隔膜和包含所述隔膜的电化学装置制造方法及图纸

公开了隔膜和包含它的电化学装置。所述隔膜包含：具有多个孔的多孔基材；以及一对多孔涂层，所述多孔涂层分别在所述多孔基材的相反表面上形成，包含多个无机粒子和位于所述无机粒子的部分或全部表面上以将所述无机粒子之间的间隙连接或固定所述无机粒子的粘合剂聚合物，其中一对多孔涂层中含有相同量的所述粘合剂聚合物和所述无机粒子，基于所述多孔涂层的总重量，所述粘合剂聚合物的含量为5‑40重量％，所述无机粒子包含勃姆石粒子和非勃姆石粒子，并且所述勃姆石粒子和所述粘合剂聚合物的重量比范围为1:1‑1:5。

A diaphragm and an electrochemical device containing the diaphragm

A diaphragm and an electrochemical device containing it are disclosed. The diaphragm consists of a porous substrate with multiple holes, and a pair of porous coatings, which are formed on the opposite surface of the porous substrate, including a plurality of inorganic particles and on the partial or all surfaces of the inorganic particles to connect the gaps between the inorganic particles or to immobilization of the inorganic particles. An adhesive polymer in which a pair of porous coatings contains the same amount of the adhesive polymer and the inorganic particle, based on the total weight of the porous coating, the content of the adhesive polymer is 5 weight 40 weight%, the inorganic particle contains the BM particle and the non BM particle, and the BAM is the BOM. The weight ratio of stone particles to the binder polymer is 1:1 1:5.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隔膜和包含所述隔膜的电化学装置
本公开内容涉及一种隔膜和包含所述隔膜的电化学装置。特别地，本公开内容涉及一种具有改进的热收缩性质的隔膜和包含所述隔膜的电化学装置。本申请要求2016年6月8日在韩国提交的韩国专利申请号10-2016-0070733的优先权，所述申请的公开内容通过参考并入本文。
技术介绍
最近，储能技术受到越来越多的关注。随着储能技术的应用已扩展到用于手机、便携式摄像机和笔记本PC的能量，甚至扩展到用于电动车辆的能量，在电化学装置的研究和开发中的努力已越来越多地被具体化。在这种背景下，电化学装置受到最多关注。在这些电化学装置中，可再充电二次电池的开发已成为焦点。更近些时候，在开发这些电池中已进行了关于设计新的电极和电池的积极研究，以便提高容量密度和比能量。在可商购的二次电池中，因为与使用水性电解质的常规电池例如Ni-MH、Ni-Cd和硫酸铅电池相比，在1990年代早期开发的锂二次电池具有更高的驱动电压和明显更高的能量密度，所以它们受到关注。然而，这些锂离子电池具有由有机电解质的使用引起的着火和爆炸的问题以及制造困难的缺点。最近的锂离子聚合物电池改善了锂离子电池的这种问题和缺点，并且预期将成为下一代电池之一。然而，这些锂离子聚合物电池与锂离子电池相比仍具有相对低的容量，并且特别是在低温下显示出不足的放电容量。因此，对改进这一点存在着迫切需求。尽管这些电化学装置已由许多生产公司生产，但其安全特性显示出不同迹象。这些电化学装置的安全性的评价和确保是非常重要的。最重要的考虑因素是电化学装置在它们发生故障后不应伤害使用者。为此目的，安全标准严格控制电化学装置中的着火和冒烟。对于电化学装置的安全特性来说，当电化学装置过热而导致热失控或隔膜穿孔时，存在着关于爆炸的极大担忧。特别地，常规作为隔膜用于电化学装置的基于聚烯烃的多孔基材，由于其材料性质及包括拉伸性的制造工序期间的特性，在100℃以上的温度下显示出严重的热收缩行为，由此引起正极(cathode)与负极(anode)之间的短路。为了解决上面提到的电化学装置的安全性问题，已建议通过将过量无机粒子和粘合剂聚合物的混合物施加到具有多个孔的多孔基材的至少一个表面上而形成的具有多孔有机-无机涂层的隔膜。
技术实现思路
