本发明专利技术涉及一种陶瓷复合材料(1)，其包含扁平载体基材(2)和多孔涂层(4)，该涂层已经施加到载体基材(2)上，并且包含陶瓷颗粒(3)。本发明专利技术的任务是进一步开发一种所述类型的陶瓷复合材料，以使得能够实现较低的厚度，同时保持高的热和机械稳定性。所述任务是通过这样一种陶瓷复合材料来解决的，其载体基材(2)为聚合物膜(2)，其中该载体基材(2)具有由多个规则排列的孔(6)组成的穿孔，和其中该穿孔至少在该载体基材(2)的一个面上覆盖有多孔涂层(4)。图1表示了本发明专利技术的陶瓷复合材料的横截面图。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于聚合物载体膜的陶瓷复合材料的生产及用途本专利技术涉及一种陶瓷复合材料，其包含扁平载体基材和已经施加到该载体基材上的包含陶瓷颗粒的多孔涂层。本专利技术另外涉及一种生产这样的陶瓷复合材料的方法，和涉及包含这样的陶瓷复合材料的电化学电池。在本申请的上下文中，术语“电化学电池”被理解为表示电能存储器，其既可以是可再充电的也可以是不可再充电的。就此而言，本申请正文中不区分为一方面的术语“蓄电池/ 二次电池组(kkimc^rtatterie)，，，和另一方面的“电池组/ 一次电池组”。术语“电化学电池”在本申请的上下文中还包括电容器。电化学电池另外被理解为能量存储器的最小功能单元。在工业实践中，多个电化学电池经常是串联或者并联来连接的，目的是提高该存储器的总能量容量。在上下文中，称为多电池(Mehrfachzell)。工业设计的电池组因此会具有单个电化学电池或者多个并联或者串联的电化学电池。因为这对于本专利技术是不重要的，所以术语“电池组(Batterie) ”和“电化学电池(elektrochemische Zelle) ”在后面是同义使用的。就电池组的性质而言，可以区分为高性能电池组和高能量电池组。高性能电池组是这样的存储器，其在特别短的时间内释放它的电能；它产生高的放电电流。高能量电池组基于它的重量或者它的体积具有特别高的存储容量。作为基本功能单元的电化学电池包含两个相反极性的电极，S卩，负阳极和正阴极。 这两个电极通过设置在所述电极之间的分隔物彼此隔离来防止短路。该电池是用电解液 (即，液态、凝胶状或者有时候是固体的离子导体)填充的。该分隔物是离子可透过的，并因此允许阳极和阴极直接在充电或者放电循环中进行离子交换。分隔物通常是一种薄的多孔的电绝缘物质，具有高的离子透过性，良好的机械强度和对于系统中(例如电化学电池的电解液中)所用的化学品和溶剂的长期稳定性。在电化学电池中，阴极与阳极应当完全电隔离。另外，它必须是持久弹性的，并且跟从系统中的运动，该运动不仅来源于外部的负荷，而且还来源于在离子嵌入和释放时电极的“呼吸”。分隔物至关重要地决定电化学电池的寿命和安全性。可再充电的电化学电池或者电池组的开发因此决定性地受到合适的分隔物材料的开发的影响。关于电分隔物和电池组的通用信息可以在例如J. 0. Besenhard的“Handbook of Battery Materials" (VCH-Verlag, Weinheim 1999)中找到。高能电池组被用于不同的应用中，在其中重要的是有尽可能大量的电能可供使用。高能电池组用于驱动车辆(电动车电池组)中，用于借助于电池组的离网固定电源(辅助供电系统)中，用于不间断电源，用于提供平衡能量(Regelenergie)，用于便携式电子设备例如膝上型电脑，移动电话，和用于电动工具。能量密度经常是以重量基或者体积基参数来报告的。目前，在高能电池组中实现了 350-400Wh/L和150_200Wh/kg 的能量密度。这样的电池组所需的功率不那么大，并因此可以在内阻方面进行折衷。这意味着该电解液填充的分隔物的电导率例如不需要如同高性能电池组的情况中那样大，并因此作为结果，其他的分隔物设计也是可行的。例如在高能量系统的情况中，还可以使用这样的聚合物电解液，其具有0. l-2mS/cm的相当低的电导率。但是，这样聚合物电解液电池不能用作高性能电池组。用于高性能电池组系统中的分隔物必须具有下面的性能它们必须尽可能薄，来确保低的特定空间需求，和保持内阻为低。为了确保这些低的内阻，重要的是该分隔物还具有高的孔隙率，因为高孔隙率促进了离子通过率。此外，分隔物必须是轻的，来实现低的比重。另外，对于电解液的润湿性必须是高的，这归因于否则形成电解液的死区(其提高了内阻)。在许多应用中，特别是移动应用中，需要非常大量的能量(例如在用于全电动车辆的电动车电池组)。电池组在这些应用中以完全带电状态存储了大量的能量，该能量在电池组故障的情况中(例如过度充电或者短路)或者在意外事件情况中不得以不受控的方式释放，因为这将不可避免地导致电池和车辆的爆炸而着火。用于移动应用的分隔物因此必须是特别安全的，以使得事故车辆的电池组不爆炸。可再充电的高性能电池组和高能电池组目前是基于锂离子构建的。因为锂是高反应性金属和锂离子蓄电池的成分是易燃的，因此现代的锂离子或者锂金属电池组或者蓄电池是密封包封的。这样的电池组电池对于机械损坏是敏感的，其会导致例如内部短路。内部短路和与空气接触会导致锂离子电池组或者锂金属电池组着火。由于它们特别高的存储容量和相当小的空间要求，基于锂离子的电池组电池特别适于生产电动车辆用的电池组。将电池组嵌入到车辆中因此特别需要保护该电池组电池抗机械和热损坏。容易想到的是对于电动车辆来说，这里必须提供这样的电池组，其具有相当高的存储容量和相当高的端电压。特别是对于汽车工业来说，例如对于全电动车辆来说，该电池组电池必须是相对大的，并且归因于电极高的比重，其具有高的绝对重量。如上所述，基于锂离子或者锂金属的电池组电池例如是机械敏感的，并因此在安装到机动车中的情况中必须采用特别的措施，来保护该电池组电池抗机械损坏。在现代的客车的情况中，期望的是正常的运行周期产生了在任何空间轴中由于重力产生的加速度的两到三倍的加速度力。这样的力在加速、减速、拐弯和在不平的表面上行驶过程中作用于车辆上。此外，绝对需要的是保护机动车中所安装的电池组抗与冲击有关的机械作用和抗冲击相关的加速力。此外，该电池组和因此该电池组电池及其结合被暴露于车辆引起的振动中。这些约束条件产生了对于分隔物高的要求；它必须解决一方面高离子电导率和低重量与另一方面高机械/热稳定性之间矛盾的目标。根据它们的材料，目前所用的分隔物可以分为三类全有机分隔物，全陶瓷分隔物和有机/无机复合材料分隔物。根据其结构，这里存在着两类不同的分隔物织物分隔物和层分隔物。织物结构通常涉及非织造物。非织造物形成了这一类平面纺织织物的一部分，并且根据ISO 9092 1988定义为由无规或者规则设置的纤维构成的平面材料，网或者垫，其是通过摩擦或者内聚或者附着而接合的。织物分隔物可以设想类似于毡。其纤维之间的空隙产生了它们的孔隙率。层分隔物采用片或者膜的形式，并且是均勻结构。它们的孔隙率来源于多个以无规方式排列在实心材料中的孔或者腔室，类似于海绵。为了获得相对柔韧的分隔物(不管陶瓷材料低的弹性)，全陶瓷分隔物通常具有织物结构。它们由无机的非织造布，例如由玻璃或者陶瓷材料制成的非织造物，或者陶瓷纸。它们由不同公司生产。这里重要的制造商是Binzer，Mitsubishi，Daramic等。无机的非织造布或者陶瓷纸制成的分隔物是机械非常不稳定的，并且容易导致短路，并因此不能实现长的使用寿命。全有机分隔物可以使用织物结构和层结构二者。典型的有机基织物分隔物是由例如聚丙烯纤维组成。公司Celgard，"Toner!，W^e和Asahi生产全有机分隔物。可以作为举例而提到的是由Celgard，LLC在名称Celgarcf 2320下生产的全有机层分隔物。这是由聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯构成的三层微多孔层。术语“微孔率”来源于材料孔径的分类，其是根据 IUPAC来进行的。其将孔径分成下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M帕斯卡利，M舒斯特，C许英，G赫佩尔，V赫尼格，
申请(专利权)人：M帕斯卡利，M舒斯特，C许英，G赫佩尔，V赫尼格，
类型：发明
国别省市：
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