底座部301，并将测定用集电体100的另一端部固定在尺部302。
尺部302可沿着测定用集电体100的长度方向位移。在底座部301或尺部302中的一侧可结合有负荷传感器，上述负荷传感器用于测定根据尺部302的位移对测定用集电体100施加的负荷。
为了测定，使尺部302以规定的速度，例如，以15mm/min的速度移动，来拉动测定用集电体100。随着测定用集电体100发生变形，通过上述负荷传感器来测定的负荷逐渐增加。测定像这样负荷增加并保持规定状态或减少为止的变形率和屈服强度。在本发明的实施例中，具有张力加强层的无纺布集电体的变形率在0.1％至10％范围内，此时所测定的屈服强度可在0.1kgf/cm至100kgf/cm(＝无纺布集电体的每截面积的拉伸强度(Kg/cm2)×集电体的厚度(cm))范围内，优选地，屈服强度优选在0.2kgf/cm至50kgf/cm范围内。在此范围内，抑制无纺布集电体的变形，从而不仅可进行连续工序，也可防止多个导电纤维之间及多个导电纤维的表面和电活性物质之间的电连接被劣化。
使所有无纺布集电体具有均匀的气孔度，并增加气孔度的情况只要不加强张力，无纺布集电体的屈服强度就减少，因而不优选。但是，根据本发明的实施例，具有可通过张力加强层来提高气孔度，并确保适合进行连续工序的拉伸应力的优点。
图6a及图6b为图示利用本发明另一实施例的无纺布集电体150的电极的制备方法的多个立体图。如图所示地切割无纺布集电体150来制备电极，或者，如图4所示，能够以适合连续工序的方式连续提供，并经过电极制备工序。
参照图6a，在无纺布集电体150的至少一表面上还可形成有导电图案105，以闭塞无纺布集电体150的气孔。导电图案105可均形成于无纺布集电体的两个主面或仅形成于一个主面。
导电图案105可以为线条图案，上述线条图案以规定间隔隔开，以便可在无纺布集电体150的表面上露出气孔。为了连续工序，上述线条图案的延伸方向F能够以与移送无纺布集电体150的方向(例如，图4的箭头B方向)垂直的方式整列。在另一实施例中，还能够以与当封装时相向的电池的正极和负极的延伸线平行的方式整列。导电图案105还可与张力加强层20一同辅助加强无纺布集电体150的张力。
在一部分实施例中，导电图案105可使多个导电无纺布片10A、10B的表面的多个导电纤维相互部分熔敷而成。在另一实施例中，导电图案105还可将金属图案层涂敷或熔敷于多个导电无纺布片10A、10B的表面而成。导电图案105的形成可通过超声波焊接、热焊接或焊接工序来执行。
除了用导电图案105闭塞的部分之外，无纺布集电体150的剩余表面可通过露出的气孔来与无纺布集电体150的内部相连通。如箭头所示，可对形成有导电图案105的无纺布集电体150执行电活性物质的装载工序。除了被导电图案105遮蔽的区域之外，装载的电活性物质可从无纺布集电体表面均匀地填充至内部。这种装载工序结束后，若擦去填充有电活性物质的无纺布集电体的150表面，则导电图案105有可能露出。选择性地，还可经过用于控制电极的密度及厚度的压接工序。
参照图6b，在露出的导电图案105形成有电池标签或引线Tb。由于电池标签或引线Tb可在没有填充于无纺布集电体150的电活性物质的干涉的情况下焊接或熔敷于导电图案105，因而实际可与无纺布集电体的多个导电纤维低电阻接触，并容易形成用于无纺布集电体105的电池标签或引线。
图7为图示利用本发明一实施例的无纺布集电体的电池1000的分解图。
参照图7，电池1000可以为通常的圆筒形电池。为了增加电池反应面积，利用无纺布集电体的正极100A及负极100B可具有相互交替缠绕的凝胶卷结构。但是，这只是用于例示，可用无纺布集电体仅构成正极和负极中的一个电极。并且，还可制备成其他硬币型电池、角形电池或利用纤维的各种形状的柔性电池。
如上所述，上述无纺布集电体可包括上部导电无纺布片10A及下部导电无纺布片10B及它们之间的张力加强层20。电活性物质能够以粒子形态束缚于无纺布集电体100A、100B内部或涂敷于无纺布集电体的多个导电纤维上。
在多个电极结构100a、100b的侧部可形成有标签Tb_A或引线Tb_B。为了减少内部电阻，可具有适当的数量的标签Tb_A或引线Tb_B。标签Tb_A或引线Tb_B可在外壳800内部分别与电池1000的正极600和负极700内部紧固。
在正极100A和负极100B之间为了它们的绝缘而可配置有分离膜500(separator)。分离膜500可以为例如聚合物类微细多孔膜、织布、无纺布、陶瓷、本性固体高分子电解质膜、凝胶固体高分子电解质膜或它们的组合。上述本性固体高分子电解质膜可包括例如，直链聚合物材料或交联聚合物材料。上述凝胶高分子电解质膜可以为例如，包含盐的含有增塑剂的聚合物、含有填充剂的聚合物或纯聚合物中的一种或它们的组合。上述固体电解质层可包含例如，由聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚砜、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚环氧丙烷、聚丁二烯、纤维素、羧甲基纤维素、尼龙、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物、偏二氟乙烯和四氟乙烯的共聚物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯及聚乙烯醇中的一种或它们的组合组成的高分子基质、添加剂及电解液。有关上述分离膜500例举的多个材料用于例示，作为分离膜500可选择容易进行形状变化，机械强度优秀，从而即使电极100A、100B发生变形，也不被撕开或裂开，具有任意适当的电子绝缘性，并具有优秀的离子导电性的材料。
分离膜500可以为单层膜或多层膜，上述多层膜可以为相同单层膜的层叠体或由其他材料形成的单层膜的层叠体。例如，上述层叠体可具有在聚烯烃之类的高分子电解质膜的表面包括陶瓷涂敷膜的结构。若考虑耐久性、关闭功能及电池的安全性，分离膜500的厚度可以为10μm至300μm，优选为10μm至40μm，更优选为10μm至25μm。
