用于二次电池隔膜的油墨组合物和包含该油墨组合物的二次电池隔膜制造技术

本申请涉及一种用于二次电池隔膜的油墨组合物、包含该油墨组合物的二次电池隔膜及其制备方法，所述油墨组合物包含：粘合剂；水；在20℃下的表面能为30mN/m以下的第一溶剂；以及在20℃下的蒸气压为2kPa以下的第二溶剂，其中，所述第一溶剂和所述第二溶剂彼此不同。所述用于二次电池隔膜的油墨组合物在印刷工艺中可以均匀地涂覆到基材上，并且防止图案扩散同时得到高转移性能，因此能够制备均匀的印刷产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于二次电池隔膜的油墨组合物和包含该油墨组合物的二次电池隔膜
本说明书要求于2016年08月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0103132的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本说明书中。本申请涉及一种用于二次电池隔膜的油墨组合物和包含该油墨组合物的用于二次电池的隔膜。
技术介绍
近来已经大量使用的二次电池具有便利性和危险性的双面性。特别地，在锂二次电池中，当对锂二次电池过度充电时，过多的锂从正极出来，并且随着锂被插入到负极，具有非常高的反应性的锂金属在负极的表面上析出，并且正极也变得热不稳定，由于用作液体电解液的有机溶剂的分解反应而引起的突然放热反应，引起诸如电池燃烧或爆炸的安全问题。当发生这种生热时，隔膜收缩，再引起正极和负极直接短路，并且由于反复的生热和隔膜收缩而使短路部分增加，发生热失控，或者形成电池的内部的正极、负极和液体电解液彼此反应或燃烧，并且由于这种反应是相当可观的放热反应，结果发生电池燃烧或爆炸。特别是，由于随着锂二次电池变得具有高容量，能量密度增加，这种危险性变得更加重要。为了解决这些问题并且提高过度充电过程中的安全性，已经尝试通过将包含粘合性粘合剂的水性乳液油墨涂覆在多孔膜上而使用具有提高的安全性的安全隔膜，然而，当将乳液油墨涂覆在多孔膜上时，乳液粒子不能均匀分散，因此，乳液油墨不能顺利涂布，并且随着时间进行难以控制和维持粘度，由此引起降低安全隔膜的性能的问题。另外，可以使用印刷方法代替涂布方法来均匀地涂覆乳液油墨，并且在这种情况下，由于用于改善乳液转移性能添加的溶剂而抑制了粒子的分散性，并且当印刷较长时间时，在油墨储存位置内部的底部发生粘合剂粒子沉淀，由于产生溶液的整体固体开花(solidflowering)，导致引起印刷品不均匀的问题。因此，迫切需要开发一种能够在防止分散性抑制的同时确保图案厚度均匀性的印刷的油墨组合物。
技术实现思路
技术问题本申请旨在提供一种用于二次电池隔膜的油墨组合物和包含该油墨组合物的用于二次电池的隔膜。技术方案本申请的一个实施方案提供一种用于二次电池隔膜的油墨组合物，包含：粘合剂；水；第一溶剂；以及第二溶剂，其中，所述第一溶剂在20℃下的表面能为30mN/m以下，所述第二溶剂在20℃下的蒸气压为2kPa以下，并且所述第一溶剂和所述第二溶剂彼此不同。本申请的另一实施方案提供一种用于二次电池的隔膜，包括：多孔基底；以及涂覆在所述多孔基底上的涂层溶液，其中，所述涂层溶液使用根据本申请的一个实施方案的油墨组合物形成。本申请的再一实施方案提供一种用于二次电池的隔膜的制备方法，包括：准备多孔基底；以及在所述多孔基底上印刷涂层溶液，其中，所述涂层溶液使用根据本申请的一个实施方案的油墨组合物形成。有益效果根据本申请的一个实施方案的用于二次电池隔膜的油墨组合物在印刷过程中可以均匀地涂覆在基底上。另外，根据本申请的一个实施方案的用于二次电池隔膜的油墨组合物在得到高转移性能的同时防止图案扩散，并且可以制备均匀的印刷品。附图说明图1示出了显示用于确定根据本申请的一个实施方案的油墨组合物的图案形状和发生液体集中的实验结果的图片；图2示出了显示用于确定根据本申请的一个实施方案的油墨组合物的蒸发速率的实验结果的图片；图3示出了显示用于确定根据本申请的一个实施方案的油墨组合物的根据印刷时间的图案扩散现象的实验结果的图片；图4示出了显示用于确定根据本申请的一个实施方案的油墨组合物的根据溶剂类型的图案扩散现象的实验结果的图片。具体实施方式在下文中，将更详细地描述本说明书。本申请的一个实施方案提供一种用于二次电池隔膜的油墨组合物，包含：粘合剂；水；第一溶剂；以及第二溶剂，其中，所述第一溶剂在20℃下的表面能为30mN/m以下，所述第二溶剂在20℃下的蒸气压为2kPa以下，并且所述第一溶剂和所述第二溶剂彼此不同。所述第一溶剂对应于具有低表面能的溶剂，并且所述第一溶剂在20℃下的表面能可以为30mN/m以下，并且更具体地，在20℃下为25mN/m以下。此外，在20℃下的最小表面能可以为10mN/m。当使用对应于该数值范围的溶剂作为第一溶剂时，对基底的转移性能可以为50％以上。作为测量表面能的方法，不论类型，可以使用任何方法，只要它是常用的表面能测量方法即可，然而，表面能可以使用如下的润滑方法(lubricatingmethod)测量：使铂环水平接触在液体表面上，然后静止地拉起铂环，并且使用刻度计测量环脱离液体表面时与施加在环上的表面张力形成平衡的力。根据本说明书的一个实施方案，对第一溶剂的类型没有特别限制，只要它是对应于上述表面能数值的范围的溶剂即可，并且可以是选自乙醇、异丙醇、2-丁醇、1-甲氧基-2-丙醇和2-乙氧基乙醇中的至少一种。特别地，当使用乙醇、异丙醇和2-丁醇时，可以得到90％以上的对基底的转移性能。另外，所述第二溶剂对应于具有低蒸气压的溶剂，第二溶剂在20℃下的蒸气压可以为2kPa以下。另外，最小蒸气压可以为0.2kPa。使用对应于该数值范围的溶剂可以防止图案扩散。至于蒸气压值，可以使用在单一溶剂中通常已知的值。根据本说明书的一个实施方案中，对所述第二溶剂的类型没有特别限制，只要它是对应于上述蒸气压值的范围的溶剂即可，并且可以是选自2-丁醇、1-甲氧基-2-丙醇和2-乙氧基乙醇中的至少一种。根据本说明书的一个实施方案，基于100重量份的总量，所述油墨组合物可以包含：1重量份至20重量份的所述粘合剂，5重量份至60重量份的水，5重量份至80重量份的所述第一溶剂，以及5重量份至50重量份的所述第二溶剂。当使用上述数值范围的组成时，可以得到欲通过本公开得到的转移性能和防止液体集中的效果。根据本说明书的一个实施方案，将粘合剂制备为乳液形式，并且该乳液的粒径可以为100nm至1000nm。乳液粒子通常形成为球形，并且粒径可以指球形的直径。对得到乳液粒子的直径的方法没有特别限制，然而，可以使用SEM和激光粒度分析仪得到直径。当乳液粒度在上述范围内时，可以得到粘合剂的分散稳定性，因此，可以得到目标转移性能和防止液体集中的效果。对粘合剂的类型没有特别限制，并且可以是选自聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸酯、丙烯酸类共聚物、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯-丁二烯橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶和它们的混合物中的任意一种。此外，本说明书的一个实施方案提供一种用于二次电池的隔膜，包括：多孔基底；和涂覆在所述多孔基底上的涂层溶液，其中，所述涂层溶液使用根据本申请的一个实施方案的油墨组合物形成。此外，本说明书的一个实施方案提供一种用于二次电池的隔膜的制备方法，包括：准备多孔基底；以及在所述多孔基底上印刷涂层溶液，其中，所述涂层溶液使用根据本申请的一个实施方案的油墨组合物形成。对印刷没有特别限制，但是可以使用凹版印刷进行。涂覆在整个表面上的粘合层起到阳离子转移的阻力的作用，并且这明显地起到电池电阻的作用，因此，电池电阻可以通过使用凹版印刷的图案印刷来部分地形成粘合层而以此最小化。另外，根据本说明书的一个实施方案，在多孔基底的表面上还可以包括无机粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于二次电池隔膜的油墨组合物，包含：粘合剂；水；第一溶剂；以及第二溶剂，其中，所述第一溶剂在20℃下的表面能为30mN/m以下，所述第二溶剂在20℃下的蒸气压为2kPa以下，并且所述第一溶剂和所述第二溶剂彼此不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.12 KR 10-2016-01031321.一种用于二次电池隔膜的油墨组合物，包含：粘合剂；水；第一溶剂；以及第二溶剂，其中，所述第一溶剂在20℃下的表面能为30mN/m以下，所述第二溶剂在20℃下的蒸气压为2kPa以下，并且所述第一溶剂和所述第二溶剂彼此不同。2.根据权利要求1所述的用于二次电池隔膜的油墨组合物，其中，所述第一溶剂是选自乙醇、异丙醇、2-丁醇、1-甲氧基-2-丙醇和2-乙氧基乙醇中的至少一种。3.根据权利要求1所述的用于二次电池隔膜的油墨组合物，其中，所述第二溶剂是选自2-丁醇、1-甲氧基-2-丙醇和2-乙氧基乙醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的用于二次电池隔膜的油墨组合物，基于100重量份的总量，包含：1重量份至20重量份的粘合剂；5重量份至60重量份的水；5重量份至80重量份的第一溶剂；以及5重量份至50重量份的第二溶剂。5.根据权利要求1所述的用于二次电池隔膜的油墨组合物，其中，所述粘合剂制备为乳液形式，并且该乳液的粒径为100nm至1000nm。6.根据权利要求1所述的用于二次电池隔膜的油墨组合物，其中，所述粘合剂是选自聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸酯、丙烯酸类共聚物、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯-丁二烯橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶和它们的混合物中的任意一种。7.一种用于二次电池的隔膜的制备方法，包括：准备多孔基底；以及在所述多孔基底上印刷涂层溶液，其中，所述涂层溶液使用权利要求1至6中任意一项所述的油墨组合物形成。8.根据权利要求7所述的用于二次电池的隔膜的制备方法，其中，所述印刷通过凹版印刷来进行。9.根据权利要求7所述的用于二次电池的隔膜的制备方法，还包括在所述多孔基底的表面上的无机粒子。10.根据权利要求7所述的用于二次电池的隔膜的制备方法，其中，所述多孔基底是由选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯和它们的混合物中的任意一种或多种形成的片材。11.根据权利要求9所述的用于二次电池的隔膜的制备方法，其中，所述无机粒子是选自BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)(0<x<1，0<y<1)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、二氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC、(LiAlTiP)xOy类玻璃(0<x<4，0&...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建锡，李贞沇，李承宪，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR