[发明专利]隔膜、二次电池和它们的制造方法及隔膜组合物制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括具有高耐热特性的耐热层的隔膜、使用该隔膜的二次电池以及它们的制造方法。

背景技术

一般而言，伴随摄像机、手机、笔记本电脑等携带用电子设备的轻量化及高功能化，进行与用作其驱动电源的二次电池有关的诸多研究。作为这种二次电池，例如可使用镍-镉电池、镍-氢电池、镍-锌电池、锂二次电池等。其中，锂二次电池具有能够实现小型化及大型化、工作电压高且每单位重量的能量密度高的优点，因此在很多领域被使用。

电化学电池用隔膜(separator)是指在电池内使正极和负极彼此隔离的同时持续维持离子传导率以能够实现电池的充电和放电的中间膜。

另一方面，在电池外部短路的情况下，具有如下问题：由于大电流流动而发热并使电池温度上升，引起热散逸而产生因电解液的蒸发或发热导致的安全阀的工作、起火等。为了防止该问题，通过使用包括由热熔性树脂构成的多孔体的隔膜，在特定的温度以上隔膜熔化而堵塞开孔部而使电池反应停止，能够实现抑制发热的断路功能。

但是，在电瓶车等中所使用的大型二次电池的情况下，由于与小型二次电池相比较散热性差，在发生短路等时发热量变大，因此电池内部温度在几秒内上升至200℃以上。此时，由热熔性树脂构成的隔膜，不仅会堵塞开口部，而且发生隔膜自身熔化的熔毁(韩国授权专利第10-0775310号)。如果产生熔毁，则引起电极之间的接触而短路电流再次流动，从而发热状态持续并达到热爆炸。

为了提高聚乙烯或聚丙烯等多孔质隔膜的耐热性，具有在多孔质隔膜的一面或两面上形成包含耐热性高的填料粒子的耐热层的技术。填料粒子以包含溶剂和粘合剂的耐热层组合物的浆料形态被涂布从而涂敷在多孔质隔膜上。

但是，近年来，为了响应电池的高容量特性要求，进一步要求隔膜的薄膜化。因此，由于还要求耐热层的薄膜化，从而更重要的是在作为薄膜的耐热层内使填料粒子均匀地分散。

现有技术文献

专利文献1：韩国公开专利第10-2013-0099544号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种耐热层组合物及具有通过使用该组合物而形成的耐热层的隔膜，其中，所述耐热层组合物能够在水系耐热层组合物及溶剂系耐热层组合物这两组合物中，提高如有机粒子或无机粒子等耐热性填料粒子的分散性，并且能够提高使用这些耐热层组合物而形成的耐热层的基材粘合力。

本发明的一实施方式所涉及的二次电池用隔膜的耐热层组合物包含粘合剂、溶剂和填料粒子，所述填料粒子包含芯粒子和结合到所述芯粒子的含有氰基有机基团。

本发明的一实施方式所涉及的二次电池用隔膜包括：多孔性基材；和耐热层，形成在所述多孔性基材的一面或两面上，所述耐热层包含粘合剂和填料粒子，所述填料粒子包含芯粒子和结合到所述芯粒子的含氰基有机基团。

本发明的一实施方式所涉及的二次电池包括正极、负极、位于所述正极与所述负极之间的上述隔膜和电解液。

本发明的一实施方式所涉及的电池用隔膜的组合物的制造方法包括：准备在芯粒子的表面上结合有含氰基有机基团的填料粒子；以及将所述填料粒子与粘合剂及溶剂混合。另外，本发明的一实施方式所涉及的二次电池用隔膜制造方法包括将由所述组合物制造方法制造的组合物涂布在多孔性基材上。另外，本发明的一实施方式所涉及的二次电池制造方法包括：将所述二次电池用隔膜配置在正极与负极之间；以及在正极与负极之间填满电解液。

根据本发明的一实施方式，能够提供一种通过包含含有极性大的氰基的填料粒子而提高填料粒子的分散性，并且对多孔性基材的粘合力优异的耐热层。因此，能够应对隔膜的薄膜化要求，能够提高电池的性能及寿命。此外，由于填料粒子包含极性高的氰基，因此能够使用所述氰基来传导Li离子，从而尤其能够在水系耐热层中提高Li离子的传导率。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的二次电池的立体分解图。

附图标记说明

10：正极

20：负极

30：隔膜

40：电极组装体

50：壳体

100：二次电池

具体实施方式

下面，对本发明进行更详细说明。对本发明的技术领域或者相似领域中的技术人员能够充分认识并类推的事项省略其详细说明。