在外壳800内，包含氢氧化钾(KOH)、溴化钾(KBr)、氯化钾(KCL)、氯化锌(ZnCl2)及硫酸(H2SO4)之类的盐的适当的水类电解液吸收于电极结构100A、100B和/或分离膜500，从而可完成电池1000。在另一实施例中，电池1000可以为包含LiClO4或LiPF6等的锂盐的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯之类的非水类电解液，本发明不局限于此。并且，虽然未图示，但还可结合用于控制电池1000使用中的稳定性和/或电力供给特性的适当的冷却装置或电池运行系统(batterymanagingsystem)。
利用上述的无纺布集电体的电极由于其纤维特性，容易进行形状变化，且电活性物质和导电网状物在电极结构的整个体积内实际均匀混合，因而即使为了调节电池的容量而增加厚度，也不发生如在金属箔上涂敷活性物质层而得到的现有的电池结构中出现的电池性能劣化，从而可选择多种体积。
并且，由于纤维上的电极结构所具有的成形容易性，除了如图7所示的凝胶卷类型之外，还可用堆叠(stack)、弯曲及缠绕等的方法以三维方式发生变形，可具有并非是上述圆筒形电池的角形、袋形或衣服及包等的纤维产品中一体化的各种体积和形状。并且，应理解上述电极结构在一个电池中可适用于负极和正极中的一个，或均适用于负极和正极。
并且，上述的无纺布集电体不仅可适用于锂离子电池，还可适用于锂金属电池、锂空气电池或镍氢电池、NaS电池，这些只是用于例示，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解本发明不局限于此。
以上说明的本发明不局限于上述实施例及附图，在不脱离本发明的技术思想的范围内可进行各种取代、变形及变更，这对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说是显而易见的。

Claims (44)

1.一种无纺布集电体，其特征在于，包括：
多个上部导电无纺布片及多个下部导电无纺布片，包括多个导电纤维的网状物；以及
张力加强层，具有比上述多个导电无纺布片大的拉伸强度，借助上述张力加强层使上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片之间相结合，上述张力加强层具有连通上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的气孔。
2.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述无纺布集电体的拉伸伸长率在2％至10％范围内。
3.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述无纺布集电体的屈服强度在0.1kgf/cm至100kgf/cm范围内。
4.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述多个导电纤维包含多个碳纤维、多个导电性聚合物纤维、涂敷有金属层或导电性聚合物层的多个聚合物纤维或多个中空金属纤维。
5.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，在上述多个导电纤维上形成有金属层或导电性聚合物层。
6.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，在上述多个上部导电无纺布片或上述多个下部导电无纺布片在上述多个导电纤维上还形成有导电材料及用于固定上述导电材料的粘结剂。
7.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述导电材料包含碳黑、乙炔黑、细碳、纳米金属粒子糊剂、氧化铟锡糊剂或碳纳米管。
8.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述多个上部导电无纺布片或上述多个下部导电无纺布片还包含与上述多个导电纤维一同混合的、纤维化的多个线性粘结剂。
9.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述线性粘结剂包含聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、尼龙、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、它们的共聚物或混合物。
10.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述多个金属丝包含能够与不锈钢、铝、镍、钛、铜、银、金、钴、锡、铋、铅、锑、锌、铁、镉、它们的合金或与锂进行合金化/去合金化的金属化合物。
11.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，在上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的上述多个导电纤维上还形成有电活性物质的涂敷层。
12.根据权利要求10所述的无纺布集电体，其特征在于，上述多个金属丝包含含有相互不同的种类的金属的两种以上的金属丝。
13.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片分别以粘结方式与上述张力加强层相结合。
14.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片通过上述张力加强层的上述气孔相互混杂结合。
15.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述张力加强层的上述气孔的平均大小大于等于上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片的上述网状物内的气孔的平均大小。
16.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述张力加强层包括无纺布结构、织造结构、网结构、向规定方向展开的纤维结构或它们的组合。
17.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述张力加强层与上述无纺布集电体的主面平行，并选择性地增加规定方向的拉伸强度。
18.根据权利要求17所述的无纺布集电体，其特征在于，增加的上述拉伸强度的方向为与用于连续执行电池制备工序的辊工序的辊的旋转轴或凝胶卷电极形成工序中的辊的中心轴垂直的方向。
