[发明专利]用于锂二次电池的隔板及制造该隔板的方法

说明书

提供了一种用于电化学装置的隔板，该隔板包括：具有多个孔的多孔聚合物基板；和多孔涂层，所述多孔涂层形成在所述多孔聚合物基板的至少一个表面上，并包含分散剂、无机颗粒和颗粒型粘合剂聚合物的混合物、以及位于所述混合物中的所述颗粒的全部或部分表面上以将所述颗粒彼此连接并固定的聚乙烯基吡咯烷酮(Polyvinylpirrolidone)粘合剂聚合物，其中基于100重量份的所述粘合剂聚合物的总含量，所述聚乙烯基吡咯烷酮粘合剂聚合物的含量为2重量份至20重量份。还提供了一种制造用于锂二次电池的隔板的方法。可以提供一种具有低电阻且具有与常规隔板的拉米强度相等或相似的拉米强度的隔板而无需对多孔聚合物基板进行表面处理。

技术领域

本公开内容涉及一种可适用于诸如锂二次电池之类的电化学装置的隔板及制造该隔板的方法。

本申请要求于2018年11月14日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0140242号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。

背景技术

近来，储能技术已受到越来越多的关注。随着储能技术的应用已扩展到移动电话、便携式摄像机和笔记本电脑的能源，甚至扩展到电动车辆的能源，对电化学装置的研究和开发工作已越来越多地得以实现。在这种情况下，电化学装置受到最广泛的关注。在这些电化学装置中，可充电二次电池的开发一直是关注的焦点。最近，为了在开发这种电池时提高容量密度和比能，已经进行了有关设计新型电极和电池的积极研究。

在市售二次电池中，20世纪90年代初期开发的锂二次电池备受关注，因为与使用含水电解质的诸如Ni-MH、Ni-Cd和硫酸铅蓄电池的传统电池相比，它们具有更高的工作电压和明显更高的能量密度。

虽然这些电化学装置已经由许多生产公司生产，但其安全特性却显示出不同的迹象。评估和确保这些电化学装置的安全性非常重要。最重要的考虑是电化学装置在发生故障时不应对使用者造成伤害。为此，安全标准严格控制电化学装置中的着火和烟雾排放。关于电化学装置的安全特性，极为担心的是当电化学装置过热而引起隔板的热失控或穿孔时的爆炸。特别地，由于其材料特性和其制造过程中的包括取向的特性，在100℃或更高的温度下，常规地用作电化学装置的隔板的聚烯烃基多孔基板表现出严重的热收缩行为，从而导致阴极和阳极之间的短路。

为了解决电化学装置的上述安全问题，已经提出了一种具有多孔涂层的隔板，这种多孔涂层是通过将过量的无机颗粒与粘合剂聚合物的混合物施加至具有多个孔的多孔基板的至少一个表面而形成的。

这样的多孔涂层可通过各种方法来形成。特别地，当通过使用水性溶剂和颗粒型粘合剂聚合物来形成多孔涂层时，可以显著地改善高温下的热收缩。

然而，当使用水性溶剂时，由于多孔聚合物基板的表面能低，多孔聚合物基板与用于形成多孔涂层的浆料的润湿性降低。因此，可能会产生未均匀形成多孔涂层的局部部分。此外，在组装电极和隔板时难以实施均匀的粘合，由此导致锂离子的脱嵌。

为了解决上述问题，已经提出了一些方法，这些方法包括：在多孔聚合物基板的表面上实施电晕或等离子体处理以改善多孔聚合物基板的表面，或使用极性溶剂，诸如乙醇。然而，这样的方法导致处理成本增加或有暴露于有害材料例如臭氧的风险。因此，仍然需要改进。

发明内容

技术问题

本公开内容旨在解决现有技术的问题，因此本公开内容旨在提供一种隔板，所述隔板使用水性溶剂作为用于形成多孔涂层的浆料的溶剂，在多孔聚合物基板和多孔涂层之间显示出改善的润湿性以在隔板和电极之间提供改善的粘附性，并具有降低的电阻。

本公开内容还旨在提供一种用于制造所述隔板的方法。

技术方案

在本公开内容的一个方面中，提供根据以下实施方式中任一项所述的用于锂二次电池的隔板。