[发明专利]隔膜及具备其的电化学器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电化学器件(例如锂二次电池)的隔膜及具备其的电化学器件。更具体而言，本发明涉及一种包括具有多个孔的非织造布基材的隔膜、及具备其的电化学器件。

本发明要求于2012年4月30日在韩国提交的韩国专利申请第10-2012-0045311号、和于2013年4月30日在韩国提交的韩国专利申请第10-2013-0047941号的优先权，其公开内容通过引用的方式全文纳入本说明书中。

背景技术

近来，对能源存储技术已有越来越浓厚的兴趣。能源存储技术的应用领域已经扩展到移动电话、摄像机、笔记本电脑PC和电动汽车，对电化学器件的研究和开发已经进行了越来越多的努力。在这方面，电化学器件是饶有兴趣的课题之一。特别是，可充电的二次电池的开发已是关注的焦点。近来，对这类电池的广泛的研究和开发集中在设计新的电极和电池以提高容量密度和比能上。

目前，在正使用的二次电池之中，二十世纪九十年代早期开发的锂二次电池，由于与常规的基于含水电解质的电池(例如，Ni-MH、Ni-Cd和H₂SO₄-Pb电池等)相比，具有更高的工作电压和更高的能量密度的优势，已引起了特别的关注。

许多公司已生产出具有不同安全特性的各种电化学器件。评估并确保这些电化学器件的安全性是非常重要的。对安全性最重要的考虑在于电化学器件的操作故障或故障不会引起对用户的伤害。为此，监管指南严格限制了电化学器件的危险(例如着火或冒烟)。电化学器件的过热可引起热失控或者隔膜的击穿可造成爆炸风险的增加。特别是，非织造布多孔基材用作电化学器件的隔膜，可降低隔膜的制备成本，但是由于多孔基材的低的拉伸强度、拉伸模量和挠性模量以及在多孔基材上纤维束的不足够的粘合，其机械强度变差。为此，在电化学器件的制备过程中使用非织造、多孔基材的隔膜可断裂。而且，由于非织造布基材具有大孔，在电池运转过程中可产生泄漏电流(leak current)以劣化隔膜的绝缘性能。

发明内容

技术问题

因此，设计本发明旨在解决现有技术的这些问题，因此本发明的一个目的是提供一种隔膜，其可以通过改善在制备隔膜中使用的非织造布基材的机械强度和控制该基材的孔径来防止泄漏电流的发生，以及提供一种具备所述隔膜的电化学器件。

技术方案

根据本发明的一方面，其提供了一种隔膜，其包括：非织造布基材，其由纤维形成，并具有形成在纤维之间的多个孔；和聚合物涂层，其形成在所述纤维的部分或整个表面，其中，聚合物涂层包含具有拉伸强度为80MPa以上、拉伸模量(modulus)为3,000MPa以上且挠性模量为3,000MPa以上的聚合物。

本发明中，纤维可以具有0.01μm至10μm的厚度。

非织造布基材可包含50％以上的0.05μm至70μm的大直径孔，基于总孔数计。此外，非织造布基材可具有30至80％的孔隙率以及10至30μm的厚度。

本发明所使用的聚合物可以选自聚酰胺醚酮类(Polyamide etherketone，PAEK)、聚酰亚胺类(Polyimide，PI)、聚酰胺类(Polyamide，PA)、聚亚苯基砜类(Polyphenylene sulfone，PPSU)、聚亚苯基醚类(Polyphenylene ether，PPE)、聚醚砜类(Polyether sulfone，PES)、聚醚醚酮类(Polyether etherketone，PEEK)、聚苯并咪唑类(Polybenzo imidazole，PBI)、聚醚酰亚胺类(Polyether imide，PEI)、聚酰胺酰亚胺类(Polyamideimide，PAI)、聚(对亚苯基-2,6-苯并二噁唑类)(Poly(p-phenylene benzobisoxazole))、环氧树脂(Epoxy resine)中的任意一个或其两种以上的混合物。

隔膜还可包含粘附在聚合物涂层上的多种无机颗粒。