19.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，上述张力加强层包含高分子原材料、金属或它们的组合。
20.根据权利要求19所述的无纺布集电体，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、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚丙烯腈、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯或它们的共聚物。
21.根据权利要求19所述的无纺布集电体，其特征在于，上述金属包含铜、铝、不锈钢、镍或它们的合金。
22.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，在上述无纺布集电体的至少一表面上还形成有部分闭塞上述多个导电纤维的网状物之间的气孔的导电图案。
23.根据权利要求22所述的无纺布集电体，其特征在于，上述导电图案包括多个线条图案，上述多个线条图案以能够使上述无纺布集电体的上述表面上的气孔露出的方式以规定间隔隔开。
24.根据权利要求1所述的无纺布集电体，其特征在于，在上述线条图案上形成有电池标签或引线。
25.一种电池的制备方法，其特征在于，包括：
第一步骤，形成包含多个导电纤维的网状物的上部导电无纺布片；
第二步骤，形成包含多个导电纤维的网状物的下部导电无纺布片；
第三步骤，在上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片之间形成具有比上述多个导电无纺布片大的拉伸强度的、具有气孔的张力加强层；
第四步骤，借助上述张力加强层，来结合上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片，从而形成无纺布集电体；以及
第五步骤，在上述无纺布集电体内填充活性物质。
26.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，连续执行上述第一步骤至第四步骤，并选择性地连续执行上述第五步骤。
27.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，上述第四步骤以熔融粘结或混杂方式执行。
28.根据权利要求27所述的电池的制备方法，其特征在于，上述混杂通过针刺法、水刺法或针脚式接合法来执行。
29.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，上述电活性物质以浆料或粉末形态装载于上述无纺布集电体内，或者，上述电活性物质涂敷于多个上述导电纤维上。
30.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，上述无纺布集电体的拉伸伸长率在0.1％至10％范围内。
31.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，上述无纺布集电体的屈服强度在0.1kgf/cm至100kgf/cm范围内。
32.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，还包括在上述无纺布集电体的至少一表面上形成部分闭塞上述多个导电纤维的网状物之间的气孔的导电图案的步骤。
33.根据权利要求32所述的电池的制备方法，其特征在于，上述导电图案包括多个线条图案，上述多个线条图案以能够使上述无纺布集电体的上述表面上的气孔露出的方式以规定间隔隔开。
34.根据权利要求33所述的电池的制备方法，其特征在于，还包括将上述多个线条图案作为掩模在上述无纺布集电体内填充电活性物质的步骤。
35.根据权利要求33所述的电池的制备方法，其特征在于，还包括在上述线条图案上形成电池标签或引线的步骤。
36.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，上述多个导电纤维包含多个碳纤维、多个导电性聚合物纤维、涂敷有金属层或导电性聚合物层的多个聚合物纤维或多个中空金属纤维。
37.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，在上述多个导电纤维上形成有金属层或导电性聚合物层。
38.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，在上述多个上部导电无纺布片或上述多个下部导电无纺布片的上述多个导电纤维上还形成有导电材料及用于固定上述导电材料的粘结剂。
39.根据权利要求38所述的电池的制备方法，其特征在于，上述导电材料包含碳黑、乙炔黑、细碳、纳米金属粒子糊剂、氧化铟锡糊剂或碳纳米管。
40.根据权利要求25所述的电池的制备方法，其特征在于，上述多个上部导电无纺布片或上述多个下部导电无纺布片还包含与上述多个导电纤维一同混合的、纤维化的多个线性粘结剂。
41.一种电池的制备系统，其特征在于，包括：
第一供给装置，用于连续供给上部导电无纺布片；
第二供给装置，用于连续供给下部导电无纺布片；
第三供给装置，用于连续向上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片之间供给张力加强层；以及
结合装置，用于借助连续供给的上述张力加强层，来结合上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片，从而形成无纺布集电体。
42.根据权利要求41所述的电池的制备系统，其特征在于，上述第一供给装置至第三供给装置中的至少一个供给装置包括退绕装置。
43.根据权利要求41所述的电池的制备系统，其特征在于，为了熔融粘结上述上部导电无纺布片、上述下部导电无纺布片及上述张力加强层，上述结合装置包括能量施加装置，上述能量施加装置用于对上述无纺布集电体施加热、红外线、紫外线、电子束或超声波。
44.根据权利要求41所述的电池的制备系统，其特征在于，上述结合装置包括用于使上述上部导电无纺布片和上述下部导电无纺布片相互混杂的针刺装置、水刺装置或针脚式接合装置。
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