技术问题本公开内容被设计为用于解决相关领域的问题，因此，本公开内容涉及提供一种显示出最小化的热收缩并确保安全性的隔膜。本公开内容还涉及提供一种包含所述隔膜的电化学装置。技术方案在本公开内容的一个方面中，提供了根据下述实施方式的隔膜。根据第一实施方式，提供了一种隔膜，包含：具有多个孔的多孔基材；以及一对多孔涂层，所述一对多孔涂层在所述多孔基材的两个表面上形成，并且包含多个无机粒子和配置在所述无机粒子的部分或全部表面上以将所述无机粒子彼此连接和固定的粘合剂聚合物，其中在一个多孔涂层中所述粘合剂聚合物的量和所述无机粒子的量与在另一个多孔涂层中的量相同，基于所述多孔涂层的总重量，所述粘合剂聚合物的用量为5-40重量％，所述无机粒子包含勃姆石粒子和非勃姆石粒子，并且所述勃姆石粒子和所述粘合剂聚合物以1:1-1:5的重量比使用。根据第二实施方式，提供了所述第一实施方式的隔膜，其中所述勃姆石粒子和非勃姆石粒子以1:99-99:1的重量比使用。根据第三实施方式，提供了所述第一或第二实施方式的隔膜，其中所述非勃姆石粒子包含介电常数为5以上的无机粒子、能够传输锂离子的无机粒子、或其混合物。根据第四实施方式，提供了所述第三实施方式的隔膜，其中所述介电常数为5以上的无机粒子包含BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、二氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC或其混合物。根据第五实施方式，提供了所述第三实施方式的隔膜，其中所述能够传输锂离子的无机粒子包含磷酸锂(Li3PO4)、磷酸锂钛(LixTiy(PO4)3，0<x<2，0<y<3)、磷酸锂铝钛(LixAlyTiz(PO4)3，0<x<2，0<y<1，0<z<3)、基于(LiAlTiP)xOy的玻璃(0<x<4，0<y<13)、钛酸锂镧(LixLayTiO3，0<x<2，0<y<3)、硫代磷酸锂锗(LixGeyPzSw，0<x<4，0<y<1，0<z<1，0<w<5)、锂氮化物(LixNy，0<x<4，0<y<2)、基于SiS2的玻璃(LixSiySz，0<x<3，0<y<2，0<z<4)、基于P2S5的玻璃(LixPySz，0<x<3，0<y<3，0<z<7)或其混合物。根据第六实施方式，提供了所述第一实施方式至第五实施方式中任一者的隔膜，其中所述勃姆石粒子的平均粒径为所述非勃姆石粒子的平均粒径的0.01-0.9倍。根据第七实施方式，提供了所述第一实施方式至第六实施方式中任一者的隔膜，其中所述非勃姆石粒子具有0.5-3μm的平均粒径。根据第八实施方式，提供了所述第一实施方式至第七实施方式中任一者的隔膜，其中所述勃姆石粒子具有0.05-0.4μm的平均粒径。根据第九实施方式，提供了所述第一实施方式至第八实施方式中任一者的隔膜，其中所述多孔基材是基于聚烯烃的多孔基材。根据第十实施方式，提供了所述第九实施方式的隔膜，其中所述基于聚烯烃的多孔基材包含选自由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯组成的组中的任一种聚合物或其组合。根据第十一实施方式，提供了所述第一实施方式至第十实施方式中任一者的隔膜，其中所述多孔基材具有5-50μm的厚度、0.01-50μm的孔尺寸和10％-95％的孔隙率。根据第十二实施方式，提供了所述第一实施方式至第十一实施方式中任一者的隔膜，其中所述粘合剂聚合物是选自由聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、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、聚氧化乙烯、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、普鲁兰多糖和羧甲基纤维素组成的组中的任一种或它们中至少两种的混合物。在本公开内容的另一个方面中，还提供了根据下述实施方式的电化学装置。根据第十三实施方式，提供了电化学装置，包含正极、负极和插入在所述正极与负极之间的隔膜，其中所述隔膜是所述第一实施方式至第十二实施方式的任一者中定义本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔膜，包含：具有多个孔的多孔基材；以及一对多孔涂层，所述一对多孔涂层在所述多孔基材的两个表面上形成，并且包含多个无机粒子和配置在所述无机粒子的部分或全部表面上以将所述无机粒子彼此连接和固定的粘合剂聚合物，其中在一个多孔涂层中所述粘合剂聚合物的量和所述无机粒子的量与在另一个多孔涂层中的量相同，基于所述多孔涂层的总重量，所述粘合剂聚合物的用量为5‑40重量％，所述无机粒子包含勃姆石粒子和非勃姆石粒子，并且所述勃姆石粒子和所述粘合剂聚合物以1:1‑1:5的重量比使用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.08 KR 10-2016-00707331.一种隔膜，包含：具有多个孔的多孔基材；以及一对多孔涂层，所述一对多孔涂层在所述多孔基材的两个表面上形成，并且包含多个无机粒子和配置在所述无机粒子的部分或全部表面上以将所述无机粒子彼此连接和固定的粘合剂聚合物，其中在一个多孔涂层中所述粘合剂聚合物的量和所述无机粒子的量与在另一个多孔涂层中的量相同，基于所述多孔涂层的总重量，所述粘合剂聚合物的用量为5-40重量％，所述无机粒子包含勃姆石粒子和非勃姆石粒子，并且所述勃姆石粒子和所述粘合剂聚合物以1:1-1:5的重量比使用。2.根据权利要求1所述的隔膜，其中所述勃姆石粒子和非勃姆石粒子以1:99-99:1的重量比使用。3.根据权利要求1所述的隔膜，其中所述非勃姆石粒子包含介电常数为5以上的无机粒子、能够传输锂离子的无机粒子、或其混合物。4.根据权利要求3所述的隔膜，其中所述介电常数为5以上的无机粒子包含BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、二氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC或其混合物。5.根据权利要求3所述的隔膜，其中所述能够传输锂离子的无机粒子包含磷酸锂(Li3PO4)、磷酸锂钛(LixTiy(PO4)3，0<x<2，0<y<3)、磷酸锂铝钛(LixAlyTiz(PO4)3，0<x<2，0<y<1，0<z<3)、基于(LiAlTiP)xOy的玻璃(0<x<4，0<y<13)、钛酸锂镧(LixLayTiO3，0<x<2，0<y<3)、硫代磷酸锂锗(Li...

【专利技术属性】
技术研发人员：具敏智，成东昱，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR