用于电化学装置的分隔膜的制备方法和制备设备制造方法及图纸

提供一种用于电化学装置的隔板的制备方法及其制备设备，其中所述制备方法包括以下步骤：提供多孔隔板基板；藉由模涂法的第一涂覆部，将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的一个表面上，其中所述第一涂覆部包括第一辊子；藉由辊涂法的第二涂覆部，将第三涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的另一个表面上，其中所述第二涂覆部包括第二辊子；和通过对其上涂覆有所述第一涂层剂、所述第二涂层剂和所述第三涂层剂的多孔隔板基板进行干燥，以形成第一涂层、第二涂层和第三涂层，其中在所述第二辊子的表面上形成有一图案。

Preparation and preparation of separation membrane for electrochemical devices

Provides a separator for electrochemical device, preparation method and device, wherein the preparation method comprises the following steps: providing a porous substrate coated by the first partition; Department of mold coating, the first coating agent and second coating agent coated on one surface of the porous baffle substrate, wherein the first part includes the first coating roller; by second roller coating method of coating, coating third coating agent on another surface of the porous plate substrate, wherein the coating comprises second roller second; and by the first coating agent, the porous baffle board second and coating agent the third coating agent drying of the coating, coating to form a first, second and third coating, which has a pattern formed on the surface of the roller on the second.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电化学装置的分隔膜的制备方法和制备设备
本公开内容涉及用于电化学装置的隔板的制备方法和制备设备。本申请要求于2015年3月2日提交的韩国专利申请第10-2015-0028851号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。
技术介绍
对移动装置的技术开发和需求增加，引起对作为能源的电池的需求成倍增加。因此，针对能够满足各种需求的电池进行的研究数量增加。例如，就电池的形状而言，对于足够薄以在诸如手机之类的产品中使用的棱柱形二次电池或袋型二次电池的需求非常之高。另一方面，就用于电池的材料而言，对提供诸如高能量密度、放电电压、输出稳定性等优点的诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池之类的锂二次电池的需求非常之高。此外，二次电池可根据电极组件的正极/隔板/负极结构进行划分。例如，包卷型电极组件具有如下结构：其中正极和负极的长片与插置其间的隔板一起缠绕；堆叠型电极组件具有如下结构：其中切成一定尺寸单元的多个正极和负极顺序地堆叠同时隔板插置其间；堆叠/折叠型电极组件具有如下结构：其中具有一定单元的正极和负极以及插入的隔板的双电池(Bi-cell)或全电池(Fullcell)使用隔板片缠绕。锂二次电池使用诸如LiCoO2或类似物的金属氧化物作为正极活性材料，使用碳质材料作为负极活性材料，并通过将聚烯烃基多孔隔板置于负极和正极之间并且提供包含诸如LiPF6或类似物的锂盐的非水电解质来制备。在充电期间，正极活性材料的锂离子释放出来并插入到负极的碳层中。相反地，即，在放电期间，负极碳层的锂离子释放出来并插入到正极活性材料中。此时，非水电解质充当锂离子在负极和正极之间迁移的媒介。随着正极的锂离子重复地从负极嵌入(intercalation)和脱出(deintercalation)，此类锂二次电池被充电和放电。具有正极/隔板/负极的电极组件可基本上形成为简单的堆叠结构。另一方面，电极组件可形成为其中插入有隔板的多个电极(正极和负极)通过加热/挤压而堆叠并结合在一起的结构。在这种情况下，电极和隔板的结合是通过加热/挤压实现的，同时形成于隔板和电极上的粘合剂层面向彼此。