具有增强的稳定性的二次电池用隔膜及其制造方法技术

本申请公开一种具有增强稳定性的二次电池用隔膜及制造该隔膜的方法。该隔膜可以防止在将多孔无纺织物材料用于隔膜时可能发生的自放电；可以在约200℃或更低的高温下执行切断功能；并且即使在恶劣的高温条件下，也可以避免由正电极和负电极的内部短路引起的稳定性劣化。特别地，本发明专利技术的二次电池用隔膜包括浸渍有压塑性聚合物粉末的多孔无纺织物材料，并且多孔无纺织物材料的孔通过压制二次电池的组件而被压塑性聚合物粉末填充。

Diaphragm for two battery with enhanced stability and manufacturing method thereof

The invention discloses a diaphragm for two batteries with enhanced stability and a method for manufacturing the diaphragm. The diaphragm can prevent self discharge that may occur when the porous non textile material is used for diaphragm; the cutting function can be performed at a temperature of about 200 or lower; and the deterioration of stability caused by the internal short circuit of the positive and negative electrodes can also be avoided, even under the harsh conditions of high temperature. In particular, the two battery diaphragm of the present invention includes a porous non textile material impregnated with a piezoelectric polymer powder, and a pore of a porous material without textile material is filled by a pressing plastic polymer powder by pressing the components of the two battery.

【技术实现步骤摘要】
具有增强的稳定性的二次电池用隔膜及其制造方法
本专利技术涉及一种具有增强的稳定性的二次电池用隔膜及其制造方法。二次电池用隔膜可以防止在将多孔无纺织物材料用于隔膜时可能发生的自放电，并且可以在约200℃或更低的高温下执行切断(shutdown)功能。因此，即使在恶劣的高温条件下，也可以防止由正电极和负电极的内部短路引起的稳定性劣化。
技术介绍
电动车辆的发展和商业化已经带来了对具有提高的安全性的二次电池的持续增加的兴趣。由于二次电池的安全性可能直接与隔膜的安全性相关联，因此已经对具有提高的安全性的隔膜进行了大量的研究和开发。为了确保锂二次电池的稳定性，除了通过使用常规聚烯烃聚合物的干法或湿法制造隔膜之外，研究还已经专注于使用其它聚合物而具有提高的耐热性的无纺织物隔膜。然而，这些无纺织物隔膜可能具有相当大的孔，因此可能具有自放电的风险。当使用这种无纺织物隔膜时，二次电池的存储特性可能劣化。此外，与通过常规干法或湿法制造的隔膜相比，无纺织物隔膜可能具有由于无纺织物隔膜的高孔隙率而引起的电解质浸渍不均匀或不充分的问题。此外，使用耐热性优异的材料制造的无纺织物隔膜可能表现出优异的耐热性，但是由于大孔径和高孔隙率，在高温下切断功能可能无法充分执行，这可能导致二次电池过充电时的严重安全问题。因此，需要开发可抑制自放电、显示出改善的电解质浸渍、执行切断功能并因此可以提供改善的稳定性的二次电池用隔膜。在该
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此，它可以包含对该国本领域普通技术人员来讲已知的不构成现有技术的信息。
技术实现思路
在优选的方面，本专利技术提供一种隔膜，其通过用压塑性(baroplastic)聚合物粉末浸渍多孔无纺织物材料的孔并在组装二次电池时压制多孔无纺织物材料使得多孔无纺织物材料的孔可以被压塑性聚合物粉末填充而制成。如此，可以避免包括本专利技术的隔膜的二次电池的自放电，可以在约200℃或更低的高温下提供切断功能，并且可以防止内部短路。一方面，本专利技术提供一种具有增强的稳定性的二次电池用隔膜。具有增强的稳定性的二次电池用隔膜可以包括多孔无纺织物材料；和浸入多孔无纺织物材料中的压塑性聚合物粉末。特别地，多孔无纺织物材料中的孔可以通过压制而被压塑性聚合物粉末填充。本文使用的术语“压塑性”或“压塑性聚合物”是指在有或没有施加热量或热能的情况下，当施加压力时，可以改变其相位或形态(例如通过显示出增加的流动性或材料的流动)的聚合物材料。例如，压塑性材料或聚合物在环境条件下可以是刚性或橡胶状固体，但是当施加压力时可以流动或具有流动性。特别地，多孔无纺织物材料的孔可以浸渍有压塑性聚合物粉末，并且多孔无纺织物材料的孔可以包括压塑性聚合物粉末。特别地，例如在组装二次电池时，孔可以通过压制而被压塑性聚合物粉末填充。优选地，多孔无纺织物材料可包括选自聚烯烃、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、纤维素、聚丙烯腈、聚酯和聚酰胺中的一种或多种。多孔无纺织物材料的孔可以适当地具有约1μm至100μm的尺寸，并且多孔无纺织物材料可适当地具有约20％至70％的孔隙率。压塑性聚合物粉末可以包括选自聚苯乙烯、聚异戊二烯、聚(丙烯酸正丁酯)、丙烯酸2-乙基己酯、聚(甲基丙烯酸戊酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(氯乙烯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)和聚丁二烯中的一种或多种。压塑性聚合物粉末可以适当地具有约10μm至100μm的平均粒径。压制二次电池的组件可以通过在约20℃至100℃的温度和约1吨至4吨的压力下热压来适当地进行。二次电池用隔膜还可以包括在浸渍有压塑性聚合物粉末的多孔无纺织物材料的表面上形成的粘合剂溶液的涂层，从而防止压塑性聚合物粉末脱落。特别地，粘合剂溶液可以包括i)至少一种选自聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚酯和聚丙烯腈的粘合剂；和ii)N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。本文使用的术语“粘合剂”是指可以提供与基材或基材上的涂层粘合的聚合树脂或聚合物。粘合剂可以通过加热、UV、交联剂、化学添加剂、电子束等而固化、干燥、硬化或聚合。另一方面，本专利技术提供一种具有增强稳定性的二次电池用隔膜的制造方法。该方法可以包括：(a)用压塑性聚合物粉末浸渍多孔无纺织物材料，(b)使用粘合剂溶液涂布浸渍有压塑性聚合物粉末的多孔无纺织物材料的表面，(c)干燥所涂布的多孔无纺织物材料，以及(d)在干燥的多孔无纺织物材料上层压正电极和负电极以形成组件并压制组件。本文使用的术语“组件”是指包括二次电池的至少一个或多个部件的组件。优选地，本专利技术的组件可以包括正电极、隔膜和负电极。例如，本专利技术的组件可以包括安装到隔膜的第一侧的正电极、安装到隔膜的第二侧的负电极、以及隔膜。优选地，本专利技术的组件可以通过将正电极和负电极层压到隔膜的各侧并对其进行加压而形成，例如通过在升高的温度和压力条件下热压而形成。多孔无纺织物材料可包括选自聚烯烃、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、纤维素、聚丙烯腈、聚酯和聚酰胺中的一种或多种。优选地，多孔无纺织物材料的孔可以具有约1μm至100μm的尺寸，并且多孔无纺织物材料可以具有约20％至70％的孔隙率。压塑性聚合物粉末可以适当地包括选自聚苯乙烯、聚异戊二烯、聚(丙烯酸正丁酯)、丙烯酸2-乙基己酯、聚(甲基丙烯酸戊酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(氯乙烯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)和聚丁二烯中的一种或多种。压塑性聚合物粉末可以适当地具有约10μm至100μm的平均粒径。在步骤(d)中，压制可以通过在约20℃至100℃的温度和约1吨至4吨的压力下热压来进行。用于步骤(b)中的涂布的粘合剂溶液可以通过将至少一种选自聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚酯和聚丙烯腈中的粘合剂溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中而制备。还提供包括如本文所述的隔膜的二次电池。又提供包括如本文所述的二次电池的车辆。下面讨论本专利技术的其它方面和优选实施方式。附图说明本专利技术的以上和其他特征将参照附图所描述的本专利技术的某些示例性实施方式进行详细说明，其在下文仅仅通过示例说明方式给出，因此不是对本专利技术的限制，并且其中：图1A示出常规多孔无纺织物材料的剖面图，且图1B示出根据本专利技术的示例性实施方式的浸渍有示例性压塑性聚合物粉末的示例性多孔无纺织物材料的剖面图(左)，以及在压制之后浸渍有示例性压塑性聚合物粉末的示例性多孔无纺织物材料的剖面图(右)；图2示出根据本专利技术的示例性实施方式的通过对浸渍有压塑性聚合物粉末的多孔无纺织物材料进行热压而制造的示例性隔膜；且图3是示出来自表1的结果的示例性二次电池的充放电曲线的图。应该理解的是，附图不必要成比例，示出的是有所简化表示的以阐述本专利技术的基本原理的各种优选的特征。本文公开的本专利技术的具体设计特征，包括例如具体尺寸、方向、位置和形状，将部分取决于特定的预期应用和使用环境。在附图中，附图标记在整个附图的几个图中表示本专利技术的相同或等同的部件。具体实施方式本文使用的术语仅仅是为了说明具体的示例性实施方式的目的，而不是意在限制本专利技术。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”也意在包括复数形式，除非上下文中有清楚地相反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池用隔膜，所述隔膜包括：多孔无纺织物材料；和浸入所述多孔无纺织物材料中的压塑性聚合物粉末，其中所述多孔无纺织物材料的孔包括所述压塑性聚合物粉末。

