CN107534116A - 用于电化学装置的分隔膜的制备方法和制备设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于电化学装置的隔板的制备方法及其制备设备，其中所述制备方法包括以下步骤：提供多孔隔板基板；藉由模涂法的第一涂覆部，将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的一个表面上，其中所述第一涂覆部包括第一辊子；藉由辊涂法的第二涂覆部，将第三涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的另一个表面上，其中所述第二涂覆部包括第二辊子；和通过对其上涂覆有所述第一涂层剂、所述第二涂层剂和所述第三涂层剂的多孔隔板基板进行干燥，以形成第一涂层、第二涂层和第三涂层，其中在所述第二辊子的表面上形成有一图案。

Description

用于电化学装置的分隔膜的制备方法和制备设备
技术领域
本公开内容涉及用于电化学装置的隔板的制备方法和制备设备。
本申请要求于2015年3月2日提交的韩国专利申请第10-2015-0028851号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。
背景技术
对移动装置的技术开发和需求增加，引起对作为能源的电池的需求成倍增加。因此，针对能够满足各种需求的电池进行的研究数量增加。
例如，就电池的形状而言，对于足够薄以在诸如手机之类的产品中使用的棱柱形二次电池或袋型二次电池的需求非常之高。另一方面，就用于电池的材料而言，对提供诸如高能量密度、放电电压、输出稳定性等优点的诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池之类的锂二次电池的需求非常之高。
此外，二次电池可根据电极组件的正极/隔板/负极结构进行划分。例如，包卷型电极组件具有如下结构：其中正极和负极的长片与插置其间的隔板一起缠绕；堆叠型电极组件具有如下结构：其中切成一定尺寸单元的多个正极和负极顺序地堆叠同时隔板插置其间；堆叠/折叠型电极组件具有如下结构：其中具有一定单元的正极和负极以及插入的隔板的双电池(Bi-cell)或全电池(Full cell)使用隔板片缠绕。
锂二次电池使用诸如LiCoO2或类似物的金属氧化物作为正极活性材料，使用碳质材料作为负极活性材料，并通过将聚烯烃基多孔隔板置于负极和正极之间并且提供包含诸如LiPF6或类似物的锂盐的非水电解质来制备。在充电期间，正极活性材料的锂离子释放出来并插入到负极的碳层中。相反地，即，在放电期间，负极碳层的锂离子释放出来并插入到正极活性材料中。此时，非水电解质充当锂离子在负极和正极之间迁移的媒介。随着正极的锂离子重复地从负极嵌入(intercalation)和脱出(deintercalation)，此类锂二次电池被充电和放电。
具有正极/隔板/负极的电极组件可基本上形成为简单的堆叠结构。另一方面，电极组件可形成为其中插入有隔板的多个电极(正极和负极)通过加热/挤压而堆叠并结合在一起的结构。在这种情况下，电极和隔板的结合是通过加热/挤压实现的，同时形成于隔板和电极上的粘合剂层面向彼此。
为了提高隔板对电极的粘附并因此解决安全性问题，最近已建议使用在隔板基板上涂覆有含过量的无机颗粒和粘合剂聚合物的浆料的有机/无机复合隔板。
由于有机/无机复合隔板的涂层由占大部分的过量的无机颗粒组成，因此可以有效地解决由钉穿透或类似者导致的安全性问题。然而，由于相对较低含量的粘合剂聚合物，不能提供对电极所需的粘附力。此外，当粘合剂聚合物的含量增加时，可导致不能提供如上述构造提供的同等程度的安全性的问题。
