为了避免在锂离子蓄电池或电池中的阳极和阴极之间的电子短路，必须存在具有最小电子传导能力的阳极和阴极的电子分离。为此，通常采用由含有传导锂离子的盐的和陶瓷颗粒的聚丙烯或类似聚合物制成的多孔薄膜、无纺布或网络形式的分离层（分离器）。公知的分离层的缺点是小的热的承载能力并因此在一定条件下是尤其在具有高能量含量的大容积的实施形式中小的运行安全性、费事的制造方法以及采用在分离层中的化学材料的复杂的交互作用。根据本发明专利技术因此建议了一种分离层，在该分离层中，在制造分离层时，将传导锂离子的盐和陶瓷颗粒嵌入在由聚合物或聚合物类型物质制成的有机的基质中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分离锂离子蓄电池或锂离子电池中的阳极和阴极的分罔层本专利技术涉及一种用于分离在锂离子蓄电池或锂离子电池中的阳极和阴极的分离层(分离器)，以及一种用于其制造的方法。以由聚丙烯或类似聚合物制成的多孔薄膜、无纺布或网络形式的分离层，以及正如例如从DE 102 55 122 Al中所公开的，含有传导锂离子的盐的陶瓷分离层(商业名称 “S印arion”)，是当今的现有技术。对于这种分离层所提出的要求是高的为了避免在阳极和阴极之间的电子短路，必须存在阳极和阴极之间的具有最小电子传导性的电子分离。确保尤其是锂离子的高的离子传导能力，和以此所实现的蓄电池和电池的与此相联系的微小的内阻。用于散出在蓄电池和电池的运行中所产生热量的高的导热能力。在过载情况下的关断功能，用于尤其是针对例如在机动车领域中的大容积应用而维持原则上的功能和提高总的运行安全性。绝对的无水性，和没有在各个材料之间的不希望的反应。公知的分离层的缺点是小的热承载能力，和因此决定了尤其是在具有高能量含量的大容积的实施形式情况下小的运行安全性、费事的制造方法，以及采用在分离层中的化学材料的复杂的交互作用。尤其是在陶瓷的分离层(分离器)中，需要多个过程步骤和复杂化学的互相作用， 以便在物理的、电的和化学的参数方面达到所希望的特性。该公知解决方案的基本原理是， 在作为机械的基本骨架的例如聚酯、聚丙烯腈或聚烯烃的聚合物薄膜上施加例如由Al2O3 或SW2制成的陶瓷泥釉，该泥釉的粘附性必须通过添加例如像硅烷那样的增附剂来提高。 陶瓷的颗粒于是在蓄电池复合物或电池复合物中，在一定程度上作为在阳极和阴极之间的间距保持器起作用，并且作为热导体负责散出热能。附加地施加了由蜡、低熔点的聚合物和类似物制成的断路层，它们在过载情况下封闭高多孔性薄膜的孔隙，并且因此防止了蓄电池或电池的烧毁。由聚合物薄膜、陶瓷泥釉、增附剂和断路颗粒(Abschaltpartikel)组成的该复杂的多孔的复合物，于是用作诸如LiPF6或LiBOB的传导锂离子的盐的载体材料，其中又必须将这些盐溶解在低熔点的离子液体中。于是在一个其它的步骤中用该盐溶液完全浸渍和浸湿载体薄膜，然后才达到所希望的特性。本专利技术的任务是提供一种排除了当前现有技术的存在缺点的分离层(分离器)。尤其是应在蓄电池或电池的至少相同的效率的情况下，与由聚丙烯或类似聚合物制成的或建立于其上的分离层相比较，应提供一种更紧凑的和可以显著更简单制造的分离层。根据本专利技术通过一种按照权利要求1的由基于由聚合物或聚合物类型物质组成的有机基质(Matrix)的薄膜制成的分离层以及通过一种按照权利要求15的用于制造这种薄膜的方法来解决该任务。在从属权利要求中请求保护本专利技术的有利的扩展方案。泥釉溶液的新式分离层(分离器)所组成。为了制造本专利技术的分离层，首先将所谓的粘合剂溶解在有机的溶剂中，并通过例如在溶解器、制导射束混合器或研磨机中的合适的混合过程制作所谓的预制泥釉 (Vorschlichker)。有利地采用聚合物或聚合物类型物质，由其制成的分离层用这些聚合物或聚合物类型物质具有高的锂离子传导能力。这例如是来自所谓的无机有机混合聚合物的材料等级的聚合物，这些混合聚合物也是在Ormocere的名称下公知的。这些聚合物或聚合物类型的物质，以0.5重量％至30重量％ (以重量百分比的数量份额)的份额，优选以1重量％至15 重量％的份额得到采用。除此之外，该聚合物或聚合物类型物质的、基本上含有硅氧烷的骨架的无机份额负责由其制成的分离层的高的热的、机械的和电化学的稳定性。