【技术特征摘要】
2016.12.26 KR 10-2016-01788621.一种二次电池用隔膜，所述隔膜包括：多孔无纺织物材料；和浸入所述多孔无纺织物材料中的压塑性聚合物粉末，其中所述多孔无纺织物材料的孔包括所述压塑性聚合物粉末。2.根据权利要求1所述的隔膜，其中所述多孔无纺织物材料的孔被所述压塑性聚合物粉末填充。3.根据权利要求1所述的隔膜，其中所述多孔无纺织物材料包括选自聚烯烃、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、纤维素、聚丙烯腈、聚酯和聚酰胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的隔膜，其中所述多孔无纺织物材料的孔具有1μm至100μm的尺寸，并且所述多孔无纺织物材料具有20％至70％的孔隙率。5.根据权利要求1所述的隔膜，其中所述压塑性聚合物粉末包括选自聚苯乙烯、聚异戊二烯、聚(丙烯酸正丁酯)、丙烯酸2-乙基己酯、聚(甲基丙烯酸戊酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(氯乙烯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)和聚丁二烯中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的隔膜，其中所述压塑性聚合物粉末具有10μm至100μm的平均粒径。7.根据权利要求1所述的隔膜，其中通过在20℃至100℃的温度和1吨至4吨的压力下热压进行压制。8.根据权利要求1所述的隔膜，其中所述二次电池用隔膜还包括在填充有所述压塑性聚合物粉末的多孔无纺织物材料的表面上形成的粘合剂溶液的涂层。9.根据权利要求8所述的隔膜，其中所述粘合剂溶液包括i)至少一种选自聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚酯和聚丙烯腈的粘合剂；和ii)N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或N,N-二甲基乙酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕悦梅，高琦锡，李尹圣，吴承旼，闵泓锡，崔诚珉，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR