二次电池的隔板、其制造方法和包括该隔板的锂二次电池技术

实施方式提供用于二次电池的隔板、其制造方法和包括该隔板的锂二次电池，隔板包括：多孔基板；和在多孔基板的至少一个表面上包括多个环图案的涂层，其中：环图案包含多个聚合物微粒；环图案以规则间隔分隔；环图案的粒径为10μm至200μm；且环图案的环的宽度(环的厚度)为0.2μm至1.5μm。度)为0.2μm至1.5μm。度)为0.2μm至1.5μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池的隔板、其制造方法和包括该隔板的锂二次电池


[0001]涉及用于二次电池的隔板、其制造方法和包括该隔板的锂二次电池。

技术介绍

[0002]将包括能够嵌入和脱嵌锂离子的材料的正电极和负电极浸渍到电解质中，并且将隔板设置在正电极和负电极之间。其中，隔板用作电解质离子的移动路径，同时防止正电极和负电极之间的直接接触(内部短路)。
[0003]在制造锂二次电池的情况下，如果电极和隔板没有适当地结合，则在锂电池的充电和放电过程中，正电极和负电极反复收缩和膨胀，这会引起电池形状的变形以及由电池运转过程中的不均匀反应而导致的电池性能和稳定性的问题。
[0004]当锂二次电池被外部短路时，大电流流过而产生热量，从而升高电池温度并开始热失控，这会导致安全阀的运行或由于电解质的蒸发或发热而着火。为了防止这种情况，在隔板中使用包括热熔树脂如聚烯烃的多孔体。当电池内部的温度升高到某一温度以上时，隔板熔化而堵塞开口，从而可以应用停止电池的反应和抑制发热的关闭功能。
[0005]然而，在用于蓄电或车辆的大型二次电池的情况下，散热差，并且当二次电池内部发生过热时，二次电池的温度在短时间内升高到400℃至500℃。如果这种状况持续，隔板会发生熔化或熔融开裂，由于电极之间的接触引起短路电流流过，并且放热状态引起热失控。

技术实现思路

[0006]【技术问题】
[0007]实施方式提供了根据实施方式的用于二次电池的隔板、制造隔板的方法和包括隔板的锂二次电池，隔板具有改善的电极和隔板之间的粘附力以及降低的界面电阻。
[0008]【技术方案】
[0009]实施方式提供了用于二次电池的隔板，其包括：多孔基板；和在多孔基板的至少一个表面上包括多个环图案的涂层，其中环图案包括多个聚合物微粒，环图案以规则间隔彼此分隔开，环图案的粒径为10μm至200μm，并且环图案的环的宽度(环的厚度)为0.2μm至1.5μm。
[0010]环图案可以以10μm至1000μm的间隔彼此分隔开。
[0011]环图案的粒径可以为50μm至150μm。
[0012]环图案的环的宽度(环的厚度)可以为0.5μm至1.2μm。
[0013]聚合物微粒可以包括选自氟类聚合物微粒、(甲基)丙烯酸聚合物微粒及其混合物中的至少一种。
[0014]聚合物微粒的粒径可以为100nm至600nm。
[0015]氟类聚合物微粒可以包括选自聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚偏二氟乙烯
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共
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六氟丙烯和聚偏二氟乙烯
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共
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三氯乙烯中的至少一种。
[0016](甲基)丙烯酸聚合物微粒可以包括选自聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸丁
酯、聚(甲基)丙烯酸戊酯、聚(甲基)丙烯酸己酯和聚丙烯腈中的至少一种。
[0017]环图案的负载量可以为0.5g/m2至1.5g/m2。
[0018]涂层的厚度可以为0.1μm至5μm。
[0019]环图案的面积可以为多孔基板的总面积的40％至80％，并且由环图案的环占有的面积可以为多孔基板的总面积的5％至30％。
[0020]在另一实施方式中，制造用于二次电池的隔板的方法包括：将氟类聚合物微粒、(甲基)丙烯酸聚合物微粒及其混合物中的至少一种与水混合以制备涂层组合物，并且通过喷墨涂布方法在多孔基板的至少一个表面上涂布涂层组合物并且干燥涂层组合物。
[0021]涂层组合物的粘度可以为0.1cps至10cps。
[0022]涂层组合物可以包括重量比为90:10至50:50的氟类聚合物微粒和(甲基)丙烯酸聚合物微粒。
[0023]氟类聚合物微粒可以包括粒径为100nm至300nm的聚合物微粒。
[0024](甲基)丙烯酸聚合物可以包括粒径为250nm至600nm的聚合物微粒。
[0025]喷墨涂布方法可以包括在20℃至55℃的温度和10mm/秒至500mm/秒的速度下，以1.0KHz至10KHz的频率，用喷墨头的50(dpi)至1000(dpi)的喷嘴数密度，在多孔基板上喷射和涂布涂层组合物。
[0026]另一实施方式提供了锂二次电池，其包括正电极；负电极；正电极和负电极之间的用于二次电池的隔板；和电解质。
[0027]【有益效果】
[0028]通过改善电极和隔板之间的粘附力并降低界面电阻，可以改善电池的循环寿命特性。
附图说明
[0029]图1为显示根据实施方式的隔板的涂层的示意图。
[0030]图2为包括在根据实施方式的隔板的涂层中的环图案的示意图。
[0031]图3为根据实施方式的锂二次电池的分解透视图。
[0032]图4和图5为分别在不同放大倍率下测量的根据实施例1的隔板的SEM照片。
[0033]图6和图7分别为根据实施例1和2的隔板的横截面SEM照片。
[0034]<符号描述>
[0035]1：环图案
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3：环
[0036]5：涂层
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7：多孔基板
[0037]100：锂二次电池
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112：负电极
[0038]113：隔板
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114：正电极
[0039]120：电池壳体
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140：密封构件
具体实施方式
[0040]下文，将更详细地描述本专利技术。本文描述的实施方式和附图中显示的配置仅为本专利技术最优选的实施方式中的一个，而不代表本专利技术的所有的技术精神，在本申请时，存在可以替代它们的各种等同方式或示例性变化。
[0041]在本说明书中，当没有另外提供定义时，“(甲基)丙烯酸”和“(甲基)丙烯酸酯”可以分别意味着丙烯酸或甲基丙烯酸以及丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
[0042]另外，在本说明书中，当没有另外提供定义时，粒径可以为累积尺寸
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分布曲线中体积比为50％的平均颗粒尺寸(D50)。平均颗粒尺寸(D50)可通过本领域普通技术人员熟知的方法来测量。例如，它可通过颗粒尺寸分析仪，或由TEM(透射电子显微镜)或SEM(扫描电子显微镜)照片来测量。可选地，使用动态光散射测量装置来进行数据分析，并且针对每个颗粒尺寸范围来计数颗粒的数量，由此，可以通过计算容易地获得D50值。
[0043]实施方式提供了隔板，其包括多孔基板和在多孔基板的至少一个表面上包括多个环图案的涂层。
[0044]锂二次电池通常通过以下方式制造：在正电极和负电极之间插入隔板，缠绕它们，然后在预定的温度和压力下(加热)压缩。通过压缩工艺，随着正电极和隔板之间的界面处和/或负电极和隔板之间的界面处的粘附力(电阻)增加，放电容量会随着锂二次电池的充电/放电循环的进行而持续降低，高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于二次电池的隔板，包括多孔基板；和涂层，在所述多孔基板的至少一个表面上包括多个环图案，其中所述环图案包括多个聚合物微粒，所述环图案以规则间隔彼此分隔开，所述环图案的粒径为10μm至200μm，并且所述环图案的环的宽度(所述环的厚度)为0.2μm至1.5μm。2.如权利要求1所述的隔板，其中所述环图案以10μm至1000μm的间隔彼此分隔开。3.如权利要求1所述的隔板，其中所述环图案的粒径为50μm至150μm。4.如权利要求1所述的隔板，其中所述环图案的所述环的宽度(所述环的厚度)为0.5μm至1.2μm。5.如权利要求1所述的隔板，其中所述聚合物微粒包括选自氟类聚合物微粒、(甲基)丙烯酸聚合物微粒及其混合物中的至少一种。6.如权利要求1所述的隔板，其中所述聚合物微粒的粒径为100nm至600nm。7.如权利要求5所述的隔板，其中所述氟类聚合物微粒包括选自聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚偏二氟乙烯
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共
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六氟丙烯和聚偏二氟乙烯
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共
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三氯乙烯中的至少一种。8.如权利要求5所述的隔板，其中所述(甲基)丙烯酸聚合物微粒包括选自聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯、聚(甲基)丙烯酸戊酯、聚(甲基)丙烯酸己酯和聚丙烯腈中的至少一种。9.如权利要求1所述的隔板，其中所述环图案的负载量为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宰贤，金柄秀，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：