[发明专利]制备多孔膜的方法

说明书

本发明涉及一种单层或多层多孔膜的制造方法，所述方法包括以下步骤：a)提供用于所述膜的第一膜层的可流动的第一基础混合物，所述第一基础混合物包含溶剂、不溶于所述溶剂的填料和溶于所述溶剂的聚合物粘合剂；b)形成膜前体膜，所述膜前体膜包括由所述第一基础混合物构成的至少一个子层；c)使所述膜前体膜与沉淀剂接触，所述第一基础混合物的溶剂可溶于所述沉淀剂，所述粘合剂不溶于所述沉淀剂，并且所述粘合剂被沉淀以形成所述多孔膜。本发明还涉及使用所述方法制造的膜、由所述膜制造的电极材料、和包含所述电极材料的储能介质。

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的制备多孔膜的方法。此外，本发明涉及使用本发明方法制备的膜、包含该膜的电极材料和包含该电极材料的储能介质。

背景技术

锂(Li-)离子电池被认为是在电动和固定储能领域进一步扩展的关键。其中，与其它能量存储系统相比，锂离子技术的优点在于其显著更高的能量和功率密度及其低的自放电。

然而，现有技术中已知的锂离子电池的生产存在相当大的制造挑战，该制造挑战尤其由例如关于单独电极的层厚度的极端精度要求而引起。此外，已知的锂离子电池通常需要复杂的制造步骤。市场上可获得的电池单元类型的多样性进一步增加了复杂性。

据估计，现有技术系列生产中三分之二的成本可归因于所使用的材料。因此，降低制造成本的方式可以是通过更高的生产量、更少的废品和更便宜的阴极材料。

主要的限制方面是用于电池的电池单元或电池的单独部件的生产。在现有技术中，为了制造锂离子电池的电池单元，阴极、阳极和布置在阴极和阳极之间的电绝缘隔板被分开制造，然后在复杂工艺中处理以形成不同几何形状的单元。

阳极和阴极的厚度受该方法的限制，因为现有技术中的制造方法涉及溶剂的蒸发，例如在带式炉中。如果以这种方式制备的膜的厚度增加，则不再保证溶剂的均匀蒸发，并且电极可能具有不均匀的结构，这损害了它们的质量。由于溶剂的蒸发时间随涂层厚度的平方而增加，因此阳极和/或阴极的较厚涂层也导致由于较长干燥距离而增加的设备成本。然而，为了提高锂离子电池的存储容量，用于电极材料的较厚电极或膜将是理想的。

发明内容

本发明的一个目的是解决这种目标冲突，并产生一种能够生产较厚的膜同时保持相同质量的方法，所述膜优选地适合于生产用于锂离子电池的电极材料。

该目的通过具有独立权利要求的特征的方法来解决。

本发明还涉及一种制备单层或多层多孔膜的方法。

可选地，提供以下方法步骤：

-提供用于所述膜的第一膜层的可流动的第一基础混合物，其中所述第一基础混合物包含溶剂、不溶于所述溶剂的添加剂和溶解于所述溶剂中的聚合物粘合剂，

-形成膜前体片材，其中所述膜前体片材包括所述第一基础混合物的至少一个子层，

-使所述膜前体片材与沉淀剂接触，其中所述第一基础混合物的溶剂可溶于所述沉淀剂，其中所述粘合剂至少部分不溶于所述沉淀剂，并且其中所述粘合剂被沉淀以形成所述多孔膜。

可选地，除了提供可流动的第一基础混合物之外，该方法还包括：

-提供用于形成第二膜层的可流动的第二基础混合物，其中所述第二基础混合物包含溶剂、不溶于所述溶剂的添加剂和溶解于所述溶剂中的聚合物粘合剂，和

-提供用于形成分隔层的可流动的第三基础混合物，其中隔膜混合物包含溶剂和溶解于所述溶剂中的聚合物粘合剂，

可选地，所提供的是，膜前体片材包括第二基础混合物的第二子层和第三基础混合物的第三子层，其中子层在膜前体片材的主延伸方向上彼此平行地延伸。

可选地，所提供的是，基础混合物的粘合剂至少部分不溶于沉淀剂中，其中粘合剂被沉淀以形成多孔膜。