本发明专利技术的隔膜包含：(a)具有孔的无纺布基底；(b)位于所述无纺布基底的孔中的热塑性细粉末，所述粉末具有小于所述孔的平均直径的平均直径以及低于无纺布基底熔点或分解点的熔点；以及(c)置于所述无纺布基底的至少一个表面上的多孔涂层，所述涂层含有无机颗粒与至少一种粘合剂聚合物的混合物，所述粘合剂聚合物的熔点高于所述热塑性细粉末的熔点或分解点，其中所述无机颗粒由所述粘合剂聚合物相互连接固定，并且由所述无机颗粒之间的间隙(interstitial?volume)形成涂层中的孔。根据本发明专利技术，可获得具有均匀多孔涂层的隔膜，因为所述多孔涂层在首先用热塑性细粉末填充无纺布基底中的大孔之后形成。因此，通过使用无纺布基底作为隔膜，可防止由于充电故障或漏电流(leak?current)所造成的CV间隔提高。此外，用热塑性细粉末，本发明专利技术的隔膜具有断路功能并甚至在热失控期间亦可通过均匀的多孔涂层维持电池的稳定性。
【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用于电化学装置如锂二次电池的隔膜、一种用于制造该隔膜的方法和一种包含该隔膜的电化学装置。更具体而言，本专利技术涉及一种其中由无机颗粒和至少一种粘合剂聚合物的混合物构成的多孔涂层形成于无纺布基底的至少一个表面上的隔膜， 一种制造该隔膜的方法，以及一种包含该隔膜的电化学装置。
技术介绍
最近，对能量存储技术的关注日益增长。随着能量存储技术的应用领域已延伸至移动电话、摄像机、笔记本电脑以及甚至电车，对电化学装置研发的努力逐渐具体化。电化学装置在这个层面上属于备受关注的领域，其中特别是能够反复充放电的二次电池的开发成为所有关注的焦点。在近些年来，已进行广泛的研发来设计用于改善电池电容密度和比能量的新电极和电池。现在使用的二次电池中，20世纪90年代早期研发的锂二次电池由于其比常规的基于水性电解质的电池例如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H2SO4-Pb电池具有更高的工作电压以及高得多的能量密度的优势而受到特别关注。然而，所述锂离子电池存在安全问题，例如由于使用有机电解质而引起的着火或爆炸，而且还有难以制造的缺点。虽然锂离子聚合物电池由于克服了上述锂离子电池的缺陷而成为新一代电池中的一种，但目前锂离子聚合物电池与锂离子电池相比电池容量相对较低，特别是低温下的放电容量不充分，因而对其的改善特别迫切。很多公司已生产出多种具有不同安全特征的电化学装置。极其重要的是评估并确保所述电化学装置的安全性。最重要的安全性考量为电化学装置的操作事故或故障不应对使用者造成伤害。为此目的，管理准则严格地限制了电化学装置的潜在危险例如着火和烟雾排放。对电化学装置特性而言，电化学装置的过热可能造成热失控或者隔膜的刺穿从而导致爆炸的可能性增加。特别是，通常用作电化学装置隔膜的多孔聚烯烃基底由于其材料特征和生产过程(包括延伸)的特点，在100°c以上的温度下发生严重热收缩。这种热收缩行为可能造成阴极和阳极之间的短路。为了解决电化学装置的以上安全性问题，已提出了一种形成有多孔涂层的隔膜， 该隔膜通过在高度多孔基底的至少一个表面上，用一种无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物涂覆而形成。例如，韩国未经审查的专利申请No. 2007-0019958公开了这样一种技术，其涉及一种在多孔基底上形成有由一种无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物构成的多孔涂层的隔膜。当所述包含多孔涂层的隔膜使用无纺布作为多孔基底时，由于该无纺布中存在较大的孔，造成充电故障或漏电流(leak current)，从而导致恒定电压(CV)区间变长的问题。此外，当在电池制造过程中向隔膜施加压力时，将该多孔涂层通过无纺布的大孔推入无纺布，从而造成以上问题变得更严重。同时，需要包含多孔涂层的隔膜具有断路功能以确保针对热失控具有改善的电池稳定性。
技术实现思路
