[发明专利]隔膜以及包含其的电化学装置

说明书

本发明公开了一种电化学装置用隔膜，其置于正极和负极之间以防止两个电极之间的短路。其中，所述隔膜在厚度方向上设置有直径为1μm至20μm的通孔，并且所述通孔的表面通过涂覆熔点等于或高于70℃且低于130℃的热塑性聚合物来密封。本发明还公开了一种包括所述隔膜的电化学装置。由于上述特性，所述隔膜可以预先防止电化学装置的快速着火。

技术领域

本发明涉及适用于电化学装置(例如，锂二次电池)的隔膜以及包含其的电化学装置。

本申请要求于2018年1月17日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0006231号的优先权，通过援引将其包括说明书和附图的公开内容并入本文。

背景技术

最近，储能技术受到越来越多的关注。随着储能技术的应用扩展到移动电话、便携式摄像机和笔记本电脑的能量，甚至扩展到电动汽车的能量，对电化学装置的研究和开发工作逐渐付诸于实践。在这种情况下，电化学装置最为引人注目。在这种电化学装置中，可充电二次电池的开发一直是关注的焦点。最近，在开发这种电池时，为了提高容量密度和比能量，对新型电极和电池的设计进行了积极的研究。

在市售的二次电池中，1990年代初期开发的锂二次电池，由于其与使用水性电解质的传统电池(例如Ni-MH、Ni-Cd和硫酸铅电池)相比具有更高的工作电压和明显更高的能量密度，因而备受关注。

虽然这种电化学装置已经由许多生产公司生产，但其安全性特性显示出不同的迹象。这种电化学装置的安全性的评价和保证极为重要。最重要的考虑因素是电化学装置在出现故障时不应伤害用户。为此，安全标准严格控制电化学装置中的着火和排烟。关于电化学装置的安全性特性，非常担心当电化学装置过热而引起热失控或隔膜的穿孔时发生爆炸。例如，如图1所示，在包括正极30、负极10和置于正极与负极之间的隔膜20的电化学装置100的情况下，当将聚烯烃基多孔聚合物用作隔膜时，通常用作电化学装置用隔膜的聚烯烃基多孔聚合物基材由于其材料特性和其制造过程中的特性(包括取向)而在100℃以上的温度下表现出严重的热收缩行为，从而导致正极和负极之间的短路。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决相关技术的问题，因此，本发明旨在提供一种隔膜，其安全性得到改善从而可以防止电化学装置的快速着火。

本发明还旨在提供一种设置有该隔膜的电化学装置。

技术方案

在本发明的一方面，提供了以下实施方式中任一个所述的隔膜。

根据第一实施方式，提供了一种电化学装置用隔膜，其置于正极和负极之间以防止两个电极之间的短路，其中，所述隔膜在厚度方向上设置有直径为1μm至20μm的通孔，并且所述通孔的表面通过涂覆熔点等于或高于70℃且低于130℃的热塑性聚合物来密封。

根据第二实施方式，提供了第一实施方式所述的电化学装置用隔膜，其中，所述热塑性聚合物在等于或高于70℃且低于130℃的温度下从所述通孔的表面移开，从而打开密封的通孔。

根据第三实施方式，提供了第二实施方式所述的电化学装置用隔膜，其中，在所述打开的通孔处产生微短路。

根据第四实施方式，提供了第一至第三实施方式中任一项所述的电化学装置用隔膜，所述隔膜为多孔聚合物基材。

根据第五实施方式，提供了第四实施方式所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材的熔点等于或高于130℃。

根据第六实施方式，提供了第五实施方式所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯或其组合。

根据第七实施方式，提供了第一至第六实施方式中任一项所述的电化学装置用隔膜，其中，所述通孔以1mm至300mm的间隔彼此隔开而形成。