[发明专利]复合隔膜及具备该复合隔膜的电化学器件

说明书

本发明提供一种复合隔膜和利用该复合隔膜的锂二次电池，所述复合隔膜的多孔基材上形成包含无机颗粒和粘合剂的涂层，并且所述复合隔膜的涂布性和热收缩性得到改善。

技术领域

本发明提供一种复合隔膜和利用该复合隔膜的电化学器件，更具体地，提供一种锂二次电池，所述复合隔膜的多孔基材上形成具有无机颗粒和粘合剂的涂层，并且所述复合隔膜的涂布性和热收缩性得到改善。

背景技术

复合隔膜是位于电池的正极和负极之间的多孔膜，并且是一种辅助材料，复合隔膜通过在膜内部的孔隙中浸渍电解液来提供锂离子的迁移路径，并且在电池的温度变得过高或者施加外部冲击的情况下也防止正极和负极的内部短路，对于确保电池的安全性起到重要的作用。

就这种复合隔膜而言，随着二次电池的高容量化，极板的面积变大，并且相同的面积内包含大量的正极活性物质或负极活性物质，从而发生电池的安全性问题，因此需要高的机械强度和高的热稳定性以提高在电池的制造过程和使用过程中的安全性。若热稳定性降低，则由于电池内的温度上升引起的隔膜的损坏或变形而可能会发生电极之间的短路，因此电池的过热或火灾的风险可能会增加。

为了解决这种问题，涂布在复合隔膜上的多孔涂层中需要充分含有无机物颗粒，但随着无机物颗粒的含量增加，在卷绕等电化学器件的制造过程中无机物颗粒发生脱落，这会成为缺陷(defect)，从而威胁电池的稳定性，或者由于粘合力弱而不能抑制热收缩，因此，在过热时，存在发生短路的问题，并且在使用大量的粘合剂时，存在无法抑制热收缩的问题。

发明内容

要解决的技术问题

用于解决上述问题的本发明的一个技术问题在于提供一种复合隔膜，在通过应用特定的粘合剂而使得粘合剂的含量最小化并使用尽可能多的无机颗粒的含量的情况下，所述复合隔膜也具有优异的涂布性，并且具有提高的流平性，因此不形成并不期望的条纹，并且形成均匀且平坦的涂层。

此外，本发明的目的在于提供一种复合隔膜，所述复合隔膜的粘合强度高，并且不发生无机颗粒的脱落，因此显著提高热收缩性。

此外，本发明的目的在于提供一种复合隔膜，在使用相对少量的粘合剂的情况下，所述复合隔膜在150℃下放置1小时后的机械方向(MD)和横向(TD)的热收缩率也均为5％以下，具体地具有3％以下的热收缩率。

此外，本发明的目的在于提供一种复合隔膜，所述复合隔膜在电池的制造过程中产生的应力下也不发生构成涂层的无机颗粒的脱落，因此在过热的情况下也可以抑制短路。

此外，本发明的目的在于提供一种通过应用所述复合隔膜来提高稳定性并具有优异的电特性的电化学器件，更具体地，提供一种锂二次电池。

技术方案

用于实现所述技术问题的本发明的一个实施方案提供一种复合隔膜，所述复合隔膜包括：多孔基材；和涂层，其形成在所述多孔基材的一面或两面，并且所述涂层包含无机颗粒和粘合剂，其中，所述粘合剂包含共聚物，所述共聚物包含：(a)衍生自(甲基)丙烯酰胺的单元；(b)衍生自选自(b-1)(甲基)丙烯酸和(b-2)(甲基)丙烯酸的盐中的任一种以上的单元；和(c)衍生自含有磺酸盐的可以加成聚合(addition polymerization)的单体的单元。

本发明的另一个实施方案提供一种锂二次电池，所述锂二次电池的正极和负极之间包括上述一个实施方案的复合隔膜。

本发明的另一个实施方案提供一种用于隔膜的粘合剂，所述隔膜的多孔基材的一面或两面形成有包含无机颗粒和粘合剂的涂层，所述粘合剂包含共聚物，所述共聚物包含：(a)衍生自(甲基)丙烯酰胺的单元；(b)衍生自选自(b-1)(甲基)丙烯酸和(b-2)(甲基)丙烯酸的盐中的任一种以上的单元；和(c)衍生自含有磺酸盐的可以加成聚合的单体的单元。

有益效果