本发明专利技术涉及一种隔膜，包含多孔基材；和多孔涂层，其形成在该多孔基材的至少一个表面上并且包含表面涂布有偶联剂且具有1-10μm的平均直径的第一无机颗粒、表面涂布有偶联剂且具有50-500nm的平均直径的第二无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物。根据本发明专利技术隔膜的制造方法，最小化机械化学反应，由此防止不必要的物质生成并且易于引入功能性颗粒，因此，本发明专利技术的隔膜具有优良的热稳定性，并且因引入功能性颗粒可以阻止电化学装置的性能下降，其中，所述隔膜具有包含涂布有偶联剂的两种无机颗粒的多孔涂层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种隔膜，包含多孔基材；和多孔涂层，其形成在该多孔基材的至少一个表面上并且包含表面涂布有偶联剂且具有1-10μm的平均直径的第一无机颗粒、表面涂布有偶联剂且具有50-500nm的平均直径的第二无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物。根据本专利技术隔膜的制造方法，最小化机械化学反应，由此防止不必要的物质生成并且易于引入功能性颗粒，因此，本专利技术的隔膜具有优良的热稳定性，并且因引入功能性颗粒可以阻止电化学装置的性能下降，其中，所述隔膜具有包含涂布有偶联剂的两种无机颗粒的多孔涂层。【专利说明】含有多孔涂层的隔膜及含有该隔膜的电化学装置
本专利技术涉及一种用于电化学装置的隔膜以及具有该隔膜的电化学装置。更具体而言，本专利技术涉及一种隔膜，其中在多孔基材的至少一个表面上形成包含具有不同尺寸的无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的多孔涂层，以及含有该隔膜的电化学装置。
技术介绍
近来，对储能技术已有越来越浓厚的兴趣。电池作为能源已广泛用于手机、摄像机、笔记本电脑、PC和电动汽车的领域，使得对其进行更深入的研究和开发。在这方面，电化学装置是饶有兴趣的课题之一。特别是，可充电的二次电池的开发已是关注的焦点。近来，对这类电池的研究和开发集中在设计新电极和电池以提高容量密度和比能上。目前，许多二次电池是可利用的。在这些二次电池之中，在二十世纪九十年代早期开发的锂二次电池由于其相对于常规的基于含水电解质的电池(例如，N1-MH, N1-Cd和硫酸铅电池)具有更高的工作电压和更高能量密度的优势已引起了特别的关注。然而，当这类锂离子电池遇到使用有机电解质时，会遭遇例如火或者爆炸的安全问题，并且不利的是其制造复杂。在尝试克服锂离子电池的缺点中，已在开发锂离子聚合物电池作为下一代的电池。相比锂离子电池，仍迫切需要更多的研究以提高锂离子聚合物电池的相对低的容量和不足的低温放电容量。许多公司已经生产了具有不同安全特性的各种电化学装置。评估和确保这些电化学装置的安全性是特别重要的。对安全最重要的考虑事项是电化学装置的运行故障或失灵不应引起对使用者的伤害。为此，监管指南严格限制电化学装置的潜在危险(例如火和烟排放)。电化学装置的过热可引起热耗散或者隔膜的穿孔可增加爆炸风险。特别是，通常用作电化学装置的隔膜的多孔聚烯烃基材，由于其材料特性和生产过程，包括伸长，在温度100°c或更高的温度下会经历严重的收缩。该热收缩的行为可引起阴极和阳极之间的电短路。为了解决上述的电化学装置的安全问题，已做的尝试为使用具有熔点和分解点高于聚乙烯的纤维制成而没有过度的热收缩的耐热无纺布作为隔膜。同时，已提出包含高度多孔的基材和形成在多孔基材的至少一个表面上的多孔有机/无机涂层的隔膜，其中多孔涂层通过用一种过量无机颗粒和一种粘合剂聚合物的混合物涂布形成。多孔有机/无机涂层包含具有优良耐热性的无机颗粒，当电化学装置过热时其防止阴极和阳极之间的短路。这类多孔有机/无机涂层可通过借助高能碾磨过程粉碎无机颗粒、将粉碎的无机颗粒与一种粘合剂聚合物混合获得浆料，并且将所获得的浆料涂布在多孔基材上而形成。然而，粉碎无机颗粒的高能碾磨过程可引起机械化学反应(mechanochemical reaction),其中粉碎的无机颗粒与空气或者其他原料反应产生不必要的物质。因此机械化学反应应被控制。特别是，在多孔有机/无机涂层中引入功能性颗粒以控制电化学装置中的这类副反应的情况下，存在这种新的原料可引起其他机械化学反应的问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决现有技术的这些问题，因此本专利技术的一个目的是提供一种隔膜及其制造方法、以及包含该隔膜的电化学装置，其中，该隔膜包含能够最小化机械化学反应以阻止不必要的物质产生的多孔涂层。技术方案根据本专利技术的一方面，其提供了包含多孔基材；和多孔涂层的隔膜；该多孔涂层形成在所述多孔基材的至少一个表面上，并且包含表面涂布有偶联剂且具有1-10 μ m的平均直径的第一无机颗粒、表面涂布有偶联剂且具有50-500nm的平均直径的第二无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物。第一无机颗粒与第二无机颗粒的重量比优选在50:50-90:10的范围内。多孔涂层可进一步包含功能性颗粒。功能性颗粒的实例可包括但不限于水清除剂(water scavenger)、Mn 清除剂(Mn scavenger)和 HF (HF scavenger)清除剂。本专利技术所使用的多孔基材可以是膜(membrane)或者无纺布形式。多孔基材可以为聚烯烃基多孔基材，但是不限于此。聚烯烃基多孔基材优选聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戍烯。而且，本专利技术使用的第一和第二无机颗粒可选自具有介电常数为5或更高的无机颗粒、具有传输锂离子能力的无机颗粒，以及其混合物。具有介电常数为5或更高的无机颗粒的实例包括BaTi03、Pb (Zrx, Ti1J O3 (PZT,O < X < I) > Pb1^LaxZr ^yTiyO3 (PLZT, O < x < I, O < y < I)、(1-χ) Pb (Mg1/3Nb2/3)O3-XPbTiO3 (ΡΜΝ-ΡΤ,Ο < x < I)、二氧化铪(HfO2)、SrTiO3> SnO2, CeO2, MgO, NiO、CaO, ZnO,ZrO2, Si02、Y203、A1203、SiC、TiO2 无机颗粒及其混合物。同样，具有传输锂离子能力的无机颗粒的实例包括磷酸锂(Li3PO4)、磷酸钛锂(LixTiy (PO4) 3，0<x<2，0<y<3)、磷酸钛铝锂(LixAlyTiz (PO4) 3，0<x<2，0<y<l，O < z < 3)、(LiAlTiP)xOy 型玻璃(O < X < 4,0 < y < 13)、钛酸镧锂(LixLayTiO3, O < x<2，0<y<3)、硫代磷酸锗锂(LixGeyPzSw，0 < X < 4，0 < y < 1，O < z < 1，O < w < 5)、氮化锂(LixNy,0 < X < 4,0 < y < 2)、SiS2 型玻璃(LixSiySz,O < x < 3,0 < y < 2,0 < z<4)、P2S5 型玻璃(LixPySz,O < X < 3,0 < y < 3,0 < z < 7)、无机颗粒及其混合物。本专利技术使用的粘合剂聚合物的实例包括聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯(polyvinylidene fluoride-co-hexafIuoropropyIene)> 聚偏 氟乙 烯-共-三氯乙烯(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene)> 聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丙烯酸丁酯(polybutylacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylon itriIe)、聚乙烯吡咯烧酮(polyvinylpyrr本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种隔膜，包含多孔基材；和多孔涂层，其形成在所述多孔基材的至少一个表面上，并且包含表面涂布有偶联剂且具有1‑10μm的平均直径的第一无机颗粒、表面涂布有偶联剂且具有50‑500nm的平均直径的第二无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物。
【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：庾亨均，金钟勋，洪章赫，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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