[发明专利]隔膜的制备方法、由该方法制备的隔膜和含有该隔膜的电化学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备电化学装置——例如锂二次电池——的隔膜的方法、由该方法制备的隔膜和包含该隔膜的电化学装置。

背景技术

本申请要求2009年11月27日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2009-0115568和2010年11月25日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2010-0117922的优先权，这些专利申请的全部内容通过引用纳入本说明书。

近来，对能量贮存技术的关注日益增加。由于能量贮存技术的应用领域已延伸至便携式电话、摄录一体机（camcorder）、笔记本电脑及电动车，因此对电化学装置的研究和开发作出了越来越多的努力。在此情形下，特别是可充电二次电池作为最有前景的电化学装置已引起极大的关注。近年来，为改进电池容量密度和比能而对新的电极和电池的设计进行了广泛研究和开发。

当前，已经有许多二次电池。20世纪90年代初期开发的锂二次电池，由于其比基于含水电解质的常规电池（例如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H₂SO₄-Pb电池）具有更高的操作电压和大得多的能量密度的优点而受到特别的关注。但是，这类锂离子电池在使用有机电解质时具有安全问题，例如会发生起火或爆炸，且不利的是，制造复杂。在克服锂离子电池缺点的尝试中，锂离子聚合物电池已作为新一代电池而被开发出。仍迫切地需要进行研究来改进锂离子聚合物电池与锂离子电池相比在低温下的相对较低的容量和不足的放电容量。

许多公司生产了许多种具有不同安全特征的电化学装置。非常重要的是评估和确保这类电化学装置的安全性。最重要的考虑是电化学装置的运行故障或障碍不应对使用者造成损伤。为此，规章方针严格限制电化学装置可能的危险，例如起火和冒烟。电化学装置过热可能导致热失控，或隔膜的刺穿可能增加爆炸的危险。特别是，通常用作电化学装置隔膜的多孔聚烯烃基材，由于其材料性质且由于制备操作包括延伸，在100℃或更高温度下会发生严重的热收缩。这种热收缩行为可能使阴极和阳极之间发生短路。

为解决电化学装置的上述安全问题，提出了一种隔膜，其中将过量无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物涂于高度多孔的多孔基材的至少一个表面上，从而形成有机-无机多孔涂层。该有机-无机多孔涂层中存在的无机颗粒具有优秀的耐热性，由此，在电化学装置过热时也可以防止阴极和阳极之间的短路。

通常，在制造这种隔膜时，通过浸涂在多孔基材上形成有机-无机涂层。根据该制备方法，通过浸涂在多孔基材的两个表面上同时形成有机-无机涂层。然而，不一定需要涂覆多孔基材的两面来解决电化学装置的安全性问题。浸涂时对单个基材形成两面的涂覆层，在经济上是不希望的。

因此，需要开发一种以稳定且经济的方式同时制备两个以上隔膜的方法。

发明内容

发明要解决的课题

本发明提供一种隔膜的制备方法，其中对多孔基材涂覆有机-无机粘合剂浆体而形成有机-无机复合涂层，该方法可提高产率。

解决课题的方法

为解决上述课题，本发明提供了一种隔膜的制备方法，该方法包括：(S1)对两个多孔基材的至少一个层压面通过电晕放电进行处理，并对该多孔基材进行层压；(S2)准备一种含分散其中的无机颗粒和溶解在溶剂中的粘合剂聚合物的浆体，并将浆体涂于所述多孔基材层压体的两个表面上；和(S3)对所述经涂布的多孔基材层压体进行分层。

优选地，每个所述多孔基材由聚烯烃构成。

所述聚烯烃可选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯等。

优选地，每个多孔基材的厚度为5-50μm、孔尺寸为0.01-50μm，孔隙率为10-95%。

优选地，所述浆体通过浸涂（dip coating）涂于多孔基材上。

优选地，无机颗粒具有0.001-10μm的平均粒径，且选自介电常数为5或更大的无机颗粒、具有传输锂离子的能力的无机颗粒、及其混合物。