二次电池用隔膜以及使用其的电化学装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水性二次电池用隔膜和使用其的电化学装置。更具体地，提供了一种复合隔膜，其具有更优异的循环寿命并且包括不易在电解质溶液中溶胀的涂层。

Diaphragm for secondary battery and its electrochemical device

【技术实现步骤摘要】
二次电池用隔膜以及使用其的电化学装置相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月23日向韩国知识产权局提交的第10-2018-0126702号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及水性二次电池用隔膜和使用其的电化学装置。更具体地，本专利技术涉及一种复合隔膜，其具有更优异的循环寿命并且包括不易在电解质溶液中溶胀的涂层。
技术介绍
近年来，已经开发出具有高容量和大尺寸的二次电池，其被应用于电动汽车等。作为该发展的一部分，已经使用了将电极和隔膜堆叠并整合(integrated)的电极-隔膜组装技术。然而，这种类型的电极隔膜组件可能在制备或使用过程中引起鼓起(lifting)现象或变形，从而导致效率降低，例如无法实现所需的高容量。此外，由于变形等的发生，难以扩大尺寸。此外，由于充电和放电，可能在电极和隔膜之间形成间隙，这是使循环寿命劣化的因素。因此，保持电极或隔膜中的粘合部分的均匀粘合性是重要的技术。为了解决上述问题，有一种在与电极接触的表面上涂覆丙烯酸基树脂或改性氟基树脂的技术，但是这些树脂在电解质溶液中容易溶胀或分解，导致对电池循环寿命的不利影响。[相关技术文献][专利文献](专利文献1)日本专利公开第4414165号(2009.11.27)
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，并且在与电极表面接触的隔膜表面上形成专用的聚烯烃基胶乳(specializedpolyolefin-basedlatex)作为电极粘合层，从而解决了上述问题。本专利技术的一个实施方案旨在提供一种复合隔膜(compositeseparator)，其在整合(integrate)电极和隔膜的过程中施加热和压力时，不会引起电极表面和隔膜表面的鼓起现象。本专利技术的另一个实施方案旨在提供一种复合隔膜，其能够长时间维持电池循环寿命，而在电解质溶液中不容易溶胀或分解。本专利技术的另一个实施方案涉及提供一种包括涂层的复合隔膜，其中当制造复合隔膜时，滑移(slip)特性得到改善从而提高电极表面与隔膜之间的可组装性，在组装时，由于滑移特性等，复合隔膜容易被安装在电极表面上，使得不会产生褶皱，并且在电极与隔膜之间也不会发生变形或鼓起现象。本专利技术的另一个实施方案旨在提供一种复合隔膜，其允许制造具有优异循环特性并且能够通过上述优点实现期望的高容量的电池。在一个总体方面，提供了一种复合隔膜，其包括多孔基底(substrate)、形成在所述多孔基底上的耐热涂层以及电极粘合层，其中，电极粘合层包括聚烯烃基有机颗粒，且Gurley渗透率满足以下式1，Gurley渗透率变化率(ΔP)满足以下式2：[式1]G1≤300[式2]10％≤ΔP≤50％其中，ΔP＝(G2-G1)/G1×100，G2为根据ASTMD726在以下状态下测得的Gurley渗透率：其中复合隔膜堆叠在两块特氟龙(Teflon)板之间，复合隔膜和特氟龙板在70℃和4Mpa下压制并融合(fused)，然后去除特氟龙板；G1为融合前复合隔膜的Gurley渗透率，其中Gurley渗透率的单位为秒/100cc。根据以下详细描述和权利要求，其他特征和方面将变得显而易见。具体实施方式在下文中，将参考实施例和比较例更详细地描述本专利技术。以下实施例仅是用于详细描述本专利技术的参考，并且本专利技术不限于此，并且可以以各种形式实施。此外，除非另外定义，否则所有技术术语和科学术语具有与本专利技术所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。本文所使用的术语仅用于有效地描述某些实施方案，而不意图限制本专利技术。此外，除非在上下文中另外指出，否则说明书和所附权利要求书中使用的单数形式也意图包括复数形式。本专利技术的一个方面提供了一种复合隔膜，其包括多孔基底、形成在多孔基底上的耐热涂层以及电极粘合层，其中，电极粘合层包括聚烯烃基有机颗粒，且Gurley渗透率满足以下式1，Gurley渗透率变化率(ΔP)满足以下条件：[式1]G1≤300[式2]10％≤ΔP≤50％其中，ΔP＝(G2-G1)/G1×100，G2为根据ASTMD726在以下状态下测得的Gurley渗透率：其中复合隔膜堆叠在两块特氟龙(Teflon)板之间，复合隔膜和特氟龙板在70℃和4Mpa下压制并融合，然后去除特氟龙板；G1为融合前复合隔膜的Gurley渗透率，其中Gurley渗透率的单位为秒/100cc。电极粘合层可以包括0.5-2g/m2的聚烯烃基有机颗粒。所述聚烯烃基有机颗粒的平均粒径可以为0.01-0.5μm。聚烯烃基有机颗粒可以为球形颗粒。所述聚烯烃基有机颗粒的熔融(melting)温度可以为120℃以上，玻璃化转变温度为-30至10℃。当浸入电解质溶液中时，根据以下式3的聚烯烃基有机颗粒的重量变化率可小于50％：[式3]重量变化率＝(W2-W1)/W1x100其中，W2为在电解质溶液中浸渍3天后测得的重量，W1为在电解质溶液中浸渍前测得的重量。电极粘合层的厚度可以为0.1-3μm。当将复合隔膜堆叠在厚度为200μm的碳板上以使电极粘合层面对所述碳板，并将复合隔膜和碳板在70℃和4Mpa下压制并融合1秒，然后进行180℃剥离试验时，该复合隔膜的剥离强度为10-100gf/25mm。本专利技术的另一方面是包括复合隔膜的电化学装置。在本专利技术的一方面，电化学装置可以为锂二次电池。在下文中，将更详细地描述本专利技术的每种构造。[多孔基底]在本专利技术的一个方面，对多孔基底没有限制，只要其通常用作二次电池的隔膜即可。例如，多孔基底可以是织造织物、非织造织物和多孔膜。多孔基底也可以是上述一种或多种层叠的多层。多孔基底的材料不受限制，具体而言，例如可以由选自：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚甲基戊烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯及其共聚物中的任何一种或两种以上的混合物形成。多孔基底的厚度不受限制，并且通常可以为1-100μm，这是本领域中使用的范围，具体地为5-50μm，并且更优选为6-30μm，但不限于此。[耐热涂层]在本专利技术的一个方面，耐热涂层可以为无机颗粒层。此外，耐热涂层可以包括具有高耐热性的高耐热聚合物材料和无机颗粒。高耐热聚合物材料可以具体地选自，例如：丙烯酸基树脂；氟基聚合物，例如聚偏二氟乙烯；聚酰胺基或聚酰亚胺基聚合物，例如聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚芳酰胺和聚酰亚胺。然而，高耐热聚合物材料不受限制，只要其为本领域中通常使用的耐热聚合物即可。作为无机颗粒，具体而言，例如可以使用勃姆石、碳酸钙、滑石、粘土、高岭土、二氧化硅、水滑石、硅藻土、碳酸镁、碳酸钡、硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合隔膜，其包括：/n多孔基底、形成在所述多孔基底上的耐热涂层以及电极粘合层，/n其中所述电极粘合层包括聚烯烃基有机颗粒，且/nGurley渗透率满足以下式1，Gurley渗透率变化率(ΔP)满足以下条件：/n[式1]/nG

【技术特征摘要】
20181023 KR 10-2018-01267021.一种复合隔膜，其包括：
多孔基底、形成在所述多孔基底上的耐热涂层以及电极粘合层，
其中所述电极粘合层包括聚烯烃基有机颗粒，且
Gurley渗透率满足以下式1，Gurley渗透率变化率(ΔP)满足以下条件：
[式1]
G1≤300
[式2]
10％≤ΔP≤50％
其中，ΔP＝(G2-G1)/G1×100，G2为根据ASTMD726在以下状态下测得的Gurley渗透率：其中所述复合隔膜堆叠在两块特氟龙(Teflon)板之间，所述复合隔膜和所述特氟龙板在70℃和4Mpa下压制并融合，然后去除所述特氟龙板；G1为融合前所述复合隔膜的Gurley渗透率，其中Gurley渗透率的单位为秒/100cc。


2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其中，所述电极粘合层包括0.5-2g/m2的聚烯烃基有机颗粒。


3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其中，所述聚烯烃基有机颗粒的平均粒径为0.01-0.5μm。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭元燮，朴珉相，金润凤，李东娟，曺圭锳，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，爱思开高新信息电子材料株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR