具有优异的耐热性和热稳定性的微孔聚烯烃复合膜及其制造方法技术

以下公开内容涉及具有优异的耐热性和热稳定性的微孔聚烯烃复合膜及其制造方法。更具体地，本发明专利技术涉及能够通过热密封设置有包含聚合物粘合剂和无机颗粒的涂层的微孔膜的边缘来改善电池的稳定性和可靠性的微孔聚烯烃复合膜及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有优异的耐热性和热稳定性的微孔聚烯烃复合膜及其制 造方法
[〇〇〇1] 以下公开内容涉及具有优异的耐热性和热稳定性的微孔聚烯烃复合膜及其制造 方法。更具体地，以下公开内容涉及能够通过热密封设置有包含聚合物粘合剂和无机颗粒 的涂层的微孔聚烯烃复合膜的边缘来改善电池的稳定性、可靠性和耐久性的微孔聚烯烃复 合膜及其制造方法。
技术介绍
微孔聚烯烃膜由于其化学稳定性和优异特性而被广泛地用作电池隔板、分离过滤 器、微过滤膜等。其中，二次电池隔板除了发挥在阴极和阳极之间的空间隔离功能外，还通 过内孔具有高的离子输送能力。最近，根据二次电池的高电容和高输出，作为改善电池的电 稳定性的方法之一，对于改善微孔膜的特性的需求增加。在锂二次电池的情况下，当微孔聚 烯烃膜的热稳定性降低时，由于电池的异常行为导致的温度升高，在电极之间可能产生短 路以及微孔膜的损伤或变形，并且可能存在电池过热、着火或爆炸的风险。 最近，在需要电池的高输出/高电容的条件下，例如在信息技术（IT)、电力驱动车 辆（EDV)、电动工具、储能系统（ESS)等中，由于在电池异常行为时导致的着火的可能性和 爆炸的可能性可能比现有电池的那些高几倍至几十倍，因此迫切需要能够应付电池的温度 升高的高温热稳定性。 为了解决上述热稳定性问题，使用在微孔聚烯烃膜的至少一个表面上给予耐热性 能的使用聚合物粘合剂和无机颗粒形成多孔膜的方法，并且对改善电池的稳定性同时改善 高温时的热收缩的技术进行了研究。 此外，在使用高输出/高电容电池的电动工具或车辆的情况下，在使用时电动工 具或车辆可能频繁地暴露于严重的振动和冲击，并且在现有电池的结构中，垂直方向上的 振动和冲击可能导致电极板的振动。因此，可导致电极板和微孔膜之间的摩擦或者电极板 可从微孔膜突出出来。在这种现象累积或严重的情况下，可能产生内部短路从而导致着火 和爆炸。另外，每当电池充电和放电时，板可能反复地收缩和扩展，但由于收缩和扩展的程 度根据电极板每一部分的活性物质的涂覆状态和电解质溶液的浸渍状态而不同，因此在电 池频繁充电和放电的情况下或者在过充电或过放电的环境下，电极板可能翘曲。结果，由于 问题如电极相对于微孔膜偏离等，产生内部短路的可能性进一步增加。因此，仅通过简单地 改善微孔聚烯烃膜在高温下的热收缩性，可能不足以确保电池的稳定性和可靠性。 在国际专利特开公布No. WO 09/026467(专利文献1)中公开了包含无机颗粒的多 孔复合隔板，但是由于使用溶剂粘附隔板和电极涂层的工艺的特点，可能难以使溶剂均匀 浸渍和完全干燥。另外，在通过热粘附的情况下，由于可能难以使电极和隔板的全部区域彼 此均匀地粘附，可能容易在电池中产生褶皱。这些问题导致电池性能和生产率劣化。在韩 国专利特开公布No. 2004-0090935(专利文献2)中公开了涂覆有第一粘合剂聚合物和第二 功能聚合物的隔板，但是在电池内部温度迅速升高的电池异常行为如除振动和冲击之外的 过充电、渗透、热暴露中，仅通过使用具有粘着性和功能性的聚合物可能难以改善电池的稳 定性。 如上所述，根据现有技术，可能难以实现能够显著改善在振动和冲击下电池的稳 定性同时改善高温下的热收缩的隔板。 [现有技术文献] [专利文献] (专利文献1)国际专利特开公布No. W0 09/026467 (专利文献2)韩国专利特开公布No. 2004-0090935
技术实现思路
技术问题 本专利技术的一个实施方案旨在提供微孔聚烯烃膜，所述微孔聚烯烃膜能够通过形成 包含高耐热性聚合物粘合剂和无机颗粒的涂层以控制微孔膜的收缩以及通过热密封微孔 聚烯烃复合膜形成电极和在单个包装中的微孔膜来显著改善电池的稳定性和可靠性。 另外，本专利技术的另一个实施方案旨在提供包含微孔聚烯烃复合膜的电化学器件。 解决问题的技术方案 在一个总的方面，提供微孔聚烯烃复合膜，所述微孔聚烯烃复合膜在微孔聚烯烃 膜的一个表面或两个表面上包含有包含聚合物粘合剂和无机颗粒的涂层，其中所述涂层形 成为与微孔聚烯烃膜的边缘线间隔预定宽度，并且间隔部分的一部分热密封。 