用于可再充电锂电池的隔板和包括其的可再充电锂电池制造技术

本发明专利技术涉及用于可再充电锂电池的隔板和包括其的可再充电锂电池。用于可再充电锂电池的隔板包括：基材；在所述基材的至少一侧上且包括有机材料的有机层；和在所述基材的至少一侧上且包括无机材料的无机层，其中所述有机材料包括两种或更多种具有彼此不同的各自熔点的有机颗粒。可再充电锂电池包括所述隔板。

【技术实现步骤摘要】

公开用于可再充电锂电池的隔板和包括其的可再充电锂电池。
技术介绍
可再充电锂电池包括正极、负极、以及介于正极和负极之间的隔板。隔板包括锂离子通过其的微孔并起到使正极和负极彼此电绝缘的作用。另外，隔板在电池温度超过或越过预定或设定的温度时关断(shutdown)电池，且因此起到防止电池过热(或者减少这样的过热的可能性或量)的作用。然而，这样的隔板具有限制，因为作为电池的先前产生的热量和热失控的结果，它不适宜地或充分地执行在正极和负极之间的绝缘功能和/或关断功能。
技术实现思路
实施方式的一个方面提供用于可再充电锂电池的隔板，其较早地抑制或减少电池的放热性并防止或减少正极和负极之间的短路，且因此具有改善的安全性。在另一实施方式中，可再充电锂电池包括所述用于可再充电锂电池的隔板。在一种实施方式中，用于可再充电锂电池的隔板包括：基材(基底)；在所述基材的至少一侧上且包括有机材料的有机层；以及在所述基材的至少一侧上且包括无机材料的无机层，其中所述有机材料包括两种或更多种具有彼此不同的各自(respective)熔点的有机颗粒。所述有机材料的熔点之一可低于所述基材的熔点。所述基材的熔点可为约135℃-约140℃。所述有机材料的熔点之一可为约100℃-约130℃。所述两种或更多种有机颗粒可包括第一有机颗粒和第二有机颗粒，所述第二有机颗粒的熔点不同于所述第一有机颗粒的熔点，和所述第一有机颗粒与所述第二有机颗粒之间的熔点差可为约10℃-约20℃。所述有机材料可包括聚烯烃、聚烯烃衍生物、聚烯烃蜡、基于丙烯酰基的化合物、或其混合物。所述有机材料可具有约0.1μm-约5μm的粒度。所述无机材料可包括无机颗粒，所述无机颗粒包括SiO2、Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)、TiO2、BaTiO3、ZnO2、Mg(OH)2、MgO、Ti(OH)4、氮化铝(AIN)、碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、或其混合物。所述无机材料可具有约0.1μm-约5μm的粒度。所述无机层可具有约1μm-约10μm的厚度，且所述有机层可具有约1μm-约10μm的厚度。选自所述有机层和所述无机层的至少一个可进一步包括粘合剂，和所述粘合剂可包括丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVdF-HFP)共聚物、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、羟乙基纤维素(HEC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-丙烯酸共聚物、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯衍生物、聚乙二醇、基于丙烯酰基的橡胶、或其混合物。在另一实施方式中，可再充电锂电池包括所述隔板。其它实施方式包括在下列详细描述中。通过应用所述隔板，从而较早地抑制或减少放热性并防止或减少正极和负极之间的短路，可实现具有改善的安全性的可再充电锂电池。附图说明附图与说明书一起说明本专利技术的实施方式，且与说明书一起用于说明本专利技术的原理。图1为显示根据一种实施方式的用于可再充电锂电池的隔板的结构的示意图。图2为显示根据另一实施方式的用于可再充电锂电池的隔板的结构的示意图。图3为显示根据一种实施方式的可再充电锂电池的示意图。图4为显示在根据实施例1以及对比例1和2的各用于可再充电锂电池的隔板中的温度和阻抗之间的关系的图。具体实施方式在下文中，详细地描述一些实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，且本公开内容不限于此。如本文中使用的，当未另外提供具体定义时，将理解，当一个元件诸如表面、层、或膜被称作“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或间接地在所述另外的元件上(例如，还可存在中间元件)。此外，表述诸如“的至少一个(种)”当在要素列表之前或之后时，修饰整个要素列表且不修饰所述列表的单独要素。此外，当描述本专利技术的实施方式时“可”的使用指的是“本专利技术的一种或多种实施方式”。在下文中，描述根据一种实施方式的用于可再充电锂电池的隔板。根据本实施方式的用于可再充电锂电池的隔板包括基材、安置于所述基材的至少一侧上的有机层、以及安置于所述基材的至少一侧上的无机层。所述有机层包括有机材料，和所述无机层包括无机材料。所述有机材料包括两种或更多种类型的具有彼此不同的熔点的有机颗粒。隔板安置在正极和负极之间且起到如下作用：防止在电极之间的直接短路以及使锂离子通过在它自身中的微孔(或者减少这样的短路的可能性)。当电池变得异常地发热超出预定或设定的温度时，该隔板通过关断功能阻断所述微孔且因此控制锂离子的移动。从而，电池的内阻急剧地变得增加，且因此，所述隔板可抑制或减少电池的电化学反应和额外的放热性。根据一种实施方式，所述隔板中的基材本身的关断功能可通过如下增强：在所述基材的一侧或两(双)侧上形成包括有机材料的有机层以降低关断功能起动时的温度。而且，所述基材的关断功能可通过如下进一步增强：使用具有彼此不同的熔点的两种或更多种类型的有机颗粒(例如，两种或更多种不同的有机颗粒)，且因此，以具有第一阶段和第二阶段的多阶段过程顺序地降低关断温度以增强所述基材的关断功能。以多阶段过程的关断功能的实施方式描述如下。例如，当使用聚乙烯基材(例如，在没有本文中公开的有机材料的情况下使用)时，关断可在约135℃下起动(开始)。而当在所述基材上使用各自具有例如约110℃和约120℃的熔点的两种类型的有机材料(例如，两种不同的有机材料)时，关断可在具有较低熔点的有机材料的熔点例如具有最低熔点的第一有机材料的110℃下起动(开始)，且从而所述有机材料熔融(例如，被熔融)以阻断所述基材的孔和增加所述电池的电阻，且放热迟滞和电化学反应的中断可发生。不过，在一些情况中，异常的放热性继续，电池的温度增加，且关断可在具有较高熔点的有机材料的熔点例如具有较高熔点的第二有机材料的约120℃下再次起动，且结果，基材的关断可随后以多阶段过程发生。这可导致及早的电阻增加而不是单一的关断(例如，以单一阶段的关断)，且因此可在各阶段(例如，所述多阶段过程的各阶段)阻断或减少电化学反应和放热加速。这样，具有所述结构的实施方式的隔板增强关断功能，且从而与不包括包含所述有机材料的隔板的电池相比，可更早地(例如，在更低的温度下)抑制或减少电池的放热性。另外，根据一种实施方式，包括无机材料的无机层也形成于所述隔板的所述基材的一侧或双侧上，且因此，可降低作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于可再充电锂电池的隔板，包括：基材；在所述基材的至少一侧上且包括有机材料的有机层；和在所述基材的至少一侧上且包括无机材料的无机层，其中所述有机材料包括两种或更多种具有彼此不同的各自熔点的有机颗粒。

【技术特征摘要】
2014.11.19 KR 10-2014-01619331.用于可再充电锂电池的隔板，包括：
基材；
在所述基材的至少一侧上且包括有机材料的有机层；和
在所述基材的至少一侧上且包括无机材料的无机层，
其中所述有机材料包括两种或更多种具有彼此不同的各自熔点的有机
颗粒。
2.权利要求1的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述有机材料的熔点
之一低于所述基材的熔点。
3.权利要求1的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述基材的熔点为
135℃-140℃。
4.权利要求1的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述有机材料的熔点
之一为100℃-130℃。
5.权利要求1的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述两种或更多种有
机颗粒包括第一有机颗粒和第二有机颗粒，所述第二有机颗粒的熔点不同于
所述第一有机颗粒的熔点，和
所述第一有机颗粒和所述第二有机颗粒之间的熔点差为10℃-20℃。
6.权利要求1的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述有机材料包括聚
烯烃、聚烯烃衍生物、聚烯烃蜡、基于丙烯酰基的化合物、或其混合物。
7.权利要求1的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述有机材料具有
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【专利技术属性】
技术研发人员：石薰，朴钟换，南重铉，李彦美，崔延朱，高爱嬉，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR