可再充电锂电池用隔板、其形成方法和可再充电锂电池技术

本发明专利技术公开了一种用于可再充电锂电池的隔板和可再充电锂电池，所述用于可再充电锂电池的隔板包括多孔基板和布置在所述多孔基板的一面或多面上的涂层，所述涂层包括有机颗粒和粘合剂聚合物，其中，所述有机颗粒包括不同于所述粘合剂聚合物的材料，且基于所述涂层总量，所述粘合剂聚合物在所述涂层中的含量在50wt%至99wt%的范围内。

【技术实现步骤摘要】
可再充电锂电池用隔板、其形成方法和可再充电锂电池
本专利技术涉及一种用于可再充电锂电池的隔板和包括所述隔板的可再充电锂电池
技术介绍
常用的可再充电锂电池包括由多孔绝缘膜制成的放置于正、负极之间的隔板。所述膜的孔被电解液浸泡，所述电解液包括溶解于其中的锂盐。包括非水电解液的可再充电锂电池具有优异的高容量和高能量密度特性。然而，当电池中的正、负极在充电和放电循环时反复收缩膨胀时，它们会与隔板或电解液反应。从而，包括非水电解液的可再充电锂电池可容易受损，发生内部和外部短路，并迅速变热。如前所述，当电池迅速变热时，隔板熔化，然后迅速收缩或损坏，并因此再次短路。为了防止(或减少)该问题，常用的隔板普遍是由具有优异关闭特性的多孔聚乙烯膜形成的，该隔板易于处理，且成本低。此处，关闭是指，当电池由于过充电、内部或外部短路等而升温时，隔板部分熔化，从而封闭了孔并切断了电流。此外，已经进行了通过改善用于隔板的电极材料的耐热性等而改善可再充电锂电池的安全性的尝试，具体地，即使当电池中的隔板急剧收缩或损坏时，也能确保安全性。
技术实现思路
本专利技术实施方式的一方面涉及用于可再充电锂电池的隔板，所述隔板当用于电池时由于优异的耐热性具有改善的安全性。本专利技术实施方式的另一方面涉及包括所述用于可再充电锂电池的隔板的可再充电锂电池。一个实施方式提供了用于可再充电锂电池的隔板，所述隔板包括多孔基板；以及所述多孔基板的一面或多面上的涂层，所述涂层包括有机颗粒和粘合剂聚合物，其中，所述有机颗粒包括不同于所述粘合剂聚合物的材料，且基于所述涂层的总量，所述粘合剂聚合物在所述涂层中的含量为50wt%至99wt%。所述有机颗粒可以具有1nm至1000nm范围内的平均粒径。所述有机颗粒可以包括选自由基于丙烯酸酯的化合物、基于邻苯二甲酸二烯丙酯的化合物、基于酰亚胺的化合物、它们的均聚物、两种或更多种上述化合物的共聚物及两种或更多种上述化合物的混合物组成的组中的有机化合物。所述有机颗粒可以连续地或不连续地位于所述粘合剂聚合物的表面。所述粘合剂聚合物可以包括由选自由烯属(ethylenic)不饱和羧酸烷基酯、基于腈的化合物、基于共轭二烯的化合物、烯属不饱和羧酸、烯属不饱和羧酸盐、芳香族乙烯基化合物、氟代烷基乙烯基醚、乙烯基吡啶、基于非共轭二烯的化合物、α-烯烃、烯属不饱和酰胺化合物、基于磺酸的不饱和化合物及它们的混合物组成的组中的第一单体聚合而成的聚合物。所述粘合剂聚合物可以进一步包括由第二单体聚合而成的另一种聚合物，所述第二单体包括选自由羟基、缩水甘油基、氨基、N-羟甲基和乙烯基组成的组中的官能团。所述粘合剂聚合物可以由包括分散于其中的粘合剂聚合物颗粒的乳液形成，且所述粘合剂聚合物颗粒可以具有0.01μm至0.5μm的平均粒径。基于所述涂层的总量，所述粘合剂聚合物在所述涂层中的含量可以为80-99wt%。所述涂层可以进一步包括包含基于硅烷的化合物的粘合剂，所述粘合剂和所述粘合剂聚合物可以不同。所述基于硅烷的化合物可以包括选自由烷氧基、卤素基团、氨基、乙烯基、缩水甘油氧基和羟基组成的组中的官能团。所述基于硅烷的化合物可以包括选自由乙烯基烷基烷氧基硅烷、环氧烷基烷氧基硅烷、氨基烷基烷氧基硅烷、巯基烷基烷氧基硅烷、卤代烷基烷氧基硅烷、乙烯基卤代硅烷和烷基酰氧基硅烷组成的组中的一种。基于100重量份的所述粘合剂聚合物，所述粘合剂在所述涂层中的含量可以为0.05至5重量份。所述多孔基板可以包括选自由玻璃纤维、聚酯、聚烯烃、聚四氟乙烯(PTFE或如)和聚丙烯腈组成的组中的至少一种。为杜邦公司(E.I.duPontdeNemoursandCompany),Wilmington,Delaware的注册商标。另一个实施方式提供了可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括正极；面向所述正极的负极；所述正极和所述负极之间的隔板；和浸泡所述正极、所述负极和所述隔板的电解液。根据另一个实施方式，形成用于可再充电锂电池的隔板的方法包括：制备包括粘合剂聚合物颗粒的乳液；从所述乳液形成粘合剂聚合物；将所述粘合剂聚合物与有机颗粒混合以形成涂层组合物；和在多孔基板上涂覆所述涂层组合物以形成包括所述有机颗粒和所述粘合剂聚合物的涂层。然后，将详细叙述其他实施方式。具有优异耐热性的隔板可以提供一种具有改善安全性的可再充电锂电池，并可以降低所述隔板的制造成本。附图说明附图与说明书一起说明了本专利技术的示例性实施方式，并与说明书一起解释了本专利技术的原理。图1为显示了根据一个实施方式的可再充电锂电池的示意图。符号说明100：可再充电锂电池112：负极113：隔板114：正极120：电池壳体140：密封部件具体实施方式下文将详细叙述示例性实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，本专利技术并不限于此。正如本领域技术人员会认识到的，本专利技术可以以多种不同形式实施，并且不应认为受到此处列举的实施方式的限制。说明书中相同的附图标记表示相同的元件。根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的隔板包括多孔基板、位于多孔基板至少一面(例如一面或多面)上的涂层。涂层包括有机颗粒和粘合剂聚合物，且有机颗粒和粘合剂聚合物为彼此不同的材料(例如有机颗粒包括不同于粘合剂聚合物的材料)。有机颗粒可以连续地或不连续地位于粘合剂聚合物的表面。具有上述结构的涂层可以使隔板具有优异的强度和耐热性。有机颗粒可以具有1nm至1000nm范围内的平均粒径，具体为1nm至100nm，更具体为1nm至10nm。在一个实施方式中，当有机颗粒具有以上范围内的平均粒径时，涂层具有优异的强度并使隔板具有耐热性。有机颗粒可由至少一种有机化合物获得，所述至少一种有机化合物选自由基于丙烯酸酯的化合物、基于邻苯二甲酸二烯丙酯的化合物、基于聚亚胺的化合物、其均聚物、两种或更多种上述化合物的共聚物及两种或更多种上述化合物的混合物组成的组中。有机颗粒可以通过以下方法获得。在实施方式中，将基于丙烯酸酯的化合物在乳化剂中分散，向其中加入少量硫酸铜水溶液，并向其中加入氧化还原聚合引发剂进行乳液聚合，从而得到所述有机颗粒。在实施方式中，有机颗粒可以通过基于邻苯二甲酸二烯丙酯的化合物在水溶性聚合引发剂的存在下的聚合得到。在实施方式中，有机颗粒可以通过具有包含疏水聚合物的核部分和包含亲水聚合物的壳部分的乳液颗粒反应得到，其中亲水聚合物包括基于醛的化合物。在一个实施方式中，疏水聚合物具有大于或等于约20°C的玻璃化转变温度，和乙酰乙酰基。亲水聚合物具有能分散在水中的官能团。在实施方式中，将聚酰胺酸微粒分散在亲水溶剂中，并由乙酸酐、吡啶等进行酰亚胺化，制备聚酰亚胺微粒分散体，并通过离心除去亲水溶剂。将表面活性剂水溶液加入剩余的副产物中以代替水，从而得到有机颗粒。此外，有机颗粒可以包括具有约11.7nm的平均粒径并由NissanChemicalIndustriesLtd.制造的HA-DVD-500、具有约3nm至约10nm范围内的平均粒径并由NipponShokubaiCo.,Ltd.制造的MX020W等或具有活性官能团的这些产品中的至少一种。为NipponShokubaiCo.,Ltd.的注册商标。此外，有机颗粒可以具有大于或等于约20°C的玻璃化转变温度，具体为大于或等于约50°C，更具体地，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可再充电锂电池的隔板，所述隔板包含：多孔基板；和所述多孔基板的一面或多面上的涂层，所述涂层包含有机颗粒和粘合剂聚合物，其中，所述有机颗粒包含不同于所述粘合剂聚合物的材料，且基于所述涂层总量，所述粘合剂聚合物在所述涂层中的含量在50wt%至99wt%的范围内。

【技术特征摘要】
2012.06.01 US 61/654,780;2012.08.29 US 13/598,1651.一种用于可再充电锂电池的隔板，所述隔板包含：多孔基板；和所述多孔基板的一面或多面上的涂层，所述涂层包含有机颗粒和粘合剂聚合物，其中，所述有机颗粒包含不同于所述粘合剂聚合物的材料，且基于所述涂层总量，所述粘合剂聚合物在所述涂层中的含量在50wt％至99wt％的范围内，其中所述有机颗粒包含选自由基于丙烯酸酯的化合物、基于邻苯二甲酸二烯丙酯的化合物、基于酰亚胺的化合物、它们的均聚物、两种或更多种上述化合物的共聚物及两种或更多种上述化合物的混合物组成的组中的至少一种有机化合物，其中所述粘合剂聚合物包含由选自由烯属不饱和羧酸烷基酯、基于腈的化合物、基于共轭二烯的化合物、烯属不饱和羧酸、烯属不饱和羧酸盐、芳香族乙烯基化合物、氟代烷基乙烯基醚、乙烯基吡啶、基于非共轭二烯的化合物、α-烯烃、烯属不饱和酰胺化合物、基于磺酸的不饱和化合物及它们的混合物组成的组中的第一单体聚合而成的至少一种聚合物。2.如权利要求1所述的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述有机颗粒具有在1nm至1000nm范围内的平均粒径。3.如权利要求1所述的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述有机颗粒连续地或不连续地位于所述粘合剂聚合物的表面。4.如权利要求1所述的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述粘合剂聚合物进一步包含由第二单体聚合而成的另一种聚合物，所述第二单体包含选自由羟基、缩水甘油基、氨基、N-羟甲基和乙烯基组成的组中的官能团。5.如权利要求1所述的用于可再充电锂电池的隔板，其中所述粘合剂聚合物由包含分散于其中的粘合剂聚合物颗粒的乳液形成，且所述粘合剂聚合物颗粒具有在0.01μm至0.5μm范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕贞沃，金寅，朴杉秦，崔龟锡，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：