[发明专利]隔膜的制备方法，由所述方法形成的隔膜，以及包含所述隔膜的电化学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电化学装置如锂二次电池的隔膜的制备方法，由所述方法形成的隔膜，以及包含所述隔膜的电化学装置，并涉及一种具有形成于具有多孔的多孔基材上的多孔涂层的隔膜的制备方法，由所述方法制备的隔膜，以及包含所述隔膜的电化学装置。

本申请要求于2012年4月20日在韩国提交的第10-2012-0041456号韩国专利申请和于2013年4月22日在韩国提交的第10-2013-0044338号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引证的方式纳入本文中。

背景技术

近来，对于储能技术的关注日益增加。随着储能技术的应用领域已经扩展至移动电话、摄像机、笔记本电脑PC和电动车，对电化学装置的研究和开发已经更加深入地进行。

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成为了关注焦点。近来，对这类电池的广泛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，可使用的二次电池之中，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，Ni-MH、Ni-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，会出现例如着火和爆炸的安全问题，并且不利的是其制造复杂。为了克服锂离子电池的所述缺点，已在开发锂离子聚合物电池作为下一代电池。相比锂离子电池，仍迫切需要更多的研究以改善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多种具有不同安全特性的电化学装置。评估和确保这些电化学装置的安全性是非常重要的。对于安全性的最重要的考虑事项是，电化学装置的运行故障或失灵不应对使用者造成伤害。为此，监管指南严格限制电化学装置的潜在危险（例如着火和冒烟）。电化学装置的过热可引起热耗散，或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，由于其材料特性和包括拉伸的生产工艺，在100℃或更高的温度下会经历严重的热收缩。这种热收缩行为可造成阴极和阳极之间的短路。

为了解决上述的电化学装置的安全问题，已经提出了具有多孔涂层的隔膜，所述涂层是通过将无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物涂覆在多孔基材的至少一个表面上形成的。在所述隔膜中，无机颗粒（存在于形成在多孔基材上的多孔涂层中）起到一种能够保持多孔涂层的物理形状的间隔物（spacer）的作用，从而在电化学装置过热时能防止多孔基材热收缩。此外，在无机颗粒之间存在间隙体积（interstitial volume），以形成细孔。

这种隔膜在工艺中需要以层叠（stack）和折叠（folding）结构粘附至电极，因此，电极粘合层显著暴露在隔膜的多孔基材层上是对与电极的粘接有利的。然而，在形成电极粘合层时，当使用过量粘合剂聚合物时，电化学装置的性能可能会劣化。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决上述问题，因此，本发明的一个目的是提供一种隔膜的制备方法，由所述方法制备的隔膜，以及含有所述隔膜的电化学装置；其中，所述方法可以不劣化隔膜的热稳定性而实现厚度小的电极粘合层，从而使得装配工作良好并且防止基于电极粘合层的电化学装置的性能劣化。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种隔膜的制备方法，包括以下步骤：准备具有多个孔的平面状多孔基材；以及将第一浆料通过槽区段（slot section）涂覆在所述多孔基材的至少一个表面上，以形成多孔涂层，同时将第二浆料通过邻近所述槽区段的滑动区段（slide section）连续地涂覆在所述多孔涂层上，以形成电极粘合层，所述第一浆料含有无机颗粒、第一粘合剂聚合物和第一溶剂，所述第二浆料含有第二粘合剂聚合物和第二溶剂。

在本发明中，所述滑动区段与槽区段彼此形成的角度(θ)可以为10至80°。

此外，所述第一浆料和所述第二浆料可各自独立地具有5至100cp的粘度。

此外，所述第一浆料的排出速率可以比所述第二浆料的排出速率更大。

此时，所述第一浆料和所述第二浆料的排出速率可以分别为500至2000ml/min的速率以及200至1200ml/min。

所述电极粘合层可具有所述多孔涂层厚度的0.1倍或更小的厚度。

所述多孔基材可以是聚烯烃基多孔膜。