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用于电化学装置的分隔件和包括其的电化学装置制造方法及图纸

技术编号:40948079 阅读:7 留言:0更新日期:2024-04-18 20:21
本公开内容涉及用于电化学装置的分隔件和包括其的电化学装置,所述用于电化学装置的分隔件包括在多孔聚合物支撑体的至少一个表面上并且包含无机填料和粘结剂聚合物的含无机物的多孔层,其中粘结剂聚合物包含第一粘结剂聚合物,以及第一粘结剂聚合物为当通过动态机械分析测量时具有在‑18℃至‑5℃的tanδ峰的聚(偏二氟乙烯‑共聚‑六氟丙烯)。根据本公开内容的一个实施方案的用于电化学装置的分隔件具有改善的与电极的粘合特性和在高温下的安全性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开内容的一个实施方案涉及用于电化学装置的分隔件和包括其的电化学装置。本申请要求于2021年7月20日在韩国提交的韩国专利申请第2021-0095122号、第2021-0095123号和第2021-0095124号的优先权,其公开内容通过引用并入本文。


技术介绍

1、近来,储能技术日益受到关注。随着储能技术的应用领域扩展到移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑以及甚至电动汽车,对用作电子装置的电源的电池的高能量密度的需求不断增长。锂二次电池是满足该需求的最佳电化学装置,并且正在对锂二次电池进行许多研究。

2、在锂二次电池的制造和使用中,确保锂二次电池的安全性是一项挑战。特别地,通常用于锂二次电池的分隔件由于其材料特性和工序特性而在高温情形下表现出严重的热收缩行为,从而引起安全性问题例如内部短路。

3、为了解决该安全性问题,已提出了包括涂覆有无机填料和粘结剂聚合物的混合物的多孔聚合物支撑体的分隔件。然而,在这种情况下,由于所使用的粘结剂聚合物的熔融温度tm值为约120℃,因此分隔件在例如150℃的高温下仍表现出热收缩行为。另外地,当将分隔件和电极堆叠以形成电极组件时,电极和分隔件由于层间粘合性不足而彼此分离,并且进而分离的无机填料可能在电化学装置中充当局部缺陷。


技术实现思路

1、技术问题

2、本公开内容旨在提供具有改善的与电极的粘合特性和高温下的安全性的用于电化学装置的分隔件和包括其的电化学装置。

3、技术方案

4、为了解决上述问题,根据本公开内容的一个方面,提供了以下实施方案的用于电化学装置的分隔件。

5、第一实施方案涉及用于电化学装置的分隔件,所述用于电化学装置的分隔件包括:

6、多孔聚合物支撑体;和

7、在多孔聚合物支撑体的至少一个表面上并且包含无机填料和粘结剂聚合物的含无机物的多孔层,

8、其中粘结剂聚合物包含第一粘结剂聚合物,以及

9、第一粘结剂聚合物为当通过动态机械分析测量时具有在-18℃至-5℃的tanδ峰的聚(偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯)。

10、根据第二实施方案,在第一实施方案中,

11、基于100重量%的偏二氟乙烯重复单元的量和六氟丙烯重复单元的量的总和,第一粘结剂聚合物中的六氟丙烯重复单元的量可以为4重量%至22重量%。

12、根据第三实施方案,在第一实施方案或第二实施方案中,

13、粘结剂聚合物还可以包含第二粘结剂聚合物,以及

14、第二粘结剂聚合物可以为当通过动态机械分析测量时具有在-11℃至0℃的tanδ峰的聚(偏二氟乙烯-共聚-氯三氟乙烯)。

15、根据第四实施方案,在第三实施方案中,

16、第二粘结剂聚合物的熔融温度可以为155℃或更高。

17、根据第五实施方案,在第三实施方案或第四实施方案中,

18、基于100重量%的偏二氟乙烯重复单元的量和氯三氟乙烯重复单元的量的总和,第二粘结剂聚合物中的氯三氟乙烯重复单元的量可以为10重量%至30重量%。

19、根据第六实施方案,在第三实施方案至第五实施方案的任一者中,

20、第一粘结剂聚合物与第二粘结剂聚合物之间的重量比可以为50:50至95:5。

21、根据第七实施方案,在第一实施方案至第六实施方案的任一者中,

22、含无机物的多孔层的厚度可以为10μm或更小。

23、根据第八实施方案,在第一实施方案至第七实施方案的任一者中,

24、将用于电化学装置的分隔件在130℃下静置1小时之后,在机器方向(md)和横向方向(td)的每一者上的热收缩率可以为25%或更小。

25、根据第九实施方案,在第一实施方案至第八实施方案的任一者中,

26、将用于电化学装置的分隔件在150℃下静置30分钟之后,在机器方向(md)和横向方向(td)的每一者上的热收缩率可以为55%或更小。

27、根据第十实施方案,在第一实施方案至第九实施方案的任一者中,

28、用于电化学装置的分隔件可以具有40gf/25mm或更大的电极粘合特性。

29、根据第十一实施方案,在第一实施方案至第十实施方案的任一者中,

30、第一粘结剂聚合物可以为具有γ-晶型的聚(偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯)。

31、根据第十二实施方案,在第一实施方案至第十一实施方案的任一者中,

32、第一粘结剂聚合物的熔融温度可以为155℃或更高。

33、为了解决上述问题,根据本公开内容的一个方面,提供了以下实施方案的电化学装置。

34、第十三实施方案涉及电化学装置,所述电化学装置包括:

35、正电极和负电极,以及介于正电极与负电极之间的用于电化学装置的分隔件,

36、其中用于电化学装置的分隔件在第一实施方案至第十二实施方案的任一者中限定。

37、有益效果

38、根据本公开内容的一个实施方案的用于电化学装置的分隔件包含当通过动态机械分析测量时具有在-18℃至-5℃的tanδ峰的聚(偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯),从而改善与电极的粘合特性并减小在高温下的热收缩。

39、根据本公开内容的一个实施方案的用于电化学装置的分隔件包含当通过动态机械分析测量时具有在-18℃至-5℃的tanδ峰的聚(偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯)和当通过动态机械分析测量时具有在-11℃至0℃的tanδ峰的聚(偏二氟乙烯-共聚-氯三氟乙烯),从而改善与电极的粘合特性并减小在高温下的热收缩。

40、根据本公开内容的一个实施方案的用于电化学装置的分隔件包含用于与电极的粘合特性的第一粘结剂聚合物和用于多孔聚合物支撑体与含无机物的多孔层之间的粘合特性的第二粘结剂聚合物,从而改善与电极的粘合特性。

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【技术保护点】

1.一种用于电化学装置的分隔件,包括:

2.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中基于100重量%的偏二氟乙烯重复单元的量和六氟丙烯重复单元的量的总和,所述第一粘结剂聚合物中的六氟丙烯重复单元的量为4重量%至22重量%。

3.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述粘结剂聚合物还包含第二粘结剂聚合物,以及

4.根据权利要求3所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述第二粘结剂聚合物的熔融温度为155℃或更高。

5.根据权利要求3所述的用于电化学装置的分隔件,其中基于100重量%的偏二氟乙烯重复单元的量和氯三氟乙烯重复单元的量的总和,所述第二粘结剂聚合物中的氯三氟乙烯重复单元的量为10重量%至30重量%。

6.根据权利要求3所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述第一粘结剂聚合物与所述第二粘结剂聚合物之间的重量比为50:50至95:5。

7.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述含无机物的多孔层的厚度为10μm或更小。

8.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中将所述用于电化学装置的分隔件在130℃下静置1小时之后,在机器方向(MD)和横向方向(TD)的每一者上的热收缩率为25%或更小。

9.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中将所述用于电化学装置的分隔件在150℃下静置30分钟之后,在机器方向(MD)和横向方向(TD)的每一者上的热收缩率为55%或更小。

10.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述用于电化学装置的分隔件具有40gf/25mm或更大的电极粘合特性。

11.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述第一粘结剂聚合物为具有γ-晶型的聚(偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯)。

12.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述第一粘结剂聚合物的熔融温度为155℃或更高。

13.一种电化学装置,包括:

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于电化学装置的分隔件,包括:

2.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中基于100重量%的偏二氟乙烯重复单元的量和六氟丙烯重复单元的量的总和,所述第一粘结剂聚合物中的六氟丙烯重复单元的量为4重量%至22重量%。

3.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述粘结剂聚合物还包含第二粘结剂聚合物,以及

4.根据权利要求3所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述第二粘结剂聚合物的熔融温度为155℃或更高。

5.根据权利要求3所述的用于电化学装置的分隔件,其中基于100重量%的偏二氟乙烯重复单元的量和氯三氟乙烯重复单元的量的总和,所述第二粘结剂聚合物中的氯三氟乙烯重复单元的量为10重量%至30重量%。

6.根据权利要求3所述的用于电化学装置的分隔件,其中所述第一粘结剂聚合物与所述第二粘结剂聚合物之间的重量比为50:50至95:5。

7.根据权利要求1所述的用于电化学装置的分隔...

【专利技术属性】
技术研发人员:金凤泰李柱成文星植李娥英郑吉安韩诚宰
申请(专利权)人:株式会社LG化学
类型:发明
国别省市:

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