[发明专利]用于二次电池的隔板和包括该隔板的锂二次电池

说明书

本发明涉及一种用于二次电池的隔板和一种包括所述隔板的锂二次电池，所述隔板包括基板和形成在所述基板的表面上的涂层，其中所述涂层包括有机粘合剂和无机颗粒，并且所述有机粘合剂包含烯键式不饱和基团。

本申请为申请日为2019年1月17日、申请号为201980005942.X、名称为“用于二次电池的隔板和包括该隔板的锂二次电池”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0006795号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于二次电池的隔板和包括该隔板的锂二次电池，更具体地，涉及一种能够改善锂二次电池的性能和安全性的用于二次电池的隔板和包括该隔板的锂二次电池。

背景技术

随着对移动装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求已经迅速增加。在这些二次电池中，具有高的能量密度和工作电位、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已被商业化并广泛使用。

近年来，由于对环境问题的日益关注，已经对能够替代作为空气污染的主要原因之一的使用化石燃料的车辆(诸如汽油车和柴油车)的电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)进行了许多研究。

这种电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)等使用镍金属氢化物(Ni-MH)二次电池、或具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池作为其电源。当锂二次电池用于电动车辆时，由于电池必须在恶劣条件下使用超过10年，因此除了高能量密度和能够在短时间内产生大量输出的特性之外，不可避免地需要显著优于传统小型锂二次电池的能量密度、安全性和长期寿命特性。

通常，锂二次电池是通过使用正极(anode)、负极(cathode)、插置在二者之间的隔板(separator)、和作为锂离子传输介质的电解质来制造的。

其中，隔板是不参与电化学反应的惰性材料。然而，隔板提供锂离子移动通过的路径以使电池工作，并且是分离阳极与阴极之间的物理接触的材料。隔板是对电池的性能和稳定性具有重要影响的关键材料之一。

制备隔板的方法分为湿式和干式。湿式制备方法是将聚合物材料和低分子量蜡混合以在高温下挤出膜，并且用溶剂萃取蜡以形成微孔结构的方法。干式制备方法是仅通过物理拉伸和热处理而不使用蜡，在使用聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)粘合的两层或三层膜的多层结构中形成孔隙的方法。

同时，由于在重复充电/放电时产生的动能，锂二次电池可能容易被加热，并且隔板易受这种热量的影响。特别是，使用聚乙烯(PE)的隔板在约130℃开始熔化，这可能导致孔隙关闭的“关闭(shut down)”现象，并在150℃或更高温度下完全熔化，这可能由于无法防止内部短路而导致熔毁(meltdown)。

为了克服这些限制，近年来，已经进行了研究以提高耐久性，例如使用将无机颗粒和聚合物粘合剂涂覆在隔板的表面上的浸(Dip)涂法。

此外，在典型的二次电池中，主要使用液体电解质，特别是盐被溶解在非水有机溶剂中的离子导电有机液体电解质。

然而，当如上所述使用液体电解质时，存在电极材料劣化和有机溶剂挥发的很大可能性。此外，由于电池本身及其周围的温度升高导致存在诸如燃烧之类的安全性问题。特别地，锂二次电池的问题在于：在充电/放电期间，由于碳酸酯有机溶剂的分解和/或有机溶剂与电极之间的副反应导致在电池内部产生气体，因此电池的厚度增加。结果，电池的性能和安全性的劣化是不可避免的。

一般而言，已知电池的安全性按液体电解质凝胶聚合物电解质固体聚合物电解质的顺序增加，而电池的性能降低。已知固体聚合物电解质具有低电池性能，因此尚未商业化。