用于电化学装置的隔板以及包含其的电化学装置制造方法及图纸

本公开内容涉及一种用于电化学装置的隔板。所述隔板包括在多孔聚合物基板的表面上的含有无机颗粒的多孔涂层，其中，所述多孔涂层包括平板状的无机颗粒和球状的无机颗粒作为无机颗粒，且当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在无机颗粒a)的含量方面从接近于所述多孔聚合物基板的底部至顶部表现出阶梯式或连续增加，并且当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在无机颗粒b)的含量方面从接近于所述多孔聚合物基板的底部至顶部表现出阶梯式或连续下降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电化学装置的隔板以及包含其的电化学装置
本申请主张于2016年8月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0109272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。本公开内容涉及一种用于电化学装置的隔板，所述隔板具有改进的穿刺强度、耐热性和热稳定性、以及对于电极的粘合性；以及一种包含所述隔板的电化学装置。
技术介绍
随着诸如手机或笔记本电脑的便携式电子设备已得到发展，对于能够重复充/放电的二次电池作为这些电子设备的能源的需求持续增长。近来，已实现将二次电池作为混合动力电动车辆(HEV)和电动车辆(EV)用的电源的应用。因此，已经对满足各种需求的二次电池进行了许多研究。特别地，对具有高能量密度、高放电电压以及高输出的锂二次电池的需求趋于增加。对诸如上述二次电池之类的电化学装置的研究的主要课题之一是安全性的改进。例如，当电化学装置经历内部短路或者过充电超出可接受的电流和电压时，电化学装置会过热而导致热失控或者甚至会引发燃烧或爆炸。为防止这种情况，隔板可设有关闭功能，或者在圆柱形电池的情况下可使用正温度系数(PTC，Positivetemperaturecoefficient)装置或电流中断装置(CID，Currentinterruptdevice)。然而，这种关闭功能可在整个隔板上实现而导致负极和正极之间的彻底绝缘，或者在PTC装置或者CID装置被激活之前，可能发生时间延迟。因此，需要发展一种新技术以改进与电化学装置的过热相关的安全性。
技术实现思路
技术问题设计本公开内容以解决现有技术的问题，并且因此本公开内容旨在提供一种用于电化学装置的隔板，所述隔板具有改进的耐热性和热稳定性、和穿刺强度。将会容易理解的是，本公开内容的其他目的和优势可通过在随附的权利要求书中所示出的手段及其组合而得以实现。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。根据本公开内容的第一实施方式，提供一种隔板，所述隔板包括：包括聚合物树脂的多孔聚合物基板；以及形成于所述多孔聚合物基板的两个表面中至少一个表面上的多孔涂层，其中，当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在无机颗粒a)的含量方面从接近于所述多孔聚合物基板的底部至顶部表现出阶梯式或连续增加，并且当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在无机颗粒b)的含量方面从接近于所述多孔聚合物基板的底部至顶部表现出阶梯式或连续下降；并且所述无机颗粒a)为平板状的无机颗粒，所述无机颗粒b)为球状的无机颗粒。根据第二实施方式，提供如第一实施方式的隔板，其中，当从所述厚度方向观察时，所述多孔涂层在从接近于所述多孔聚合物基板的底部至10％的所述厚度的部分中以更高的含量包括所述无机颗粒b)，并且在从所述多孔聚合物涂层的表面至10％的所述厚度的部分中以更高的含量包括所述无机颗粒a)根据第三实施方式，提供如第一实施方式或第二实施方式的隔板，其中，当从所述厚度方向观察时，所述多孔涂层在从接近于所述多孔聚合物基板的底部至10％的所述厚度的部分中以基于100重量％的所述无机颗粒a)和所述无机颗粒b)的合并重量的50重量％或更多的量包括所述无机颗粒b)。根据第四实施方式，提供如第一实施方式至第三实施方式的隔板，其中，当从所述厚度方向观察时，所述多孔涂层在从所述多孔涂层面向电极的表面至10％的所述厚度的部分中以基于100重量％的所述无机颗粒a)和所述无机颗粒b)的合并重量的50重量％或更多的量包括所述无机颗粒a)。根据第五实施方式，提供如第一实施方式至第四实施方式的隔板，其中，所述平板状的无机颗粒a)具有大于3且小于或等于100的纵横比(aspectratio)。根据第六实施方式，提供如第一实施方式至第五实施方式的隔板，其中，所述平板状的无机颗粒a)为薄水铝石。根据第七实施方式，提供如第一实施方式至第六实施方式的隔板，其中，所述球状的无机颗粒b)具有1至3的纵横比(aspectratio)。根据第八实施方式，提供如第一实施方式至第七实施方式的隔板，其中，所述多孔涂层包括所述平板状的无机颗粒a)、所述球状的无机颗粒b)和粘合剂树脂的混合物，其中，所述粘合剂树脂是以基于所述多孔涂层的总重量的3重量％至10重量％的量存在。根据第九实施方式，提供如第一实施方式至第八实施方式的隔板，其中，所述隔板具有0.26kgf或更大的穿刺强度。根据第十实施方式，提供一种电化学装置，所述电化学装置包括正极、负极和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，其中，所述负极包括锂金属，且所述隔板为如第一实施方式至第九实施方式中任一项所限定的隔板。根据第十一实施方式，提供一种用于电化学装置的隔板，所述隔板包括：包括聚合物树脂的多孔聚合物基板；以及形成于所述多孔聚合物基板的两个表面中至少一个表面上的多孔涂层，其中，所述多孔涂层包括平板状的无机颗粒a)和球状的无机颗粒b)；以及，当从所述厚度方向观察时，所述多孔涂层在从接近于所述多孔聚合物基板的底部至10％的所述厚度的部分中以相较于所述无机颗粒a)而言更高的含量包括无机颗粒b)，并且所述多孔涂层在从所述多孔涂层面向电极的表面至10％的所述厚度的部分中以基于100重量％的所述无机颗粒a)和所述无机颗粒b)的合并重量的50重量％或更多的量包括所述无机颗粒a)。根据第十二实施方式，提供一种用于电化学装置的隔板，所述隔板包括：包括热塑性树脂的多孔聚合物基板；以及形成于所述多孔聚合物基板的两个表面中至少一个表面上的多孔涂层，其中，所述多孔涂层包括无机颗粒和粘合剂树脂；所述无机颗粒借助于粘合剂树脂通过点粘合和/或面粘合而整合成一体；所述多孔涂层包括具有大于3且小于或等于20的纵横比的平板状的无机颗粒a)和具有1至3的纵横比的球状的无机颗粒b)；当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在从接近于所述多孔聚合物基板的底部至10％的所述厚度的部分中以相较于所述无机颗粒a)而言更高的含量包括无机颗粒b)，并且所述多孔涂层在从所述多孔涂层面向电极的表面至10％的所述厚度的部分中以基于100重量％的所述无机颗粒a)和所述无机颗粒b)的合并重量的50重量％或更多的量包括所述无机颗粒a)；以及，所述纵横比定义为[较长轴方向的长度/与较长轴方向垂直的方向的宽度]。有益效果根据本公开内容的隔板包括分布在其表面上的平板状的无机颗粒，由此提供抑制枝晶从负极生长以及防止由枝晶导致的刺穿的效果。除此之外，由于大量球状的无机颗粒分布在聚合物膜基板表面的附近，因此改善了在聚合物基板膜和多孔涂层之间的界面粘合性。因此，包括根据本公开内容的隔板的电化学装置在使用期间表现出改进的安全性。附图说明随附的附图图解了本公开内容的优选实施方式，并与之前的公开内容一起用于提供对本公开内容的进一步理解，并因此，本公开内容不应局限于附图进行解读。图1是图解根据本公开内容实施方式的隔板的截面图。图2a和图2b是图解根据本公开内容实施方式的隔板的横截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。图2c是图解根据本公开内容的隔板的表面的SEM图像。图3是图解根据比较例1的隔板的横截面的SEM图像。图4a和图4b是图解根据比较例2的隔板的横截面的SEM图像。图5a和图5b是图解在实施例和比较例中使用的球状颗粒的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电化学装置的隔板，所述隔板包括：包括聚合物树脂的多孔聚合物基板；和多孔涂层，所述多孔涂层形成于所述多孔聚合物基板的两个表面中至少一个表面上，其中，当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在无机颗粒a)的含量方面从接近于所述多孔聚合物基板的底部至顶部表现出阶梯式或连续增加，并且当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在无机颗粒b)的含量方面从接近于所述多孔聚合物基板的底部至顶部表现出阶梯式或连续下降；和所述无机颗粒a)为平板状的无机颗粒，所述无机颗粒b)为球状的无机颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.26 KR 10-2016-01092721.一种用于电化学装置的隔板，所述隔板包括：包括聚合物树脂的多孔聚合物基板；和多孔涂层，所述多孔涂层形成于所述多孔聚合物基板的两个表面中至少一个表面上，其中，当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在无机颗粒a)的含量方面从接近于所述多孔聚合物基板的底部至顶部表现出阶梯式或连续增加，并且当从所述多孔涂层的厚度方向观察时，所述多孔涂层在无机颗粒b)的含量方面从接近于所述多孔聚合物基板的底部至顶部表现出阶梯式或连续下降；和所述无机颗粒a)为平板状的无机颗粒，所述无机颗粒b)为球状的无机颗粒。2.根据权利要求1所述的用于电化学装置的隔板，其中，当从所述厚度方向观察时，所述多孔涂层在从接近于所述多孔聚合物基板的底部至10％的所述厚度的部分中以更高的含量包含所述无机颗粒b)，且在从所述多孔聚合物涂层的表面至10％的所述厚度的部分中以更高的含量包含所述无机颗粒a)。3.根据权利要求1或2所述的用于电化学装置的隔板，其中，当从所述厚度方向观察时，所述多孔涂层在从接近于所述多孔聚合物基板的底部至10％的所述厚度的部分中以基于100重量％的所述无机颗粒a)和所述无机颗粒b)的合并重量的50重量％或更多的量包含所述无机颗粒b)。4.根据权利要求1或2所述的用于电化学装置的隔板，其中，当从所述厚度方向观察时，所述多孔涂层在从所述多孔涂层面向电极的表面至10％的所述厚度的部分中以基于100重量％的所述无机颗粒a)和所述无机颗粒b)的合并重量的50重量％或更多的量包含所述无机颗粒a)。5.根据权利要求1所述的用于电化学装置的隔板，其中所述平板状的无机颗粒a)具有大于3且小于或等于100的纵横比。6.根据权利要求5所述的用于电化学装置的隔板，其中所述平板状的无机颗粒a)为薄水铝石。7.根据权利要求1所述的用于电化学装置的隔板，其中所述球状的无机颗粒b)具有1至3的纵横比。8.根据权利要求1所述的用于电化学装置的隔板，其中所述多孔涂层包含所述平板状的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金燦鍾，尹秀珍，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR