隔膜及利用其的电化学元件、隔膜的制造方法技术

本发明专利技术涉及隔膜及利用其的电化学元件、隔膜的制造方法，涉及隔膜中含具有特定的荧光特性的无机颗粒，从而在高温下也具有明显很低的热收缩性的同时粘合力显著提高的隔膜及利用其的电化学元件、隔膜的制造方法。所述隔膜包括：多孔性基材及形成于所述多孔性基材的一面或两面的无机颗粒层，所述无机颗粒层含第一无机颗粒及第二无机颗粒，所述第一无机颗粒的通过式1：荧光保持率(％)＝I

【技术实现步骤摘要】
隔膜及利用其的电化学元件、隔膜的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种隔膜及利用其的电化学元件、隔膜的制造方法。

技术介绍

[0002]近来，二次电池为了应用于电动汽车等而在高容量及大型化，在这种条件下电池异常工作时发生的起火及爆炸可能性为现有电池的数倍至数十倍。因此，确保电池安全性已成为一个极其重要的要素。
[0003]为了确保这种安全性，开发出了在由聚烯烃等制成的多孔性基材的整个面积形成有由含无机颗粒和高分子系有机粘合剂且无机颗粒通过所述有机粘合剂相互连接，并且通过所述有机粘合剂与多孔性基材粘合的形态的多孔性的无机颗粒层的复合隔膜。
[0004]采用这种有机粘合剂的情况下，为了具有充分的粘合力而采用一定含量以上的相对多的量的有机粘合剂。因此电池的电解液和有机粘合剂成分之间发生化学反应导致粘合剂成分变形或通过该反应产生气体，并且这种气体因热而渗漏(leak)，从而存在电池寿命下降等问题。
[0005]并且过量的有机粘合剂溶解于电解质内而溶出导致电解质性能下降，或者所述有机粘合剂由于电解液而膨润导致气孔层闭合，或者增大电池容积等，存在降低电池性能的多种问题。
[0006]因此，需要开发用于解决上述问题的新型的隔膜。

