用于锂二次电池的隔板、制造该隔板的方法和包括该隔板的锂二次电池技术

本公开内容涉及用于锂二次电池的隔板、制造所述隔板的方法、以及包括所述隔板的锂二次电池。所述隔板包括具有多个孔的多孔聚合物基板，以及形成在多孔聚合物基板的至少一个表面上并且包括多个无机颗粒和粘合剂聚合物的多孔涂层，其中所述粘合剂聚合物包括具有至少一个羟基和芳环的热固性酚醛树脂。当所述隔板由于点火等而暴露于高温时，所述多孔涂层中的热固性酚醛树脂由于隔板的结构特性而热固化以形成网状结构。因此，与常规隔板相比，所述隔板具有改进的耐热性并且显示出对电极的高粘附性。性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于锂二次电池的隔板、制造该隔板的方法和包括该隔板的锂二次电池


[0001]本公开内容涉及一种用于锂二次电池的隔板、一种制造该隔板的方法、以及一种包括该隔板的锂二次电池。
[0002]本申请要求于2020年4月3日在韩国提交的韩国专利申请第10
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2020
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0041002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。

技术介绍

[0003]近来，储能技术已受到日渐增长的关注。随着储能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，甚至拓展至用于电动汽车的能源，研发电化学装置的努力已越来越多地成为现实。在这一背景下，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备受关注。最近，在开发这些电池的过程中，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。
[0004]在市售可得的二次电池中，于20世纪90年代早期开发的锂二次电池备受关注，因为它们与诸如使用水性电解质的Ni
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MH电池、Ni
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Cd电池和硫酸
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铅电池之类的传统电池相比，具有更高的操作电压和显著更高的能量密度。
[0005]尽管这些二次电池已由许多制造公司进行生产，但其安全性特性表现出不同的迹象。评价并确保这些二次电池的安全性是非常重要的。最重要的考虑在于二次电池不应当在它们发生故障时损害使用者。出于这一目的，安全性标准严格地控制二次电池中的着火和冒烟。对于二次电池的安全性特性，特别关注的是当二次电池过热以致热失控或者隔板的穿孔时发生爆炸。
[0006]隔板防止阴极和阳极之间的短路，并提供锂离子传输通道。因此，隔板是影响电池的安全性和输出特性的重要因素。然而，常规用作用于电化学装置的隔板的聚烯烃基多孔聚合物基板因其材料性质以及其制造工序期间的包括取向在内的特性而在130℃或更高的温度下表现出严重的热收缩行为，由此导致阴极和阳极之间的短路。
[0007]在这种情况下，已尝试将包括无机颗粒和热塑性粘合剂聚合物的多孔涂层应用到多孔聚合物基板上以增加耐热性。当形成这种多孔涂层时，与单独使用的多孔聚合物基板相比，耐热性可得到改善。然而，当隔板暴露在高于粘合剂聚合物的熔点的高温环境中时，热安全性的提高受到限制。
[0008]同时，多孔涂层与电极之间也需要高粘附性。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]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用于锂二次电池的隔板，所述隔板具有改善的耐热性并显示出对电极的高粘附性。
[0011]本公开内容还旨在提供一种制造具有上述特性的用于锂二次电池的隔板的方法。
[0012]此外，本公开内容旨在提供一种包括具有上述特性的隔板的锂二次电池。
[0013]技术方案
[0014]在本公开内容的一个方面，提供了一种根据以下任一实施方式的用于锂二次电池的隔板。
[0015]根据第一实施方式，提供了一种用于锂二次电池的隔板，包括：
[0016]具有多个孔的多孔聚合物基板；和
[0017]多孔涂层，所述多孔涂层形成于所述多孔聚合物基板的至少一个表面上并且包括多个无机颗粒和粘合剂聚合物，其中所述粘合剂聚合物包括具有至少一个羟基和芳环的热固性酚醛树脂。
[0018]根据第二实施方式，提供如第一实施方式所限定的用于锂二次电池的隔板，其中所述热固性酚醛树脂包括由以下化学式1所表示的酚醛清漆(novolac)型酚醛树脂和由以下化学式2所表示的甲阶(resole)型酚醛树脂中的至少一种：
[0019][化学式1][0020][0021]在化学式1中，n是1或更大的整数，并且R代表H和任选取代的C1
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C100烷基、烷氧基和烯基中的任一种。
[0022][化学式2][0023][0024]在化学式2中，n和m各自为1或更大的整数，并且R代表H和任选取代的C1
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C100烷基、烷氧基和烯基中的任一种。
[0025]根据第三实施方式，提供如第一实施方式或第二实施方式所限定的用于锂二次电池的隔板，
[0026]其中所述热固性酚醛树脂于120
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200℃被热固化。
[0027]根据第四实施方式，提供如第一实施方式至第三实施方式中任一项所限定的用于锂二次电池的隔板，
[0028]其中所述热固性酚醛树脂为苯酚甲醛(Phenol
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formaldehyde)树脂。
[0029]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所限定的用于
锂二次电池的隔板，
