二次电池用隔膜、其制造方法及包括所述隔膜的二次电池技术

本发明专利技术涉及一种二次电池用隔膜、其制造方法及包括所述隔膜的二次电池。根据本发明专利技术的一个实现例，可提供一种二次电池用隔膜，是包括多孔性基材及形成于所述多孔性基材的至少一面上的无机物颗粒层的隔膜，用以下式(1)表示的电池内隔膜热收缩率S为8％以下，(1)S＝(A1‑

【技术实现步骤摘要】
二次电池用隔膜、其制造方法及包括所述隔膜的二次电池


[0001]本专利技术涉及二次电池用隔膜、其制造方法及包括所述隔膜的二次电池，在一个实现例中，涉及一种在存在电解液的电池内部热稳定性显著提高的二次电池用隔膜、其制造方法及包括所述隔膜的二次电池。

技术介绍

[0002]对于应用于二次电池的隔膜，确保热稳定性对于防止内部短路引起的火灾非常重要，为此开发出了将无机物颗粒层叠在多孔性基材上的有机
‑
无机复合多孔性隔膜。所述有机
‑
无机复合多孔性隔膜在一定程度上提高了如热收缩率等热稳定性，但目前市售产品的热稳定性仍然不足。尤其，所述热稳定性评价采用评价对在隔膜制造工程中制造的隔膜进行切割并在高温下放置一定时间后测量的热收缩率的方式来进行，但所述评价方式可能与隔膜在实际存在电解液的电池内部的热收缩行为不同。
[0003]在实际存在电解液的电池内部隔膜表现出不同的热收缩行为，被认为这是由有机
‑
无机复合多孔性隔膜中将无机物颗粒层相互连接固定，将所述无机物颗粒层和多孔性基材连接固定的粘合剂与电解液之间的结合力、溶解等化学变化或电解液中包含的电解质盐(salt)等之间的相互作用所致，但不确定。因此，需要开发除了隔膜本身的耐热性提高外，在实际投入电解液的电池中耐热性也优异的隔膜。
[0004]【现有技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006](专利文献1)韩国公开专利公报第10
‑
2014
‑
00011136号(2014.01.28)

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]为了解决上述问题，本专利技术旨在提供一种除了隔膜本身的耐热性提高外，在内部存在电解液的电池中的耐热性也优异的隔膜。
[0009]技术方案
[0010]作为用于达到上述目的的一个方式，根据本专利技术的一个实现例，可提供一种二次电池用隔膜，是包括多孔性基材及形成于所述多孔性基材的至少一面上的无机物颗粒层的隔膜，用以下式(1)表示的电池内隔膜热收缩率S为8％以下，
[0011](1) S＝(A1‑
A2)/A1*100
[0012]所述式(1)中，
[0013]A1是所述隔膜的宽度方向长度，
[0014]A2是将包括负极、正极、电解液及所述隔膜的二次电池在150℃放置60分钟后，冷却至常温并拆解所述二次电池得到的隔膜的宽度方向长度。
[0015]并且，根据一个实现例，所述S可以是5％以下。
[0016]并且，根据一个实现例，可提供一种二次电池用隔膜，具有将所述隔膜制作成厚度
为5至50μm、宽度为5mm、长度为10mm的以MD方向及TD方向为长度方向的各个试片，将所述试片的两末端夹在金属夹具并设置于TMA腔体，每分钟升温5℃的过程中向下方以0.008N的力拉动时，MD方向及TD方向均在180℃以上的温度发生试片断裂的耐热性。
[0017]并且，在一个实现例中，所述无机物颗粒层可包含无机物颗粒和硅烷化合物的水解缩合物。
[0018]并且，在一个实现例中，所述硅烷化合物的水解缩合物可以是在弱酸性氛围水解且缩合被抑制的水解缩合物。
[0019]并且，在一个实现例中，所述硅烷化合物可以是用以下化学式1表示的化合物。
[0020][化学式1][0021]A
a
Si(OR)
b
[0022]所述化学式1中，A是氢、极性官能团或具有极性官能团的C1
‑
C10烷基，R独立地是氢或C1
‑
C5烷基，a是0至2，b是2至4，a+b是4。
[0023]并且，在一个实现例中，所述极性官能团可包括选自氨基、环氧基、羧基、羟基、酰胺基、硫醇基、酮基、酯基及醛基中的任意一种或两种以上。
[0024]并且，在一个实现例中，所述无机物颗粒的平均粒径可以是0.01至1μm。
[0025]并且，在一个实现例中，所述多孔性基材可以是表面包括极性官能团的。
[0026]并且，作为用于达到上述目的的另一方式，根据本专利技术的一个实现例，可提供一种二次电池用隔膜的制造方法，包括：(a)搅拌用以下化学式1表示的硅烷化合物、无机物颗粒、酸成分及水制备涂覆浆料的工程；以及(b)将制备的所述涂覆浆料涂覆于多孔性基材的至少一面上并干燥以形成无机物颗粒层的工程。
[0027][化学式1][0028]A
a
Si(OR)
b
[0029]所述化学式1中，A是氢、极性官能团或具有极性官能团的C1
‑
C10烷基，R独立地是氢或C1
‑
C5烷基，a是0至2，b是2至4，a+b是4。
[0030]并且，在一个实现例中，所述(a)的涂覆浆料可以是通过包括以下(a1)至(a3)的工程来制成的：
[0031](a1)准备含用所述化学式1表示的硅烷化合物及酸成分的酸水溶液的工程；
[0032](a2)搅拌无机物颗粒、酸成分及水以准备无机物浆料的工程；以及
[0033](a3)搅拌准备的所述无机物浆料及酸水溶液制备涂覆浆料的工程。
[0034]并且，在一个实现例中，所述(a3)的工程可以是在pH大于4且pH在7以下的弱酸性氛围执行。
[0035]并且，在一个实现例中，在所述(a2)的工程中准备的无机物浆料的pH和在所述(a1)的工程中准备的酸水溶液的pH之差的绝对值可以是1以下。
[0036]并且，在一个实现例中，所述(a)的制备涂覆浆料的工程可在pH大于4且pH在7以下的弱酸性氛围执行。
[0037]并且，在一个实现例中，所述硅烷化合物的极性官能团可包括选自氨基、环氧基、羧基、羟基、酰胺基、硫醇基、酮基、酯基及醛基中的任意一种或两种以上。
[0038]并且，在一个实现例中，所述酸成分可以是二氧化碳；或包括选自乙酸及乳酸的任意一种或两种的有机酸。
[0039]并且，在一个实现例中，所述涂覆浆料内化学式1的硅烷化合物和在所述(b)的工程中无机物颗粒的重量比可以是0.1至30:99.9至70。
[0040]并且，根据一个实现例的二次电池用隔膜的制造方法可以在所述(b)的工程之后还包括(c)老化形成有所述无机物颗粒层的多孔性基材的工程。
[0041]并且，在一个实现例中，所述多孔性基材可以是通过对表面进行亲水性表面处理来准备的。
[0042]并且，在一个实现例中，执行的所述亲水性表面处理可包括电晕放电处理及等离子体放电处理中一种以上。
[0043]并且，作为用于达到上述目的的另一方式，根据本专利技术的一个实现例，可提供一种包括根据上述实现例的二次电池用隔膜的二次电池。
[0044]技术效果
[0045]根据一个实现例，可以将预先调整pH后的酸水溶液及无机物浆料搅拌得到的涂覆浆料涂覆在多孔性基材上并干燥以准备形成有缩合被抑制的硅烷化合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池用隔膜，是包括多孔性基材及形成于所述多孔性基材的至少一面上的无机物颗粒层的隔膜，用以下式(1)表示的电池内隔膜热收缩率S为8％以下，(1) S＝(A1‑
A2)/A1*100所述式(1)中，A1是所述隔膜的宽度方向长度，A2是将包括负极、正极、电解液及所述隔膜的二次电池在150℃放置60分钟后，冷却至常温并拆解所述二次电池得到的隔膜的宽度方向长度。2.根据权利要求1所述的二次电池用隔膜，所述S为5％以下。3.根据权利要求1所述的二次电池用隔膜，具有将所述隔膜制作成厚度为5至50μm、宽度为5mm、长度为10mm的以MD方向及TD方向为长度方向的各个试片，将所述试片的两末端夹在金属夹具并设置于TMA腔体，每分钟升温5℃的过程中向下方以0.008N的力拉动时，MD方向及TD方向均在180℃以上的温度发生试片断裂的耐热性。4.根据权利要求1所述的二次电池用隔膜，所述无机物颗粒层包含无机物颗粒和硅烷化合物的水解缩合物。5.根据权利要求4所述的二次电池用隔膜，所述硅烷化合物的水解缩合物是在弱酸性氛围水解且缩合被抑制的水解缩合物。6.根据权利要求4所述的二次电池用隔膜，所述硅烷化合物是用以下化学式1表示的化合物，[化学式1]A
a
Si(OR)
b
所述化学式1中，A是氢、极性官能团或具有极性官能团的C1
‑
C10烷基，R独立地是氢或C1
‑
C5烷基，a是0至2，b是2至4，a+b是4。7.根据权利要求6所述的二次电池用隔膜，所述极性官能团包括选自氨基、环氧基、羧基、羟基、酰胺基、硫醇基、酮基、酯基及醛基中的任意一种或两种以上。8.根据权利要求4所述的二次电池用隔膜，所述无机物颗粒的平均粒径是0.01至1μm。9.根据权利要求1所述的二次电池用隔膜，所述多孔性基材在表面包括极性官能团。10.一种二次电池用隔膜的制造方法，包括：(a)搅拌用以下化学式1表示的硅烷化合物、无机物颗粒、酸成分及水制备涂覆浆料的工程；以及(b)将制备的所述涂覆浆料涂覆于多孔性基材的至少一面上并干燥以形成无机物颗粒层的工程，[化学式1]A

【专利技术属性】
技术研发人员：权兑旭，郭元燮，裵兴泽，李昌熙，
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：