电池隔板及其制造方法、电池隔板的干法膜、锂电池技术

一种电池隔板，其包含：微孔聚合物薄膜；和在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选涂层，其中，微孔聚合物薄膜和可选涂层至少其中之一包含添加剂，该添加剂选自：润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、和表面活性剂；或者，微孔聚合物薄膜和可选涂层中的至少一个包含电解质添加剂；或者，微孔聚合物薄膜和第一涂层中的至少一个包含聚硅氧烷，该聚硅氧烷的重均分子量在500,000到1,000,000之间。根据本发明专利技术，可以改善隔板产品中的针移除，可以延长电池寿命、在平衡电化学电池性能的同时提高强度。电化学电池性能的同时提高强度。电化学电池性能的同时提高强度。

【技术实现步骤摘要】
电池隔板及其制造方法、电池隔板的干法膜、锂电池
[0001]本申请为分案申请，原PCT申请优先权日是2016年11月7日；原国际申请日是2017年11月7日；原国际申请号为PCT/US2017/060377；进入中国国家阶段日期是2019年7月4日，中国申请号是201780082294.9；原专利技术名称是《电池隔板》。
[0002]优先权声明
[0003]根据35U.S.C.
§
119(e)，本申请要求2016年11月7日提交的美国临时专利申请No.62/418,435的优先权及权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0004]根据至少选定的实施方式，本申请或专利技术致力于用于改善的电池性能的添加剂、改进的含有添加剂的膜、改进的电池隔板，和/或改进的电池，和/或改进的或相关的制造和/或使用其的方法。根据至少特定的实施方式，本申请或专利技术致力于含添加剂的膜、隔板膜，和/或电池隔板，和/或制造和/或使用此类膜、隔板膜和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方式，本申请或专利技术致力于将添加剂加入用于二次锂电池(例如二次锂离子电池)的微孔膜或隔板膜中、改进的电池隔板和/或相关方法。在一些实施方式中，膜可含有改善电池化学中的性能(例如在锂离子电池中)的添加剂。在其他选定的实施方式中，膜可含有改善针移除性能的添加剂，例如硅氧烷或硬脂酸锂。在其他特定的实施方式中，本专利技术还可能涉及制备这种膜或隔板膜的方法和使用这种膜或隔板膜的方法，例如，作为锂电池隔板。根据至少选定的实施方式，本申请或专利技术致力于新的或改进的多孔膜、隔板膜、隔板、干法工艺隔板、复合体、电化学装置、电池，制造这种膜、隔板、复合体、装置和/或电池的方法。根据至少特定的选定实施方式，本专利技术致力于新的或改进的含有添加剂或弹性体的隔板膜。改进的膜可以优选地表现出改进的关闭、改进的强度、改进的介电击穿强度和/或降低的开裂倾向。根据至少特定的选定实施方式，本申请或专利技术致力于具有微孔聚合物薄膜或膜的并且在微孔聚合物薄膜一侧上具有可选的涂覆层的电池隔板，其中微孔聚合物薄膜和可选的涂层中的至少一个包含添加剂。添加剂可选自润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、表面活性剂、SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂或溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂、粘度改进剂、减摩剂、COF减低剂、针移除力减弱剂、共聚物、嵌段共聚物和/或其组合。此外，本文还描述了电池(包括一次或二次锂离子电池)，其包含所描述的薄膜、膜、涂层和/或隔板中的一个或多个。也描述了制造薄膜、膜、涂层和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方式，本申请或专利技术致力于改进的或新的电池隔板，其具有下列中的至少一种：增强的刺穿强度、降低的针移除力、改善的电解液润湿性和增加的孔径、在其至少一侧上具有可选涂覆层的微孔聚合物薄膜；电池隔板，其具有可选涂层和微孔聚合物薄膜中的至少一种，在其内和/或其上包含选自润滑剂、表面活性剂、成核剂、减缩剂和/或增塑剂的添加剂，微孔聚合物薄膜具有添加剂，其主要存在于薄膜的至少一个表面区域中，或者存在于整个薄膜中、存在于薄膜的单个表面区域中、存在于薄膜的第一表面区域中以及与第一表面区域相对的薄膜的第二表面区域中；涂布于微孔聚合物薄膜表面的涂层，涂层可被仅涂布在微孔聚合物薄膜的一个表面上，涂
布在微孔聚合物薄膜的第一侧上，同时可以在与第一侧相对的微孔聚合物薄膜的第二侧上涂布另一涂层，和/或其组合。根据至少可能的优选实施方式，微孔聚合物薄膜或膜为微孔聚烯烃膜，比如干法拉伸工艺膜，如单层干法工艺薄膜、两层干法工艺薄膜或多层干法工艺薄膜。此外，根据至少可能优选的实施方式，可以向薄膜、涂层或隔板中添加一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂，或者添加单一添加剂，其起一种或两种或三种或四种或全部五种不同类型的添加剂的作用，例如，可以在其中或其上添加既是润滑剂又是表面活性剂的添加剂。

技术介绍

[0005]本领域中已讨论了用于改进电池隔板和电池的方法。关于改进电池隔板的方法，这些方法中的很多着重于通过控制挤出工艺(即共挤出或改变吹胀比)或通过结合各种拉伸技术如双轴向拉伸来操控聚合物。用于改进电池隔板的其他方法包括控制所用树脂的类型，例如高分子量或低分子量树脂。
[0006]随着隔板变薄和/或其孔径变大以满足市场需求，减少聚丙烯微孔膜表面摩擦以便在电池卷芯制造过程中易于针移除变得越来越具有挑战性。美国专利No.6,692,867描述了使用硬脂酸钙来改善针移除。尽管已经使用了硬脂酸钙，但在高温挤出过程中它往往会“开花”或“降雪”并污染设备。所以需要耐更高温度的添加剂。此外，尽管过去添加的硬脂酸钙足以改善较厚的旧型隔板产品的针移除，但其对于至少某些被制造得越来越薄以满足市场需求的新型隔板是不够的，并且它无法在没有不希望的增加的“开花”或“降雪”的情况下添加足够高的量。因此，需要一种用于改善至少特定隔板产品中的针移除的新替代方案。
[0007]关于电池的改进，使得未来电池化学和技术商业化的关键方面之一是将电解质添加剂结合到电解质体系中。通过包含电解质添加剂，可以例如稳定高压电池操作和延长电池寿命。一些常用的添加剂包括硼酸盐、碳酸乙烯酯和许多其他材料。这些通常在电池制造之前被添加到液态电解质溶液中。然而，这难以确保可重复的批量制备，而且具有添加剂的电解质的保质期可能非常短。电解质溶液应在短时间内混合并使用。因此，需要一种没有这些问题的提供电解质添加剂的新方法。
[0008]尽管本领域中已多次提到改进膜的机械强度以及为用于高压系统而优化的工作组合物，但仍然需要在平衡电化学电池性能的同时提高强度的新方法。

技术实现思路

[0009]根据至少选定的实施方式，本申请或专利技术可以解决上述需求、所期望的改进、困难或问题，和/或可以提供新的和/或改进的添加剂，用于改善的电池性能、改进的含添加剂的膜、改进的电池隔板和/或改进的电池，和/或改进的或相关的制造和/或使用其的方法。根据至少特定的实施方式，本申请或专利技术致力于含添加剂的膜、隔板膜和/或电池隔板，和/或制造和/或使用这种膜、隔板膜和/或电池隔板的方法。根据至少特别的实施方试，本申请或专利技术致力于将添加剂加入用于二次锂电池(诸如二次锂离子电池)的微孔膜或隔板膜、改进的电池隔板和/或相关方法。在一些实施方式中，膜可含有改善电池化学中(例如在锂离子电池中)的性能的添加剂。在其他选定的实施方式中，膜可含有改善针移除性能的添加剂，例如硅氧烷或硬脂酸锂。在其他特定的实施方式中，本专利技术还可以涉及制造这种膜或隔板
膜的方法和使用这种膜或隔板膜的方法，例如，作为锂电池隔板。根据至少选定的实施方式，本申请或专利技术致力于新的或改进的多孔膜、隔板膜、隔板、干法工艺隔板、复合体、电化学装置、电池，制造这种膜、隔板、复合体、装置和/或电池的方法。根据至少特定的选定实施方式，本专利技术致力于新的或改进的含有添加剂或弹性体的隔板膜。改进的膜可以优选地表现出改进的关闭、改进的强度、改进的介电击穿强度和/或降低的开裂倾向。根据至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池隔板，包含：微孔聚合物薄膜；和在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选涂层，其中，微孔聚合物薄膜和可选涂层至少其中之一包含添加剂，该添加剂选自：润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、和表面活性剂。2.如权利要求1所述的电池隔板，其中，电池隔板包含在微孔聚合物薄膜的第一侧上的涂层，并且所述涂层包含添加剂。3.如权利要求1所述的电池隔板，其中，微孔聚合物薄膜包含添加剂；可选择地，该添加剂主要存在于微孔薄膜的一个或多个表面区域。4.如权利要求1所述的电池隔板，其中，微孔聚合物薄膜是非织造物、干法工艺单层膜、干法工艺双层膜、干法工艺多层膜、或含聚烯烃的微孔聚合物薄膜。5.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是润滑剂。6.如权利要求2所述的电池隔板，其中，润滑剂是脂肪酸盐。7.如权利要求6所述的电池隔板，其中，润滑剂选自：硬脂酸锂、硬脂酸钠和硬脂酸钾。8.如权利要求5所述的电池隔板，其中，所述润滑剂是化合物，该化合物包含一个或多个硅氧基官能团，包括硅氧烷或聚硅氧烷。9.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是增塑剂。10.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是成核剂。11.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是表面活性剂。12.如权利要求1所述的电池隔板，其中，添加剂是减缩剂。13.一种电池隔板，包含：微孔聚合物薄膜；和在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选涂层，其中，微孔聚合物薄膜和可选涂层中的至少一个包含电解质添加剂。14.如权利要求13所述的电池隔板，其中，电池隔板包含在微孔聚合物薄膜的第一侧上的涂层，并且所述涂层包含电解质添加剂。15.如权利要求13所述的电池隔板，其中，微孔聚合物薄膜包含电解质添加剂；可选择地，该电解质添加剂主要存在于微孔薄膜的一个或多个表面区域。16.如权利要求13所述的电池隔板，其中，所述微孔聚合物薄膜是非织造物、干法工艺双层、干法工艺单层、干法工艺多层、或包含聚烯烃的微孔聚合物薄膜。17.如权利要求13所述的电池隔板，其中，电解质添加剂选自：SEI改进剂、阴极保护剂、阻燃添加剂、LiPF6盐稳定剂、过充保护剂、铝腐蚀抑制剂、锂沉积剂或改进剂或者溶剂化增强剂、铝腐蚀抑制剂、润湿剂、和粘度改进剂。18.如权利要求13所述的电池隔板，其中，电解质添加剂选自：硼酸盐或乙烯碳酸酯。19.一种锂电池，包含如权利要求1所述的隔板。20.一种锂电池，包含如权利要求13所述的隔板。21.一种干法膜，包含：微孔聚合物薄膜；和在微孔聚合物薄膜的至少一侧上的可选涂层，其中，微孔聚合物薄膜和可选涂层至少其中之一包含添加剂，该添加剂选自：润滑剂、增塑剂、成核剂、减缩剂、和表面活性剂。
22.如权利要求21所述的膜，其中，所述膜包含在微孔聚合物薄膜的第一侧上的涂层，并且所述涂层包含添加剂。23.如权利要求21所述的膜，其中，微孔聚合物薄膜包含添加剂；可选择地，该添加剂主要存在于微孔薄膜的一个或多个表面区域。24.如权利要求21所述的膜，其中，微孔聚合物薄膜是非织造物、干法工艺单层膜、干法工艺双层膜、干法工艺多层膜、或含聚烯烃的微孔聚合物薄膜。25.如权利要求21所述的膜，其中，添加剂是润滑剂。26.如权利要求25所述的膜，其中，润滑剂是脂肪酸盐。27.如权利要求26所述的膜，其中，润滑剂选自：...

【专利技术属性】
技术研发人员：长青，
申请(专利权)人：赛尔格有限责任公司，
类型：发明
国别省市：