本发明专利技术公开了一种多孔膜，其包含：（ａ）具有孔的多孔基材；和（ｂ）涂层，该涂层形成于选自基材表面和存在于基材中的一部分孔的至少一个区域上，其中该涂层包含有丁苯橡胶。另外本发明专利技术也公开了一种使用该多孔膜作为隔板的电化学装置。该多孔膜涂布有丁苯橡胶，其橡胶特性可进行控制，因而提供了改善的抗刮伤性和与其他基材的附着性。当将该多孔膜用作电化学装置的隔板时，可提高电化学装置的安全性，并防止电化学装置质量的劣化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种多孔膜，该膜用一种能够改善其与其它基材的附着性、抗刮伤性和耐磨性的聚合物进行了表面处理。本专利技术也涉及一种包含上述多孔膜作为隔板的电化学装置。
技术介绍
近年来，能源储存技术正引起越来越大的兴趣。电池已被广泛地用于移动电话、便携式摄录影机、笔记本电脑、个人电脑(PC)及电动车的能量来源，引起对它们的深入研究和发展。在这方面，电化学装置受到了广泛关注。特别是可再充电的二次电池的发展已经成为关注的焦点。在目前可用的二次电池中，在1990年代早期所研发的锂二次电池具有比使用水性电解质的传统电池(例如Ni-MH电池、Ni-Cd电池、H2SO4-Pb电池)更高的驱动电压和能量密度。锂二次电池因具有上述的优点而被关注。通常，锂二次电池是通过形成阳极、阴极、和置于两电极之间的隔板的组件而制成。在上述组件中，置于电池两电极之间的隔板是一个用于防止阴极和阳极之间直接接触而引起内部短路的元件。并且，该隔板也用作电池中的离子流通道，有助于改善电池的安全性。然而，通过使用聚烯烃系的隔板并以如上所述相同方式制造的传统电池，经常引起粘结不良、隔板与电极之间分离，以及通过隔板孔的锂离子转移效率低的问题，导致电池质量的劣化。此外，传统的隔板是由化学稳定的材料，如聚烯烃或含氟聚合物制成的，当暴露于电池内的氧化气氛或还原气氛中时，其不会分解且不会发生任何反应。-->然而，这种材料的机械强度不足，因此会在组装电池时引起隔板剥离或破裂的问题，导致由电池的内部短路而引起的电池安全性的下降。而且，为了改善耐热性并提供高的介电常数，传统的隔板涂布有无机粒子。然而，因为隔板与无机粒子之间的结合力差，该粒子会从隔板上脱离，因此无法获得所需的效果。附图简述结合附图，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点由以下的详细说明将变得更加显而易见。其中：图1是一幅照相，其示出根据实施例1层压电极和多孔膜之后，电极与涂布有丁苯橡胶(SBR)的有机/无机复合多孔膜(BaTiO3/PVdF-HFP)之间的附着性评估结果；图2是一幅照相，其示出根据比较例1层压电极及多孔膜之后，电极与有机/无机复合多孔膜(BaTiO3/PVdF-HFP)之间的附着性评估结果；图3是一幅照相，其示出根据实施例1使用涂布有丁苯橡胶(SBR)的有机/无机复合多孔膜(BaTiO3/PVdF-HFP)进行剥离试验的结果；图4是一幅照相，其示出根据比较例1使用有机/无机复合多孔膜(BaTiO3/PVdF-HFP)进行剥离试验的结果。
技术实现思路
因此，针对上述问题作出本专利技术。本专利技术的专利技术人已经发现，当在隔板表面上或存在于隔板中的一部分孔上用赋予优异附着性和机械强度的丁苯橡胶(SBR)涂刷隔板时，该隔板显示出与其它基材、优选与电极的改善的附着性，且避免了电化学装置组装过程中隔板的剥离和破损，因而使用该隔板的电化学装置可以具有提高的安全性，且能避免品质劣化。因此，本专利技术的目的之一是提供一种涂布有丁苯橡胶的多孔膜，其具有优异的附着性和机械强度。本专利技术的另一目的是提供一种制造-->上述多孔膜的方法。本专利技术的又一目的是提供一种使用上述多孔膜作为隔板的电化学装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种多孔膜，其包含：(a)具有孔的多孔基材；和(b)涂层，其形成在选自基材表面和存在于基材中的一部分孔的至少一个区域上，其中该涂层包括丁苯橡胶。本专利技术还提供了一种使用上述多孔膜作为隔板的电化学装置。下文将更详细地说明本专利技术。根据本专利技术的多孔膜，其特征在于，多孔基材的表面上和/或存在于基材中的一部分孔上涂布有丁苯橡胶。由于丁苯橡胶的物理性能，这种涂布的多孔膜可提高电池的安全性并防止电池质量的劣化。(1)这种在具有孔的多孔基材表面和/或在存在于多孔基材中的一部分孔上涂布有丁苯橡胶的多孔膜，能提高电池的安全性。如上所述，传统隔板通常使用聚烯烃聚合物。然而，聚烯烃聚合物的机械强度不足，因此在电池组装期间会引起隔板剥离和破裂的问题，导致由内部短路等引起的电池安全性的劣化。相反地，根据本专利技术的多孔膜得益于丁苯橡胶的低玻璃化转变温度(Tg)所提供的橡胶特性，从而具有改善的抗刮伤性并可更长时间保持该膜中存在的孔结构。因此，包含该多孔膜作为隔板的电化学装置可提供改善的安全性。此外，当用于该多孔膜的丁苯橡胶包含有亲水性官能团时，该多孔膜表现出进一步提高的附着性。因此，根据本专利技术的多孔膜与其他基材(例如电极)持续保持紧密接触，以防止两电极因内部或外部因素所造成的隔板的外部应力下降和热安全性降低而引起的彼此直接接触。-->因此，可避免内部短路。进一步，如上所述，当为了改善耐热性和导电性将无机粒子分散或涂布于传统的聚烯烃系隔板上时，该涂布于隔板上的无机粒子会从隔板上脱离，因而无法获得所需的效果。然而，在根据本专利技术的多孔膜中，将丁苯橡胶涂层引入到有机/无机复合多孔膜上，该多孔膜具有由无机粒子的间隙体积所形成的孔结构，同时能维持本身的该孔结构。因此，可实现丁苯橡胶所提供的优异的附着性，同时保持无机粒子所提供的改善耐热性和机械强度的效果。特别地，当将丁苯橡胶涂布于多孔膜的表面上并渗透进存在于膜中的一部分孔内时，有可能会产生上述效果的协同作用。(2)在具有孔的多孔基材表面上和/或在存在于该多孔基材中的一部分孔上涂布有丁苯橡胶的多孔膜，能防止电池品质的劣化。例如在通过将隔板置于电池的阴极和阳极之间的传统电池组装方法中，电极和隔板之间经常因为较差的附着性而产生彼此分离。这样，在电池的电化学反应中，不能有效地通过隔板的孔进行锂离子的转移，从而导致电池品质的劣化。然而，在根据本专利技术涂布有丁苯橡胶的多孔膜中，可通过在丁苯橡胶的制备过程中控制单体种类和用量来获得优异的附着性。因此，由于多孔膜与电极之间的紧密接触，在电池电化学反应以及组装电池的过程中可维持锂离子的连续转移，从而可防止电池品质的劣化。(3)根据本专利技术的多孔膜是通过涂布如下物质而得到的：(i)具有孔的多孔基材；(ii)有机/无机复合多孔膜，其包含具有孔的多孔膜，并在所述多孔基材表面上和/或存在于所述多孔基材中的一部分孔上涂布有包含无机粒子和粘合聚合物的混合物的涂层；和(iii)有机/无机复合多孔膜，其包含无机粒子和直接用丁苯橡胶在无机粒子的部分或全部表面-->上形成的粘合聚合物涂层。因此，该无机粒子通过多孔基材和粘合聚合物表面上存在的孔被自身连接或固定。此外，无机粒子的间隙体积允许活性层类型或自支撑类型的无机/有机复合多孔膜的孔结构本身可被保持原样，并且该孔结构和丁苯橡胶涂层可被物理性、紧密地结合。因此可解决不良机械性能，如脆性的问题。此外，随后通过孔结构注入的液体电解质，显著减少了无机粒子中以及无机粒子与粘合聚合物之间产生的界面阻力。而且，通过孔可以顺利地完成锂离子转移，并且大量的电解质可通过孔结构注入，使得电池的品质提高。除以上的优点之外，可防止使用本专利技术多孔膜的隔板发生剥离和破裂。因此在电池的组装过程中可提高可加工性。用于本专利技术的多孔膜的涂布材料，包括本领域的技术人员所公知的丁苯橡胶，而无特别的限制。优选丁苯橡胶(SBR)，因为其对电解质具有低的渗透率，因而在电池内溶解或变形的可能性低。特别优选玻璃化转变温度(Tg)为室温(25℃)或更低温度的SBR。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多孔膜，其包含：（ａ）具有孔的多孔基材；和（ｂ）涂层，其形成在选自基材表面和存在于基材中的一部分孔的至少一个区域上，其中所述涂层包含丁苯橡胶。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2004-12-7 10-2004-01025351.一种多孔膜，其包含：(a)具有孔的多孔基材；和(b)涂层，其形成在选自基材表面和存在于基材中的一部分孔的至少一个区域上，其中所述涂层包含丁苯橡胶。2.根据权利要求1所述的膜，其中所述丁苯橡胶的玻璃化转变温度(Tg)为25℃或更低。3.根据权利要求1所述的膜，其中所述丁苯橡胶含有亲水性官能团。4.根据权利要求3所述的膜，其中所述亲水性官能团与其它基材形成氢键。5.根据权利要求1所述的膜，其中通过以下物质的聚合而得到所述丁苯橡胶：(a)含丁二烯基团的单体和含苯乙烯基团的单体；或(b)含丁二烯基团的单体、含苯乙烯基团的单体和含亲水性基团的单体，所述含亲水性基团的单体具有至少一个选自以下的亲水性官能团：马来酸、丙烯酸、丙烯酸酯、羧酸、腈、羟基、乙酸酯、巯基、醚、酯、酰胺、胺基和卤素原子。6.根据权利要求5所述的膜，其中所用含苯乙烯基团的单体和含丁二烯基团的单体的重量百分数之比为1∶99-99∶1。7.根据权利要求1所述的膜，其中所述丁苯橡胶的平均分子量为10,000-1,000,000。8.根据权利要求1所述的膜，其中所述涂层的厚度为0.001μm-10-->μm。9.根据权利要求1所述的膜，其中所述具有孔的多孔基材选自如下：(a)隔板；(b)有机/无机复合多孔膜，其包括具有孔的多孔膜，并在所述多孔基材的表面上和/或存在于所述多孔基材中的一部分孔上涂布有包含无机粒子与粘合聚合物的混合物的涂层；和(c)有机/无机复合多孔膜，其包含无机粒子和部分或全部形成于所述无机粒子表面上的粘合聚合物涂层。10.根据权利要求9所述的膜，其中所述无机/有机复合多孔膜(b)和(c)包含由粘合聚合物而自身连接和固定的无机粒子，并且具有由所述无机粒子的间隙体积形成的孔结构。11.根据权利要求9所述的膜，其中所述隔板和所述多孔基材包含选自以下的至少一种材料：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、聚乙烯、聚丙烯和聚烯烃。12.根据权利要求9所述的膜，其中所述隔板和所述多孔基材为包括膜或多孔网的纤维基材。13.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：金锡九，李相英，安谆昊，石正敦，龙贤姮，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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