[发明专利]用于锂二次电池的隔板、锂二次电池和制造方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种用于锂二次电池的隔板。

背景技术

非水性锂二次电池通常包括由多孔绝缘膜制成并放置于正、负极之间的隔板。所述膜的孔内浸泡包括溶解于其中的锂盐的电解液。非水性锂二次电池具有优异的初始高容量和高能量密度特性。然而，当其中的正、负极在充电和放电循环中反复收缩膨胀时，它们与隔板或电解液反应，因此，非水性锂二次电池会容易受损，发生内部和外部短路，并会迅速变热。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。

为了防止该问题，隔板由具有优异关闭特性、易于处理且成本低的多孔聚乙烯膜形成。此处，当电池由于过充电、内部或外部短路等而升温时，关闭引起隔板部分熔化，从而封闭了孔并切断了电流。

此外，已经进行了通过改善电极材料、隔板等的耐热性以改善非水性锂二次电池的安全性的尝试，具体地，即使当隔板急剧收缩或损坏时，也能确保安全性。

发明内容

本发明实施方式的方面涉及能够改善锂二次电池循环寿命特性、强度和高温稳定性的隔板。

根据本发明的一个实施方式，用于锂二次电池的隔板包括含具有反应性官能团的有机和无机可连接硅烷化合物和无机化合物的涂料层，所述反应性官能团选自由氨基、异氰酸酯基、环氧基、巯基及它们的组合组成的组。此处，所述有机和无机可连接硅烷化合物是指不仅能够连接有机化合物还能够连接无机化合物的硅烷化合物。

所述涂料层可以包含由所述有机和无机可连接硅烷化合物在所述无机化合物表面上形成的表面涂层。

所述表面涂层可以为连续的或非连续的。

所述具有反应性官能团的有机和无机可连接硅烷化合物可以选自由环氧烷基烷氧基硅烷、氨基烷基烷氧基硅烷、异氰酸酯基烷基烷氧基硅烷、巯基烷基烷氧基硅烷及它们的组合组成的组。

在一个实施方式中，所述具有反应性官能团的有机和无机可连接硅烷化合物选自由乙烯基烷基烷氧基硅烷、卤代烷基烷氧基硅烷、乙烯基卤代硅烷、烷基酰氧基硅烷及它们的组合组成的组，所述乙烯基烷基烷氧基硅烷、卤代烷基烷氧基硅烷、乙烯基卤代硅烷、烷基酰氧基硅烷及它们的组合包含选自由氨基、异氰酸酯基、环氧基、巯基及它们的组合组成的组中的所述反应性官能团。

所述无机化合物可以选自由SrTiO₃、SnO₂、CeO₂、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO₂、Y₂O₃、Al₂O₃、TiO₂、BaTiO₃、SiO₂及它们的组合组成的组。

所述涂料层可以进一步包括选自由聚偏氟乙烯(PVDF)、聚（偏氟乙烯-六氟丙烯）(PVDF-HFP)、COOH改性的PVDF、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酸(PAA)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、芳纶、聚醋酸乙烯酯(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醚(PVE)及它们的组合组成的组中的粘合剂。

所述隔板可以进一步包括选自由玻璃纤维、聚酯、四氟乙烯（例如TEFLON；TEFLON为杜邦公司的注册商标）、聚烯烃、聚四氟乙烯(PTEF)及它们的组合组成的组中的多孔基板。

所述涂料层可以形成于所述多孔基板的一面或两面上。

基于100重量份的所述无机化合物，所述隔板的涂料层可以包含约1重量份至约20重量份的所述具有反应性官能团的有机和无机可连接硅烷化合物。

所述隔板的涂料层可以包含重量比在约1:0.5至约1:5范围内的所述无机化合物和所述粘合剂。

所述具有反应性官能团的有机和无机可连接硅烷化合物可以选自由3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、(3-三甲氧基硅烷丙基)二乙烯三胺、(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸3-(三乙氧基硅烷)丙酯、异氰酸3-(三甲氧基硅烷)丙酯、3-巯丙基三甲氧基硅烷、双(3-(三乙氧基硅烷)丙基)-四硫化物、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷及它们的组合组成的组。

在本发明的一个实施方式中，可再充电电池包括正极；负极；和所述正极和所述负极之间的上述任意隔板。