本发明专利技术提供了一种有机/无机复合隔膜以及包含该隔膜的电化学器件，所述隔膜包括：(a)具有孔的聚烯烃多孔基底；和(b)包含无机粒子和粘合剂聚合物的混合物的多孔活性层，所述多孔活性层被涂覆到所述聚烯烃多孔基底的至少一个面上，其中所述多孔活性层的剥离力为5gf/cm以上，所述隔膜于150℃单独放置1小时后，其在纵向(MD)或横向(TD)上的热收缩率为50％以下。这种有机/无机复合隔膜解决了如下问题：在电化学器件组装工艺过程中，在多孔基底上形成的多孔活性层中无机粒子发生分离；此外，即使当所述电化学器件过热时，所述隔膜仍可防止阴极和阳极间的电短路。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本专利技术专利申请是基于2008年2月5日提交的专利技术名称为"具有多孔活性涂层的 有机/无机复合隔膜以及包含该隔膜的电化学器件"的中国专利申请200880000072. 9号的 分案申请。
本专利技术涉及电化学器件如锂二次电池的隔膜和包含该隔膜的电化学器件。更具体 地，本专利技术涉及如下有机/无机复合隔膜和包含该隔膜的电化学器件，在所述有机/无机复 合隔膜中将由无机粒子和聚合物的混合物形成的多孔活性层涂覆到多孔基底的面上。
技术介绍
最近，人们对能量存储技术的兴趣日益增加。电池已经广泛用作便携式电话、可携 式摄像机、笔记本电脑、个人电脑和电动汽车等领域的能量来源，这导致对它们深入的研究 和开发。在这点上，电化学器件是引起人们极大兴趣的一个主题。特别地，可再充电二次电 池的开发已经成为关注的焦点。近来，在二次电池领域，对能够提高容量密度和比能量的新 型电极和新型电池已经进行了深入的研究和开发。 在目前使用的二次电池中，在20世纪90年代早期开发的锂二次电池比那些使用 液体电解质溶液的常规电池如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H 2SO4-Pb电池具有更高的驱动电 压和高得多的能量密度。基于这些原因，已经有利地使用锂二次电池。然而，这类锂二次 电池的缺点在于：其中使用的有机电解质可引起有关安全性的问题，如电池的着火和爆炸； 以及制造此类电池的工艺十分复杂。最近，锂离子聚合物电池已被认为是下一代电池中的 一种，因为其解决了锂离子电池的上述缺点。然而，锂离子聚合物电池比锂离子电池具有相 对更低的电池容量，且低温下放电容量不足，因此锂离子聚合物电池的这些缺点迫切需要 解决。 许多公司已经生产出了这类电化学器件，在所述电化学器件中，电池的稳定性具 有不同阶段。因此，评价和保证电化学电池的稳定性是重要的。首先，应当考虑，对电化学 器件的错误操作不会对用户造成损害。为此目的，安全守则严格规定了电化学器件的着火 和爆炸。在电化学器件的稳定性特征中，电化学器件过热可引起热失控，当隔膜被刺穿时， 可能发生爆炸。特别地，通常用作电化学器件隔膜的聚烯烃多孔基底在100°c以上的温度显 示极度的热收缩性，这是由于其材料及其制造工艺的特征如伸长而导致的，所以有可能在 阴极和阳极之间发生电短路。 为了解决电化学器件的上述有关安全性的问题，已经提出了一种有机/无机复 合隔膜，所述隔膜具有通过如下而形成的多孔活性层：用无机粒子和粘合剂聚合物的混 合物涂覆具有许多孔的聚烯烃多孔基底的至少一个面（例如，参见韩国的公开专利申请 10-2006-72065号和10-2007-231号）。在聚烯烃多孔基底上形成的多孔活性层中的无机粒 子充当一种隔离物，其保持了多孔活性层的物理形状，所以当电化学器件过热时，所述无机 粒子会抑制聚烯烃多孔基底的热收缩。另外，无机粒子间存在间隙体积，从而形成小孔隙。 如上所述，应当包含至少一定量的无机粒子以便在有机/无机复合隔膜上形成的 多孔活性层可抑制聚烯烃多孔基底的热收缩。然而，当无机粒子含量增加时，粘合剂聚合物 的含量相对降低，这可引起下列问题。 首先，由于在电化学器件组装工艺如卷绕中产生的应力，可使无机粒子从多孔活 性层中分离，分离的无机粒子造成电化学器件的局部缺陷，从而对电化学器件的稳定性造 成不利影响。 其次，由于多孔活性层和聚烯烃多孔基底间的粘附力很弱，因此劣化了多孔活性 层抑制聚烯烃多孔基底热收缩的能力。因而，即使当电化学器件过热时，也很难防止阴极和 阳极间的电短路。 相反，如果增加多孔活性层中粘合剂聚合物的含量以防止无机粒子的分离，则无 机粒子的含量就相对降低，以致可能不易抑制聚烯烃多孔基底的热收缩。因此，很难防止 阴极和阳极间的电短路，此外，由于多孔活性层中的孔隙率降低，使得电化学器件的性能劣 化。
技术实现思路
技术问题 设计本专利技术以解决现有技术的问题，因此本专利技术的目的是提供一种有机/无机复 合隔膜，所述复合隔膜能够防止在电化学器件组装过程中在多孔基底上形成的多孔活性层 中的无机粒子的分离，还能阻止阴极和阳极间的电短路，即使当电化学器件过热时也是如 此。 技术方案 为了实现第一目的，本专利技术提供了一种有机/无机复合隔膜，所述复合隔膜包括： (a)具有孔的聚烯烃多孔基底；和（b)包含无机粒子和粘合剂聚合物的混合物的多孔活性 层，用所述多孔活性层涂覆聚烯烃多孔基底的至少一个面，其中所述多孔活性层的剥离力 为5gf/cm以上，所述隔膜在150°C下单独放置1小时后，其在纵向（MD)或横向（TD)上的热 收缩率为50%以下。 本专利技术的有机/无机复合隔膜可解决如下问题：多孔活性层中的无机粒子在电化 学器件组装工艺过程中会分离；即使包含足以超过一定量的无机粒子，该有机/无机复合 隔膜也能解决上述问题。另外，因为多孔活性层和聚烯烃多孔基底之间的粘合力很强，所以 在某种程度上抑制了热收缩，即使电化学器件过热也是如此，从而防止了阴极和阳极间的 电短路。因此，大大提高了电化学器件的稳定性。 在本专利技术的有机/无机复合隔膜中，所述粘合剂聚合物优选为对水滴的接触角为 70°~140°的第一粘合剂聚合物和对水滴的接触角为Γ~69°的第二粘合剂聚合物的 混合物。因为具有不同亲水性能的第一和第二粘合剂聚合物以共混的形式使用以控制聚合 物共混物的亲水性能，所以可获得提高有机/无机复合隔膜热稳定性的协同效应。 上述第一粘合剂可为选自如下物质中的任意一种聚合物或至少两种聚合物的混 合物：聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-共（Co)-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚 甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚酰亚胺和聚环氧乙 烷。 此外，上述第二粘合剂聚合物可以为任意一种聚合物或至少两种聚合物的混合 物，所述聚合物具有至少一个选自如下的极性基团：羟基（-OH)、羧基（-C00H)、马来酸酐基 (-C000C-)、磺酸酯基（-SO 3H)和吡咯烷酮基（-NC0-)。例如，这些第二粘合剂聚合物可以为 氰乙基普鲁兰（cyanoethylpullulan)、氰乙基聚乙稀醇、氰乙基纤维素、氰乙基鹿糖、羧甲 基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚马来酸酐或聚乙烯吡咯烷酮。【附图说明】 在下面的详细描述中，结合附图对本专利技术优选实施方案的这些和其它的特征、方 面和优点进行更加完整的描述。在附图中： 图Ia~Ie为显示按照本专利技术的实施方案和比较例制造的隔膜的照片，其表示了 将所述隔膜单独放置于150°C的烘箱中1小时后的热收缩；以及 图2为显示用于测量多孔活性层剥离力的测试装置的照片，所述多孔活性层是在 根据本专利技术的实施方案和比较例制造的有机/无机复合隔膜上形成的。【具体实施方式】 在下文中，将参考附图来详细描述本专利技术的优选实施方案。在描述之前，应当理 解，不应将在说明书和所附权利要求书中使用的术语解释为限于一般的词典含义，而应当 根据允许本专利技术人为了最好的解释而合适地限定术语的原则，基于对应于本专利技术的技术方 面的含义和概念进行解释。因此，在此提出的描述仅是为了说明目的而优选的例子，不是为 了限制本专利技术的范围，因此，应当理解，可以在不背离本专利技术的精神和范围的情况下作出其 它的等价物和修改。 本专利技术提供一种有机/无本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机/无机复合隔膜，包括：(a)具有孔的聚烯烃多孔基底；和(b)包含无机粒子和粘合剂聚合物的混合物的多孔活性层，该多孔活性层被涂覆到所述聚烯烃多孔基底的至少一个面上，其中所述多孔活性层的剥离力为5gf/cm以上，所述隔膜于150℃单独放置1小时后，其在纵向(MD)或横向(TD)上的热收缩率为50％以下。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金锡九，孙焌墉，朴宗爀，张贤珉，辛秉镇，李相英，洪章赫，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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