隔板和包括该隔板的电化学装置制造方法及图纸

公开了一种隔板和一种包括该隔板的电化学装置。所述隔板包括：具有多个孔的多孔基板；和分别形成在所述多孔基板的一个表面和另一个表面上的第一多孔涂层和第二多孔涂层，所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层包括多个无机颗粒、设置在所述无机颗粒的部分表面或全部表面上以使得所述无机颗粒彼此连接并固定的粘合剂聚合物、和阴离子表面活性剂，其中所述无机颗粒包括勃姆石颗粒和非勃姆石颗粒，并且所述勃姆石颗粒和所述粘合剂聚合物以1:1至1:5的重量比存在。

Diaphragm and electrochemical device including the diaphragm

A separator and an electrochemical device including the separator are disclosed. The separator comprises a porous substrate with multiple holes, and a first porous coating and a second porous coating formed on one surface and another surface of the porous substrate, respectively. The first porous coating and the second porous coating comprise a plurality of inorganic particles, which are arranged on part or all surfaces of the inorganic particles to enable the inorganic particles to connect with each other. The inorganic particles include boehmite particles and non-boehmite particles, and the boehmite particles and the binder polymer exist in a weight ratio of 1:1 to 1:5.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隔板和包括该隔板的电化学装置
本公开内容涉及一种隔板以及一种包括该隔板的电化学装置。更具体地，本公开内容涉及一种具有改善的金属离子吸附能力的隔板以及一种包括该隔板的电化学装置。本申请主张于2016年11月18日在韩国提交的韩国专利申请第10-2016-0154378号的优先权，通过引用将该申请的公开内容结合在此。
技术介绍
近来，能源存储技术已受到越来越多的关注。随着能源存储技术的应用已拓展至用于移动电话、摄像机和笔记本PC的能源、甚至于用于电动汽车的能源，对于研发电化学装置的努力已越来越多地成为现实。由此而论，电化学装置最受瞩目。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，在开发这种电池时为了改善容量密度和比能，已进行了有关设计新型电极和电池的积极研究。在商品可得的二次电池中，发展于1990年代早期的锂二次电池已受关注，因为它们与诸如Ni-MH、Ni-Cd和使用水溶液电解质的硫酸-铅电池之类的传统电池相比具有更高的驱动电压和显著更高的能量密度。然而，这些锂二次电池具有使用有机电解质导致的燃烧和爆炸的问题以及难以制作的不利之处。近来锂离子聚合物电池改善了锂离子电池的这种问题和不利之处，并且有望成为下一代电池之一。然而，与锂离子电池相比，这种锂离子聚合物电池仍是具有相对低的容量，在低温下尤其表现出不足的放电容量。因此，迫切需要改善这一点。尽管许多生产公司已生产出这些电化学装置，但这些电化学装置的安全性特性表现出不同的迹象。评价并且确保这些电化学装置的安全性是非常重要的。最重要的考虑在于电化学装置在它们发生故障时不应危及用户。为了这一目的，安全性标准严格地控制着电化学装置中的燃烧和排烟。对于电化学装置的安全性特性，存在着对于当电化学装置过热而导致热失控或者隔板穿孔时的爆炸的极大担忧。具体地，常规用作电化学装置用隔板的聚烯烃基多孔基板因它的材料性质和在制作工艺期间(包括取向)的特性而在100℃或更高的温度下表现出剧烈的热收缩行为，由此导致阴极和阳极之间的短路。为了解决以上提及的电化学装置的安全性问题，已提出一种具有多孔有机-无机涂层的隔板，所述多孔有机-无机涂层通过将过量的无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物涂覆在具有多个孔的多孔基板的至少一个表面上来形成。然而，例如，当二次电池过充电时，过量的过渡金属离子从阴极溶出并插入至阳极，因此高反应性的过渡金属沉积在阳极表面上，而阴极变得热不稳定。除此之外，由于用作电解质的有机溶剂的分解，可能发生快速的放热反应。因此，诸如过热、燃烧和爆炸之类的与电池安全性相关的问题并未彻底解决。因此，仍然需要一种具有新的构成元素的电池，这种新的构成元素能够去除这些导致安全性相关问题的过量金属离子。
技术实现思路
技术问题本公开内容设计为解决相关领域的所述问题，并因此本公开内容旨在提供一种能够吸附过量的源自阴极的过渡金属离子的隔板。本公开内容还旨在提供一种包括该隔板的电化学装置。技术方案为解决以上提及的问题，在本公开内容的一个方面中提供根据以下实施方式的隔板。根据第一实施方式，提供一种隔板，包括：具有多个孔的多孔基板；和分别形成在所述多孔基板的一个表面和另一个表面上的第一多孔涂层和第二多孔涂层，所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层包括多个无机颗粒、设置在所述无机颗粒的部分表面或全部表面上以使得所述无机颗粒彼此连接并固定的粘合剂聚合物、和阴离子表面活性剂，其中，所述无机颗粒包括勃姆石颗粒和非勃姆石颗粒，并且所述勃姆石颗粒和所述粘合剂聚合物以1:1至1:5的重量比存在。根据第二实施方式，提供如第一实施方式的隔板，其中所述阴离子表面活性剂是选自由C6-C20烷基苯磺酸盐、C6-C20烷基磺酸盐、C6-C20单烷基硫酸盐、C6-C20烷基聚乙二醇醚硫酸盐、C6-C20单烷基磺基琥珀酸盐和二烷基磺基琥珀酸盐、C6-C20α-烯烃磺酸盐、和C6-C20磺化脂肪酸盐组成的群组中的至少一种。根据第三实施方式，提供如第一实施方式或第二实施方式的隔板，其中所述阴离子表面活性剂独立地以基于所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者的重量的0.1-20重量％的量被用于所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者。根据第四实施方式，提供如第三实施方式的隔板，其中所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者中的所述非勃姆石颗粒相对于勃姆石颗粒的重量比独立地是1:99-99:1。根据第五实施方式，提供如第一实施方式至第四实施方式中任一项的隔板，其中所述粘合剂聚合物独立地以基于所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者的重量的5-40重量％的量被用于所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者。根据第六实施方式，提供如第一实施方式至第五实施方式中任一项的隔板，其中所述第一多孔涂层中所述粘合剂聚合物的量、所述无机颗粒的量和所述阴离子表面活性剂的量分别与所述第二多孔涂层中所述粘合剂聚合物的量、所述无机颗粒的量和所述阴离子表面活性剂的量相同。根据第七实施方式，提供如第一实施方式至第六实施方式中任一项的隔板，其中所述非勃姆石颗粒是具有5或更高的介电常数的无机颗粒、能够传输锂离子的无机颗粒、或者它们的组合。根据第八实施方式，提供如第一实施方式至第七实施方式中任一项的隔板，其中所述勃姆石颗粒的平均粒径是所述非勃姆石颗粒的平均粒径的0.01-0.9倍。根据第九实施方式，提供如第一实施方式至第八实施方式中任一项的隔板，其中所述非勃姆石颗粒的平均粒径是0.5μm-3μm。根据第十实施方式，提供如第一实施方式至第九实施方式中任一项的隔板，其中所述勃姆石颗粒的平均粒径是0.05μm-0.4μm。根据第十一实施方式，提供如第一实施方式至第十实施方式中任一项的隔板，其中所述多孔基板是聚烯烃基多孔基板。根据第十二实施方式，提供如第一实施方式至第十一实施方式中任一项的隔板，其中所述粘合剂聚合物包括选自由聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(polyvinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene)、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯(polyvinylidenefluoride-co-trichloroethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丙烯酸丁酯(polybutylacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚醋酸乙烯酯(polyvinylacetate)、聚乙烯-共-醋酸乙烯酯(polyethylene-co-vinylacetate)、聚环氧乙烷(polyethyleneoxide)、聚芳酯(polyarylate)、醋酸纤维素(celluloseacetate)、醋酸丁酸纤维素(celluloseacetatebutyrate)、醋酸丙酸纤维素(celluloseacetatepropionate)、氰乙基支链淀粉(cyanoethylpullulan)、氰乙基聚乙烯醇(cyanoethylpolyvinylalcohol)、氰乙基纤维素(cyanoethylcellulose)、氰乙基蔗糖(cyanoethylsucrose)、支链淀粉(pullulan)和羧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔板，包括：具有多个孔的多孔基板；和分别形成在所述多孔基板的一个表面和另一个表面上的第一多孔涂层和第二多孔涂层，并且所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层包括多个无机颗粒、设置在所述无机颗粒的部分表面或全部表面上以使得所述无机颗粒彼此连接并固定的粘合剂聚合物、和阴离子表面活性剂，其中，所述无机颗粒包括勃姆石颗粒和非勃姆石颗粒，并且所述勃姆石颗粒和所述粘合剂聚合物以1:1至1:5的重量比存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.18 KR 10-2016-01543781.一种隔板，包括：具有多个孔的多孔基板；和分别形成在所述多孔基板的一个表面和另一个表面上的第一多孔涂层和第二多孔涂层，并且所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层包括多个无机颗粒、设置在所述无机颗粒的部分表面或全部表面上以使得所述无机颗粒彼此连接并固定的粘合剂聚合物、和阴离子表面活性剂，其中，所述无机颗粒包括勃姆石颗粒和非勃姆石颗粒，并且所述勃姆石颗粒和所述粘合剂聚合物以1:1至1:5的重量比存在。2.根据权利要求1所述的隔板，其中所述阴离子表面活性剂是选自由C6-C20烷基苯磺酸盐、C6-C20烷基磺酸盐、C6-C20单烷基硫酸盐、C6-C20烷基聚乙二醇醚硫酸盐、C6-C20单烷基磺基琥珀酸盐和二烷基磺基琥珀酸盐、C6-C20α-烯烃磺酸盐、和C6-C20磺化脂肪酸盐组成的群组中的至少一种。3.根据权利要求1所述的隔板，其中所述阴离子表面活性剂独立地以基于所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者的重量的0.1-20重量％的量被用于所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者。4.根据权利要求1所述的隔板，其中所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者中的所述非勃姆石颗粒相对于勃姆石颗粒的重量比独立地是1:99-99:1。5.根据权利要求1所述的隔板，其中所述粘合剂聚合物独立地以基于所述第一多孔涂层和所述第二多孔涂层中的每一者的重量的5-40重量％的量被用于所述第一多孔涂层和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：南宽祐，具敏智，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR