[发明专利]包括有机/无机复合多孔层的二次电池隔板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种二次电池隔板及其制造方法。根据本发明的二次电池隔板包括用于提高耐热性和物理强度的有机/无机复合多孔层，由于所述有机/无机复合多孔层采用聚合物颗粒作为粘合剂，因此与使用有机溶剂的溶剂型粘合剂树脂的隔板相比较，所述二次电池隔板展现出优异的渗透性。

本申请为申请日为2005年10月26日、申请号为201580057699.8、名称为“包括有机/无机复合多孔层的二次电池隔板及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本申请要求于2014年10月24日在韩国提交的韩国专利申请第10-2014-0145532号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。本公开内容涉及在诸如二次电池之类的电化学装置中所使用的隔板及其制造方法。更具体地，本公开内容涉及具有改进的透气特性的包括有机/无机复合多孔层的多孔隔板及其制造方法。

背景技术

二次电池是主要由正极/负极/隔板/电解液构成的储能装置，能够通过化学能和电能之间的可逆转换进行充电，从而确保高能量密度。二次电池的应用迅速扩展至包括移动电话和笔记本电脑在内的小型电子设备，甚至混合电动车(HEV，hybrid electricvehicles)和储能系统(ESS，Energy storage system)。

二次电池是由隔板绝缘的电化学装置，因而是稳定的，但是会在由于内部或外部电池故障或冲击导致正极和负极之间产生短路的情况下存在发热和爆炸的危险，因此最重要的考虑是确保作为绝缘体的隔板的热安全性/化学安全性。

然而，由包括聚烯烃的聚合物制成的隔板在高温下具有高热收缩性和由枝晶生长导致的故障风险。为了解决上述问题，披露了一种涂覆隔板，其中多孔隔板基板的一个表面或两个表面涂覆有无机颗粒以及粘合剂，以保护隔板免于故障风险并且防止热收缩。

关于涂覆隔板，根据韩国专利第10-0775310号，将聚合物树脂粘合剂和无机颗粒添加到有机溶剂以制备有机/无机浆料(PVDF-CTFE/BaTiO₃或PVDF-CTFE/Al₂O₃)，并且将所述有机/无机浆料涂覆于多孔基板上，从而制造具有有机/无机复合多孔层的隔板。在这一工艺中，包含溶解在溶剂中的诸如PVDF-CTFE之类的粘合剂树脂的粘合剂溶液用于在粉状无机颗粒之间提供良好的粘附性。然而，在这种情况下，由于粘合剂溶液易于渗入多孔基板的孔中，因此需要使用大量的粘合剂以在无机材料和多孔基板表面之间显示足够的粘附性，这导致电池性能劣化。图2示出了根据现有技术的具有复合多孔层的隔板，如实施例中所示，溶解在有机溶剂中的粘合剂树脂渗入多孔基板的孔中并堵塞多孔基板的孔。此外，随着浆料中的粘合剂浓度增加，浆料粘度大大增加，使得难以形成薄膜有机/无机复合层并且在干燥工艺中需要高温，当浆料粘度维持在低水平时，浆料与多孔基板之间的粘附性或者于无机材料之间的粘附性下降，导致无机颗粒很容易分离。

由于因临界爆炸极限之故，这种基于有机溶剂的工艺在干燥时包括一条长的烘干线的干燥带(dry zone)，所以在浆料制备、输送和涂覆工艺中，浆料通过溶剂蒸发而在浓度和流变特性上发生改变，这会影响最终产品的涂覆质量。