为了提高隔板对电极的粘附并因此解决安全性问题，最近已建议使用在隔板基板上涂覆有含过量的无机颗粒和粘合剂聚合物的浆料的有机/无机复合隔板。由于有机/无机复合隔板的涂层由占大部分的过量的无机颗粒组成，因此可以有效地解决由钉穿透或类似者导致的安全性问题。然而，由于相对较低含量的粘合剂聚合物，不能提供对电极所需的粘附力。此外，当粘合剂聚合物的含量增加时，可导致不能提供如上述构造提供的同等程度的安全性的问题。此外，作为将涂层涂覆在隔板表面上的通用方法之一，可执行浸涂法(dipcoating)，浸涂法是通过将隔板片浸渍在其中分散有粘合剂和无机成分的混合溶液中以形成涂层。然而，这种浸涂法就工作速度而言存在限制，并且很难使浸涂装置与外界完全隔离，导致浸涂装置中的溶剂在工艺期间不断地蒸发，从而导致固体发生变化以及涂层的均匀度劣化。确保该工艺保持在恒定的条件下也是必须的。因此，迫切需要一种能够同时改善对电极的粘附性和安全性的隔板，以及一种能够最大化生产率并且提高涂层的均匀性的隔板的制备方法。
技术实现思路
技术问题本公开内容致力于解决上述问题和其他尚未解决的技术问题。具体地，本公开内容的目的是提供一种同时改善隔板与电极之间的粘附性以及电池的安全性的用于电化学装置的隔板，所述隔板是通过以下方法制备的：在多孔隔板基板的一个表面上顺序地形成包含无机颗粒和粘合剂聚合物的涂层、以及包含粘合剂聚合物的涂层，并且在多孔隔板基板的另一个表面上仅形成包含粘合剂聚合物的涂层。此外，本公开内容涉及提供一种隔板的制备方法以及用于该方法的涂覆设备，该方法依次在一个表面上采用模涂法进行涂层，然后在另一个表面上采用辊涂法进行涂层，从而解决了当将涂层剂涂覆在其他表面上时柔性基板中产生的移动特性的问题，并且还提高了生产率和隔板的均匀性。技术方案在本公开内容的一个方面中，提供一种用于电化学装置的隔板，包括：多孔隔板基板；第一涂层，所述第一涂层形成于多孔隔板基板的一个表面上并且包含无机颗粒和第一粘合剂聚合物；第二涂层，所述第二涂层形成于第一涂层上并且包含第二粘合剂聚合物；和第三涂层，所述第三涂层形成于多孔隔板基板的另一个表面上并且包含第三粘合剂聚合物。更具体地，第一涂层可由无机颗粒和第一粘合剂聚合物组成，第二涂层可由第二粘合剂聚合物组成，第三涂层可由第三粘合剂聚合物组成。针对现有技术的隔板，其具有在两个表面上均涂覆有包含无机颗粒和粘合剂聚合物的涂层的结构，由于涂层由占大部分的过量的无机颗粒组成，因此可以有效地解决由钉穿透等可能出现的安全性问题。然而，由于无机颗粒之故涂层厚度不可避免地增加，因此导致整个体积增加，同时相对较低含量的粘合剂聚合物导致电极粘附力不足。此外，当粘合剂聚合物的含量增加时，可导致不能提供如上述构造提供的同等程度的安全性的问题。相比之下，根据本公开内容的实施方式的隔板克服了上述问题。也就是说，通过使包含无机颗粒和第一粘合剂聚合物的第一涂层仅形成于多孔隔板基板的一个表面上，因而可减小隔板的总体积，防止相对于体积的容量下降，增强隔板自身的强度，克服诸如形成工艺中由膨胀导致的电池厚度增加之类的缺点。此外，通过分别使包含第二粘合剂聚合物的第二涂层和包含第三粘合剂聚合物的第三涂层形成于第一涂层上和多孔隔板基板的另一个表面上，可以进一步增加电极和隔板之间的粘附力，因而，包括根据本公开内容的隔板的电池可具有进一步改善的性能。在该实施例中，考虑到第一涂层仅涂覆在一个表面上，第一涂层的密度可为0.5g/cm3至6.0g/cm3，更具体地，密度为2.0g/cm3至5.0g/cm3，并且第一涂层的厚度可为2μm至10μm，以表现出期望的安全性水平，诸如增加的隔板强度。第二涂层和第三涂层可独立地具有0.1μm至3μm的厚度，以表现出与邻近电极足够的粘附力而且不会导致隔板总厚度的明显增加。在上述范围之外，也就是说，当第一涂层的密度太低或厚度太薄时，问题是安全性可能不能提高至期望水平，也不能在形成工艺(Formation)中发生膨胀(swelling)时抑制电池的生长厚度。此外，密度太高或厚度太厚也不是优选的，因为存在隔板与第二涂层之间的粘附力下降和隔板的总体积增加的问题。第二涂层和第三涂层的厚度太薄也不是优选的，因为在这种情况下，不能表现出与邻近电极的足够粘附力，或者当它们太厚时也不是优选的，因为隔板的总体积增加。这些涂层可用各种方法涂覆在多孔隔板基板上。具体地，第一涂层和第二涂层可利用模涂法进行涂覆，或者更具体地，可利用滑动-槽式模涂法依次进行涂覆，第三涂层可利用辊涂法进行涂覆。为了更加具体地描述在多孔隔板基板上的各涂层的涂覆方法，提供了根据本公开内容的一个方面的用于电化学装置的隔板的制备方法。具体地，用于电化学装置的隔板的制备方法包括：提供多孔隔板基板；利用包括第一辊子在内的模涂法的第一涂覆部将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在多孔隔板基板的一个表面上；利用包括第二辊子在内的辊涂法的第二涂覆部将第三涂层剂涂覆在多孔隔板基板的另一个表面上；以及通过对涂覆有第一涂层剂、第二涂层剂和第三涂层剂的多孔隔板基板进行干燥以形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电化学装置的隔板的制备方法，所述制备方法包括：提供多孔隔板基板；藉由包括第一辊子的模涂法的第一涂覆部，将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的一个表面上；藉由包括第二辊子的辊涂法的第二涂覆部，将第三涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的另一个表面上；和通过对涂覆有所述第一涂层剂、所述第二涂层剂和所述第三涂层剂的所述多孔隔板基板进行干燥，以形成第一涂层、第二涂层和第三涂层，其中在所述第二辊子的表面上形成有一图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.02 KR 10-2015-00288511.