[0030]其中基于100重量％的所述无机颗粒的含量，所述热固性酚醛树脂的含量为0.1
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20重量％。
[0031]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所限定的用于锂二次电池的隔板，
[0032]其中基于100重量％的所述无机颗粒的含量，所述粘合剂聚合物进一步包括含量为0.1
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50重量％的非酚醛树脂。
[0033]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所限定的用于锂二次电池的隔板，
[0034]其中所述多孔聚合物基板的厚度为1
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20μm，
[0035]并且基于单面涂层，所述多孔涂层的厚度为0.5
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20μm。
[0036]在本公开内容的另一个方面，提供一种根据以下任一实施方式的制造隔板的方法。
[0037]根据第八实施方式，提供了一种制造用于锂二次电池的隔板的方法，包括以下步骤：
[0038](S1)通过将无机颗粒分散在第一溶剂中，并将具有至少一个羟基和芳环的热固性酚醛树脂溶解在其中，以制备无机颗粒分散体；和
[0039](S2)将包括所述无机颗粒分散体的用于形成多孔涂层的浆料涂布在多孔聚合物基板的至少一个表面上，随后干燥，以形成多孔涂层。
[0040]根据本公开内容的第九实施方式，提供如第八实施方式所限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
[0041]所述方法进一步包括以下步骤：将步骤(S1)的所述无机颗粒分散体与聚合物溶液混合，所述聚合物溶液包括溶解在第二溶剂中的非酚醛树脂。
[0042]根据本公开内容的第十实施方式，提供如第九实施方式所限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述第一溶剂和所述第二溶剂各自独立地包括选自水、C2
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C5醇、丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N
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甲基
‑2‑
吡咯烷酮、甲乙酮和环己烷中的任意一种化合物，或它们中的两种或更多种的混合物。
[0043]根据本公开内容的第十一实施方式，提供如第八实施方式至第十实施方式中任一项所限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述无机颗粒分散体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于锂二次电池的隔板，包括：具有多个孔的多孔聚合物基板；和多孔涂层，所述多孔涂层形成于所述多孔聚合物基板的至少一个表面上并且包括多个无机颗粒和粘合剂聚合物，其中所述粘合剂聚合物包括具有至少一个羟基和芳环的热固性酚醛树脂。2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的隔板，其中所述热固性酚醛树脂包括由以下化学式1所表示的酚醛清漆(novolac)型酚醛树脂和由以下化学式2所表示的甲阶(resole)型酚醛树脂中的至少一种：[化学式1]在化学式1中，n是1或更大的整数，并且R代表H和任选取代的C1
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C100烷基、烷氧基和烯基中的任一种，[化学式2]在化学式2中，n和m各自为1或更大的整数，并且R代表H和任选取代的C1
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C100烷基、烷氧基和烯基中的任一种。3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的隔板，其中所述热固性酚醛树脂于120
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200℃被热固化。4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的隔板，其中所述热固性酚醛树脂为苯酚甲醛(Phenol
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formaldehyde)树脂。5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的隔板，其中基于100重量％的所述无机颗粒的含量，所述热固性酚醛树脂的含量为0.1
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20重量％。6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的隔板，其中基于100重量％的所述无机颗粒的含量，所述粘合剂聚合物进一步包括含量为0.1
‑
50重量％的非酚醛树脂。7.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的隔板，其中所述多孔聚合物基板的厚度为1
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20μm，并且基于单面涂层，所述多孔涂层的厚度为0.5
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20μm。8.一种制造用于锂二次电池的隔板的方法，包括以下步骤：
(S1)通过将无机颗粒分散在第一溶剂中，并将具有至少一个羟基和芳环的热固性酚醛树脂溶解在其中，以制备无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑邵美，金敏智，韩达景，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：