电化学装置及其制造方法制造方法及图纸

一种电化学装置包括一种电极结构，所述电极结构装备有一个复合隔膜，所述复合隔膜具有：一个具有多个孔的多孔基底，以及一个形成于所述多孔基底的至少一个表面上、并由电极活性材料颗粒和粘合剂聚合物的混合物制成的多孔涂层。所述复合隔膜的多孔涂层可提高多孔基底的热稳定性，并起到电化学装置中电极活性材料层的作用。因此，所述电化学装置具有优良的稳定性和良好的经济效益，这是因为所述电极结构不需要在集电器的表面涂布电极活性材料层。

【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，更具体而言涉及一种应用如下电极结构的电化学装置，所述电极结构具有一种复合隔膜，在所述复合隔膜中，由填料颗粒和粘合 剂聚合物的混合物形成的一层多孔涂层形成于一个多孔基底的表面上。
技术介绍
近来，储能技术已经引起越来越多的关注。电池作为能量来源已经被广泛地用于 移动电话、可携式摄像机、笔记本电脑、PC机和电动汽车领域，引起了对它们的深入研发。就 这一点而言，电化学装置是受到极大关注的主题之一。特别是，可再充电的二次电池的开发 已成为关注的焦点。近来，在二次电池领域已经集中进行了能够改善容量密度和比能的新 电极和新电池的研发。 在目前使用的二次电池中，于20世纪90年代初期开发的锂二次电池与使用液体 电解质溶液的常规电池、如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H2S04-Pb电池相比，具有更高的驱动 电压和高得多的能量密度。因而，锂二次电池已被有利地使用。然而，这种锂二次电池的缺 点在于，其中所使用的有机电解液可能导致诸如电池燃烧和爆炸等安全方面的问题，而且 这种电池的制造方法复杂。最近，锂离子聚合物电池由于克服了锂离子电池的上述缺点，而 被认为是下一代的电池的代表之一。然而，锂离子聚合物电池与锂离子电池相比电池容量 相对较低并且在低温下的放电容量不足，因此锂离子聚合物电池的这些缺点仍亟待解决。 这种电化学装置已由多家公司生产，并且在电化学装置中具有不同层次的电池稳 定性。因此，评估并确保电化学电池的稳定性是重要的。首先应考虑的是，电化学装置的错 误操作应当不会对用户造成伤害。为此，安全规程对电化学装置起火和爆炸作了严格的规 定。在电化学装置的稳定特性中，电化学装置的过热可引起热失控，而当隔膜穿孔时可能发 生爆炸。特别是，常用作电化学装置隔膜的聚烯烃多孔基底因其材料和制造方法例如拉伸 的特征而在IO(TC或更高的温度下表现出极度的热收縮性，从而可能在阴极和阳极之间发 生短路。 为了解决上述电化学装置有关安全方面的问题，韩国公开专利申请 10-2006-41649、 10-2006-72065和10-2007-231公开了一种具有多孔涂层的复合隔膜，所 述多孔涂层通过用一种填料颗粒——如无机颗粒——和粘合剂聚合物的混合物涂布具有 多个孔的多孔基底的至少一个表面而形成。在所述复合隔膜中，形成于多孔基底上的多孔 涂层中的无机颗粒可作为一种间隔物以保持多孔涂布层的物理形状，因此当所述电化学装 置过热时，无机颗粒会抑制多孔基底的热收縮。另外，无机颗粒间存在间隙体积，从而形成 细孔。 如上所述，形成于多孔基底上的多孔涂层有助于提高电化学装置的稳定性。常用 于形成多孔涂层的填料颗粒使用BaTi03、 Pb (Zr， Ti) 03 (PZT) 、 Zr02、 Si02、 A1203、 1102、磷酸锂 (Li3P04)、锂钛磷酸盐(LixTiy(P04)3，0 < x < 2，0 < y < 3)等，但这些填料颗粒不能代替电 极活性材料在电特征方面的功能。因此，可将具有多孔涂层的复合隔膜插入用阴极活性材活性材料涂布的阳极集电器之间，从而将其装配至电极结构中。所述电极结构需要经过一个多孔涂层涂布过程和一个电极活性材料涂布过程，因此其经济效益由于复杂的制造方法而降低。
技术实现思路
技术问题 本专利技术的一个目标是提供一种具有优良热稳定性和良好经济效益的电化学装置，这通过将多孔涂布层应用于多孔基底而实现。 本专利技术的另一个目标是提供一种以简单、经济的方式制造具有优良热稳定性的电化学装置的方法。 技术方案 为了实现以上目标，本专利技术提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括(a) —个复合隔膜，所述隔膜具有一个具有多个孔的多孔基底， 一个形成于所述多孔基底的上表面、并由阴极活性材料颗粒和第一粘合剂聚合物的混合物制成的第一多孔涂层，以及一个形成于所述多孔基底的下表面、并由阳极活性材料颗粒和第二粘合剂聚合物的混合物制成的第二多孔涂层；(b) —个制造为朝向所述第一多孔涂层的阴极集电器；以及(C) 一个制造为朝向所述第二多孔涂层的阳极集电器。 在本专利技术的另一方面，还提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括(a) —个复合隔膜，所述隔膜具有一个具有多个孔的多孔基底，以及一个形成于所述多孔基底的上表面、并由阴极活性材料颗粒和第一粘合剂聚合物的混合物制成的第一多孔涂层；(b) —个制造为朝向所述第一多孔涂层的阴极集电器；以及(C) 一种制造为朝向所述多孔基底的下表面的、由一个阳极组成的电极结构，在所述阳极中，阳极活性材料层形成于阳极集电器的上表面。 在本专利技术的又一方面，还提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括(a) —个复合隔膜，所述复合隔膜具有一个具有多个孔的多孔基底，以及一个形成于所述多孔基底的下表面、并由阳极活性材料颗粒和第二粘合剂聚合物的混合物制成的第二多孔涂层；(b)一个制造为朝向所述第二多孔涂层的阳极集电器；以及(c) 一种制造为朝向所述多孔基底的上表面的、由一个阴极组成的电极结构，在所述阴极中，阴极活性材料层形成于阴极集电器的下表面。 为了实现以上目标，本专利技术还提供了一种制造电化学装置的方法，所述方法包括(Sl)将其中分散有阴极活性材料颗粒的第一粘合剂聚合物溶液施用于一个具有多个孔的多孔基底的上表面，然后干燥所述第一粘合剂聚合物溶液，以制造一个具有第一多孔涂层的多孔基底；(S2)将其中分散有阳极活性材料颗粒的第二粘合剂聚合物溶液施用于所述具有第一多孔涂层的多孔基底的下表面，然后干燥所述第二粘合剂聚合物，以制造一个具有第二多孔涂层的复合隔膜；以及(S3)将所述复合隔膜插入阴极集电器和阳极集电器之间，以使所述复合隔膜的第一和第二多孔涂层彼此相对，以制造一种电极结构。 在本专利技术的另一方面，还提供了一种制造电化学装置的方法，所述方法包括(S1)将其中分散有阴极活性材料颗粒的第一粘合剂聚合物溶液施用于一个具有多个孔的多孔基底的上表面，然后干燥所述第一粘合剂聚合物溶液，以制造具有第一多孔涂层的复合隔6膜；(S2)制造一个阳极，其中一种阳极活性材料层形成于一个阳极集电器的上表面；以及(S3)将所述复合隔膜插入一个阴极集电器和所述阳极集电器之间，以使所述复合隔膜的第一多孔涂层朝向所述多孔基底的下表面，以制造一种电极结构。 在本专利技术的又一方面，还提供了一种制造电化学装置的方法，所述方法包括(S1)将其中分散有阳极活性材料颗粒的第二粘合剂聚合物溶液施用于一个多孔基底的下表面，然后干燥所述第二粘合剂聚合物，以制造一个具有第二多孔涂层的复合隔膜；(S2)制造一个阴极，其中一个阴极活性材料层形成于一个阴极集电器的下表面；以及(S3)将所述复合隔膜插入所述阴极集电器和一个阳极集电器之间，以使所述复合隔膜的第二多孔涂层朝向所述多孔基底的上表面，以制造一种电极结构。附图说明 图1为示出本专利技术一个实施方案的电化学装置的电极结构中所提供的复合隔膜的示意性截面图。 图2至4为分别示出本专利技术的电化学装置的电极结构实例的示意性分解截面图。 图5为示出实施方案1的电池和常规电池的容量测量结果的图。具体实施例方式以下将参考附图详细描述本专利技术。在描述之前，应理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于常规含义和字典中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学装置，包括：（ａ）一个复合隔膜，所述隔膜具有：一个具有多个孔的多孔基底，形成于所述多孔基底的上表面、并由阴极活性材料颗粒和第一粘合剂聚合物的混合物制成的第一多孔涂层，以及形成于所述多孔基底的下表面、并由阳极活性材料颗粒和第二粘合剂聚合物的混合物制成的第二多孔涂层；（ｂ）一个制备为朝向所述第一多孔涂层的阴极集电器；以及（ｃ）一个制备为朝向所述第二多孔涂层的阳极集电器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴必圭，李相英，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]