CN100428557C - 锂离子二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂离子二次电池。该锂离子二次电池通常包括电极组件，容纳该电极组件的容器，及电解液。该电极组件包括极性相反的两个电极和隔板。该隔板包括含有陶瓷颗粒簇的多孔膜。该多孔膜是通过用粘结剂粘结颗粒簇形成的。各颗粒簇是通过烧结或者是通过溶解和重结晶全部或部分陶瓷颗粒而形成的。该陶瓷颗粒包含具有带隙的陶瓷材料。各颗粒簇可以具有葡萄串或薄层的形状，并且可以通过层压鳞片或薄片形状的陶瓷颗粒形成。

Description

锂离子二次电池
相关申请的交叉参考
本申请要求于2004年11月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请2004-0094067的优先权和利益，其全部公开引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及一种锂离子二次电池，更具体地，本发明涉及一种用于锂离子二次电池中具有功能性隔膜的电极组件。
背景技术
二次电池是可以充电的，可以尺寸紧凑并具有高容量。最近，对于便携式电子器件如便携式摄像机、便携式计算机和移动电话的需求已经增加，导致对二次电池的积极研究和开发。被广泛使用的二次电池的代表性实例包括镍金属氢化物(Ni-MH)电池，锂(Li)聚合物电池，及锂离子(Li-离子)电池。
因为锂元素原子量小，所以使用锂的二次电池每单位重量的容量高。然而，因为锂容易与水反应，所以锂-基二次电池常用非水电解液。在该锂-基二次电池中，没有限制充电和放电电压的水，能得到约3～4V的电动势。锂离子二次电池就是该锂-基二次电池的一个实例。
用于锂离子二次电池的非水电解液一般分为液体电解液和固体电解液。液体电解液通过将锂盐溶解在有机溶剂中制得。有机溶剂，例如可以是诸如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯的碳酸烷基酯，或者可以是另一种有机化合物。
然而，利用这些电解液的问题是通常它们离子电导率低。为了补偿这些电解液的低离子电导率，电极活性物质的面积增加，在电极之间造成重叠。
然而，增加电极之间的重叠限制了电池若干方面的性能。例如，电解液的低离子电导率引起电池的高内阻抗，导致电池内的电压降增加。特别是，电解液的低离子电导率引起电池电流的减小，从而也降低了电池功率。
另外，锂离子的移动受到位于两电极之间的隔板限制。如果隔板对于电解液不是充分可渗透的和可润湿的，那么锂离子的移动就基本上被抑制住。结果，电池的电性质和性能可能恶化。
因此，除了耐热性、耐热变形性、耐化学性和机械强度之外，隔板的截面孔隙率(cross-sectional pore ratio)和隔板对电解液的润湿性是决定电池性能的隔板的重要特征。多孔性物体(如隔板)的截面孔隙率为孔隙面积与截面面积的比率。
隔板充当防止电池过热的安全装置。如果由于电池中的某些异常使得隔板的温度增加超过预定水平，那么隔板的聚烯烃-基多孔膜就变软并部分熔化。这引起多孔膜的孔隙关闭。孔隙充当电解质溶液的通道，更具体地充当锂离子的通道。当锂离子的流动停止时，电池的内部和外部之间的电流被阻止，从而减缓或停止电池中的温度增加。
然而，由于某些原因如外部热传递，电池中的温度可以突然连续地增加。当温度增加超过预定时间间隔时，尽管孔隙关闭，隔板仍然可能熔化和破坏。这在隔板中产生部分熔化的部分，这些部分熔化的部分可能引起电池的两个电极彼此接触，从而形成短路。作为选择，隔板可能收缩，在隔板中产生收缩的部分。这些收缩的部分也可能引起电池的两个电极彼此接触，形成短路。短路引起对电池的严重损坏。
在高容量二次电池中，大量电流能够在短时间内流动。当过量的电流在该电池中流动时，电池中的温度不能通过关闭隔板的孔隙和阻止电流来降低。而且，由该过量的电流产生的热可能引起隔板继续熔化和破坏。结果，由于隔板的破坏而引起的短路愈加可能。