技术问题本专利技术所要解决的课题是解决现有技术中的问题，提供一种在无纺布基底上形成有多孔涂层的隔膜，从而避免发生充电故障和漏电流(leak current)来防止恒定电压 (CV)区间变长，同时具有断路功能。本专利技术的另一目的为提供一种制造该隔膜的方法。本专利技术还有一个目的为提供一种包含该隔膜的电化学装置。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种隔膜，其包含(a)具有孔的无纺布基底；(b)位于所述无纺布基底孔中的热塑性细粉末，所述粉末具有小于所述孔的平均直径的平均直径以及低于无纺布基底熔点或分解点的熔点；以及(c)置于所述无纺布基底的至少一个表面上的多孔涂层，所述涂层含有无机颗粒与至少一种粘合剂聚合物的混合物，所述粘合剂聚合物的熔点高于所述热塑性细粉末的熔点或分解点，其中所述无机颗粒由所述粘合剂聚合物相互连接固定，并且由所述无机颗粒之间的间隙形成涂层中的孔。优选地，所述无纺布基底由平均粗细为0. 5至10 μ m的微纤维形成并且其中至少 50%的孔具有0. 1至70 μ m的长径。所述无纺布基底优选具有至少200°C的熔点或分解点，热塑性细粉末可为聚偏二氟乙烯、聚乙烯和聚苯乙烯等的细粉末。根据本专利技术的另一方面，提供一种制造隔膜的方法，该方法包括(Si)制备一种具有孔的无纺布基底，(S2)将热塑性细粉末分布于所述无纺布基底的至少一个表面上，所述粉末具有小于所述孔的平均直径的平均直径以及低于无纺布基底熔点或分解点的熔点；以及(S3)将无机颗粒分散于至少一种粘合剂聚合物的溶液中以制备一种浆液，所述粘合剂聚合物的熔点或分解点高于所述热塑性细粉末的熔点；将所述浆液施用于其上分布有细粉末的无纺布基底；并将所述浆液干燥以形成多孔涂层，其中所述无机颗粒通过粘合剂聚合物相互连接固定，并且由无机颗粒之间的间隙形成涂层中的孔。根据本专利技术的的隔膜可以插在阴极、阳极之间用于锂二次电池或超电容器装置等电化学装置。有益效果本专利技术的隔膜具有如下的结构其中多孔涂层形成于无纺布基底上，所述无纺布基底的大孔填充有热塑性细粉末。由于此结构，本专利技术的隔膜具有以下有益效果。第一，无纺布基底大孔中预先填充有热塑性细粉末使得该多孔涂层均勻，甚至在电池制造过程中将该隔膜压入时亦维持了该多孔涂层的均勻性。因此，可避免发生充电故障和漏电流，从而防止恒定电压(CV)区间变长。第二，当电化学装置中发生热失控时，热塑性细粉末熔化并堵塞无纺布孔，从而遏制电化学反应继续进行。第三，该多孔涂层甚至在当电化学装置的热失控对无纺布基底造成部分损害时亦能维持其形状。因此，可遏制电化学装置的阴极和阳极之间的短路，从而改善电化学装置的安全性。附图说明本专利技术的其它目的和方面将由以下参照附图对实施方案进行的描述变得明显，其中图1为实施例1中将热塑性细粉末分布于无纺布基底之后的无纺布基底的一幅横截面扫描电子显微镜(SEM)图像；并且图2为一幅示出实施例1和比较例2中所制造的电池的充电/放电特征的曲线图。 具体实施方案以下，详细描述本专利技术的优选实施方案。在进行描述之前，应理解本说明书和所附权利要求中所用术语不应解释为限定至宽泛的字典含义，而应在允许本专利技术专利技术人为获得最佳解释而对术语作适当限定的原则基础上，基于与本专利技术的技术层面相应的含义和概念进行解释。因此，本文中所作描述只是仅为示例说明目的的优选实例，不意欲对本专利技术的范围进行限制，所以应理解可在不违背本专利技术实质和范围的情况下对其作出其他等同和修改方案。本专利技术隔膜包含(a)具有孔的无纺布基底；(b)位于无纺布基底孔中的热塑性细粉末，该粉末具有小于无纺布基底孔的平均直径的平均直径以及低于无纺布基底熔点或分解点的熔点；以及(c)置于无纺布基底的至少一个表面上的多孔涂层，该涂层含有无机颗粒与至少一种粘合剂聚合物的混合物，所述粘合剂聚合物的熔点高于所述热塑性细粉末的熔点或分解点，其中所述无机颗粒由所述粘合剂聚合物连接固定，并且涂层中的孔由无机颗粒之间的间隙(interstitial volume)形成。(a)无纺布基底本专利技术的隔膜具备具有孔的无纺布基底。无纺布基底可以维持电化学装置的两个电极之间的绝缘。无纺布基底可为本领域中通常用作隔膜基底的那些中的任何一种。优选使用平均粗细为0. 5至10 μ m、更优选1至7 μ m的微纤维，使无纺布基底中全部孔的至少 50%具有0. 1至70 μ m的长径(最长直径)。具有多个长径小于0. 1 μ m的孔的无纺布难以生产。长径超过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：尹琇珍，朴必圭，金钟勋，柳振宁，金忍哲，李相英，
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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