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]本专利技术的一个目的是提供一种隔膜，隔膜的无机颗粒层中包含具有特定的荧光特性的无机颗粒的情况下耐热性提高，从而能够防止温度急剧上升等异常现象导致起火、破裂。
[0009]本专利技术的另一目的是提供一种隔膜，隔膜的无机颗粒层中包含具有特定的荧光特性的无机颗粒，因此多孔性基材和无机颗粒层之间及无机颗粒层的无机颗粒之间的粘合力提高。
[0010]本专利技术的又一目的是提供一种电化学元件，其包括所述隔膜，因此在化学方面稳定，并且具有优异的电特性。
[0011]本专利技术的又一目的是提供一种电化学元件，其使用无机颗粒且不使用或使用显著少量的有机粘合剂，从而减少与电池的电解液的化学反应，排除或减少溶解到电解质内的有机粘合剂，不存在电解液膨润导致气孔层闭合或增大电池容积等问题。
[0012]技术方案
[0013]本专利技术为了解决如上所述的问题，提供一种隔膜，包括多孔性基材及形成于所述多孔性基材的一面或两面的无机颗粒层，所述无机颗粒层含第一无机颗粒及第二无机颗粒，所述第一无机颗粒的通过以下式1得到的荧光保持率为85％以上，
[0014][式1][0015]荧光保持率(％)＝I
100
/I0×
100
[0016]所述式1中，所述I0是向将含所述第一无机颗粒5wt％的浆料溶液的上部10vol％的等分试样(aliquot)按稀释倍数(dilution factor)500稀释的溶液照射具有300nm至350nm范围的波长的入射光时检测到的600nm至750nm下的最大荧光强度。
[0017]所述I
100
是向所述浆料溶液静置100小时后将上部10vol％的等分试样(aliquot)按稀释倍数(dilution factor)500稀释的溶液照射具有300nm至350nm范围的波长的入射光时检测到的600nm至750nm下的最大荧光强度。
[0018]在一个实现例中，所述第一无机颗粒可以是在溶液相对具有300nm至350nm范围的波长的入射光在600nm至750nm的波长区域具有荧光的。
[0019]在一个实现例中，所述第一无机颗粒可以是选自板状形无机颗粒及棒形无机颗粒的一种或两种以上。
[0020]在一个实现例中，所述板状形无机颗粒的长径及短径分别为0.1nm至200nm，厚度可以是0.1nm至50nm。
[0021]在一个实现例中，所述棒形无机颗粒的长度为0.1nm至450nm，直径可以是0.1nm至100nm。
[0022]在一个实现例中，所述第一无机颗粒可以是包括选自金属、碳、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物及金属碳氮化物中的任意一种或两种以上的组合。
[0023]在一个实现例中，所述第一无机颗粒可以是包括选自薄水铝石(Boehmit e)、拟薄水铝石(Pseudo
‑
boehmite)、Ga2O3、SiC、SiC2、Quartz、NiSi、Ag、Au、Cu、Ag
‑
Ni、ZnS、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、CaO、Sr TiO3、SnO2、ZnO及ZrO2中的一种或两种以上的组合。
[0024]在一个实现例中，所述第二无机颗粒可以是包括选自金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物及金属碳氮化物中的任意一种或两种以上的组合。
[0025]在一个实现例中，所述第二无机颗粒可以是包括选自薄水铝石(Boehmite)、拟薄水铝石(Pseudo
‑
boehmite)、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、Ca O、SrTiO3、SnO2、ZnO及ZrO2中的一种或两种以上的组合。
[0026]在一个实现例中，所述第二无机颗粒的大小可以是0.001μm至20μm。
[0027]在一个实现例中，所述第一无机颗粒可相对于所述第二无机颗粒100重量份含0.1重量份至30重量份。
[0028]在一个实现例中，所述隔膜在170℃的热收缩率(％)可以是10％以下。
[0029]在一个实现例中，所述隔膜的通过马粪纸附着力测试得到的无机颗粒层的重量变化率(％)可以是10％以下。
[0030]所述马粪纸附着力测试是评价在5cm
×
10cm大小的隔膜上放置2cm
×
10cm大小的黑色马粪纸后用10N的力按压的状态下以0.1m/s的速度水平拉动马粪纸时粘在马粪纸上的颗粒的量。
[0031]在一个实现例中，所述多孔性基材和所述无机颗粒层之间的剥离强度可以是25gf/15
㎜
以上。
[0032]在一个实现例中，所述无机颗粒层可以还包含有机粘合剂。
[0033]在一个实现例中，所述有机粘合剂可相对于作为所述第一无机颗粒、第二无机颗粒及有机粘合剂总量的100重量份含5重量份以下。
[0034]并且，本专利技术提供一种包括正极、负极、上述隔膜及电解质的电化学元件。
[0035]在一个实现例中，所述电化学元件可以是锂二次电池。
[0036]并且，本专利技术提供一种隔膜的制造方法，包括：在多孔性基材的一面或两面涂覆含第一无机颗粒及第二无机颗粒的分散液的步骤；以及对涂覆的所述多孔性基材进行干燥形成无机颗粒层的步骤；所述第一无机颗粒的通过所述式1得到的荧光保持率为85％以上。
[0037]技术效果
[0038]根据本专利技术的一个实现例的隔膜采用形成于多孔性基材的一面或两面且包含具有特定的荧光特性的无机颗粒的无机颗粒层，因此耐热性提高，从而能够防止温度急剧上升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔膜，包括：多孔性基材及形成于所述多孔性基材的一面或两面的无机颗粒层，所述无机颗粒层含第一无机颗粒及第二无机颗粒，所述第一无机颗粒的通过以下式1得到的荧光保持率为85％以上，[式1]荧光保持率(％)＝I
100
/I0×
100所述式1中，所述I0是向将含所述第一无机颗粒5wt％的浆料溶液的上部10vol％的等分试样(aliquot)按稀释倍数(dilution factor)500稀释的溶液照射具有300nm至350nm范围的波长的入射光时检测到的600nm至750nm下的最大荧光强度，所述I
100
是向所述浆料溶液静置100小时后将上部10vol％的等分试样(aliquot)按稀释倍数(dilution factor)500稀释的溶液照射具有300nm至350nm范围的波长的入射光时检测到的600nm至750nm下的最大荧光强度。2.根据权利要求1所述的隔膜，其中：所述第一无机颗粒在溶液相对具有300nm至350nm范围的波长的入射光在600nm至750nm具有荧光。3.根据权利要求1所述的隔膜，其中：所述第一无机颗粒为选自板状形无机颗粒及棒形无机颗粒的一种或两种以上。4.根据权利要求3所述的隔膜，其中：所述板状形无机颗粒的长径及短径分别为0.1nm至200nm，厚度为0.1nm至50nm。5.根据权利要求3所述的隔膜，其中：所述棒形无机颗粒的长度为0.1nm至450nm，直径为0.1nm至100nm。6.根据权利要求1所述的隔膜，其中：所述第一无机颗粒包括选自金属、碳、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物及金属碳氮化物中的任意一种或两种以上的组合。7.根据权利要求1所述的隔膜，其中：所述第一无机颗粒包括选自薄水铝石(Boehmite)、拟薄水铝石(Pseudo
‑
bo ehmite)、Ga2O3、SiC、SiC2、Quartz、NiSi、Ag、Au、Cu、Ag
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Ni、ZnS、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、CaO、SrTiO3、SnO2、ZnO及ZrO2中的一种或两种以上的组合。8.根据权利要求1所述的隔膜、其中：所述第二无机颗粒包括选自金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物及金属碳氮化物中的任意一种或两种以上的组合。9.根据权利要求1所述的隔膜，其中：所述第二无机颗粒包括选自薄水铝石(Boehmite)、拟薄水铝石(Pseudo
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔宰硕，林仙周，池尚胤，朴惠真，李承雨，李昌奎，千永恩，
申请(专利权)人：爱思开高新信息电子材料株式会社，
类型：发明
国别省市：