[发明专利]包括有机和无机混合物的涂层的隔膜和包括该隔膜的电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括有机和无机混合物的涂层（涂布层）的隔膜，以及一种包括该隔膜的电池。

背景技术

用于电化学电池的隔膜是指设置在电池内的中间层，其将正极和负极彼此隔离，同时保持离子导电率从而使得电池能够充电和放电。

近来开发的电化学电池具有更轻更薄的结构，以改善电子设备的便携性，如移动设备和笔记本计算机，同时确保在电动车辆等中使用的高输出和高容量。因此，要求电池的隔膜厚度薄重量轻，同时确保高粘附和基于高热阻的形状稳定性，以便产生高容量电池。

例如，韩国专利No.0775310公开了一种隔膜，其包括通过在基底膜（base film）一面或两面上涂覆无机颗粒和有机粘合剂聚合物形成的有机/无机混合物涂层。

当在易受热影响的基底膜上形成含有无机颗粒的涂层时，改善了涂层的散热，但是经受粘附的劣化。另一方面，当增加无机颗粒的含量以获得足够的散热时，降低了涂层中的无机粘合剂聚合物的含量，从而引起粘附的进一步的劣化。

在这种情形下，降低涂层和基底膜之间的粘附，以减弱涂层抑制基底膜的热收缩的力，从而在包含隔膜的电池过热后，使得其难以防止正极和负极之间的短路。

因此，与现有的有机粘合剂组分比较，必需使用表现更高的粘附的有机粘合剂，作为用于基底膜的涂覆剂（涂布剂，coating agent）。然而，提供高粘附的有机粘合剂具有这样的难题，即不能溶解在低沸点溶剂如丙酮中。此外，当高沸点溶剂用于溶解有机粘合剂时，在其上形成和干燥涂层之后，在隔膜上剩余大量的溶剂，从而引起粘附的劣化。

由于这样的问题，不能将表现高粘附力的有机粘合剂用作涂覆剂的组分，因而，需要一种包括涂层的隔膜，其中涂层通过克服这样的问题表现极好的散热性和粘附性。

发明内容

为了解决背景技术的这样的难题，本发明人开发了一种隔膜，其包括利用含有聚偏二氟乙烯均聚物和无机颗粒的涂覆剂在基底膜上形成的涂层，以提供极好的散热性和极好的粘附性。

本发明的一个方面提供一种隔膜，其包括利用含有具有1,000,000g/mol以上的重均分子量的聚偏二氟乙烯，和能够溶解聚偏二氟乙烯均聚物的溶剂在基底膜上形成的涂层，以提供极好的粘附性，其中涂层中溶剂的剩余量（残留量）是100ppm以下。

本发明的另一个方面提供一种隔膜，其中利用含有无机颗粒和聚偏二氟乙烯的涂覆剂，在基底膜上形成具有极好的粘附性和极好的散热性的涂层，因此可以强力地将涂层粘附到基底膜上，以实现隔膜的热收缩的有效抑制。

本发明的进一步的方面提供一种电化学电池，其包括根据本发明的隔膜，以在电池的使用后，防止由于热量的产生造成的电极的短路，并且该电化学电池具有轻的重量、纤薄的结构、和/或高的容量。

根据一个方面，本发明提供一种隔膜，其包括含有聚偏二氟乙烯均聚物、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、溶剂、和无机颗粒的有机和无机混合物的涂层，其中所述溶剂以100pm以下的量残留在涂层中。

根据另一个方面，本发明提供一种电化学电池，其包括隔膜、正极、负极、和电解质。

电化学电池可以是锂可再充电电池（锂可充电电池）。

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本发明的实施方式。此处，将省略本领域的技术人员显然易见的细节的描述。

本发明的一个方面提供一种隔膜，其包括含有聚偏二氟乙烯均聚物、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、溶剂、和无机颗粒的有机和无机混合物的涂层，其中所述溶剂以100pm以下的量残留在所述涂层中。

根据本发明，优选地，聚偏二氟乙烯（PVdF）均聚物具有1,000,000g/mol以上的重均分子量，更优选1,000,000g/mol至1,200,000g/mol。

在这个分子量范围内，聚偏二氟乙烯均聚物可以改善涂层和基底膜之间的粘附性，以实现聚烯烃基底膜的热收缩的有效抑制，该基底膜易受热影响，并且可在涂层和电极之间提供良好的粘附性，以实现电极之间的短路的有效抑制。

同样，在这个分子量范围内，可以顺利地将聚偏二氟乙烯均聚物溶解在DMF中，因此可以防止DMF的过多的使用，和干燥过程期间的可能的缺点。

根据本发明，优选地，聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物具有800,000g/mol以下的重均分子量，更优选600,000g/mol至800,000g/mol。

在聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的这个分子量范围内，隔膜具有极好的电解质浸渍（impregnation），从而包含隔膜的电池可以实现有效的电力输出。