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沿厚度方向具有不同孔隙率的隔板及其制造方法技术

技术编号:43001621 阅读:3 留言:0更新日期:2024-10-15 13:29
本发明专利技术涉及沿厚度方向具有不同孔隙率的隔板及其制造方法。公开了一种用于二次电池的隔板,所述隔板包括聚烯烃和具有多孔结构的隔板主体,其中所述隔板主体被配置为沿厚度方向具有不同孔隙率的形式,并且可以改善由于正极和负极之间的厚度和电导率差异而导致的离子电导率不平衡的问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请要求于2019年9月19日提交的韩国专利申请第2019-0115296号的优先权,通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。本专利技术涉及一种沿厚度方向具有不同孔隙率的用于二次电池的隔板,且更具体地,涉及一种沿厚度方向具有不同孔隙率以便防止由于正极和负极之间的离子电导率差异而导致的性能劣化的隔板主体。


技术介绍

1、在锂二次电池的隔板中,安全性增强型隔板(以下简称为“srs隔板”)被广泛使用。srs隔板被配置为具有其中包括无机材料和粘合剂的涂层形成在聚烯烃基基板上的结构,从而提供针对高温的高安全性。

2、srs隔板的涂层由无机材料和粘合剂形成多孔结构。借助于多孔结构,增加了容纳液体电解质溶液的容积,从而提高了锂离子电导率和srs隔板的电解质浸渍率。因此,srs隔板可以同时提高锂二次电池的性能和稳定性。

3、构成锂二次电池的正极和负极根据活性材料的类型、电极的厚度和导电性而具有不同的锂离子的离子电导率。如果其间设置有隔板的正极和负极的离子电导率不同,则电池性能可能会劣化。

4、为了使具有不同离子电导率的正极和负极的总传质速率相同,可以不同地设置电极的面积或者可以不同地设计电极的厚度。

5、韩国专利申请公开第2013-0123568号(2013.11.13)(以下称为“专利文献1”)公开了一种隔板,该隔板具有如下结构,其中涂覆在隔板主体的第一表面上的无机材料和涂覆在隔板主体的第二表面上的无机材料的尺寸彼此不同,以便通过增加隔板的孔隙率来提高电解质的浸渍量和锂离子传导性。专利文献1的隔板仅具有增加涂层的孔隙率的效果。

6、韩国专利申请公开第2016-0118586号(2016.10.12)(以下称为“专利文献2”)公开了一种多层电极,其特征在于在包括三层或更多层电极混合物层的电极中,靠近集电器的电极混合物层的孔隙率相对小于远离集电器的电极混合物层的孔隙率。

7、专利文献2是一种通过形成具有孔隙率差异的电极混合物层结构来提高粘附性并且即使在由于充电和放电而发生体积膨胀和收缩时也防止电极脱嵌的技术。

8、韩国专利申请公开第2016-0097537号(2016.08.18)(以下称为“专利文献3”)公开了一种隔板,该隔板被配置为通过在与正极接触的表面上形成包括与正极粘合剂具有亲和性的粘合剂的涂层和在与负极接触的表面上形成包括与负极粘合剂具有亲和性的粘合剂的涂层来改善隔板与正极之间或隔板与负极之间的粘附性。

9、专利文献3公开了一种用于提高隔板与电极之间的粘附性的配置,但没有解决正极与负极之间的离子电导率差异。

10、如上所述,已经提出了各种方法来解决由于正极和负极之间的离子电导率差异而导致电池性能劣化的问题。然而,它们都不是明确的解决方案。

11、(现有技术文献)

12、(专利文献1)韩国专利申请公开第2013-0123568号(2013.11.13)

13、(专利文献2)韩国专利申请公开第2016-0118586号(2016.10.12)

14、(专利文献3)韩国专利申请公开第2016-0097537号(2016.08.18)


技术实现思路

1、技术问题

2、本专利技术是鉴于上述问题而完成的,并且本专利技术的目的在于提供一种用于二次电池的隔板及其制造方法,所述隔板能够防止电池的寿命和容量由于正极和负极之间的离子电导率差异而劣化。

3、技术方案

4、根据本专利技术,可以通过提供一种用于二次电池的隔板来实现上述和其它目的,其中所述隔板可包括具有包含聚烯烃的多孔结构的隔板主体,并且所述隔板主体可被配置为具有沿厚度方向有着不同孔隙率的结构。

5、所述隔板主体可以不具有孔隙率发生差异的界面,并且可被配置为具有孔隙率连续变化的形式。

6、所述隔板主体可包括孔隙率沿厚度方向增加的部分和孔隙率沿厚度方向减小的部分的至少一者。

7、所述隔板主体可以在厚度方向的中心处具有最大孔隙率。

8、所述隔板可进一步包括形成在隔板主体的第一表面上的第一涂层和形成在隔板主体的第二表面上的第二涂层。

9、此外,第一涂层的硬度和第二涂层的硬度可以彼此不同。

10、第一涂层可包括第一无机材料和第一粘合剂,第二涂层可包括第二无机材料和第二粘合剂,其中所述第一无机材料和所述第二无机材料可具有相同的硬度和不同的含量比,或者可具有不同的硬度,而不管含量比如何。

11、此外,本专利技术可以选择性地结合上述构造中的任何一个或多个的组合,并且对于本领域技术人员来说显而易见的是,物理上不可能或不适当的情况被排除在外。

12、本专利技术还提供一种制造所述隔板的方法,所述方法包括以下步骤:

13、1)制备具有包含聚烯烃的多孔结构的隔板主体;

14、2)在步骤1)的隔板主体的第一表面上形成第一涂层并在步骤1)的隔板主体的第二表面上形成第二涂层;和

15、3)按压步骤2)的隔板。

16、同时,所述方法可进一步包括在步骤3)之后移除第一涂层和第二涂层的步骤。

17、第一涂层的硬度和第二涂层的硬度可以彼此不同。

18、此外,隔板主体的第一表面侧的压缩比和隔板主体的第二表面侧的压缩比可以不同。

19、第一涂层可包括第一无机材料和第一粘合剂,第二涂层可包括第二无机材料和第二粘合剂,其中第一涂层和第二涂层的辊压强度可取决于第一无机材料、第二无机材料、第一粘合剂和第二粘合剂的类型和含量比。

20、在步骤3)中,从第一涂层和第二涂层的外侧向隔板主体施加相同的压力。

21、此外,本专利技术提供一种具有堆叠结构的电极组件,其中通过上述方法制造的隔板插置在正极和负极之间。

22、在正极和负极之间,可以在隔板中具有低孔隙率的方向上设置具有高离子电导率的电极,并且可以在隔板中具有高孔隙率的方向上设置具有低离子电导率的电极。

23、此外,可以选择性地结合制造方法的任何一个或多个构造,并且对于本领域技术人员来说显而易见的是,物理上不可能或不适当的情况被排除在外。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有堆叠结构的电极组件,其中隔板插置在正极和负极之间,

2.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述隔板主体包括孔隙率沿厚度方向增加的部分和孔隙率沿厚度方向减小的部分的至少一者。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的电极组件,其中所述隔板进一步包括形成在所述隔板主体的第一表面上的第一涂层和形成在所述隔板主体的第二表面上的第二涂层。

4.根据权利要求3所述的电极组件,其中所述第一涂层的硬度与所述第二涂层的硬度彼此不同。

5.根据权利要求3所述的电极组件,其中

6.根据权利要求1所述的电极组件,其中,所述具有高离子电导率的电极为负极,所述具有低离子电导率的电极为正极。

【技术特征摘要】

1.一种具有堆叠结构的电极组件,其中隔板插置在正极和负极之间,

2.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述隔板主体包括孔隙率沿厚度方向增加的部分和孔隙率沿厚度方向减小的部分的至少一者。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的电极组件,其中所述隔板进一步包括形成在所述隔板主体的第一表面上的第一涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员:闵智援
申请(专利权)人:株式会社LG新能源
类型:发明
国别省市:

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