[发明专利]锂电池、其带涂层的隔板、以及相关方法

说明书

根据至少选定的实施方式，公开了用在锂电池中的新的、或改进的带陶瓷涂层的隔板、膜、薄膜等，新的或改进的包括这种带陶瓷涂层的隔板、膜、薄膜等的电池，以及制造和使用这种带陶瓷涂层的隔板、膜、薄膜等的方法。根据至少选定的实施方式，公开了用在锂电池中的新的或改进的带涂层的隔板、膜、薄膜等，该涂层为聚偏氟乙烯或聚偏二氟乙烯(PVDF)均聚物或PVDF与六氟丙烯(HFP或[‑CF(CF₃)‑CF₂‑])、氯三氟乙烯(CTFE)、偏二氟乙烯(VF₂‑HFP)、四氟乙烯(TFE)等的共聚物、其掺和物和/或其混合物；新的或改进的用在锂电池中的多孔隔板；新的或改进的在用于锂电池中的隔板上涂布涂层或陶瓷涂层的方法；新的或改进的PVDF或PVDF:HFP薄膜或膜等。

本申请为分案申请，原优先权日是2014年12月5日；原国际申请日是2015年12月4日；原国际申请号为PCT/US2015/063868；进入中国国家阶段的日期是2017年7月21日，中国国家阶段的专利申请号是201580074209.5；原发明名称是《用于锂电池的改进的带涂层隔板及相关方法》。

相关申请交叉引用

本申请要求2014年12月5日提交的共同未决美国临时专利申请No.62/087,953的优先权及权益，该临时申请通过全文引用并入本文。

技术领域

本申请公开了多种用在锂电池(如锂离子电池或锂离子聚合物电池)中的新的、优化的或改进的带涂层的隔板、膜、薄膜等，新的或改进的包括这种带涂层的隔板、膜、薄膜等的电池，以及制造或使用这种带涂层的隔板、膜、薄膜等的方法。根据至少选定的实施方式、方面或目标，本申请公开了用在锂电池(如锂离子电池或锂离子聚合物电池)中的新的、优化的和/或改进的带陶瓷涂层的隔板、膜、薄膜等，新的或改进的包括这种带陶瓷涂层的隔板、膜、薄膜等的电池，以及制造和使用这种带陶瓷涂层的隔板、膜、薄膜等的方法。根据至少特定的实施方式、方面或目标，本申请公开了用在锂电池(如锂离子电池或锂离子聚合物电池)中的新的、或改进的带水性或水基聚合涂层的隔板、膜、薄膜等，新的或改进的包括这种带水性或水基聚合涂层的隔板、膜、薄膜等的电池，以及制造和使用这种带水性或水基聚合涂层的隔板、膜、薄膜等的方法。根据至少特别的实施方式、方面或目标，本申请公开了用在锂电池(如锂离子电池或锂离子聚合物电池)中的新的、或改进的带水性或水基聚偏氟乙烯(PVDF)聚合涂层的隔板、膜、薄膜等，新的或改进的包括这种带水性或水基聚偏氟乙烯(PVDF)聚合涂层的隔板、膜、薄膜等的电池以及制造和使用这种带水性或水基聚偏氟乙烯(PVDF)聚合涂层的隔板、膜、薄膜等的方法；新的或改进的带涂层的隔板、膜、薄膜等，其涂层为聚偏氟乙烯或聚偏二氟乙烯(PVDF)均聚物或PVDF和/或偏二氟乙烯(VF₂)与六氟丙烯(HFP或[-CF(CF₃)-CF₂-])、氯三氟乙烯(CTFE)、四氟乙烯(TFE)等的共聚物、其掺和物和/或其混合物；新的或改进的用在锂电池中的多孔隔板；新的或改进的在用于锂电池中的隔板上涂布涂层或陶瓷涂层的涂覆方法；新的或改进的PVDF或PVDF:HFP薄膜或膜等。

背景技术

有多种方法用来改变用作锂电池(如锂离子电池)中的隔板的多孔或微孔膜的表现性能。这类方法之一是在多孔或微孔膜的表面上涂覆多孔涂层，以改变或提高可充电锂离子电池中带涂层的多孔隔板的化学和物理性能。在聚合物基体或粘合剂中包含陶瓷颗粒的多孔涂层可因陶瓷颗粒的存在而具有热稳定性。在高于聚合物基体熔点的温度下，陶瓷颗粒可维持其物理完整性，并用来保持锂离子电池内部电极间的物理分隔屏障，防止阴极和阳极接触，这类接触很可能导致严重的内部短路。

在陶瓷颗粒/聚合物基体或粘合剂涂覆组合物中，聚合物基体或粘合剂可用来提供锂离子电池内部陶瓷颗粒之间的粘附力、涂层对多孔底膜的粘附力、和/或带陶瓷涂层的隔板对单个电极或多个电极(与陶瓷涂层相邻或邻接的)的粘附力。在锂电池中，由于隔板和电极之间存在的空隙或间隙会对长期循环寿命或电池性能有不利影响，因此，隔板和电极间的良好接触对最佳循环寿命来说会很重要。