将具有直至5重量％份额、优选具有小于3重量％份额的从现有技术中公知的软化剂以及具有直至5重量％份额、优选具有小于3重量％份额的分散剂混入该预制泥釉中， 可以是有帮助的。软化剂负责以后的分离层的某种柔软性，并且分散剂有助于使分离层的组分均勻分布。有利地给该预制泥釉添加具有直至30重量％份额、优选具有直至10重量％份额的所谓的断路颗粒，这些断路颗粒负责在分离层中在蓄电池或电池中的以后的运行中，在热过载的情况下或在例如机械故障的另外的干扰时，局部地使分离层的功能失效，而此时一般不危及蓄电池或电池的功能。这些颗粒的大小在数量级上位于盐或陶瓷颗粒的数量级上，在0.5Mmfli 5 mZ间，优选在 1 3 |1_之间。断路颗粒可以是蜡或低熔点的聚合物，这些蜡或低熔点的聚合物在热过载时熔化并且局部地包围薄膜的颗粒，并且抑制锂离子的传导或防止电子短路。作为其它的组分，于是给该预制泥釉添加了具有直至90重量％份额、优选具有小于80重量％份额的例如由Al2O3，SiO2, TiO2, ZrO2, AlN或其混合物制成的陶瓷粉末。所述粉末的颗粒大小位于0. Olmm和10 μ_之间，优选在0.5 μ·和5 μ_之间，并且特点在于紧密的粒度分布。通过这些颗粒特性，可以以在20 mm 30 ym之间数量级上的薄膜形式制造很薄的分离层。分离层中的陶瓷颗粒还承担了骨架形成，因此负责在阳极和阴极之间的限定的间距，并且由于它们的电绝缘特性而防止了电子短路。由于它们的热特性，尤其是较高的热传导能力，陶瓷颗粒还负责在蓄电池或电池运行中所产生的热能的均勻分布，并负责向外部散热。因此可以很有效地冷却装备了根据本专利技术制造的分离层的蓄电池和电池。作为给预制泥釉溶液的最重要的添加物，在考虑能传导离子的聚合物或聚合物类型物质的份额情况下，需要对于高锂离子传导能力主要负责的、具有10容积％(以容积百分比的数量份额)至50容积％份额的优选具有20容积％至30容积％份额的电解盐。作为电解盐可以考虑多种Li化合物例如LiPF6, LiBF4,亚胺基锂Li ， 甲基锂 Li , LiBOB (锂双草酸硼酸盐(Lithium-bis-oxalatoborat))，LiTFSi。盐颗粒的颗粒大小和粒度分布是在像陶瓷颗粒的数量级那样的类似数量级上。盐的和有时需要的添加剂的份额应有利地位于渗滤阈之上，该渗滤阈与颗粒形状和能传导离子的聚合物或聚合物类型物质的份额有关地典型位于20容积％至30容积％中， 即为了形成有效的锂离子传导，盐应该在分离层中均勻并且互相联系地分布，使得形成能传导的网络。在向预制溶液添加陶瓷颗粒和盐颗粒之后必须使泥釉均质化，即应该尽可能使所有的组分均勻地分布，并应在薄膜浇铸或薄膜拉伸的其它过程步骤中维持该分布。可以通过标准混合方法，例如在滚筒研磨机中用若干小时直至若干天的混合持续时间进行泥釉的均质化。在此之后，将用于散出热能的并且作为用于避免在阳极和阴极之间的电子短路的间距保持器的陶瓷颗粒、用于确保锂离子传导能力的传导锂离子的电解盐、以及必要时将在过载时或有干扰情况下用于局部关断蓄电池或电池的断路颗粒，在用于制造生薄膜 (Gruenfolie)的泥釉中互相组合和均勻地分布。随后用从现有技术中公知的方法，可将如此制作的浇铸泥釉，要么浇铸要么拉伸成薄膜。在薄膜浇铸时，将本专利技术的泥釉借助浇铸靴和刮泥刀装置在承载带上均质化和均勻地浇铸出，并且在干燥设备中加工成柔软的和机械上稳定的约20 Hm至30 UfII薄的薄膜形式的本专利技术分离层。在60 T和120 eC之间的温度下在少于5小时的时间区间上进行干燥。其不会引起断路颗粒熔化。重要的是，由分离本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 用于分离锂离子蓄电池或电池中的阳极和阴极的分离层（分离器），其中，所述分离层具有传导锂离子的盐和陶瓷颗粒，其特征在于，在制造分离层时，将传导锂离子的盐和陶瓷颗粒嵌入由聚合物或聚合物类型物质制成的有机基质中。
【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：A克尔恩贝格尔，
申请(专利权)人：陶瓷技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE
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