在另一个总的方面，提供用于制造微孔聚烯烃复合膜的方法，其包括：(a)制造微 孔聚烯烃膜；(b)制备包含聚合物粘合剂和无机颗粒的涂渍溶液；(c)将在步骤（b)中制备 的所述涂渍溶液施涂到在步骤（a)中制造的所述微孔聚烯烃膜的一个表面上，所述微孔聚 烯烃膜的边缘部分除外；以及（d)热密封所述微孔膜的边缘部分。 本专利技术的有益效果 根据本专利技术，可提供微孔聚烯烃膜，所述微孔聚烯烃复合膜能够通过形成包含聚 合物粘合剂和无机颗粒的涂层以控制微孔膜的收缩以及通过热融合微孔聚烯烃复合膜形 成电极和在单个包装中的微孔膜来显著改善电池的稳定性、可靠性和持久性。 【附图说明】 图1A是示出了根据现有技术的电化学器件的电池的构造的图，图1B是示出了根 据本专利技术的一个示例性实施方案的电化学器件的电池的构造的图； 图2是根据本专利技术的示例性实施方案的微孔聚烯烃复合膜的图和电子显微镜照 片；以及 图3是示意性示出了根据本专利技术的示例性实施方案的方法（连续工艺）制造的微 孔聚烯烃复合膜的图。 [主要元件详述] 10 :根据现有技术的二次电池的阴极 20 :根据现有技术的二次电池的阳极 30 :根据现有技术的二次电池的微孔膜 11:本专利技术的阴极 21:本专利技术的阳极 31 :本专利技术的微孔膜 【具体实施方式】 在下文中，将详细描述根据本专利技术的示例性实施方案的微孔聚烯烃膜及其制造方 法的示例性实施方案，以及其评价测试项目。在下文中，将由以下实施方案更全面地理解和 领会本专利技术，所述实施方案用于说明本专利技术，而不是用于限制由所附权利要求所限定的本 专利技术。 本专利技术提供了微孔聚烯烃复合膜，在微孔聚烯烃膜的一个或两个表面上包含有包 含聚合物粘合剂和无机颗粒的涂层，其中使所述涂层形成为与微孔聚烯烃膜的边缘线间隔 预定宽度，并且间隔部分包含热密封部分。 根据本专利技术的示例性实施方案的微孔聚烯烃复合膜的特征在于，其配置有能够给 予与两个电极板中的至少一个电极板接触的部分以耐热性的涂层，并且电极板的外缘热密 封。在这种情况下，融合部分可包括在垂直方向上存在胶带的部分，涂层的面积可以为阳极 板面积的100 %至150%，热密封部分可具有距离微孔聚烯经膜的边缘线0. 5mm至50mm的 宽度。另外，热密封部分可与铝袋部分地或完全地热密封。 优选地，微孔聚烯烃复合膜的热密封温度可以为140°C至280°C，其热密封时间可 以为1秒至20秒，其热密封压力可以为0. IMPa至2MPa。 在微孔聚烯烃复合膜中，优选地，在160°C下在纵向/横向上的收缩率可以为 10%或更小，熔体破裂温度可以为190°c或更高，涂层和微孔聚烯烃膜之间的粘附力可以为 1. 0Kgf/cm2或更大，气体渗透率（Gurley)可以为30秒至1000秒。 另外，本专利技术提供了用于微孔聚烯烃复合膜的方法，其包括： (a)制造微孔聚烯烃膜；(b)制备包含聚合物粘合剂和无机颗粒的涂渍溶液；（c) 将在步骤（b)中制备的所述涂渍溶液施涂到在步骤（a)中制造的所述微孔聚烯烃膜的一个 表面上，所述微孔聚烯烃膜的边缘部分除外；以及（d)热密封所述微孔膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微孔聚烯烃复合膜，在微孔聚烯烃膜的一个表面或两个表面上包含有包含聚合物粘合剂和无机颗粒的涂层，其中使所述涂层形成为与所述微孔聚烯烃膜的边缘线间隔预定宽度，并且间隔部分的一部分热密封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.08 KR 10-2012-00127531. 一种微孔聚烯烃复合膜，在微孔聚烯烃膜的一个表面或两个表面上包含有包含聚合 物粘合剂和无机颗粒的涂层，其中使所述涂层形成为与所述微孔聚烯烃膜的边缘线间隔预 定宽度，并且间隔部分的一部分热密封。2. 根据权利要求1所述的微孔聚烯烃复合膜，其中所述涂层的面积是阳极板的面积的 100%至150%，热密封部分的宽度距离所述微孔聚烯烃膜的边缘线0. 5mm至50mm。3. 根据权利要求1所述的微孔聚烯烃复合膜，其中所述热密封部分与铝袋部分地或完 全地热密封在一起。4. 根据权利要求1所述的微孔聚烯烃复合膜，其中热密封温度为140°C至280°C，热密 封时间为1秒至20秒，并且热密封压力为0. IMPa至2MPa。5. 根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金容庆，金在雄，禹映准，李章源，朱东辰，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR