BRPI0620590A2 - separador composto orgánico/inorgánico possuindo gradiente de morfologia, método de fabricação do mesmo e dispositivo eletroquìmico contendo o mesmo - Google Patents

separador composto orgánico/inorgánico possuindo gradiente de morfologia, método de fabricação do mesmo e dispositivo eletroquìmico contendo o mesmo Download PDF

Info

Publication number
BRPI0620590A2
BRPI0620590A2 BRPI0620590-9A BRPI0620590A BRPI0620590A2 BR PI0620590 A2 BRPI0620590 A2 BR PI0620590A2 BR PI0620590 A BRPI0620590 A BR PI0620590A BR PI0620590 A2 BRPI0620590 A2 BR PI0620590A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
organic
binder polymer
inorganic
active layer
inorganic particles
Prior art date
Application number
BRPI0620590-9A
Other languages
English (en)
Inventor
Sang-Young Lee
Dae-Jong Seo
Seok-Koo Kim
Jang-Hyuk Hong
Young-Soo Kim
Hyun-Min Jang
Joon-Yong Sohn
Original Assignee
Lg Chemical Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=38123065&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=BRPI0620590(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Lg Chemical Ltd filed Critical Lg Chemical Ltd
Publication of BRPI0620590A2 publication Critical patent/BRPI0620590A2/pt
Publication of BRPI0620590A8 publication Critical patent/BRPI0620590A8/pt
Publication of BRPI0620590B1 publication Critical patent/BRPI0620590B1/pt

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/42—Acrylic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423—Polyamide resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/426—Fluorocarbon polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/429—Natural polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H01M50/434—Ceramics
    • H01M50/437—Glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

SEPARADOR COMPOSTO ORGANICO/INORGáNICO POSSUINDO GRADIENTE DE MORFOLOGIA, MéTODO DE FABRICAçáO DO MESMO E DISPOSITIVO ELETROQUìMICO CONTENDO O MESMO A presente invenção apresenta um separador composto orgânico/inorgânico compreendendo: um substrato porosopossuindo poros; e uma camada ativa porosa contendo uma mistura de partículas inorgânicas e um polimero aglutinante com a qual pelo menos uma superfície do substrato poroso é revestida. O separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção pode ser útil para aumentar resistências à descamação e a aranhões e pode melhorar uma característica de laminação pela introdução de uma camada ativa porosa sobre um substrato poroso possuindo poros, a camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura na qual uma taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente em uma camada de superfície é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presentes dentro da camada de superfície. Consequentemente, a estabilidade e desempenho de uma bateria podem ser melhorados em conjunto uma vez que a separação de partículas inorgânicas a partir da camada ativa porosa pode ser reduzida durante o processo de montagem do dispositivo eletroquímico.

Description

"SEPARADOR COMPOSTO ORGÂNICO/INORGÂNICO POSSUINDO GRADIENTE DE MORFOLOGIA, MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO E DISPOSITIVO ELETROQUÍMICO CONTENDO O MESMO"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção está relacionada a um separador de um dispositivo eletroquímico tal como uma bateria secundária de litio, um método de fabricação do mesmo e um dispositivo eletroquímico contendo o mesmo, e mais especificamente a um separador composto orgânico/inorgânico no qual uma camada ativa porosa é revestida com uma mistura de um material inorgânico e um polímero sobre uma superfície de um substrato poroso, um método de fabricação do mesmo e um dispositivo eletroquímico contendo o mesmo.
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
Recentemente,, houve um interesse crescente em tecnologia de armazenamento de energia. Baterias foram extensamente usadas como fontes de energia nos campos de telefones celulares, filmadoras, computadores portáteis, PCs e carros elétricos, resultando em intensa pesquisa e desenvolvimento nas mesmas. Dentro deste contexto, dispositivos eletroquímicos são um dos assuntos de grande interesse. Especificamente, o desenvolvimento de baterias secundárias recarregáveis foi o foco de atenção. Recentemente, a pesquisa e desenvolvimento em um novo eletrodo e uma nova bateria que podem melhorar a capacidade, densidade e energia específica foi realizada intensivamente no campo das baterias secundárias.
Entre baterias secundárias atualmente usadas, as baterias secundárias de lítio desenvolvidas no início dos anos 90 têm uma tensão de acionamento mais alta e uma densidade de energia muito mais alta que aquelas de baterias convencionais que usam uma solução de eletrólito aquosa (tal como baterias de Ni-MH, baterias de Ni-Cd, baterias de H2SO4-Pb, etc.). Por estas razões, as baterias secundárias de lítio foram usadas vantajosamente. Porém, uma tal bateria secundária de lítio apresenta desvantagens em que eletrólitos orgânicos usados nos mesmos podem causar problemas relacionados à segurança que resultam em inflamação e explosão das baterias e estes processos para fabricar uma tal bateria são complicados.
Recentemente, baterias de polímero de lítio-íon foram consideradas como uma das baterias da próxima geração uma vez que as desvantagens mencionadas das baterias iônicas de lítio foram resolvidas. Porém, as baterias de polímero de lítio-íon têm ima capacidade de bateria relativamente mais baixa que aquelas baterias iônicas de lítio e uma capacidade descarregando insuficiente em baixa temperatura, e assim estas desvantagens das baterias de polímero de lítio-íon permanecem a ser resolvidas urgentemente.
Uma tal bateria foi produzida de muitas empresas, e a estabilidade da bateria tem fases diferentes nas baterias de polímero de lítio-íon. Consequentemente, é importante avaliar e assegurar a estabilidade das baterias de polímero de lítio-íon. Em primeiro lugar, deve ser considerado que erros na operação das baterias não deveriam causar dano aos usuários. Para este propósito, a Segurança e Regulamento regulam estritamente a inflamação e a explosão nas baterias.
Para resolver o problema relacionado a segurança da bateria mencionado, foi proposto um separador composto orgânico/inorgânico possuindo uma camada ativa porosa formada ao cobrir pelo menos uma superfície de um substrato poroso possuindo poros com uma mistura de partículas inorgânicas e um polímero aglutinante. A camada ativa porosa formada deste separador composto orgânico/inorgânico convencional mostra morfologia de composição homogênea para uma direção de espessura, como mostrado na Figura 2B e Figura 3B. Porém, se o dispositivo eletroquímico for acoplado com o separador composto orgânico/inorgânico, apresenta desvantagens em que as partículas inorgânicas na camada ativa porosa são destacadas e uma característica de laminação para eletrodos deteriorada durante um processo de enrolamento, etc. Se um conteúdo de um polímero aglutinante na camada ativa porosa for aumentado de modo a resolver as desvantagens mencionadas, características tais como as resistências à descamação (peeling) e a aranhões (scratch) , a característica de laminação para eletrodos, etc. no processo de montagem do dispositivo eletroquímico pode ser melhorado bastante, mas são diminuídas porosidades na camada ativa porosa uma vez que as partículas inorgânicas estão presentes em um conteúdo relativamente mais baixo, resultando em deterioração em desempenhos do dispositivo eletroquímico, e a segurança do separador também é reduzida devido à introdução da camada ativa porosa.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
A presente invenção é projetada para resolver os problemas da técnica anterior, e assim o primeiro objeto da invenção é prover um separador composto orgânico/inorgânico capaz de melhorar características em um processo de montagem de um dispositivo eletroquímico sem qualquer aumento no conteúdo de um polímero aglutinante de forma que uma camada ativa porosa com que pelo menos na superfície do separador composto orgânico/inorgânico seja revestida pode manter porosidades suficientes, um método de fabricação do mesmo e um dispositivo eletroquímico contendo o mesmo.
A presente invenção é projetada para resolver os problemas da técnica anterior, e assim o segundo objeto da invenção é prover um método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico que possui características como descrito no primeiro objeto sofrendo apenas um único processo de revestimento.
Para realizar o primeiro objeto, a presente invenção prove um separador composto orgânico/inorgânico compreendendo: (a) um substrato poroso possuindo poros; e (b) uma camada ativa porosa contendo uma mistura de partículas inorgânicas e um polímero aglutinante com a qual pelo menos uma superfície do substrato poroso é revestida, em que a camada ativa porosa mostra heterogeneidade de morfologia de composição para uma direção de espessura na qual uma taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente em uma região de superfície da camada ativa porosa é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente dentro da camada ativa porosa, um método de fabricação do mesmo e um dispositivo eletroquímico contendo o separador composto orgânico/inorgânico. O supracitado separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção pode aumentar resistências à descamação e a aranhões da camada ativa porosa e pode melhorar uma característica de laminação para eletrodos pela introdução de uma camada ativa porosa sobre um substrato poroso possuindo poros, a camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura na qual uma taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente em uma região de superfície da camada ativa porosa é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente dentro da camada de superfície. Consequentemente, a estabilidade e o desempenho da bateria podem ser melhorados em conjunto desde que a separação de partículas inorgânicas da camada ativa porosa possa ser reduzida no processo de montagem do dispositivo eletroquímico.
No separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção, um primeiro polímero aglutinante é usado preferivelmente como o polímero aglutinante, o primeiro polímero aglutinante contendo em conjunto pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de carboxila, anidrido maléico e hidroxila; e pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de ciano e acrilato. Um tal primeiro polímero aglutinante inclui ciano-etil-pululan, ciano-etil-poli- vinil-álcool, ciano-etil-celulose, ciano-etil-sacarose, etc.
No separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção, um segundo polímero aglutinante possuindo um parâmetro de solubilidade de 17 a 27 MPa172 é usado pref erivelmente como o polímero aglutinante junto com o supracitado polímero aglutinante no aspecto de estabilidade eletroquímica da camada de revestimento porosa. Um tal segundo polímero aglutinante inclui fluoreto-co-hexafluorpropeno de polivinilideno, fluoreto-co- tricloroetileno de polivinilideno, polimetilmetacrilato,
poliacrilonitrila, polivinilpirrolidona, polivinilacetato, acetato de polietileno-co-vinil, poli-imida, óxido de polietileno, acetato de celulose, butirato de acetato de celulose, propionato de acetato de celulose, etc.
De modo a realizar o segundo objeto, a presente invenção prove um método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico incluindo uma camada ativa porosa, o método compreendendo: (Sl) preparar uma solução de um primeiro polímero aglutinante contendo em conjunto pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de carboxila, anidrido maléico e hidroxila; e pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de ciano e acrilato; (S2) adicionar partículas inorgânicas à solução do primeiro polímero aglutinante e dispersar as partículas inorgânicas na solução do primeiro polímero aglutinante; (S3) cobrir a solução do primeiro polímero aglutinante possuindo partículas inorgânicas dispersas no mesmo com um filme e secar o filme coberto, em que a camada ativa porosa mostra heterogeneidade de morfologia de composição para uma direção de espessura na qual uma taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente em uma região de superfície da camada ativa porosa é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente dentro da camada ativa porosa.
No método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção, o segundo polímero aglutinante possuindo um parâmetro de solubilidade de 17 a 27 MPa1/2 é preferivelmente dissolvido adicionalmente na solução do primeiro polímero aglutinante no aspecto de estabilidade eletroquímica da camada de revestimento porosa.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Estas e outras características, aspectos, e vantagens de modalidades preferidas da presente invenção serão descritas mais completamente na descrição detalhada a seguir, tomada com os desenhos anexos. Nos desenhos:
A Figura 1 é um diagrama que mostra uma vista de secção transversal de um separador composto orgânico/inorgânico de acordo com a presente invenção e uma vista esquemática de uma camada ativa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura.
A Figura 2 é uma fotografia, tirada por um microscópio eletrônico de varredura (SEM - Scanning Electron Microscope), mostrando o separador composto orgânico/inorgânico. Aqui, a Figura 2A é uma fotografia aumentada que mostra uma superfície da camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura preparada no Exemplo 1, e a Figura 2B é uma fotografia aumentada mostrando uma superfície de uma camada ativa porosa convencional.
A Figura 3 é uma fotografia, tirada por um microscópio eletrônico de varredura (SEM), mostrando o separador composto orgânico/inorgânico. Aqui, a Figura 3A é uma fotografia aumentada que mostra uma superfície da camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura preparada no Exemplo 1, e a Figura 3B é uma fotografia aumentada que mostra uma superfície de uma camada ativa porosa convencional.
A Figura 4A é uma fotografia que mostra uma característica de descamação em uma superfície de um separador composto orgânico/inorgânico preparado no Exemplo 1, em que o separador composto orgânico/inorgânico apresenta uma camada ativa porosa formada na mesma, a camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura, e a Figura 4B é uma fotografia que mostra uma característica de descamação em uma superfície de um separador composto orgânico/inorgânico convencional, em que o separador composto orgânico/inorgânico apresenta uma camada de revestimento composta formada no mesmo, a camada de revestimento composta sendo composta de um material inorgânico e um polímero.
A Figura 5 é uma fotografia tirada depois que iam separador composto orgânico/inorgânico preparado no Exemplo 1 é laminado em um eletrodo, em que o separador composto orgânico/inorgânico apresenta uma camada ativa porosa formada no mesmo, a camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura.
MELHORES MODOS DE EXECUTAR A INVENÇÃO
Em seguida, serão descritas modalidades preferidas da presente invenção recorrendo em detalhes aos desenhos anexos. Antes da descrição, deve ser entendido que os termos usados no Relatório Descritivo e nas reivindicações anexas não devem ser interpretadas como limitativas aos significados gerais de dicionário, mas interpretadas com base nos significados e conceitos que correspondem a aspectos técnicos da presente invenção com base do princípio que ao inventor é permitido definir termos apropriados para melhor explicação. Então, a descrição proposta neste relatório é apenas um exemplo preferencial com a finalidade de ilustrar apenas, não sendo pretendido limitar o escopo da invenção, assim deve ser entendido que equivalentes e modificações diferentes podem ser realizadas sem partir do espírito e escopo da invenção.
Diferentemente de separadores compostos convencionais, tal como um separador de poliolefina possuindo uma camada ativa porosa, em que a camada ativa porosa apresenta morfologia homogênea para uma direção de espessura é formado simplesmente em um substrato poroso, a presente invenção prove um separador composto orgânico/inorgânico incluindo uma camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia de composição para uma direção de espessura na qual uma taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente em uma região de superfície da camada ativa porosa é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas' presente dentro da camada ativa porosa.
1) O separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção inclui um substrato poroso 1 e uma camada ativa porosa 3 formada em pelo menos uma superfície do substrato poroso 1, em que a camada ativa porosa 3 inclui um polímero 5 e partículas inorgânicas 9, as taxas de conteúdo do polímero 5 e as partículas inorgânicas 9 são variadas para uma direção de espessura, como mostrado na Figura 1. Consequentemente, o separador composto orgânico/inorgânico aumentou as resistências a estímulos externos como uma resistência à descamação, uma resistência a arranhões, etc. e uma característica de laminação melhorada para eletrodos devido a característica de adesão do polímero presente em uma quantidade grande na superfície da camada ativa. Então, o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção pode exibir características excelentes no processo de montagem de uma bateria tal um processo de enrolamento, um processo de laminação, etc. (ver a Figura 4A). Também, o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção pode ter condutividade iônica excelente desde que a heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura permita que a porosidade da camada ativa seja aumentada de sua superfície para seu interior, resultando assim em desempenhos de bateria melhorados.
2) Adicionalmente, o curto-circuito interno completo entre os eletrodos é difícil de acontecer por causa da presença de uma camada ativa porosa composta orgânica/inorgânica mesmo se o substrato poroso seja rompido dentro da bateria, e a área curto-circuitada não seja aumentada mais embora um fenômeno de curto-circuito se apresente na bateria, resultando em melhoria na segurança da bateria.
Na aplicação da presente invenção, a expressão "heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura na qual uma taxa de conteúdo de polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente em uma região de superfície de uma camada ativa porosa é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente dentro da camada ativa porosa" deveria ser entendido para incluir todos os aspectos se o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção for formado de forma que uma taxa de conteúdo de polímero aglutinante/partículas inorgânicas presentes em uma superfície de uma camada ativa porosa é mais alta que aquela de polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente abaixo (dentro) da superfície da camada ativa porosa. Por exemplo, pela expressão, significa que o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção inclui todas as camadas ativas porosas incluindo uma camada ativa porosa formada de forma que a taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas seja reduzida linearmente para uma direção de uma superfície da camada ativa porosa para o substrato poroso; uma camada ativa porosa formada de forma que a taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas seja reduzida não-linearmente para uma direção a partir de uma superfície da camada ativa porosa para o substrato poroso; uma camada ativa porosa formada de forma que a taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas seja reduzida descontinuamente para uma direção a partir de uma superfície da camada ativa porosa para o substrato poroso, etc. Na aplicação da presente invenção, a taxa de conteúdo do polímero aglutinante/particulas inorgânicas também é determinada na base de toda a região de superfície da camada ativa porosa desde que a resina aglutinante presente na região de superfície da camada ativa porosa pode não ser misturada homogeneamente parcialmente com as partículas inorgânicas.
Um dos componentes principais no separador composto orgânico/inorgânico de acordo com a presente invenção são partículas inorgânicas normalmente usadas na técnica. As partículas inorgânicas são os componentes principais usados para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico final, e serve para formar microporos devido à presença de volumes intersticiais entre as partículas inorgânicas. Adicionalmente, as partículas inorgânicas também servem como um tipo de espaçador capaz de manter uma forma física de uma camada de revestimento.
As partículas inorgânicas usadas no separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção são estáveis no aspecto eletroquímico, mas a presente invenção não é limitada especificamente a isto. Isto é, as partículas inorgânicas, que podem ser usadas na presente invenção, não estão limitadas se as reações de oxidação e/ou redução não ocorrerem dentro da faixa de tensão de operação (por exemplo, 0-5V em uma bateria de Li/Li + ) de uma bateria a ser aplicada. Em particular, as partículas inorgânicas que apresentam condutividade iônica podem melhorar desempenhos do separador composto orgânico/inorgânico pelo aumento da condutividade iônica no dispositivo eletroquímico.
Adicionalmente, quando partículas inorgânicas que apresentam constante dielétrica alta são usadas, eles podem contribuir para aumentar o grau de dissociação de um sal de eletrólito em um eletrólito líquido, tal como um sal de lítio, melhorando assim a condutividade iônica do eletrólito.
Pelas razões acima, as partículas inorgânicas incluem preferivelmente partículas inorgânicas que têm uma constante dielétrica alta de 5 ou mais, e mais pref erivelmente de 10 ou mais, partículas inorgânicas que têm condutividade de lítio ou misturas de tais. Um exemplo não limitativo das partículas inorgânicas que têm uma constante dielétrica de 5 ou mais inclui BaTiO3, Pb(Zr5Ti)O3 (PZT) , Pbi-xLaxZri_yTiy03 (PLZT) , PB (Mg3Nb2/3) O3- PbTiO3 (PMN-PT), háfnio (HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC ou misturas de tais.
Em particular, as partículas inorgânicas descritas acima, por exemplo BaTiO3, Pb(Zr,Ti)03 (PZT), Pbi-XLaxZr1^TiyO3 (PLZT) , PB (Mg3Nb2/3) O3-PbTiO3 (PMN-PT) e háfnio (HfO2), tem uma constante dielétrica alta de 100 ou mais. As partículas inorgânicas também apresentam piezeletricidade de forma que um potencial elétrico entre ambas as superfícies pode ser gerado na presença das cargas geradas quando pressão for aplicada acima de um nível crítico. Portanto, as partículas inorgânicas podem impedir curto-circuito interno entre ambos os eletrodos, contribuindo assim para melhorar a segurança de uma bateria. Adicionalmente, quando tais partículas inorgânicas possuindo uma constante dielétrica alta estiverem misturadas com partículas inorgânicas que têm condutividade iônica de lítio, efeitos sinérgicos podem ser obtidos.
Como usado neste relatório, "partículas inorgânicas que têm condutividade iônica de lítio" são designadas como partículas inorgânicas contendo íons de lítio e tendo uma capacidade de transferir íons de lítio sem armazenar lítio. As partículas inorgânicas que têm condutividade iônica de lítio podem conduzir e mover íons de lítio devido a defeitos em sua estrutura de partícula, e assim pode melhorar a condutividade iônica de lítio e contribuir para melhorar o desempenho de bateria. Um exemplo não limitativo de tais partículas inorgânicas que têm condutividade iônica de lítio inclui: fosfato de lítio (Li3PO4), fosfato de titânio de lítio (LixTiY, (PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), fosfato de titânio de alumínio de lítio (LixAlyTi2(PO4)3, 0 < χ < 2, 0 < y < 1, 0 < ζ < 3) , vidro tipo (LiAlTiP)xOy (0 < χ <4, 0 < γ < 13), tais como 14Li20-9Al203-38Ti02-39P205, titanato de lantânio de lítio (LixLayTiO3; 0<x<2, 0<γ<3), trifosfato de germânio de lítio (LixGeyPzSw, 0<x<4, 0 < y < 1, 0 < ζ < 1, 0 < w < 5), nitretos de lítio (LixNy, 0<x<4, 0<y<2), tais como Li3N, vidro tipo SiS2 (LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0 < ζ < 4) , tais como Li3PO4-Li2S-SiS2, vidro tipo P2S5 (LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7), e misturas de tais. Os microporos podem ser formados pelo ajuste dos tamanhos e conteúdos das partículas inorgânicas e conteúdo do polímero aglutinante como os componentes do separador composto orgânico/inorgânico de acordo com a presente invenção. Ε, o tamanho de poro e porosidade dos microporos também podem ser ajustados.
Embora não exista nenhuma limitação específica no tamanho das partículas inorgânicas, as partículas inorgânicas têm um tamanho preferível de 0,001-10 um com a finalidade de formar uma camada de revestimento tendo uma espessura uniforme e provendo uma porosidade satisfatória. Se o tamanho for menor que 0,001 um, as propriedades físicas da camada ativa porosa não podem ser controladas com facilidade uma vez que as partículas inorgânicas têm dispersibilidade pobre. Se o tamanho for maior que 10 um, a camada ativa porosa resultante tem uma espessura crescente, resultando em degradação nas propriedades mecânicas. Adicionalmente, tais poros excessivamente grandes podem aumentar uma possibilidade de gerar curto-circuito interno durante ciclos repetidos de carga/descarga.
Como um dos componentes principais no separador composto orgânico/inorgânico possuindo . heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura de acordo com a presente invenção, um primeiro polímero aglutinante é preferivelmente usado como o polímero aglutinante, o primeiro polímero aglutinante incluindo em conjunto pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de carboxila, anidrido maléico e hidroxila; e pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de ciano e acrilato. Mais preferencialmente, os primeiros polímeros aglutinantes que contêm um grupo de hidroxila e um grupo de ciano em conjunto, tal como ciano-etil-pululan, ciano-etil-poli-vinil-álcool, ciano-etil-celulose, ciano-etil- sacarose, são usados individualmente ou em combinações de tais. Se lima solução de revestimento usando o primeiro polímero aglutinante possuindo dois grupos funcionais predeterminados for usado no mesmo, um separador composto orgânico/inorgânico possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura é formado facilmente por apenas um revestimento por meio de controle de inversão de fase, e uma força de coesão entre as partículas inorgânicas, uma força de adesão entre a camada ativa porosa e o substrato poroso e uma característica de laminação para eletrodos é adicionalmente melhorada.
No processo de fabricação de uma bateria, iam das características muito importantes é especificamente a laminação a eletrodos da camada ativa porosa formada no separador composto orgânico/inorgânico. A característica de laminação para eletrodos é avaliada ao medir uma força de adesão entre separadores, isto é, uma força de adesão entre dois separadores depois que um separador é aderido a outro separador a WlOO0C sob uma pressão de 5,0 kgf/cm2. A camada ativa porosa, formada no separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção sob as supracitadas condições, tem preferivelmente uma força de adesão de 5 gf/cm ou mais.
Adicionalmente, não é essencial usar um polímero aglutinante que possua condutividade iônica, usada na camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura da presente invenção. Porém, quando o polímero aglutinante tiver condutividade iônica, pode melhorar adicionalmente desempenhos de um dispositivo eletroquímico. Então, o polímero aglutinante tem preferivelmente uma constante dielétrica tão alta quanto possível. Porque um grau de dissociação de um sal em um eletrólito depende de uma constante dielétrica de um solvente usado no eletrólito, o polímero possuindo uma constante dielétrica mais alta pode aumentar o grau de dissociação de um sal no eletrólito usado na presente invenção. A constante dielétrica do polímero pode variar de 1,0 a 100 (como medido em uma freqüência de 1 kHz), e é pref erivelmente 10 ou mais.
Adicionalmente, o supracitado primeiro polímero aglutinante é preferivelmente usado em combinação com um segundo polímero aglutinante possuindo um parâmetro de solubilidade de 17 a 27 MPa1/2 no aspecto de segurança eletroquímica da camada de revestimento porosa. Um tal segundo polímero aglutinante inclui polímeros que têm um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de halógeno, acrilato, acetato e ciano. Mais especificamente, um exemplo do segundo polímero aglutinante inclui fluoreto-co-hexafluorpropeno de polivinilideno, fluoreto-co- tricloroetileno de polivinilideno, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrila, polivinilpirrolidona, polivinilacetato, acetato de polietileno-co-vinil, poli-imida, óxido de polietileno, acetato de celulose, butirato de acetato de celulose, propionato de acetato de celulose, etc.
Se o primeiro polímero aglutinante e o segundo polímero aglutinante são usados em conjunto na camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura de acordo com a presente invenção, uma taxa de conteúdo do primeiro polímero aglutinante pelo segundo polímero aglutinante varia de 0,1:99,9 a 99,9:0,1, e mais preferivelmente de 20,0:80,0 a 80,0:20,0.
Não há nenhuma limitação específica na taxa de mistura de partículas inorgânicas a um polímero aglutinante. Porém, a taxa de mistura de partículas inorgânicas para um polímero aglutinante preferivelmente varia de 10:90 a 99:1, e mais preferivelmente varia de 50:50 a 99:1. Se o conteúdo das partículas inorgânicas for menor de 10 partes por peso, volumes intersticiais formados entre partículas inorgânicas podem ser reduzidos devido à presença de uma quantidade excessivamente grande do polímero, reduzindo assim o tamanho e porosidade de poro de uma camada de revestimento, resultando em degradação no desempenho de bateria. Se o conteúdo das partículas inorgânicas for maior que 99 partes por peso, um conteúdo excessivamente baixo do polímero pode fazer com que a adesão entre partículas inorgânicas fique enfraquecida, resultando em degradação nas propriedades mecânicas do separador composto orgânico/inorgânico resultante.
Não há nenhuma limitação específica na espessura da camada ativa composta das partículas inorgânicas e o polímero aglutinante, mas a camada ativa tem preferivelmente uma espessura entre 0,01 e 100 um. Também, não há nenhuma limitação específica no tamanho de poro e porosidade da camada ativa, mas a camada ativa tem pref erivelmente um tamanho de poro de 0,001 a 10 μπι e uma porosidade de 5 a 95%. A camada ativa serve como uma camada resistente se o tamanho e a porosidade de poro da camada ativa for menor que 0,001 μm e 5%, respectivamente, enquanto é difícil de manter as propriedades mecânicas da camada ativa se o tamanho e a poros idade de poro da camada ativa forem maiores que 150 um e 95%, respectivamente.
O separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção pode incluir também outros aditivos, além das partículas inorgânicas e o polímero como os componentes na camada ativa.
Não há nenhuma limitação específica na seleção de um substrato poroso incluindo a camada ativa possuindo morfologia de composição homogênea de acordo com a presente invenção, contanto que inclua um substrato poroso possuindo poros. Um exemplo não limitativo do substrato poroso inclui polietilenotereftalato, polibutiltereftalato, poliéster, poliacetal, poliamida, policarbonato, poli-imida, poliéteretercetona, poliétersulfona, polifenileno-óxido, polyphenylenesulfidro, polietilenonaftaleno, polietileno de alta densidade, polietileno de baixa densidade, polietileno de baixa densidade linear, polietileno de peso molecular super-elevado, polipropileno e misturas de tais, e outros plásticos de engenharia resistentes ao calor podem ser usados sem qualquer limitação.
Não há nenhuma limitação específica na espessura do substrato poroso, mas o substrato poroso tem preferivelmente uma espessura de 1 a 100 um, e mais pref erivelmente 5 a 50 um. É difícil de manter uma propriedade mecânica do substrato poroso se a espessura do substrato poroso for menor que 1 um, enquanto o substrato poroso serve como uma camada resistente se a espessura do substrato poroso for maior que 100 um.
Não há nenhuma limitação específica no tamanho e porosidade de poro do substrato poroso, mas o substrato poroso tem preferivelmente uma porosidade de 5 a 95%. O substrato poroso tem preferivelmente um tamanho de poro (um diâmetro) de 0,01 a 50 um» e mais preferivelmente 0,1 a 20 μm. O substrato poroso serve como uma camada resistente se o tamanho e a porosidade de poro da camada ativa forem menores que 0,01 um e 10%, respectivamente, enquanto é difícil de manter as propriedades mecânicas da camada ativa se o tamanho e a porosidade de poro da camada ativa forem maiores que 50 μm e 95%, respectivamente.
0 substrato poroso pode estar na forma de um tecido ou uma membrana não entrelaçada. Se um tecido não entrelaçado for usado como o substrato poroso, pode formar uma trama porosa. Neste momento, o tecido não entrelaçado está preferivelmente em uma forma estirada ou fundição soprada (melt blown) composta de fibras longas.
Um processo de estiramento é executado ao passar por uma série de procedimentos contínuos, por exemplo, pela aplicação de calor a um polímero para formar uma fibra longa e ao estirar a fibra longa com o ar quente para formar uma trama. Um processo de fundição soprada é um processo para girar um polímero por uma fieira, em que o polímero pode formar uma fibra e a fieira é formada de centenas de pequenos orifícios. Neste momento, a fibra resultante é uma fibra tridimensional possuindo uma estrutura de teia de aranha em que as microfibras possuem um diâmetro de 10 μπι ou menor são interconectadas.
0 separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção, que é formado pelo revestimento do substrato poroso com uma mistura das partículas inorgânicas e o polímero aglutinante, inclui poros no substrato poroso e também tem poros na camada ativa formada no substrato poroso, como descrito acima. Um polímero aglutinante preferivelmente interconecta e ajusta as partículas inorgânicas, e os microporos são formados na camada ativa porosa devido à presença de volumes intersticiais entre as partículas inorgânicas. 0 tamanho e a porosidade de poro do separador composto orgânico/inorgânico depende principalmente do tamanho das partículas inorgânicas. Por exemplo, se as partículas inorgânicas que têm um diâmetro de partícula de 1 μm ou menor forem usadas, os poros formados assim também possuirão um tamanho de 1 μm ou menor. A estrutura de poro é preenchida com um eletrólito injetado durante um processo subseqüente e o eletrólito injetado serve para transferir íons. Então, o tamanho e a porosidade de poro são fatores importantes no controle da condutividade iônica do separador composto orgânico/inorgânico.
Preferivelmente, o tamanho e a porosidade de poros do separador composto orgânico/inorgânico de acordo com a presente invenção variam pref erivelmente de 0,001 a 10 μm e de 5 a 95%, respectivamente.
Adicionalmente, não há nenhuma limitação específica na espessura do separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção, mas a espessura do separador composto orgânico/inorgânico pode ser controlada dependendo do desempenho da bateria. O separador composto orgânico/inorgânico tem uma espessura de 1 a 100 μm preferivelmente, e mais preferencialmente uma espessura de 2 a 30 um. O desempenho de uma bateria pode ser melhorado pelo controle da faixa de espessura do separador composto orgânico/inorgânico.
O separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção pode ser usado em uma bateria com um separador de microporos, por exemplo, um separador de poliolefina, dependendo da característica da bateria de resultante.
O separador composto orgânico/inorgânico incluindo uma camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia de composição para uma direção de espessura de acordo com a presente invenção pode ser fabricado de acordo com os seguintes métodos, mas a presente invenção não está limitada a estes.
Como o primeiro método, é descrito um método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico possuindo uma camada ativa porosa, como a seguir. Neste método de fabricação, a camada ativa porosa é formada no separador composto orgânico/inorgânico de forma que uma taxa de conteúdo de polímero aglutinante/partículas inorgânicas seja reduzida não continuamente a partir de uma superfície de camada ativa porosa para o substrato poroso.
Primeiramente, um polímero aglutinante é dissolvido em um solvente para formar uma solução de polímero, e partículas inorgânicas são somadas e dispersas na solução de polímero para preparar várias soluções de revestimento que têm 35 conteúdos diferentes das partículas inorgânicas. Neste momento, tipos do polímero aglutinante e das partículas inorgânicas podem ser os mesmos ou diferentes em cada uma das soluções de revestimento. Uma camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura é preparada pela aplicação e secagem repetitiva de cada uma das soluções de revestimento em uma superfície de um substrato poroso com uma espessura fina, em que o polímero aglutinante/partículas inorgânicas apresenta relações de conteúdo diferentes nas soluções de revestimento.
O polímero aglutinante/partículas inorgânicas em uma solução de revestimento finalmente aplicada deveria ter uma taxa de conteúdo suficientemente alta para melhorar as características de uma bateria durante um processo de montagem da bateria. Então, o polímero aglutinante/partículas inorgânicas na solução de revestimento, aplicada abaixo da solução de revestimento finalmente aplicada, deveria ter uma taxa de conteúdo mais baixa que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presentes na solução de revestimento em uma superfície da camada ativa porosa. Enquanto isso, polímero/partículas inorgânicas na solução de revestimento, com a qual uma superfície do substrato poroso é revestida de forma que a superfície possa entrar em contato com a solução de revestimento, pode ter uma taxa de conteúdo mais alta que aquela de polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente na solução de revestimento da camada intermediária. Uma tal camada de revestimento múltipla não contínua pode ser formada de 2 camadas, 3 camadas ou mais, e toda a espessura da camada de revestimento múltipla deveria ser controlada dentro da faixa conhecida de forma que os desempenhos de um separador não possam ser degradados.
Todos os polímeros aglutinantes convencionais podem ser usados como o polímero aglutinante capaz de ser usado para formar a supracitada camada de revestimento múltipla, contanto que eles possam ser usados para formar uma camada ativa porosa. Em particular, o polímero aglutinante é preferivelmente transformado em gel quando inchado (swelled) com um eletrólito líquido, mostrando assim um elevado grau de inchação. Então, é preferido usar um polímero aglutinante possuindo um parâmetro de solubilidade de 15 a 45 MPa1/2, e mais pref erivelmente um parâmetro de solubilidade de 15 a 25 MPa1/2 e 30 a 45 MPa1/2. Consequentemente, polímeros hidrófilos que têm um número grande de grupos polares são mais aconselháveis como o polímero aglutinante quando comparado a polímeros hidrofóbicos como polímeros de poliolefina. O polímero aglutinante não pode ser inchado suficientemente em uma solução de eletrólito aquosa convencional para uma bateria se o parâmetro de solubilidade do polímero aglutinante for menor que 15 MPa1/2 ou maior que 45 MPa1/2.
Como o segundo método, há um método para formar uma camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura por um único processo de revestimento.
Primeiramente, o supracitado primeiro polímero aglutinante é dissolvido em um solvente para preparar uma primeira solução de polímero (Sl). O primeiro polímero aglutinante inclui em conjunto pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de carboxila, anidrido maléico e hidroxila; e pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de ciano e acrilato. Então, é possível melhorar as propriedades físicas do separador composto orgânico/inorgânico resultante, e controlar a inversão de fase.
Subseqüentemente, partículas inorgânicas são adicionadas e dispersas em uma primeira solução de polímero aglutinante (S2). É preferido o solvente possuindo um parâmetro de solubilidade semelhante ao do polímero aglutinante bem como um baixo ponto de ebulição. É por isto que o solvente é misturado uniformemente com o polímero e removido facilmente depois de revestir o polímero aglutinante. Um exemplo não limitativo do solvente que pode ser usado inclui, mas não é limitado a, acetona, tetraidrofurano, cloreto de metileno, clorofórmio, dimetilformamida, N-metil-2-pirrolidona (NMP), cicloexano, água e misturas de tais. É preferido executar uma etapa de pulverizar partículas inorgânicas depois de acrescentar as partículas inorgânicas à solução de polímero. Neste momento, o tempo requerido para pulverização é de apropriadamente 1-20 horas, e o tamanho de partícula das partículas pulverizadas varia de 0,001 a 10 um, como descrito acima. Métodos de pulverização convencionais podem ser usados, e um método que usa um moinho de bolas é preferido especificamente. Não há nenhuma limitação específica na composição da mistura composta das partículas inorgânicas e o polímero. Então, é possível controlar a espessura, tamanho e porosidade de poro do separador composto orgânico/inorgânico finalmente produzido da presente invenção. Isto é, a porosidade do separador composto orgânico/inorgânico de acordo com a presente invenção é aumentada com o aumento na taxa (taxa = I/P) de partículas inorgânicas (I) para um polímero (P) , indicando que a espessura do separador composto orgânico/inorgânico é melhorada no mesmo conteúdo sólido (peso de partículas inorgânicas + peso de um polímero aglutinante) . Adicionalmente, o tamanho de poro do separador composto orgânico/inorgânico é aumentado com o aumento na capacidade para formar poros entre as partículas inorgânicas.
Neste momento, o tamanho de poro do separador composto orgânico/inorgânico é aumentado desde que uma distância intersticial entre materiais inorgânicos seja aumentada com o aumento em um tamanho (um diâmetro) das partículas inorgânicas.
Assim, um substrato poroso é revestido diretamente com, ou um apoio separado é revestido com uma solução de um primeiro polímero aglutinante possuindo partículas inorgânicas dispersadas no mesmo, e o substrato poroso revestido ou apoiado é secado. Aqui, a heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura é determinada de acordo com componentes e condições de revestimento do polímero aglutinante. Isto é, a heterogeneidade de morfologia na camada ativa porosa é formada de acordo com os componentes e a condição de revestimento adequada (em particular, umidade) do polímero aglutinante. Se um polímero possuindo uma polaridade alta, por exemplo, o primeiro polímero aglutinante, for misturado com materiais inorgânicos para preparar uma solução misturada do polímero aglutinante/partículas inorgânicas e o substrato poroso for, a seguir, revestido com a solução misturada sob uma condição de umidade adequada, o polímero possuindo uma polaridade alta está presente em uma superfície da camada ativa porosa como resultado de uma inversão de fase. Quer dizer, uma densidade relativa do polímero aglutinante é reduzida gradualmente a partir de uma superfície da camada ativa para uma direção de espessura. Neste momento, a condição de umidade, requerida para revestir o substrato poroso, varia de 5 a 80% (uma umidade relativa, temperatura ambiente), e preferivelmente de 20 a 50%. A heterogeneidade de morfologia na camada ativa não é realizada se a condição de umidade for menor que 5%, enquanto a camada ativa formada tiver uma força de adesão muito solta e uma porosidade excessivamente alta se a condição de umidade for maior que 80%, resultando em fácil descamação da camada ativa.
Para melhorar a estabilidade eletroquímica de uma camada ativa porosa a ser formada, é preferido dissolva adicionalmente um segundo polímero aglutinante possuindo um parâmetro de solubilidade de 17 a 27 MPa1/2 na supracitada primeira solução de polímero aglutinante. Tipos específicos e taxas de conteúdo preferidas do primeiro polímero aglutinante e o segundo polímero aglutinante são iguais às descritas acima.
Como o método para revestir um substrato poroso com a solução do polímero aglutinante possuindo partículas inorgânicas dispersas no mesmo, podem ser usados métodos convencionais bem conhecidos na técnica. Por exemplo, os métodos convencionais incluem um revestimento por imersão, um revestimento 20 por molde, um revestimento por rolo, revestimento de vírgula ou combinação de tais. Adicionalmente, a camada ativa porosa pode ser formada seletivamente em um lado ou ambos os lados do substrato poroso.
O separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção, preparado assim, pode ser usado como um dispositivo eletroquímico, preferivelmente um separador de uma bateria secundária de lítio. Neste momento, se um polímero, que pode ser inchado por captação de eletrólitos líquidos, for usado como o componente do polímero aglutinante, pode agir como um eletrólito de polímero tipo gel uma vez que o polímero é transformado em gel por reação do polímero para a solução de eletrólito injetada depois do processo de montagem de uma bateria que usa o separador.
Adicionalmente, a presente invenção provê um dispositivo eletroquímico compreendendo: (a) um cátodo; (b) um ânodo; (c) um separador composto orgânico/inorgânico interposto entre o cátodo e o ânodo e tendo uma camada ativa porosa formada na mesma de acordo com a presente invenção, em que a camada ativa porosa tem heterogeneidade de morfologia de composição para uma direção de espessura; e (d) um eletrólito.
Os dispositivos eletroquímicos incluem quaisquer dispositivos nos quais reações eletroquímicas podem ocorrer, e um exemplo específico dos dispositivos eletroquímicos inclui todos os tipos de baterias primárias, baterias secundárias, células de combustível, células solares ou capacitores. Em particular, é preferido usar baterias secundárias de lítio dentre as baterias secundárias incluindo uma bateria secundária de metal de lítio, uma bateria secundária de íon de lítio, uma bateria secundária de polímero de lítio ou uma bateria secundária de polímero de íon de lítio.
O dispositivo eletroquímico pode ser fabricado de acordo com métodos convencionais bem conhecidos da técnica. De acordo com uma modalidade do método de fabricação do dispositivo eletroquímico, um dispositivo eletroquímico pode ser fabricado pela interposição do supracitado separador composto orgânico/inorgânico entre um cátodo e um ânodo e injetando uma solução de eletrólito em uma bateria.
Não há nenhuma limitação nos eletrodos que podem ser usados em conjunto com um separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção, e os eletrodos podem ser fabricados pelo estabelecimento de materiais ativos de eletrodo em um coletor atual de acordo com um dos métodos convencionais conhecido a um técnico na área. Entre os materiais ativos de eletrodo, um exemplo não limitativo de materiais ativos de cátodo pode incluir quaisquer materiais ativos de cátodo convencional usados atualmente em um cátodo de um dispositivo eletroquímico convencional, e preferivelmente inclui óxidos de manganês de lítio, óxidos de cobalto de lítio, óxidos de níquel de lítio, óxidos férreos de lítio ou óxidos compostos de lítio de tais. Adicionalmente, um exemplo não limitativo de materiais ativos de ânodo pode incluir quaisquer materiais ativos de ânodo convencionais usados atualmente em um ânodo de um dispositivo eletroquímico convencional, e preferivelmente inclui materiais de intercalação de lítio tal como metal de lítio, ligas de lítio, carbono, coque de petróleo, carbono ativado, grafita ou outros materiais carbonados. Um exemplo não limitativo de um coletor atual de cátodo inclui chapa formada de alumínio, níquel ou uma combinação de tais. Um exemplo não limitativo de um coletor atual de ânodo inclui chapa formada de cobre, ouro, níquel, ligas de cobre ou uma combinação de tais.
A solução de eletrólito que pode ser usada na presente invenção inclui um sal representado pela fórmula de A+B", em que A+ representa um cátion de metal de álcali selecionado a partir do grupo que consiste de Li+, Na+, K+ e combinações de tais, e B~ representa um sal contendo um ânion selecionado a partir do grupo que consiste de PF6", BF4", Cl", Br., I", ClO4", AsF6", CH3CO2", CF3SO3", N(CF3SO2)2", C(CF2SO2)3" e combinações de tais, o sal sendo dissolvido ou dissociado em um solvente orgânico selecionado a partir do grupo que consiste de carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC), carbonato de dietil (DEC), carbonato de dimetil (DMC), carbonato de dipropil (DPC), dimetilssulfóxido, acetonitrilo, dimetoxietano, dietoxietano, tetraidrof urano, N- metil-2-pirrolidona (NMP), carbonato de etilmetilo (EMC), gama- butirolactona (y-butirolactona) e misturas de tais. Porém, a solução de eletrólito que pode ser usada na presente invenção não é limitada aos exemplos acima.
Mais especificamente, a solução de eletrólito pode ser injetada em uma etapa adequada durante o processo de fabricação de uma bateria, de acordo com o processo de fabricação e propriedades desejadas de um produto final. Em outras palavras, a solução de eletrólito pode ser injetada antes de uma bateria ser montada ou em uma etapa final do processo de montagem de uma bateria.
Adicionalmente ao processo de enrolamento geral, um processo de empilhamento e um processo de dobra podem ser usados como o processo que usa o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção em uma bateria, em que o processo de empilhamento está laminar um eletrodo em um separador.
Em particular, o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção apresenta a vantagem de que pode ser usado facilmente durante o processo de montagem de uma bateria uma vez que um polímero aglutinante está presente em uma quantidade relativamente grande em uma região de superfície de uma camada ativa composta orgânica/inorgânica. Neste momento, a força de adesão pode ser controlada de acordo com o conteúdo de componentes principais, por exemplo, partículas inorgânicas e um polímero, ou as propriedades físicas do polímero, e o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção é facilmente aderido a um eletrodo especialmente se o supracitado primeiro polímero aglutinante for usado como o polímero aglutinante.
Em seguida, serão descritas modalidades preferidas da presente invenção em detalhes para melhor entendimento, com referência aos desenhos anexos. Porém, a descrição proposta neste relatório é apenas um exemplo preferencial com a finalidade de apenas ilustração, não pretende limitar o escopo da invenção.
Exemplos 1 a 6: preparação de Separador Composto Orgânico/Inorgânico e Bateria Secundária de Litio
Exemplo 1
1-1. Preparação de Separador Composto
Orgânico/inorgânico [ (PVdF-CTFE/Ciano-etil-pululan) /BaTiO3]
Um copolímero de fluoreto-clorotrifluoretileno polivinilideno (PVdF-CTFE) e ciano-etil-pululan foi acrescentados a acetona a conteúdos de 10% por peso e 2% por peso, respectivamente, e dissolvido a 50°C durante aproximadamente 12 horas para preparar uma solução de polímero. Um pó de BaTiO3 foi acrescentado à solução de polímero preparada a uma taxa de peso de 20/80 taxa de peso da mistura de polímero/BaTi03, e, a seguir, o pó de BaTiO3 foi moído e espalhado durante pelo menos 12 horas usando um moinho de bola, de modo a preparar um cimento. Um diâmetro de partícula (tamanho de partícula) de BaTiO3 no cimento preparado então pode ser ajustado de acordo com o tamanho de uma oferta usada no moinho de bola e o tempo usado no moinho de bola, mas o pó de BaTiO3 foi moído a um diâmetro de partícula de cerca de 400 nm para preparar um cimento neste Exemplo 1. Um separador de polietileno (porosidade de 45%) tendo uma espessura de 18 um foi revestido com o cimento preparado sob uma condição de umidade de 3 0% de umidade relativa usando um processo de revestimento por imersão, e uma espessura de revestimento do separador de polietileno foi ajustado para uma espessura de cerca de 4 μπι. Um tamanho médio de poros na camada ativa do separador de polietileno revestido foi de cerca de 0,4 μπι, e sua porosidade foi de 57%.
1-2. Preparação de Bateria Secundária de Lítio
(Preparação de Ânodo)
Para N-metil-2-pirrolidona (NMP) como um solvente, 96% por peso de pó de carbono como um material ativo de ânodo, 3% por peso de PVDF (fluoreto de polivinilideno) como um aglutinante e 1% por peso de carbono preto como um agente condutivo foram acrescentados para preparar um cimento misturado para um ânodo. Um filme fino de Cu possuindo uma espessura de 10 μm como um coletor de ânodo foi revestido com o cimento perdido e seco para preparar um ânodo. A seguir, o ânodo estava sujeito a uma prensa de rolo.
(Preparação do Cátodo)
Para N-metil-2-pirrolidona (NMP) como um solvente, 92% por peso de óxido composto de cobalto de lítio (LiCoO2) como um material ativo de cátodo, 4% por peso de carbono preto como um agente condutivo e 4% por peso de PVDF (f luoreto de polivinilideno) como um aglutinante foram acrescentados para preparar um cimento misturado para um cátodo. Um filme fino de Al possuindo uma espessura de 20 μπι como um coletor de cátodo foi revestido com o cimento misturado e seco para preparar um cátodo. Então, o cátodo foi sujeitado a uma prensa de rolo.
(preparação da Bateria)
0 cátodo, o ânodo e o separador composto orgânico/inorgânico, obtido como descrito acima, foi empilhado para formar uma montagem. Então, uma solução de eletrólito (carbonato de etileno (EC)/carbonato de metil etileno (EMC) = 1/2 (por taxa de volume) contendo 1 M de hexafluorofosfato de lítio (LiPF6) ) foi injetado na montagem de bateria para preparar uma bateria secundária de lítio.
Exemplo 2 O exemplo 1 foi repetido para preparar um separador composto orgânico/inorgânico [(PVdF-CTFE/ ciano-etil- poli-vinil-álcool)/BaTiO3] e uma bateria secundária de litio possuindo o separador, exceto pelo fato de que o ciano-etil-poli- vinil-álcool foi usado em vez de ciano-etil-pululan.
Exemplo 3
O exemplo 1 foi repetido para preparar um separador composto orgânico/inorgânico [(PVdF-CTFE/ciano-etil- sacarose)/BaTiO3] e uma bateria secundária de litio possuindo o separador, exceto pelo fato de que o ciano-etil-sacarose foi usado em vez de ciano-etil-pululan.
Exemplo 4
O exemplo 1 foi repetido para preparar um separador composto orgânico/inorgânico [(PVdF-HFP/ciano-etil- pululan)/BaTiO3] e uma bateria secundária de litio possuindo o separador, exceto pelo fato de que o PVdF-HFP foi usado em vez de PVdF-CTFE.
Exemplo 5
O exemplo 4 foi repetido para preparar um separador composto orgânico/inorgânico [(PVdF-HFP/ciano-etil- pululan)/PMNPT] e uma bateria secundária de litio possuindo o separador, exceto pelo fato de que um pó de PMNPT foi usado em vez do pó de BaTiO3.
Exemplo 6
O exemplo 4 foi repetido para preparar um separador composto orgânico/inorgânico [(PVdF-HFP/ciano-etil- pululan)/BaTiO3-Al2O3] e uma bateria secundária de litio possuindo o separador, exceto pelo fato de que um pó misturado de BaTiO3 e Al2O3 (uma taxa de peso: 90/10) foi usado em vez do pó de BaTiO3.
Exemplo 1 comparativo
O exemplo 1 foi repetido para preparar uma bateria secundária de litio, exceto pelo fato de que um separador de polietileno convencional (PE) foi usado no mesmo. Análise de Propriedades Físicas do Separador Composto Orgânico/Inorgânico
De modo a analisar uma superfície do separador composto orgânico/inorgânico preparado de acordo com a presente invenção, e uma seção transversal da camada ativa, um teste foi executado, como descrito a seguir.
O separador composto orgânico/inorgânico [(PVdF- CTFE/ciano-etil-pululan)/BaTiO3] preparado no Exemplo 1 foi usado como uma amostra de teste, e um separador possuindo uma camada ativa porosa foi usado como um controle, o separador que é formado de forma que não seja capaz de ter heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura usando apenas PVdF-CTFE em vez do polímero aglutinante de 2 componentes preparado no Exemplo 1.
As superfícies dos separadores foram analisadas usando um microscópio eletrônico de varredura (SEM). Como resultado, foi revelado que o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção inclui uma camada ativa e um apoio, em que poros regulares que apresentam um diâmetro de 1 μm ou menor estão presentes em ambos a camada ativa e o apoio (ver Figura 2A e Figura 3A). Ao contrário dos separadores de controle nos quais a maioria dos materiais inorgânicos é observada nas superfícies (ver Figura 2B e Figura 3B), foi visto que as partículas inorgânicas e a camada de polímero são bem distribuídas em bastante quantidade na superfície do separador composto orgânico/inorgânico preparado no Exemplo 1 (ver Figura 2A).
A Figura 3 mostra que um resultado de SEM que mostra uma seção transversal dos separadores compostos orgânico/inorgânico preparados no Exemplo Ieo controle, respectivamente. Foi visto que o polímero está presente em uma quantidade mais alta em uma superfície da camada ativa que dentro da camada ativa no caso do separador composto orgânico/inorgânico do Exemplo 1 (ver Figura 3A). Pelo contrário, foi visto que o controle apresenta uma composição homogênea na superfície bem como dentro da camada ativa (ver Figura 3B). A partir dos resultados fotográficos das superfícies e seções transversais dos supracitados separadores, foi revelado que o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção tem heterogeneidade de morfologia, isto é um gradiente de morfologia formado na camada ativa. Adicionalmente, foi visto que o separador composto orgânico/inorgânico do Exemplo 1 apresenta uma superfície melhorada de resistência à descamação devido à morfologia de composição específica (ver Figura 4A) , quando comparada àquela do separador incluindo a camada de revestimento composta, composta de materiais inorgânicos convencionais e um polímero (ver Figura 4B) .
Enquanto isso, para avaliar objetivamente uma característica de laminação para eletrodos no separador, foram aderidos dois separadores, um ao outro, à 100°C sob uma pressão de 5,0 kgf/cm2 para medir uma força de adesão entre os separadores. Como resultado, foi revelado que uma força de adesão do separador composto orgânico/inorgânico de controle é demonstrada ser de 3 gf/cm ou menor. De fato, o separador de controle não foi facilmente laminado aos eletrodos.
Pelo contrário, foi revelado que uma força de adesão entre os separadores compostos orgânico/inorgânico preparados no Exemplo 1 é alta (10 gf/cm ou maior) . De fato, o separador do Exemplo 1 apresenta uma boa característica de laminação para eletrodos (ver Figura 5).
Avaliação de Desempenho da Bateria Secundária de Lítio
As baterias secundárias de lítio incluindo o separador composto orgânico/inorgânico preparado na presente invenção foram avaliadas para uma característica de descarga de alta taxa, como a seguir.
As baterias secundárias de lítio preparadas nos Exemplos 1 a 6 e a bateria de controle preparada no Exemplo comparativo 1 foram usados no mesmo.
Cada uma das baterias que têm uma capacidade de bateria de 960 mAh estava sujeito a ciclagem a uma taxa de descarga de 0,5C, 1C e 2C. As capacidades de descarga das baterias são listadas na Tabela 1 seguinte, em que a capacidade é expressa com base na Taxa-C.
A partir dos resultados experimentais, foi revelado que cada uma das baterias dos Exemplos 1 a 6 incluindo o separador possuindo um gradiente de morfologia mostra uma característica de descarga de alta-taxa (taxa-C) comparável àquela da bateria do Exemplo comparativo 1 incluindo o separador de poliolefina convencional no qual a camada ativa não é revestida até a taxa de descarga de 2C (ver Tabela 1).
Tabela 1
<table>table see original document page 29</column></row><table>
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
Como descrito acima, o separador composto orgânico/inorgânico da presente invenção pode ser útil para aumentar resistências a descamações e a arranhões da camada ativa porosa e pode melhorar uma característica de laminação para eletrodos pela introdução de uma camada ativa porosa sobre um substrato poroso possuindo poros, a camada ativa porosa possuindo heterogeneidade de morfologia para uma direção de espessura na qual lama taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presentes em uma camada de superfície é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presentes dentro da camada de superfície. Consequentemente, a estabilidade e desempenhos de uma bateria podem ser melhorados em conjunto desde que a separação de partículas inorgânicas da camada ativa porosa possa ser reduzida durante o processo de montagem do dispositivo eletroquímico.

Claims (28)

1. Separador composto orgânico/inorgânico caracterizado pelo fato de que compreende: (a) um substrato poroso possuindo poros; e (b) uma camada ativa porosa contendo uma mistura de partículas inorgânicas e um polímero aglutinante com a qual pelo menos uma superfície do substrato poroso é revestida, em que a camada ativa porosa mostra heterogeneidade de morfologia de composição para uma direção de espessura na qual uma taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente em uma região de superfície da camada ativa porosa é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente dentro da camada ativa porosa.
2. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero aglutinante interconecta e fixa as partículas inorgânicas e os poros são formados na camada ativa porosa devido à presença de volumes intersticiais entre as partículas inorgânicas.
3. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas inorgânicas são selecionadas a partir do grupo que consiste de partículas inorgânicas que têm uma constante dielétrica de 5 ou mais, partículas inorgânicas que têm condutividade iônica de lítio, e uma mistura de tais.
4. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as partículas inorgânicas que têm um constante dielétrica de 5 ou mais são selecionadas a partir do grupo que consiste de BaTiO3, Pb (Zr, Ti) O3 (PZT) , Pbi-XLaxZr1^TiyO3 (PLZT) , PB (Mg3Nb2/3) O3-PbTiO3 (PMN-PT) , háfnio (HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, SiC, TiO2, e misturas de tais.
5. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as partículas inorgânicas que têm um constante dielétrica de 5 ou mais são selecionadas a partir do grupo que consiste de BaTiO3, Pb (Zr, Ti) O3 (PZT) , Pbi-xLaxZri-yTiy03 (PLZT) , PB(Mg3Nb2Z3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), háfnio (HfO2) e misturas de tais.
6. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as partículas inorgânicas que têm condutividade iônica de lítio são selecionadas a partir do grupo que consiste de fosfato de litio (Li3PO4), fosfato de titânio de litio (LixTiy, (PO4)3- O < χ < 2, O < y < 3), fosfato de titânio de alumínio de litio (LixAlyTiz(PO4)3, 0<x<2, O < y < 1, O < z < 3), vidro tipo (LiAlTiP)xOy (0 < χ <4, 0 < y < 13), titanato de lantânio de litio (LixLayTiO3; 0<x<2, 0<y<3), trifosfato de germânio de litio (LixGeyPzSw, 0 < χ < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0<w<5), nitretos de litio (LixNy, 0<x<4, 0<y<2), vidro tipo SiS2 (LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), vidro tipo P2S5 (LixPySz, 0 < χ < -3, 0<y<3, 0<z<7), e misturas de tais.
7. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas inorgânicas possuem um diâmetro de partícula de 0,001 a μm.
8. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero aglutinante compreende um primeiro polímero aglutinante contendo em conjunto pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de carboxila, anidrido maléico e hidroxila; e pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de ciano e acrilato.
9. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro polímero aglutinante contém um grupo de hidroxila em conjunto com um grupo de ciano.
10. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro polímero aglutinante é selecionado a partir do grupo que consiste de ciano-etil-pululan, ciano-etil-poli-vinil-álcool, ciano-etil-celulose, ciano-etil-sacarose e misturas de tais.
11. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o polímero aglutinante compreende adicionalmente um segundo polímero aglutinante possuindo um parâmetro de solubilidade de 17 a -27 MPa1/2.
12. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o segundo polímero aglutinante contém um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de halógeno, acrilato, acetato e ciano.
13. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o segundo polímero aglutinante é selecionado a partir do grupo que consiste de fluoreto-co-hexaflúorpropeno de polivinilideno, fluoreto-co-tricloroetileno de polivinilideno, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrila, polivinilpirrolidona, polivinilacetato, acetato de polietileno-co-vinil, poli-imida, óxido de polietileno, acetato de celulose, butirato de acetato de celulose e propionato de acetato de celulose.
14. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma taxa de conteúdo do primeiro polímero aglutinante pelo segundo polímero aglutinante varia de 0,1:99,9 a 99,9:0,1.
15. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um eletrólito de polímero em gel é formado pelo crescimento do polímero aglutinante em uma solução de eletrólito a ser usada.
16. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada ativa porosa possui uma força de adesão de 5 gf/cm ou mais quando os separadores de compostos orgânico/inorgânico aderem uns aos outros a uma temperatura de 100°C sob uma pressão de -5,0 kgf/cm2.
17. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada ativa porosa possui uma espessura de 0,01 a 100 um, um tamanho de poro de 0,001 a 10 um e uma porosidade de 5 a 95%.
18. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato poroso possuindo poros é um polímero selecionado a partir do grupo que consiste de polietilenotereftalato, polibutiltereftalato,poliéster,poliacetal, poliamida, policarbonato, poli-imida, poliéteretercetona, poliétersulfona, polifenileno-óxido, polifenilenosulfidro, polietilenonaftaleno, polietileno de alta densidade, polietileno de baixa-densidade, polietileno de baixa-densidade linear, polietileno e polipropileno de peso molecular super-elevado.
19. Separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato poroso possui uma espessura de 1 a 100 um, um tamanho de poro de 0,01 a 50 um e uma porosidade de 10 a 95%.
20. Método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico que compreende uma camada ativa porosa, o método caracterizado pelo fato de que compreende: (S1) preparar uma solução de um primeiro polímero aglutinante contendo em conjunto pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de carboxila, anidrido maléico e hidroxila; e pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de ciano e acrilato; (S2) adicionar partículas inorgânicas à solução do primeiro polímero aglutinante e dispersar as partículas inorgânicas na solução do primeiro polímero aglutinante; (S3) cobrir a solução do primeiro polímero aglutinante possuindo partículas inorgânicas dispersas no mesmo com um filme e secar o filme coberto, em que a camada ativa porosa mostra heterogeneidade de morfologia de composição para uma direção de espessura na qual uma taxa de conteúdo do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente em uma região de superfície da camada ativa porosa é mais alta que aquela do polímero aglutinante/partículas inorgânicas presente dentro da camada ativa porosa.
21. Método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o primeiro polímero aglutinante contém um grupo de hidroxila em conjunto com um grupo de ciano.
22. Método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o primeiro polímero aglutinante é selecionado a partir do grupo que consiste de ciano-etil-pululan, ciano-etil-poli-vinil-álcool, ciano-etil-celulose, ciano-etil- sacarose e misturas de tais.
23. Método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: dissolver um segundo polímero aglutinante possuindo um parâmetro de solubilidade de 17 a 27 MPa1/2 na solução do primeiro polímero aglutinante.
24. Método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o segundo polímero aglutinante contém um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste de halógeno, acrilato, acetato e ciano.
25. Método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o segundo polímero aglutinante é selecionado a partir do grupo que consiste de fluoreto-co- hexafluorpropeno de polivinilideno, fluoreto-co-tricloroetileno de polivinilideno, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrila, polivinilpirrolidona, polivinilacetato, acetato de polietileno-co- vinil, poli-imida, óxido de polietileno, acetato de celulose, butirato de acetato de celulose, propionato de acetato de celulose, pululan e poli-vinil-álcool.
26. Método para fabricar um separador composto orgânico/inorgânico, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que uma taxa de conteúdo do primeiro polímero aglutinante pelo segundo polímero aglutinante varia de -0,1:99,9 a 99,9:0,1.
27. Dispositivo eletroquímico que compreende um cátodo, um ânodo, um separador e eletrólitos, caracterizado pelo fato de que o separador é o separador composto orgânico/inorgânico como definido em quaisquer dentre as reivindicações 1 a 19.
28. Dispositivo eletroquímico, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o dispositivo eletroquímico é uma bateria secundária de lítio.
BRPI0620590-9A 2005-12-06 2006-12-06 Separador compósito orgânico/inorgânico, método para fabricar um separador compósito orgânico/inorgânico e dispositivo eletroquímico BRPI0620590B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20050118315 2005-12-06
KR10-2005-0118315 2005-12-06
PCT/KR2006/005222 WO2007066967A1 (en) 2005-12-06 2006-12-06 Organic/ inorganic composite separator having morphology gradient, manufacturing method thereof and electrochemical device containing the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
BRPI0620590A2 true BRPI0620590A2 (pt) 2011-11-16
BRPI0620590A8 BRPI0620590A8 (pt) 2016-11-08
BRPI0620590B1 BRPI0620590B1 (pt) 2019-07-09

Family

ID=38123065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0620590-9A BRPI0620590B1 (pt) 2005-12-06 2006-12-06 Separador compósito orgânico/inorgânico, método para fabricar um separador compósito orgânico/inorgânico e dispositivo eletroquímico

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7638241B2 (pt)
EP (1) EP1972017B8 (pt)
JP (1) JP5671208B2 (pt)
KR (1) KR100727247B1 (pt)
CN (1) CN101326658B (pt)
BR (1) BRPI0620590B1 (pt)
CA (1) CA2632364C (pt)
RU (1) RU2403653C2 (pt)
TW (1) TWI422090B (pt)
WO (1) WO2007066967A1 (pt)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111653711A (zh) * 2020-05-18 2020-09-11 苏州大学 一种锂电池隔膜用生物质纤维复合膜及其制备方法

Families Citing this family (133)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8883354B2 (en) * 2006-02-15 2014-11-11 Optodot Corporation Separators for electrochemical cells
US7608976B1 (en) * 2007-02-07 2009-10-27 Auburn University Electroactive co-polymer systems and devices using the same
WO2009014388A2 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Lg Chem, Ltd. Electrochemical device and its manufacturing method
KR100947181B1 (ko) * 2007-11-19 2010-03-15 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터 및 이를 구비한전기화학소자
KR101002161B1 (ko) * 2007-11-29 2010-12-17 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101040482B1 (ko) * 2008-03-04 2011-06-09 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 코팅된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
WO2009123168A1 (ja) 2008-03-31 2009-10-08 日本ゼオン株式会社 多孔膜および二次電池電極
EP2260523B1 (en) * 2008-04-08 2014-02-26 SK Innovation Co. Ltd. Method of manufacturing the microporous polyolefin composite film with a thermally stable layer at high temperature
JP5621248B2 (ja) * 2009-02-03 2014-11-12 ソニー株式会社 セパレータおよび電池
KR101054976B1 (ko) * 2009-03-31 2011-08-05 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
CA2763959C (en) 2009-05-26 2016-03-22 Steven Allen Carlson Batteries utilizing electrode coatings directly on nanoporous separators
PL2461395T3 (pl) * 2009-06-30 2019-05-31 Lg Chemical Ltd Sposób wytwarzania elektrody z porowatą warstwą powlekającą
KR101125013B1 (ko) * 2009-07-29 2012-03-27 한양대학교 산학협력단 이온성 고분자를 포함하는 가교형 세라믹 코팅 분리막의 제조 방법, 이로부터 제조된 세라믹 코팅 분리막 및 이를 채용한 리튬이차전지
US20110075320A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 General Electric Company Dielectric Film, Associated Article and Method
DE102009048249A1 (de) * 2009-10-05 2011-04-07 Li-Tec Battery Gmbh Energiespeichereinheit mit verlängerter Lebensdauer
CN102668172B (zh) * 2009-11-23 2016-01-06 株式会社Lg化学 包括多孔涂层的隔膜的制造方法，由该方法制造的隔膜以及包括该隔膜的电化学设备
JP5509816B2 (ja) * 2009-11-30 2014-06-04 ソニー株式会社 セパレータ、これを用いた電池および微多孔膜
KR101173202B1 (ko) 2010-02-25 2012-08-13 주식회사 엘지화학 세퍼레이터의 제조방법, 이로부터 형성된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자의 제조방법
KR101173201B1 (ko) * 2010-02-25 2012-08-13 주식회사 엘지화학 세퍼레이터의 제조방법, 이로부터 형성된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자의 제조방법
KR101743694B1 (ko) * 2010-05-25 2017-06-05 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
KR20140018171A (ko) 2010-07-19 2014-02-12 옵토도트 코포레이션 전기화학 전지용 세퍼레이터
CN101913862B (zh) * 2010-07-27 2012-07-25 大连海事大学 一种锂离子电池用复合隔膜及应用该隔膜的锂离子电池
EP2623317A4 (en) * 2010-09-30 2014-07-09 Mitsubishi Plastics Inc POROUS LAMINATED FILM, SEPARATOR FOR NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY, AND NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY
EP2663294B1 (en) 2011-01-11 2015-09-30 Capsugel Belgium NV New hard capsules comprising pullulan
WO2012111956A2 (ko) * 2011-02-15 2012-08-23 주식회사 엘지화학 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101254693B1 (ko) * 2011-02-15 2013-04-15 주식회사 엘지화학 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
JP5989634B2 (ja) * 2011-02-28 2016-09-07 三洋電機株式会社 非水電解液二次電池
JP5794464B2 (ja) * 2011-03-08 2015-10-14 株式会社Ｇｓユアサ 二次電池用のセパレータ、及び二次電池
US8729185B2 (en) 2011-04-05 2014-05-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for producing 2-cyanoethyl group-containing organic compound
US20120258348A1 (en) * 2011-04-05 2012-10-11 Kazuhisa Hayakawa Binder for Separator of Non-Aqueous Electrolyte Battery Comprising 2-Cyanoethyl Group-Containing Polymer and Separator and Battery Using the Same
US8771880B2 (en) 2011-04-05 2014-07-08 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Binder for separator of non-aqueous electrolyte battery comprising 2-cyanoethyl group-containing polymer and separator and battery using the same
US8916283B2 (en) * 2011-04-05 2014-12-23 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Binder for separator of non-aqueous electrolyte battery comprising 2-cyanoethyl group-containing polymer and separator and battery using the same
KR101358761B1 (ko) * 2011-05-03 2014-02-07 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101446162B1 (ko) 2011-05-13 2014-10-01 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
JP5994354B2 (ja) * 2011-09-05 2016-09-21 ソニー株式会社 セパレータおよび非水電解質電池、並びに、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
CN102501524A (zh) * 2011-11-03 2012-06-20 南京大学 具有均匀可调孔尺寸复合结构的隔膜及制备方法
US10411288B2 (en) 2011-11-29 2019-09-10 Corning Incorporated Reactive sintering of ceramic lithium-ion solid electrolytes
KR101369326B1 (ko) * 2011-12-27 2014-03-04 주식회사 엘지화학 세퍼레이터의 제조방법 및 이에 따라 제조된 세퍼레이터를 구비한 전기화학소자
JP5930387B2 (ja) * 2012-04-16 2016-06-08 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
US10096810B2 (en) * 2012-05-10 2018-10-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Separator and method of manufacturing the same and rechargeable lithium battery including the same
CN104170151B (zh) 2012-05-23 2018-02-02 株式会社Lg 化学 电极组件的制造方法及包括由该方法制造的电极组件的电化学元件
KR101433198B1 (ko) 2012-05-29 2014-08-22 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 포함하는 세퍼레이터 및 그를 포함하는 전기화학소자
US9178198B2 (en) 2012-06-01 2015-11-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Separator for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
CN102737850A (zh) * 2012-06-25 2012-10-17 侯栋 隔膜
KR101541473B1 (ko) 2012-11-30 2015-08-05 주식회사 엘지화학 표면 특성이 다른 무기물 입자의 이중 다공성 코팅층을 포함하는 이차전지용 분리막, 이를 포함하는 이차전지, 및 상기 분리막의 제조방법
JP6287097B2 (ja) * 2012-12-05 2018-03-07 日本ゼオン株式会社 正極用複合粒子用のスラリー組成物および正極用複合粒子の製造方法
KR101341196B1 (ko) 2012-12-10 2013-12-12 삼성토탈 주식회사 수계 코팅액을 이용한 유/무기 복합 코팅 다공성 분리막과 그의 제조방법 및 상기 분리막을 이용한 전기화학소자
KR102035034B1 (ko) * 2012-12-28 2019-10-23 에스케이이노베이션 주식회사 내열성 및 전기화학적 안정성이 우수한 복합 미세다공막 및 이의 제조방법
CN104078632A (zh) * 2013-03-26 2014-10-01 深圳市艾利奇科技有限公司 一种聚合物锂离子电池隔膜
US9905883B2 (en) * 2013-03-28 2018-02-27 Corning Incorporated Ceramic electrolyte material comprising a modified polycrystalline lithium metal phosphate
KR101765191B1 (ko) * 2013-04-10 2017-08-07 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법
CN105247703B (zh) 2013-04-29 2019-09-03 奥普图多特公司 具有增加的热导率的纳米多孔复合分隔物
EP2882028B1 (en) * 2013-05-23 2020-01-15 LG Chem, Ltd. Method for manufacturing electrode assembly
GB2514821A (en) * 2013-06-06 2014-12-10 Leclanch S A Electrochemical cells with glass containing separators
WO2015056907A1 (ko) * 2013-10-18 2015-04-23 주식회사 엘지화학 분리막 및 그를 포함하는 리튬-황 전지
JP6297685B2 (ja) * 2013-10-31 2018-03-20 エルジー・ケム・リミテッド 電気化学素子用分離膜の製造方法及びその方法によって製造された電気化学素子用分離膜
TWI557968B (zh) * 2013-11-06 2016-11-11 Ｌｇ化學股份有限公司 電化學裝置用分離器與電化學裝置
US10903467B2 (en) * 2013-12-24 2021-01-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Separator for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR101707193B1 (ko) 2014-04-01 2017-02-27 주식회사 엘지화학 세퍼레이터의 제조방법, 이로부터 형성된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
CN103956449B (zh) * 2014-05-09 2017-02-15 宁德新能源科技有限公司 锂离子二次电池及其隔离膜及制备方法
EP3143184B1 (en) * 2014-05-12 2021-07-07 Johna Leddy Lanthanide and actinide electrochemistry
CN104064708B (zh) * 2014-06-09 2017-02-08 东莞市魔方新能源科技有限公司 一种锂离子二次电池用隔膜、其制备方法以及含该隔膜的电池
CN105206779A (zh) * 2014-06-23 2015-12-30 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 陶瓷隔膜及其制备方法
CN104124417B (zh) * 2014-07-02 2016-06-29 上海大学 一种锂离子电池隔膜表面超分子膜的构成方法
US9666852B2 (en) * 2014-10-02 2017-05-30 Ford Global Technologies, Llc Composite separator with aligned particles
KR101670802B1 (ko) 2014-12-01 2016-10-31 에스케이씨 주식회사 이차전지용 다공성 분리막
KR102372086B1 (ko) * 2014-12-19 2022-03-10 삼성전자주식회사 복합막, 그 제조방법, 이를 포함한 음극 구조체 및 리튬이차전지
DE102015201409A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Komposit-Separator und diesen umfassende Lithiumionenbatterie sowie Verfahren zur Herstellung des Komposit-Separators
CN104701479B (zh) * 2015-03-02 2016-08-31 常州大学 一种含有机/无机复合交联涂层的聚丙烯微孔隔膜及其制备方法
JP6493747B2 (ja) * 2015-04-14 2019-04-03 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池用セパレータおよびその製造方法
US10381623B2 (en) 2015-07-09 2019-08-13 Optodot Corporation Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods
CN104953070B (zh) * 2015-05-06 2017-07-28 东莞市魔方新能源科技有限公司 一种锂离子二次电池用隔离膜
US10243188B2 (en) 2015-06-09 2019-03-26 GM Global Technology Operations LLC Separator for lithium-based batteries
CN105206780A (zh) * 2015-08-21 2015-12-30 惠州市恒泰科技有限公司 一种含活性锂源隔膜及制作方法及锂离子电池
KR101998832B1 (ko) * 2015-08-25 2019-09-27 주식회사 엘지화학 접착층을 포함하는 전기화학소자용 복합 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자
PL3244475T3 (pl) * 2015-09-02 2021-05-17 Lg Chem, Ltd. Membrana separacyjna zawierającego części powłoki klejowej o różnych siłach klejenia i zawierający ją zespół elektrod
EP3147965B1 (en) * 2015-09-25 2018-11-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Composite membrane, preparing method thereof, negative electrode structure including the composite membrane, and lithium secondary battery including the negative electrode structure
KR101751443B1 (ko) * 2015-10-13 2017-06-27 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
KR102496375B1 (ko) * 2015-11-20 2023-02-06 삼성전자주식회사 리튬전지용 전극 복합분리막 어셈블리 및 이를 포함한 리튬전지
CN106981607A (zh) * 2016-01-19 2017-07-25 中国电力科学研究院 一种锂离子电池隔膜及其制作方法
JP2016119316A (ja) * 2016-02-26 2016-06-30 株式会社Ｇｓユアサ 二次電池用のセパレータ、及び二次電池、並びに二次電池用のセパレータの製造方法
US9786887B2 (en) 2016-03-03 2017-10-10 Apple Inc. Binders for wet and dry lamination of battery cells
US11289769B2 (en) 2016-03-03 2022-03-29 Apple Inc. Binders for wet and dry lamination of battery cells
US10892519B2 (en) * 2016-03-30 2021-01-12 Lg Chem, Ltd. Solid polymer electrolyte and method of preparing the same
KR101940166B1 (ko) * 2016-04-14 2019-01-18 삼성에스디아이 주식회사 다공성 내열층 조성물, 다공성 내열층을 포함하는 분리막, 및 상기 분리막을 이용한 전기 화학 전지
JP2017212040A (ja) * 2016-05-23 2017-11-30 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 リチウムイオン二次電池
PL3367466T3 (pl) * 2016-06-08 2021-11-08 Lg Chem, Ltd. Separator i zawierające go urządzenie elektrochemiczne
US10985401B2 (en) * 2016-06-09 2021-04-20 Zeon Corporation Binder composition for solid electrolyte battery and slurry composition for solid electrolyte battery
JP6414146B2 (ja) * 2016-06-22 2018-10-31 株式会社村田製作所 電解液、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
CN106898721B (zh) * 2017-02-28 2019-11-12 沧州明珠隔膜科技有限公司 一种适于热干压的锂离子电池隔膜及其制备方法
US20180254464A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-06 Teijin Limited Separator for a non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
AU2018251256B2 (en) 2017-04-14 2023-10-05 Capsugel Belgium Nv Pullulan capsules
JP7222911B2 (ja) 2017-04-14 2023-02-15 カプスゲル・ベルギウム・ナムローゼ・フェンノートシャップ プルランを作製する方法
CN106981373B (zh) * 2017-05-26 2018-09-28 宁波智正伟盈信息科技有限公司 一种双层电容器
CN107275550B (zh) * 2017-06-20 2020-07-07 深圳市星源材质科技股份有限公司 一种陶瓷和聚合物复合涂覆锂离子隔膜及其制备方法
EP3657569A4 (en) 2017-07-21 2021-06-09 Zeon Corporation LAYERED PRODUCT FOR WATERLESS SECONDARY BATTERY, WATERLESS SECONDARY BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING A WATERLESS SECONDARY BATTERY
JP6746549B2 (ja) * 2017-09-19 2020-08-26 株式会社東芝 二次電池、電池パック及び車両
US11456481B2 (en) * 2017-10-12 2022-09-27 Robert Bosch Gmbh Ceramic-polymer composite single ion conducting thin film electrolyte
EP3695447A2 (en) 2017-10-13 2020-08-19 Optodot Corporation Multilayer nanoporous separator
PL3553869T3 (pl) 2017-10-20 2021-11-02 Lg Chem, Ltd. Zespół elektrod i urządzenie elektrochemiczne zawierające zespół elektrod
KR102295078B1 (ko) 2017-10-20 2021-08-27 주식회사 엘지에너지솔루션 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
CN110521021B (zh) * 2017-11-24 2022-05-13 株式会社Lg化学 隔板制造方法、由此制得的隔板和包括该隔板的电化学装置
CN107706338B (zh) * 2017-11-24 2018-10-19 深圳锂硫科技有限公司 一种含正极材料的锂离子电池隔膜及其制备方法
JP6889125B2 (ja) * 2018-03-16 2021-06-18 株式会社東芝 セパレータ、電極群、二次電池、電池パック、車両、及び定置用電源
CN110364662B (zh) * 2018-04-11 2022-07-05 宁德新能源科技有限公司 隔离膜和电化学装置
KR20190128440A (ko) 2018-05-08 2019-11-18 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 세퍼레이터, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR102229625B1 (ko) * 2018-05-28 2021-03-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN109546205A (zh) * 2018-06-13 2019-03-29 上海大学 采用有机无机复合凝胶聚合物电解质的锂离子电池的制备方法
KR102543254B1 (ko) * 2018-06-26 2023-06-13 셴젠 시니어 테크놀로지 매테리얼 씨오., 엘티디. 복합 리튬 전지 분리막 및 이의 제조방법
KR102647260B1 (ko) * 2018-07-02 2024-03-13 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지용 복합 분리막
WO2020022851A1 (ko) * 2018-07-26 2020-01-30 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
EP3841019B1 (en) 2018-08-22 2024-02-14 AlumaPower Corporation Rapid electrolyte replenishment system for aerial drones
EP3841636A4 (en) 2018-08-22 2022-06-01 Alumapower Corporation METAL-AIR BATTERY DEVICE
US11949097B2 (en) * 2018-08-29 2024-04-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR102395655B1 (ko) * 2018-10-11 2022-05-06 주식회사 엘지에너지솔루션 복합 전해질막 및 상기 복합 전해질막을 포함하는 전고체 전지
KR102404749B1 (ko) * 2018-10-29 2022-06-02 주식회사 엘지에너지솔루션 전기화학소자용 분리막 및 이를 제조하는 방법
CN111211279A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 宁德新能源科技有限公司 隔离膜及锂离子电池
KR102419160B1 (ko) * 2019-05-09 2022-07-08 주식회사 엘지에너지솔루션 분산제를 포함하는 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법
CN112038546A (zh) * 2019-06-03 2020-12-04 河北金力新能源科技股份有限公司 一种锂硫电池功能隔膜、制备方法及应用和锂硫电池
WO2021006357A1 (ja) * 2019-07-10 2021-01-14 旭化成株式会社 多層多孔膜
JP7118936B2 (ja) 2019-09-13 2022-08-16 株式会社東芝 セパレータ、電極群、二次電池、電池パック、車両及び定置用電源
CN112350026B (zh) * 2019-12-25 2023-03-17 万向一二三股份公司 一种隔膜及使用该隔膜的锂电池
US11955661B2 (en) 2020-03-04 2024-04-09 Ningde Amperex Technology Limited Electrochemical device and electronic device including the same
CN114069031B (zh) * 2020-07-30 2023-08-08 比亚迪股份有限公司 聚合物电解质和固态电池
CN112201898A (zh) * 2020-08-26 2021-01-08 河北金力新能源科技股份有限公司 锂电池梯度分布涂覆隔膜及其制备方法
EP4203165A1 (en) * 2020-09-07 2023-06-28 LG Energy Solution, Ltd. Separator for electrochemical device and method for manufacturing same
CN113054319B (zh) * 2020-09-14 2023-02-17 上海恩捷新材料科技有限公司 一种粘接性功能隔膜的制备方法及其系统、锂离子电池
US20230307789A1 (en) * 2020-09-29 2023-09-28 Lg Energy Solution, Ltd. Separator for lithium secondary battery, the method for manufacturing the same and lithium secondary battery including the same
CN113692654B (zh) * 2020-12-31 2022-11-15 宁德新能源科技有限公司 极片、电化学装置和电子装置
CN113036312A (zh) * 2021-02-20 2021-06-25 上海恩捷新材料科技有限公司 一种有机高分子颗粒涂覆复合隔膜及其制备方法
CN113299916B (zh) * 2021-05-17 2023-11-28 珠海冠宇动力电池有限公司 一种粘结剂及包含该粘结剂的负极片和锂离子电池
KR102631754B1 (ko) * 2022-09-06 2024-01-31 주식회사 엘지에너지솔루션 전기화학소자용 분리막 및 이를 구비하는 전기화학소자
CN117239353A (zh) * 2023-11-13 2023-12-15 深圳中兴新材技术股份有限公司 涂覆浆料、电池隔膜及制备方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5931521B2 (ja) * 1979-07-23 1984-08-02 信越化学工業株式会社 シアノエチルプルランおよびその製造方法
JPH06236752A (ja) * 1992-12-17 1994-08-23 Nippon Muki Co Ltd 鉛蓄電池用セパレータ並びにその製造法
US5492781A (en) * 1994-01-18 1996-02-20 Pall Corporation Battery separators
JP3697561B2 (ja) * 1995-02-14 2005-09-21 大日本インキ化学工業株式会社 有機高分子と金属酸化物との成分傾斜複合体及びその製造法
JPH1092444A (ja) 1996-09-13 1998-04-10 Japan Gore Tex Inc 電気化学反応装置用固体高分子電解質複合体及びそれを用いた電気化学反応装置
JPH10316793A (ja) * 1997-05-19 1998-12-02 Asahi Chem Ind Co Ltd フッ化ビニリデン系樹脂製多孔質膜
JPH1180395A (ja) * 1997-09-09 1999-03-26 Nitto Denko Corp 多孔質膜および非水電解液電池用セパレータ
JPH11217459A (ja) * 1998-02-03 1999-08-10 Dainippon Ink & Chem Inc 多孔質膜の製造方法
JP3994241B2 (ja) * 1998-04-27 2007-10-17 宇部興産株式会社 ポリイミド多孔膜及び製造方法
JP3175730B2 (ja) * 1998-04-27 2001-06-11 住友化学工業株式会社 非水電解質電池セパレーターとリチウム二次電池
JP4209986B2 (ja) * 1999-01-22 2009-01-14 旭化成ケミカルズ株式会社 ポリオレフィン系微多孔膜二次電池用セパレータ
JP2004500686A (ja) * 1999-12-09 2004-01-08 日本特殊陶業株式会社 リチウムイオン電池用セパレータ及び／又はリチウムイオンポリマー電池
US6432586B1 (en) * 2000-04-10 2002-08-13 Celgard Inc. Separator for a high energy rechargeable lithium battery
KR100406690B1 (ko) * 2001-03-05 2003-11-21 주식회사 엘지화학 다성분계 복합 필름을 이용한 전기화학소자
JP2003178741A (ja) * 2001-12-12 2003-06-27 Denso Corp 電池用セパレータの製造方法及び電池
US6630265B1 (en) * 2002-08-13 2003-10-07 Hoku Scientific, Inc. Composite electrolyte for fuel cells
KR100541291B1 (ko) 2003-04-11 2006-01-11 한국과학기술연구원 전이금속염과 이를 물리적으로 분산시킬 수 있는 고분자로구성된 전이금속염-고분자 혼합막 및 다공성 지지막을포함하는 촉진 수송 분리막
KR100530544B1 (ko) * 2003-04-11 2005-11-23 한국과학기술연구원 전이금속염과 프탈릭 구조를 포함한 고분자로 구성된 고체고분자 전해질층 및 다공성 지지막을 포함하는 촉진 수송분리막
KR100496642B1 (ko) * 2003-04-25 2005-06-20 한국전자통신연구원 단이온 전도체를 포함하는 리튬 이차전지용 복합 고분자전해질 및 그 제조 방법
JP4667242B2 (ja) * 2003-07-29 2011-04-06 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池
KR100609693B1 (ko) 2004-04-24 2006-08-08 한국전자통신연구원 리튬 단이온 전도 무기 첨가제를 포함하는 리튬이차전지용 복합 고분자 전해질 및 그 제조 방법
KR100666821B1 (ko) * 2004-02-07 2007-01-09 주식회사 엘지화학 유/무기 복합 다공성 코팅층이 형성된 전극 및 이를포함하는 전기 화학 소자
JP4495516B2 (ja) * 2004-05-14 2010-07-07 株式会社巴川製紙所 電子部品用セパレータ及びその製造方法
JP4705335B2 (ja) * 2004-03-19 2011-06-22 株式会社巴川製紙所 電子部品用セパレータ及びその製造方法
JP2005276503A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Mitsubishi Electric Corp 電池用セパレータ及びそれを用いた電池
HUE052954T2 (hu) * 2004-07-07 2021-05-28 Lg Chemical Ltd Szerves/szervetlen kompozit porózus szétválasztó, és ezt tartalmazó elektrokémiai készülék
CN1588672A (zh) * 2004-08-27 2005-03-02 河南环宇集团有限公司 碱性二次电池隔膜及其制造方法
KR100775310B1 (ko) 2004-12-22 2007-11-08 주식회사 엘지화학 유/무기 복합 다공성 분리막 및 이를 이용한 전기 화학소자
KR200489186Y1 (ko) * 2017-06-05 2019-05-14 주식회사 에이치엠 팝콘 자동판매기용 컵 이송장치
KR200489187Y1 (ko) * 2018-06-05 2019-08-28 주식회사 에이치엠 야구게임장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111653711A (zh) * 2020-05-18 2020-09-11 苏州大学 一种锂电池隔膜用生物质纤维复合膜及其制备方法
CN111653711B (zh) * 2020-05-18 2022-05-20 苏州大学 一种锂电池隔膜用生物质纤维复合膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW200729591A (en) 2007-08-01
BRPI0620590A8 (pt) 2016-11-08
CN101326658B (zh) 2010-09-29
EP1972017A1 (en) 2008-09-24
RU2008127397A (ru) 2010-01-20
CN101326658A (zh) 2008-12-17
TWI422090B (zh) 2014-01-01
BRPI0620590B1 (pt) 2019-07-09
CA2632364C (en) 2014-02-18
EP1972017B8 (en) 2016-03-30
US7638241B2 (en) 2009-12-29
CA2632364A1 (en) 2007-06-14
JP2009518809A (ja) 2009-05-07
US20080292968A1 (en) 2008-11-27
RU2403653C2 (ru) 2010-11-10
EP1972017B1 (en) 2016-02-24
WO2007066967A1 (en) 2007-06-14
EP1972017A4 (en) 2011-06-01
JP5671208B2 (ja) 2015-02-18
KR100727247B1 (ko) 2007-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0620590A2 (pt) separador composto orgánico/inorgánico possuindo gradiente de morfologia, método de fabricação do mesmo e dispositivo eletroquìmico contendo o mesmo
Luo et al. Polyphenylene sulfide nonwoven-based composite separator with superior heat-resistance and flame retardancy for high power lithium ion battery
Li et al. Polypropylene/polyethylene multilayer separators with enhanced thermal stability for lithium-ion battery via multilayer coextrusion
US8343388B2 (en) Electrode having porous active coating layer, manufacturing method thereof and electrochemical device containing the same
TWI321860B (en) Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device using the same
US20160351876A1 (en) Heat resisting separator having ultrafine fibrous layer and secondary battery having the same
KR100742959B1 (ko) 유/무기 복합 다공성 필름 및 이를 이용하는 전기 화학소자
KR101903189B1 (ko) 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
BRPI0806419B1 (pt) separador de composto orgânico/inorgânico que possui camada de revestimento ativa porosa e dispositivo eletromecânico contendo o mesmo
KR20100080372A (ko) 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
KR20140097193A (ko) 세퍼레이터의 제조방법, 이로부터 형성된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
KR102308942B1 (ko) 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR101696311B1 (ko) 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101623101B1 (ko) 세퍼레이터의 제조방법, 이로부터 형성된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
TWI791854B (zh) 電化學裝置用之隔板、彼之製造方法及包含彼之電化學裝置
KR101708882B1 (ko) 세퍼레이터의 제조방법
CN113812037B (zh) 制造隔膜的方法以及由此制造的隔膜
EP4131619A1 (en) Preparation method for separator for electrochemical device and separator for electrochemical device prepared by same preparation method
KR20210017843A (ko) 다공성 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR20210119917A (ko) 전기화학소자용 분리막의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR) , TORAY BATTERY SEPARATOR FILM

B25L Entry of change of name and/or headquarter and transfer of application, patent and certificate of addition of invention: publication cancelled

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR)

B25C Requirement related to requested transfer of rights

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR)

Free format text: A FIM DE ATENDER A TRANSFERENCIA REQUERIDA ATRAVES DA PETICAO 860160055235 DE 09/03/2016 E NECESSARIO COMPLEMENTAR COM UMA NOVA GUIA DE GRU 248, ALEM DA GUIA DE CUMPRIMENTO DE EXIGENCIA DE GRU 207, PARA SUPRIR A DIVERGENCIA NO ENDERECO DO DEPOSITANTE CONFORME FOI DEPOSITADO NA PETICAO DE ENTRADA NA FASE NACIONAL E A PETICAO DE TRANSFERENCIA.

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR)

B25G Requested change of headquarter approved

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR)

B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR) , TORAY BATTERY SEPARATOR FILM

B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR) , TORAY INDUSTRIES, INC. (JP)

B06T Formal requirements before examination [chapter 6.20 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS

B25C Requirement related to requested transfer of rights

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR) ; TORAY INDUSTRIES, INC. (JP)

Free format text: A FIM DE ATENDER A TRANSFERENCIA, REQUERIDA ATRAVES DA PETICAO 870220068989 DE 03/08/2022, E NECESSARIO UMA GRU 248 PARA ALTERACAO DE SEDE ENCONTRADA NA SOLICITACAO.

B25G Requested change of headquarter approved

Owner name: LG CHEM, LTD. (KR) ; TORAY INDUSTRIES, INC. (JP)

B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: TORAY INDUSTRIES, INC. (JP) ; LG ENERGY SOLUTION, LTD. (KR)