[发明专利]制备隔板的方法、由该方法制备的隔板和制备含有该隔板的电化学器件的方法

说明书

相关申请的相互参引

本申请是2011年2月25日提交的国际申请PCT/KR2011/001371的继续申请，其根据35USC 119(a)分别要求2010年2月25日和2011年2月24日在韩国提交的韩国专利申请10-2010-0016990和10-2011-0016508的优先权，所述专利申请的全部内容以引用的方式纳入本说明书。

技术领域

本发明涉及制备电化学器件(例如锂二次电池)隔板的方法、通过所述方法制备的隔板和制备包括所述隔板的电化学器件的方法。更具体地，本发明涉及一种隔板的制备方法，其中将包含无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的多孔涂层形成在多孔基底上，涉及通过所述方法制备的隔板，并涉及制备包括所述隔板的电化学器件的方法。

背景技术

近来，人们对储能技术的兴趣日益增加。由于储能技术的应用领域已延伸至移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑、甚至电动车，对电化学器件的研发已作出越来越多的努力。在这些环境下，特别是能够重复充电和放电的二次电池，作为最具前景的电化学器件，已吸引了大量关注。近些年来，已进行了大量研发以设计出新的电极和电池，以便提高电池的容量密度和比能。

许多二次电池是目前可用的。开发于二十世纪九十年代初期的锂二次电池吸引了特别的关注，因为它们具有与常规的基于含水电解质的电池(例如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H₂SO₄-Pb电池)相比工作电压更高和能量密度高得多的优点。然而，这种锂离子电池在使用有机电解质时存在安全问题，例如着火或爆炸，并且具有制备复杂的缺点。在克服锂离子电池缺点的尝试中，开发了锂离子聚合物电池作为下一代电池。但仍然亟需更多的研究，以提高锂离子聚合物电池相对锂离子电池而言较低的电容量和不足的低温放电容量。

许多公司已制备了多种具有不同安全特性的电化学器件。非常重要的是评价和确保此类电化学器件的安全性。出于安全考虑，最重要是电化学器件的操作失误或故障不应对使用者造成伤害。为此，管理准则严格限制了电化学器件的潜在危险(例如着火和冒烟)。电化学器件的过热可造成热失控，或隔板的刺穿时可增加爆炸的风险。特别是，通常用作电化学器件隔板的多孔聚烯烃基底，由于其材料特性和包括延伸过程的制备方法，会在100℃以上的温度下发生严重的热收缩。这种热收缩行为可造成阴极和阳极之间的短路。

为了解决电化学器件的上述安全问题，已提出一种隔板，其中将无机颗粒与粘合剂聚合物的混合物涂布在高度多孔的基底的至少一个面上，形成多孔有机-无机复合涂层。例如，未审查的韩国专利申请公布文本10-2007-0000231公开了涉及一种关于隔板的技术，所述隔板包括多孔基底和在多孔基底上形成的多孔涂层，其中多孔涂层包含无机颗粒与粘合剂聚合物的混合物。

多孔涂层中存在的无机颗粒起到帮助维持多孔涂层的物理形状以便在电化学器件过热时抑制多孔基底热收缩、或在发生热失控时防止电化学器件两个电极之间短路的隔离物的作用。无机颗粒之间存在的间隙体积形成细小的孔。

存在预定水平以上的足够量的无机颗粒是多孔基底上形成的有机-无机复合多孔涂层发挥上述功能的先决条件。然而，无机颗粒含量的增加，也即粘合剂聚合物含量的降低，会降低隔板对电极的粘合性，并在电化学器件的制备过程中发生应力时(例如卷曲)或在隔板与外膜接触时易于造成无机颗粒与多孔涂层分离。隔板对电极的粘合性降低会导致电化学器件的性能变差。分离的无机颗粒成为电化学器件的局部缺陷，对电化学器件的安全性带来负面影响。

由于为解决现有技术的隔板问题进行了大量研究，本申请人已成功地制备了一种使用具有特定结构的粘合剂聚合物的隔板(韩国专利0754746)。本领域仍然需要开发一种制备具有改进性能的隔板的方法。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决现有技术中的问题，因此本发明的一个目的是提供一种容易的制备隔板的方法，所述隔板对电极具有良好的粘合性，由此可避免电化学器件制备过程中的无机颗粒分离的问题。本发明的另一个目的是提供一种由所述方法制备的隔板。本发明的又一个目的是提供一种制备包括所述隔板的电化学器件的方法。

技术方案