一种用于电化学装置的隔板的制备方法，所述制备方法包括：提供多孔隔板基板；藉由包括第一辊子的模涂法的第一涂覆部，将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的一个表面上；藉由包括第二辊子的辊涂法的第二涂覆部，将第三涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的另一个表面上；和通过对涂覆有所述第一涂层剂、所述第二涂层剂和所述第三涂层剂的所述多孔隔板基板进行干燥，以形成第一涂层、第二涂层和第三涂层，其中在所述第二辊子的表面上形成有一图案。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中当所述多孔隔板基板在与外部隔离的系统内以40m/min或更高的速度移动时，分别将所述第一涂层剂和所述第二涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的一个表面上，并且将所述第三涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的另一个表面上。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第二涂覆部的所述辊涂法是选自由前辊涂法、反向辊涂法、微凹版涂布法和直接计量涂布法构成的组中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第二涂覆部进一步包括用于将所述第三涂层剂提供至所述第二辊子的涂层剂供应器，并且所述涂层剂供应器使用选自由循环浴法、计量辊法和模具法构成的组中的一个或两个以上的组合来提供所述第三涂层剂。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第二辊子是在辊体的表面上具有连续的或不连续的突起的辊子，或者是包括辊体和缠绕在所述辊体外侧上的配线在内的辊子。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述突起呈现具有直线形、波浪形、格子形、多边形或圆形的图案。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述直线形的突起包括以下形状：垂直于所述辊子的长度方向的形状、沿所述辊子的长度方向倾斜的形状、或者参照所述辊子的长度方向的垂直中心对称地倾斜的形状。8.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述突起和所述配线独立地由防滑材料形成。9.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述突起和所述配线的表面独立地为平面形或凹形。10.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述多孔隔板基板是由聚烯烃基聚合物组成。11.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第一涂层剂包括无机颗粒、第一粘合剂聚合物和第一溶剂，所述第二涂层剂包括第二粘合剂聚合物和第二溶剂，所述第三涂层剂包括第三粘合剂聚合物和第三溶剂。12.根据权利要求11所述的制备方法，其中所述无机颗粒是介电常数为5以上的高介电性无机颗粒、具有压电性的无机颗粒、具有离子传输能力的无机颗粒、或者是它们中的两种以上的混合物。13.根据权利要求11所述的制备方法，其中所述无机颗粒与所述第一粘合剂聚合物的重量比是50:50至99:1。14.根据权利要求11所述的制备方法，其中所述第一粘合剂聚合物、所述第二粘合剂聚合物和所述第三粘合剂聚合物独立地为选自由聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯、聚偏二氟乙烯-氯代三氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚环氧乙烷、醋酸纤维素、醋酸丁酯纤维素、醋酸丙酯纤维素、氰乙基支链淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、支链淀粉、羧甲基纤维素、丙烯腈苯乙烯丁二烯共聚物和聚酰亚胺构成的组中的一种、两种或更多种。15.根据权利要求11所述的制备方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李柱成，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR