【技术实现步骤摘要】
固体复合材料氟聚合物隔膜
本申请是以下申请的分案申请:申请日:2014年8月5日;申请号:2014800449324;专利技术名称:“固体复合材料氟聚合物隔膜”的分案申请。
[0001]本申请要求于2013年8月12日提交的欧洲申请号13180028.6的优先权,出于所有的目的将此申请的全部内容通过引用结合在此。
[0002]本专利技术涉及用于制造固体复合材料氟聚合物隔膜的方法,涉及由所述方法可得的固体复合材料氟聚合物隔膜,并且涉及该固体复合材料氟聚合物隔膜在电化学装置中的用途。
技术介绍
[0003]在电化学装置中,特别是在充电电池中使用的隔膜,主要用于物理地并且电地分离电化学电池的阳极与阴极,同时允许电解质离子流过其中。
[0004]隔膜必须对于电解质和电极材料是化学和电化学稳定的并且必须是机械强的以便承受在电池组装操作过程中所产生的高张力。
[0005]此外,它们的结构和特性显著影响电池性能,包括能量密度、功率密度,循环寿命以及安全性。
[0006]对于高的能量和功率密度,隔膜需要是非常薄的并且高度多孔的同时仍然保持机械地强的。
[0007]对于电池安全性,当发生过热(使得热失控,引起隔膜的尺寸收缩或熔融(这导致电极的物理接触))时该隔膜应该能够关闭电池,并且可以避免所产生的内部短路。
[0008]此外,高的能量和功率密度要求隔膜的低厚度。然而,这不利地影响隔膜的机械强度以及由此提供的电池的安全性。
[0009]无机复合材料膜已经被广泛用作用于电化 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于制造固体复合材料隔膜的方法,所述方法包括以下步骤:(i
‑
1) 提供液体组合物[组合物(L)],该液体组合物包含以下各项,或由以下各项组成:
‑ꢀ
至少一种氟聚合物[聚合物(F)],该聚合物(F)可通过聚合至少一种氟化单体[单体(F)]和至少一种式 (II) 的(甲基)丙烯酸单体得到:其中R1、R2和R3各自彼此相同或不同,独立为氢原子或C1‑
C3烃基,并且R
X
是氢原子或包含至少一个羟基的C1‑
C5烃部分,
‑ꢀ
至少一种无机填充剂[填充剂(I)],以及
‑ꢀ
液体介质[介质(L)];(ii
‑
1) 提供由一组或多组聚合物纤维制成的多孔衬底[衬底(P)]层;(iii
‑
1) 将该组合物(L)施用到该衬底(P)上,由此提供湿衬底(P)[衬底(P
‑
W)];(iv
‑
1) 干燥并且然后,任选地,固化该在步骤 (iii
‑
1) 中提供的衬底(P
‑
W),由此提供固体复合材料隔膜;并且 (v
‑
1) 任选地,使该在步骤 (iv
‑
1) 中提供的固体复合材料隔膜经受压缩。2.根据权利要求1所述的方法,所述方法包括以下步骤:(i
‑
2) 提供液体组合物[组合物(L)],该液体组合物包含以下各项,或由以下各项组成:
‑ꢀ
至少一种氟聚合物[聚合物(F)],该聚合物(F)可通过聚合至少一种氟化单体[单体(F)]和至少一种式 (II) 的(甲基)丙烯酸单体得到:其中R1、R2和R3各自彼此相同或不同,独立为氢原子或C1‑
C3烃基,并且R
X
是氢原子或包含至少一个羟基的C1‑
C5烃部分,
‑ꢀ
至少一种具有式 (I) 的金属化合物[化合物(M)]:X4‑
m
AY
m
其中X是烃基,任选地包含一个或多个官能团,m是从1至4的整数,A是选自Si、Ti和Zr组成的组的金属,并且Y是选自烷氧基、酰氧基和羟基的可水解基团,
‑ꢀ
至少一种无机填充剂[填充剂(I)],以及
‑ꢀ
液体介质[介质(L)];(ii
‑
2) 提供由一组或多组聚合物纤维制成的多孔衬底[衬底(P)]层;(iii
‑
2) 使该一种或多种聚合物(F)的所述一个或多个侧官能团的至少一部分与该一种或多种化合物(M)的所述一个或多个可水解基团Y的至少一部分进行反应,由此提供液体组合物[组合物(L1)],该液体组合物包含至少一种接枝的氟聚合物[聚合物(F
‑
G)],该接枝的氟聚合物包含一个或多个主链以及一个或多个侧基,所述主链包含衍生自至少一种氟化
单体的重复单元,该一个或多个侧基具有式
‑
Y
m
‑1‑
AX4‑
m
,其中X是烃基,任选地包含一个或多个官能团,m是从1至4的整数,A是选自Si、Ti和Zr的金属,并且Y是选自烷氧基、酰氧基和羟基的可水解基团;(iv
‑
2) 使该在步骤 (iii
‑
2) 中提供的组合物(L1)经受至少部分水解和/或缩聚,由此提供液体组合物[组合物(L2)],该液体组合物包含至少一种氟聚合物混合型有机/无机复合材料[聚合物(F
‑
H)],该聚合物(F
‑
H)包含以下各项,优选由以下各项组成:由通过该聚合物(F
‑
G)可获得的链组成的氟聚合物域以及由通过该化合物(M)可获得的残余物组成的无机域;(v
‑
2) 将该在步骤 (iv
‑
2) 中提供的组合物(L2)施用到该衬底(P)上,由此提供湿衬底(P)[衬底(P
‑
W)];(vi
‑
2) 干燥并且然后,任选地,固化该在步骤 (v
‑
2) 中提供的衬底(P
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