[发明专利]用于二次电池的隔膜、其制造方法及包括其的锂二次电池

说明书

所提供的是用于二次电池的隔膜，其包括：多孔基材；以及涂层，其形成在多孔基材上，其中该涂层包含多个无机粒子和用于粘合所述多个无机粒子的粘合剂，并且该粘合剂包含单体混合物的共聚物，该单体混合物包含丙烯酰胺类单体、乙烯基氰单体和具有羧基的丙烯酸单体。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求于2017年10月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0134395号的优先权，该申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

以下公开内容涉及用于二次电池的隔膜、其制造方法以及包括该隔膜的锂二次电池。

背景技术

近年来，根据二次电池的高容量和高输出的趋势，对于隔膜的高强度、高透过率、热稳定性以及对于隔膜在二次电池充电和放电期间的电安全性上的特性改善方面的需求日益增长。锂二次电池需要具有高机械强度以在制造电池的过程中和在使用电池时改善安全性，且需要具有高透过率和高热稳定性以改善容量和功率。

另外，锂二次电池在重复使正极中的锂离子嵌入负极并从负极脱嵌的过程中进行充电和放电。当重复充电和放电循环时，电池的理论容量根据电极活性材料的类型而变化，但随着循环的进行，充电和放电容量通常会降低。

目前，已经研究出大量生产的聚合物隔膜，通过混合粘合剂溶液形式的诸如氧化铝等无机材料以改善热收缩而后利用诸如挤压式涂布、浸涂等湿法进行涂层并干燥，从而同时改善耐热性和电池稳定性。

传统上，使用采用有机溶剂的耐热树脂形成涂层的步骤已被用作改善用于二次电池的隔膜的耐热性的一个方面。当使用有机溶剂时，存在的缺点是经济效率降低并且由于在涂布和干燥有机溶剂之后回收或燃烧溶剂的过程而不环保。另外，由于与微孔膜的优异亲和性，有机溶剂具有在涂敷工艺中被吸收到微孔膜的孔隙中的特征。由于该特征，当由溶解有耐热树脂的溶液形成涂层时，在干燥过程之后，微孔膜孔隙的内部被耐热树脂涂敷。涂敷有耐热树脂的微孔膜孔隙尺寸减小，因此透过率降低。当在高温下表现微孔膜的闭合(shutdown)功能时，涂敷在孔隙内部的耐热树脂阻碍该闭合。当使用有机溶剂来改善耐热性时，会出现环境问题并妨碍微孔膜的基本功能，因此使得打算通过涂敷耐热层来获得的优点失效。

为了解决这个问题，韩国专利公开第10-2016-0041492号提出了使用聚偏二氟乙烯分散液以及含有无机粒子和有机粒子的含水浆料来在多孔聚合物基材上形成涂层的方法。上述文献提出了一种用于电化学装置的隔膜，其通过改善与多孔基材的粘附力而具有优异的耐热性和强度。然而，该隔膜的热稳定性和电化学稳定性仍不足以使得使用该隔膜来确保电池的安全性，因此仍需要改善电池容量。

需要一种制造隔膜的新方法，所述隔膜在热稳定性和电化学稳定性方面优异并且有利于确保孔隙，以便解决这些问题。

[相关领域文献]

(专利文献1)韩国专利公开公布第KR 10-2016-0041492号

发明内容

本公开的一个实施方式旨在提供一种用于二次电池的隔膜，其具有改善的热稳定性，诸如热收缩率低、熔体破裂温度高等。

本公开的另一个实施方式旨在提供一种用于二次电池的隔膜，其中即使当粘合剂的含量增加时，单元电池中的电阻增加率仍低，使得可以改善初始寿命的快速减少和二次电池的劣化，并且可以确保额外的稳定性和涂层加工性。

本发明的又一个实施方式旨在提供一种制造用于二次电池的隔膜的方法，其中当形成所述隔膜的涂层时，可以防止多孔基材的孔隙闭合，并且锂离子在所制造的隔膜中可以平滑地移动以显著改善电特性，诸如二次电池的容量保持率等。

本发明的又一个实施方式旨在提供一种含有所述用于二次电池的隔膜的锂二次电池。