虽然通过关闭隔板的孔隙阻止电流是重要的，但是为了防止电池过热，对于隔板的熔化和收缩的对策也是重要的。因此，需要一种在例如200℃或更高的温度下防止电极之间短路的隔板。
发明内容
本发明提供一种锂离子二次电池，该电池具有在高温下不易熔化或收缩的多孔性隔膜，从而防止电极间的短路。
本发明还提供一种锂离子二次电池，该电池包含与温度变化无关的对电解质溶液中的锂离子具有高渗透率的多孔性隔膜。
本发明还提供一种锂离子二次电池，该电池具有良好的放电特性和长循环寿命。
根据本发明的一个实施方案，提供一种锂离子二次电池，该电池通常包括电极组件；容纳该电极组件的容器；及电解液。所述电极组件包括极性相反的两个电极和隔板。该隔板包括通过烧结或者通过先溶解然后再重结晶陶瓷颗粒而形成的多孔膜。优选这些陶瓷颗粒包括具有带隙(band gap)的陶瓷材料。通过烧结或者溶解和重结晶过程，得到颗粒簇(particle cluster)，接着用粘结剂将这些颗粒簇粘结到一起。本文中所用的“带隙”是指在绝缘体或半导体的价带和导带之间的能量差。
在本发明的另一个实施方案中，优选每个颗粒簇均具有葡萄串(grapebunch)或薄层(lamina)形状。各葡萄串或薄层形状的颗粒簇可以通过层压鳞片状的颗粒形成。
包含陶瓷颗粒的颗粒簇可以通过包括化学方法和物理方法等多种方法形成。在化学方法中，将陶瓷颗粒溶解于化学溶剂中。作为选择，可将陶瓷颗粒的部分表面溶解。然后将溶解的陶瓷颗粒重结晶，形成颗粒簇。
在物理方法中，可以利用外部压力。另外，在某些方法中，可将陶瓷颗粒加热至接近其熔点，然后经受颈缩过程(necking process)。
用于形成颗粒簇的陶瓷颗粒的量可以改变，但是优选使用足够的陶瓷颗粒，以保证颗粒簇呈所需的形状。还优选使用足够的陶瓷颗粒，以保证颗粒簇形成低密度的多孔膜。该低密度多孔膜通过下列方法形成：将颗粒簇与粘结剂和溶剂混合，及搅拌该混合物从而形成多孔膜糊或分散性多孔膜溶液。
在本发明的另一个实施方案中，所述多孔膜可以被涂布在锂离子二次电池的两个电极中至少一个的表面上。涂布多孔膜的方法可以包括：将活性物质涂布到电极上，将多孔膜溶液涂布到所得到的电极上，及烘焙电极以从该多孔膜溶液中除去溶剂。
在本发明的另一个实施方案中，多孔膜可以通过首先制得多孔膜溶液而被沉积在电极板的整个表面上。所述多孔膜溶液通过将颗粒簇均匀地分散在包含溶剂和粘结剂的混合溶液中形成。通过用活性物质涂布电极形成的电极板然后被浸渍在多孔膜溶液中。作为选择，多孔膜可以通过将多孔膜溶液喷涂到电极上而被沉积在电极上。
在本发明的一个实施方案中，粘结剂材料可以包含聚合物树脂。该聚合物树脂可以是在约200℃或更高的温度下具有耐热性的丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物或丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物。
在本发明的另一个实施方案中，陶瓷材料选自：氧化锆(ZrO2)，氧化铝(Al2O3)，二氧化硅(SiO2)，氧化钛(TiO2)，离子传导性玻璃，及其混合物。所述陶瓷材料优选包含氧化锆(ZrO2)。
另外，优选多孔膜的陶瓷材料还包含至少一种选自下列的化合物：锆(Zr)、铝(Al)、硅(Si)或钛(Ti)的绝缘性氮化物、烷氧基化合物、氢氧化物和酮化合物，以及它们的混合物。本文中所用的“绝缘性氮化物”不包括导电性的氮化物如氮化钛(TiN)，因为它们不适于用作本发明的陶瓷材料。
如上所述，优选陶瓷材料包括氧化锆。根据ζ电势的测量结果，氧化锆通过搅拌很好地分散在丙烯酸酯粘结剂材料中。因此，可以增加陶瓷材料的产率并降低成本。而且，氧化锆具有优良的散热性。此外，氧化锆还能够在高温下与锂化合物形成pn结，进而形成二极管。另外，氧化锆可有效地防止过量的锂离子进入负极。
在本发明的另一个实施方案中，优选葡萄串状颗粒簇中各陶瓷颗粒均具有约0.01～0.3μm的直径。优选薄层形状颗粒簇中各陶瓷颗粒均具有宽度为约0.1～1μm的鳞状或薄片状的形状。一旦形成具有所需特性的颗粒簇，即可通过扫描电镜(SEM)照片来测量颗粒的尺寸。
在本发明的另一个实施方案中，优选陶瓷材料在约200℃下的热膨胀率为0.2％或更低，在约400℃下的热膨胀率为约0.1～0.4％。如果所述陶瓷材料的热膨胀率在约200℃下大于0.2％，或者在约400℃下大于0.4％，则电池的内压增加，这会引起电池变形。
在本发明的另一个实施方案中，优选包含陶瓷颗粒簇和聚合物树脂粘结剂的多孔膜的截面孔隙率为50％或更高。截面孔隙率表示与容积孔隙率相比的物体孔隙性程度。更具体地，多孔性物体的截面孔隙率被定义为物体截面中的孔隙面积与截面面积的比率。容积孔隙率被定义为物体中孔隙体积与该物体体积的比率。多孔膜的截面孔隙率可以通过首先切割膜，然后拍摄截面的SEM照片来测量。
如上所述，本发明的多孔膜包含可以通过烧结陶瓷颗粒形成的颗粒簇。作为烧结过程的结果，颗粒簇不规则地成形。颗粒簇的不规则形状使得颗粒簇的粘结被控制，以便不填充由颗粒簇的不规则形状产生的孔隙。作为该受控的粘结的结果，包含陶瓷材料的填料也不能填充多孔性隔膜中的孔隙。另外，粘结剂树脂的量可以减少，以防止大量粘结剂树脂填充孔隙。通过这些方法，隔板的截面孔隙率增加。
在本发明的另一个实施方案中，优选陶瓷材料在500～1000℃温度下的热导率为约10±0.5W/(m·K)。
在本发明的另一个实施方案中，陶瓷材料的介电常数优选为约1～20。如果陶瓷材料的介电常数大于约20，那么不能得到充足的电容。如果陶瓷材料的介电常数低于约1，则该陶瓷材料不具有带隙，因此不能用于本发明中。
在本发明的另一个实施方案中，优选陶瓷材料在1MHz频率下的介电损耗为约10-510-2。如果陶瓷材料的介电损耗低于约10-5，则不能再生地获得预定的带隙，使得难于制得可靠的产品。如果陶瓷材料的介电损耗大于约10-2，则不能获得足够的电容。
根据本发明的另一个实施方案，锂离子二次电池通常包括电极组件，容纳该电极组件的容器，及电解液。所述电极组件包含极性相反的两个电极，及位于这两个电极之间的隔板。该隔板包括通过用粘结剂粘结颗粒簇而形成的多孔膜。各颗粒簇都是通过陶瓷颗粒的聚集形成的。
本文中所使用的“聚集”是指空间上的聚集，并且不包括利用粘结剂或其它胶粘剂的粘附。另外，“聚集”可包括部分烧结法，或者溶解并重结晶全部或部分陶瓷颗粒的方法。
附图说明
通过参考下面结合附图的详述，本发明的上述和其它特点和优点将变得更加显而易见，附图中：
图1为根据本发明一个实施方案的颗粒簇的扫描电镜(SEM)照片；
图2为根据本发明另一个实施方案的颗粒簇的SEM照片；
图3a和3b为根据本发明一个实施方案的鳞状陶瓷颗粒在不同放大倍率下的SEM照片；及
图4为根据本发明一个实施方案的粘结的颗粒簇的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的示例性实施方案。也将参考附图详述根据本发明的一个实施方案的制备锂离子二次电池的电极组件的方法。
图1和2为氧化锆颗粒的颗粒簇的扫描电镜(SEM)照片。氧化锆颗粒构成根据本发明的一个实施方案的多孔膜的陶瓷材料。图3a和图3b图示了鳞状陶瓷颗粒在不同放大倍率下的SEM照片。
制备锂离子二次电池的电极组件的方法一般包括：先通过将包含粘结剂树脂和电极活性物质的浆料涂布到集电体上而形成两个电极。然后在第一电极和第二电极的至少一个表面上布置多孔膜。所述两个电极在电池中彼此相对布置。最后，将两个电极组装成电极组件，以便多孔膜位于两个电极之间。
电极组件可包括果冻卷型的结构，其中两个层压的电极被卷绕在一起，并且多孔膜布置在至少一个电极的外表面上。在该结构中，当电极被卷绕在一起时，布置在至少一个电极的表面上的多孔膜分隔两个电极。作为选择，多孔膜可以布置在一个或者两个电极的内表面或外表面和内表面上。
在选择性的实施方案中，电极被浸渍在多孔膜溶液中。该溶液可以通过把颗粒簇均匀地分散在包含粘结剂和溶剂的溶液中形成。所述多孔膜可以布置在每个电极的整个表面上。利用该结构，可能有效地防止其上布置有多孔膜的电极和另一个电极之间的短路。
在该实施方案中，二次电池的电极可以根据任何已知方法形成。例如，首先将包含粘结剂和活性物质粉末的活性物质浆料涂布到金属箔或金属筛集电体的至少一个表面上，该集电体优选包括铜或铝。
适宜的铜集电体包含厚度为约10～15μm的铜箔。活性物质浆料被涂布在箔的两个表面上。该活性物质浆料是通过混合诸如石墨和活性炭的活性物质与诸如聚偏二氟乙烯(PVdF)的粘结剂材料形成的。因为石墨和活性炭是导电性材料，所以通常不需要额外的导电性材料。
适宜的铝集电体包含厚度为约20μm的铝筛。活性物质浆料包含活性物质粉末，该活性物质粉末包含诸如锂钴氧化物、锂过氧化物和/或锂镍氧化物的锂化合物，导电性材料，及粘结剂。活性物质浆料被涂布在铝筛的表面上。
为了形成活性物质浆料，适量的溶剂，例如丙酮用于溶解粘结剂。在涂布活性物质浆料后，通过焙烘除去溶剂。
在涂布后，用辊压缩电极。该层活性物质涂层的均匀厚度为约100μm。
在该实施方案中，多孔膜没有形成为隔膜，而是被涂布在电极上。该多孔膜通过下列步骤形成：将多孔膜溶液或多孔膜前体涂布到涂有活性物质浆料的至少一个电极的至少一个表面上。如果使用多孔膜溶液，则在涂布到电极表面上之后从该多孔膜溶液中除去溶剂。当使用多孔膜前体时，在将前体涂布到电极表面上之后固化该前体。
更具体地，所述多孔膜通过首先制备包含粘结剂材料、溶剂和陶瓷粉末的溶液形成。然后通过印刷法或喷涂法，将该溶液涂布在所需的电极表面的整个表面上。在该实施方案中，多孔膜通过下列步骤形成：将电极浸渍到溶液中，用照相凹版辊调整膜的厚度，及焙烘所得到的电极。
例如，以96∶4wt％的比例混合包含氧化锆的颗粒簇粉末和包含甲基丙烯酸酯的丙烯酸树脂(acryl resin)。将所得到的混合物用溶剂稀释从而得到粘度为3000cps的溶液。利用浸涂法，用所述混合物溶液涂布电极的表面。在120℃的温度下，在干燥装置中干燥所述电极以除去溶剂。因此，多孔膜形成在电极的表面上。该实施例仅仅是为了说明性目的，并且应该理解多孔膜可以通过各种其它方法形成。
通过用粘结剂粘结葡萄串形状的颗粒簇或薄层形状的颗粒簇以得到膜所需的孔隙率，构造根据本发明的多孔膜。葡萄串形状的颗粒簇通过陶瓷颗粒的聚集形成。各陶瓷颗粒的直径优选为约0.01～0.3μm。薄层形状的颗粒簇通过烧结和层压部分陶瓷颗粒形成，各陶瓷颗粒都具有鳞片或薄片形状。优选各薄片状的陶瓷颗粒的宽度为约0.1～1μm。包含颗粒簇的多孔膜的厚度可以为约1.5～30μm。
颗粒簇可以通过烧结全部或部分陶瓷颗粒，或者通过溶解全部或部分陶瓷颗粒，然后重结晶所得到的产物形成。当陶瓷颗粒被溶解和重结晶时，它们聚集，形成然后通过萃取得到的颗粒簇。
然后形成多孔膜溶液，即将颗粒簇的粉末与粘结剂和溶剂混合。如果粘结剂包围了各颗粒簇的整个表面，且颗粒簇通过粘结剂彼此粘结，及如果粘结剂的离子电导率低，则颗粒簇的离子电导率可能较低，因此多孔膜的离子电导率可能较低。为了保证多孔膜在不管粘结剂的离子电导率如何的情况下均具有高离子电导率，优选粘结剂仅布置在每个颗粒簇10的一部分上，形成如图4所示桥状结合(bridge-like bond)12。从中可以看出，各颗粒簇10通过桥状结合12连接，从而保证了多孔膜的高离子电导率。
根据本发明，优选用于形成多孔膜的浆料包含少量的粘结剂材料。优选多孔膜中陶瓷材料和粘结剂材料的重量比为约98∶2～85∶15，以防止粘结剂完全包围颗粒簇。因此，可能防止因周围的粘结剂而导致的填料的离子电导率的降低。
在一个实施方案中，颗粒簇是通过部分烧结陶瓷颗粒形成的。所述部分烧结包括在约900℃的温度下加热诸如氧化锆等陶瓷颗粒约10分钟。然后将部分烧结的陶瓷材料完全溶解于能够溶解该陶瓷材料的溶剂中。作为选择，可将部分烧结的陶瓷颗粒的粉末部分地溶解在溶剂中。然后通过除去溶剂，重新提取部分烧结的陶瓷颗粒，进而形成颗粒簇。
在根据本发明的多孔膜中，在陶瓷颗粒中存在孔隙，在颗粒簇中的陶瓷颗粒之间存在孔隙，而且存在通过颗粒簇之间的粘结剂提供的孔隙。这些孔隙中每种孔隙均增加了多孔膜的截面孔隙率。这些孔隙还增加了多孔膜对电解质溶液的渗透率，并增加了多孔膜对于锂离子的离子电导率。
在本发明中，优选多孔膜的截面孔隙率为50％或更高。为了保证多孔膜的截面孔隙率为50％或更高，优选多孔膜中存在的粘结剂的量为20％或更低。另外，粘结剂是不可膨胀的。更具体地，粘结剂对电解质溶液具有低膨胀性。适用于本发明的粘结剂的非限制性实例包括丙烯酸酯树脂粘结剂。除了对于电解质溶液具有低膨胀性之外，丙烯酸酯树脂粘结剂还具有优良的粘附性。
另外，粘结剂均匀地分散，从而降低了所需粘结剂的量。然而，均匀地分散粘结剂的过程是非常困难的。因此，难于得到具有高截面孔隙率的多孔膜。在本发明中，由于使用部分烧结的陶瓷颗粒簇作填料，所以容易将丙烯酸酯树脂粘结剂分散。因此，仅需少量的粘结剂材料，即可得到具有高截面孔隙率的多孔膜。
将其中至少一个涂有多孔膜的两个电极卷绕到一起。由于多孔膜起到隔板的作用，所以不必在两个电极之间额外地提供隔板。在该结构中，虽然没有隔板切断以阻止电池过充电或过热时的电流，但是多孔膜可以发挥作用以阻止离子流。更具体地，当电池过充电或过热时，锂离子被多孔膜之不良地粘附在电极上的部分吸取。因此，尽管电极在多孔膜与电极粘附不良的各点上可能彼此接触，但是多孔膜对锂离子的吸取阻止了电流。另外，当电池过热时，在陶瓷材料和含锂材料之间形成类似p-n结二极管的结构。因此，多孔膜如隔板作用一样阻止电流，从而保证电池的安全性。
另外，可以在两个电极之间提供包括聚烯烃树脂的绝缘膜。该聚烯烃树脂绝缘膜与多孔膜一起充当锂离子二次电池中的隔板。
通过将多孔膜布置在电极表面上制备隔板的本发明方法，与利用额外隔板的常规方法相比，有若干优点。
在利用额外隔板的常规方法中，隔板被层压在两个电极上，并且所得到的产物被卷绕形成电极组件。根据形成电极组件的这些常规方法中，隔板和电极可能未对准，因此增加了电极之间短路的可能性。然而，在根据本发明的电极组件的形成中没有出现未对准，因为隔板被涂布在电极上并且与电极一起形成。因此，根据本发明的方法不需要对准的过程。
另外，当电池过热时，用于常规方法中的隔板可能被收缩，因而增加了电极之间短路的可能性。因为根据本发明的隔板被涂布在电极上，所以由于隔板和电极之间的附着力，隔板没有收缩。因此，当电池过热时，电极之间不能发生短路。另外，不同于根据常规方法制得的电池，在根据本发明的电池中，在制造过程中损坏电池的可能性降低。
正如电阻器的电阻与电阻器的长度成反比，隔板的离子电导率与隔板的厚度成反比。因此，隔板越薄，电池功率越大。根据本发明，薄隔板可以形成，使得可能制得功率增加的电池。另外，通过将多孔膜粘附在电极的表面上，根据本发明的隔板与电极成为整体。因此，隔板不需要具有高机械强度以承受在电池制造过程中的应力。所以，隔板可以包含柔性材料，而不限制隔板的强度。
在本发明中，二氧化硅、氧化铝(α-氧化铝)和氧化锆优选用作多孔膜的陶瓷颗粒。因为这些陶瓷材料在高温下基本上没有恶化，所以包含这些陶瓷材料的多孔膜在约300℃的高温下不能被收缩或熔化。因此，防止了电极之间的短路。另外，这些陶瓷材料能够增加隔板的稳定性。并且，多孔膜的部分-烧结的颗粒簇增加了多孔膜的截面或容积孔隙率。
根据本发明的锂离子二次电池，通过将根据上述方法形成的电极组件放入到罐-型容器中形成。该罐-型容器用盖组件密封。电解质溶液从该盖组件中的注入孔注入，该注入孔然后被密封。根据本发明，电极组件中多孔膜的截面孔隙率高。因此，电解质溶液的注入速度远快于使用聚烯烃隔板的常规方法，并且可以是常规方法的两倍。
本发明的部分-烧结的陶瓷材料增加了隔板的耐热性，从而在电池过热时防止对隔板的损坏并防止电极之间的短路。
另外，根据本发明部分烧结的陶瓷颗粒簇与少量粘结剂的粘结增加了电池的离子电导率，以及电池的容量和效率。
另外，因为根据本发明的隔板与电极成为整体，所以在隔板和电极之间不会出现未对准。并且，根据本发明的隔板可以很薄，从而增加放电活性物质的量并增加电池的电容量。
已经参考本发明目前优选的实施方案给出了前面的描述。本发明所属领域的技术人员将会理解可以对所述结构进行替换和改变，而不在实质上脱离本发明的原理、精神和范围。因此，上述描述不应该认为是仅属于在附图中描述和说明的精确结构，而是应该看作与将要求保护它们最完全和最清楚的范围的下面的权利要求书一致或者作为权利要求书的支持。

Claims (34)

1.一种锂离子二次电池，包括：
电极组件，该电极组件包括：
极性相反的第一电极和第二电极，及
包含多孔膜的隔板，该多孔膜包含具有带隙的陶瓷颗粒簇和粘结剂，其中该多孔膜涂布在第一电极和第二电极中至少一个的表面上；
容纳所述电极组件的容器，其中所述第一电极和第二电极彼此相对布置；及
电解液，
其中所述颗粒簇均具有葡萄串形状，并且簇中的各陶瓷颗粒均具有0.01～0.3μm的直径；或者
其中所述颗粒簇均具有薄层形状，并且各陶瓷颗粒均具有宽度为0.1～1μm的鳞片或薄片状形状。
2.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述陶瓷材料选自：二氧化硅(SiO2)，氧化铝(Al2O3)，氧化锆(ZrO2)，氧化钛(TiO2)，及其混合物。
3.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述陶瓷材料选自：硅(Si)的绝缘性氮化物、氢氧化物、烷氧基化合物、酮化合物，铝(Al)的绝缘性氮化物、氢氧化物、烷氧基化合物、酮化合物，锆(Zr)的绝缘性氮化物、氢氧化物、烷氧基化合物、酮化合物，钛(Ti)的绝缘性氮化物、氢氧化物、烷氧基化合物、酮化合物，及其混合物。
4.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述粘结剂包括聚合物树脂。
5.根据权利要求4的锂离子二次电池，其中所述聚合物树脂选自：丙烯酸酯聚合物，甲基丙烯酸酯聚合物，及丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物。
6.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述隔板还包含聚烯烃-基树脂膜。
7.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述隔板由多孔膜构成。
8.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述多孔膜通过下列方法涂布在至少一个电极的至少一个表面上：将电极浸渍在包含溶剂、粘结剂和陶瓷颗粒簇的溶液中。
9.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述多孔膜通过下列方法涂布在至少一个电极的至少一个表面上：将包含溶剂、粘结剂和陶瓷颗粒簇的溶液喷涂到至少一个电极上。
10.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述多孔膜通过下列方法涂布在至少一个电极上：将包含溶剂、粘结剂和陶瓷颗粒簇的溶液印刷在电极的整个表面上。
11.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述多孔膜的厚度为1.5～30μm。
12.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述陶瓷材料在200℃的温度下的热膨胀率为0.2％或更低，在400℃的温度下的热膨胀率为0.1～0.4％。
13.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述多孔膜的截面孔隙率为至少50％。
14.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述陶瓷材料在500～1000℃的温度下的热导率为10±0.5W/(m·K)。
15.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述陶瓷材料在1MHz的频率下的介电损耗为10-5～10-2。
16.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中所述多孔膜中陶瓷材料和粘结剂的重量比为98∶2～85∶15。
17.根据权利要求1的锂离子二次电池，其中每个颗粒簇包含至少三个陶瓷颗粒。
18.一种制备用于锂离子二次电池的隔板的方法，包括：
聚集多个具有带隙的陶瓷颗粒形成多个颗粒簇；及
用粘结剂将该多个颗粒簇粘结在一起，形成多孔膜，
其中所述颗粒簇均具有葡萄串形状，并且簇中的各陶瓷颗粒均具有0.01～0.3μm的直径；或者
其中所述颗粒簇均具有薄层形状，并且各陶瓷颗粒均具有宽度为0.1～1μm的鳞片或薄片状形状。
19.根据权利要求18的方法，其中所述陶瓷颗粒是通过烧结全部或部分陶瓷颗粒聚集的。
20.根据权利要求18的方法，其中所述陶瓷颗粒是通过先溶解全部或部分陶瓷颗粒，然后重结晶该全部或部分陶瓷颗粒而聚集的。
21.一种用于锂离子二次电池的包括多孔膜的隔板，该多孔膜包含陶瓷颗粒簇和粘结剂，其中所述陶瓷颗粒包含具有带隙的陶瓷材料，
其中所述颗粒簇均具有葡萄串形状，并且簇中的各陶瓷颗粒均具有0.01～0.3μm的直径；或者
其中所述颗粒簇均具有薄层形状，并且各陶瓷颗粒均具有宽度为0.1～1μm的鳞片或薄片状形状。
22.根据权利要求21的隔板，其中所述陶瓷材料选自：二氧化硅(SiO2)，氧化铝(Al2O3)，氧化锆(ZrO2)，氧化钛(TiO2)，及其混合物。
23.根据权利要求21的隔板，其中所述陶瓷材料选自：硅(Si)的绝缘性氮化物、氢氧化物、烷氧基化合物、酮化合物，铝(Al)的绝缘性氮化物、氢氧化物、烷氧基化合物、酮化合物，锆(Zr)的绝缘性氮化物、氢氧化物、烷氧基化合物、酮化合物，钛(Ti)的绝缘性氮化物、氢氧化物、烷氧基化合物、酮化合物，及其混合物。
24.根据权利要求21的隔板，其中所述陶瓷材料包含氧化钛(TiO2)。
25.根据权利要求21的隔板，其中所述粘结剂包含聚合物树脂。
26.根据权利要求25的隔板，其中所述聚合物树脂选自：丙烯酸酯聚合物，甲基丙烯酸酯聚合物，及丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物。
27.根据权利要求21的隔板，其中所述隔板还包含聚烯烃-基树脂膜。
28.根据权利要求21的隔板，其中所述隔板由多孔膜构成。
29.根据权利要求21的隔板，其中所述多孔膜的厚度为1.5～30μm。
30.根据权利要求21的隔板，其中所述陶瓷材料在200℃的温度下的热膨胀率为0.2％或更低，在400℃的温度下的热膨胀率为0.1～0.4％。
31.根据权利要求21的隔板，其中所述多孔膜的截面孔隙率为至少50％。
32.根据权利要求21的隔板，其中所述陶瓷材料在500～1000℃的温度下的热导率为10±0.5W/(m·K)。
33.根据权利要求21的隔板，其中所述陶瓷材料在1MHz的频率下的介电损耗为10-5～10-2。
34.根据权利要求21的隔板，其中所述多孔膜中陶瓷材料和粘结剂的重量比为98∶2～85∶15。
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