此外，作为将涂层涂覆在隔板表面上的通用方法之一，可执行浸涂法(dipcoating)，浸涂法是通过将隔板片浸渍在其中分散有粘合剂和无机成分的混合溶液中以形成涂层。
然而，这种浸涂法就工作速度而言存在限制，并且很难使浸涂装置与外界完全隔离，导致浸涂装置中的溶剂在工艺期间不断地蒸发，从而导致固体发生变化以及涂层的均匀度劣化。确保该工艺保持在恒定的条件下也是必须的。
因此，迫切需要一种能够同时改善对电极的粘附性和安全性的隔板，以及一种能够最大化生产率并且提高涂层的均匀性的隔板的制备方法。
发明内容
技术问题
本公开内容致力于解决上述问题和其他尚未解决的技术问题。
具体地，本公开内容的目的是提供一种同时改善隔板与电极之间的粘附性以及电池的安全性的用于电化学装置的隔板，所述隔板是通过以下方法制备的：在多孔隔板基板的一个表面上顺序地形成包含无机颗粒和粘合剂聚合物的涂层、以及包含粘合剂聚合物的涂层，并且在多孔隔板基板的另一个表面上仅形成包含粘合剂聚合物的涂层。
此外，本公开内容涉及提供一种隔板的制备方法以及用于该方法的涂覆设备，该方法依次在一个表面上采用模涂法进行涂层，然后在另一个表面上采用辊涂法进行涂层，从而解决了当将涂层剂涂覆在其他表面上时柔性基板中产生的移动特性的问题，并且还提高了生产率和隔板的均匀性。
技术方案
在本公开内容的一个方面中，提供一种用于电化学装置的隔板，包括：多孔隔板基板；第一涂层，所述第一涂层形成于多孔隔板基板的一个表面上并且包含无机颗粒和第一粘合剂聚合物；第二涂层，所述第二涂层形成于第一涂层上并且包含第二粘合剂聚合物；和第三涂层，所述第三涂层形成于多孔隔板基板的另一个表面上并且包含第三粘合剂聚合物。
更具体地，第一涂层可由无机颗粒和第一粘合剂聚合物组成，第二涂层可由第二粘合剂聚合物组成，第三涂层可由第三粘合剂聚合物组成。
针对现有技术的隔板，其具有在两个表面上均涂覆有包含无机颗粒和粘合剂聚合物的涂层的结构，由于涂层由占大部分的过量的无机颗粒组成，因此可以有效地解决由钉穿透等可能出现的安全性问题。然而，由于无机颗粒之故涂层厚度不可避免地增加，因此导致整个体积增加，同时相对较低含量的粘合剂聚合物导致电极粘附力不足。此外，当粘合剂聚合物的含量增加时，可导致不能提供如上述构造提供的同等程度的安全性的问题。
相比之下，根据本公开内容的实施方式的隔板克服了上述问题。也就是说，通过使包含无机颗粒和第一粘合剂聚合物的第一涂层仅形成于多孔隔板基板的一个表面上，因而可减小隔板的总体积，防止相对于体积的容量下降，增强隔板自身的强度，克服诸如形成工艺中由膨胀导致的电池厚度增加之类的缺点。此外，通过分别使包含第二粘合剂聚合物的第二涂层和包含第三粘合剂聚合物的第三涂层形成于第一涂层上和多孔隔板基板的另一个表面上，可以进一步增加电极和隔板之间的粘附力，因而，包括根据本公开内容的隔板的电池可具有进一步改善的性能。
在该实施例中，考虑到第一涂层仅涂覆在一个表面上，第一涂层的密度可为0.5g/cm3至6.0g/cm3，更具体地，密度为2.0g/cm3至5.0g/cm3，并且第一涂层的厚度可为2μm至10μm，以表现出期望的安全性水平，诸如增加的隔板强度。第二涂层和第三涂层可独立地具有0.1μm至3μm的厚度，以表现出与邻近电极足够的粘附力而且不会导致隔板总厚度的明显增加。
在上述范围之外，也就是说，当第一涂层的密度太低或厚度太薄时，问题是安全性可能不能提高至期望水平，也不能在形成工艺(Formation)中发生膨胀(swelling)时抑制电池的生长厚度。此外，密度太高或厚度太厚也不是优选的，因为存在隔板与第二涂层之间的粘附力下降和隔板的总体积增加的问题。第二涂层和第三涂层的厚度太薄也不是优选的，因为在这种情况下，不能表现出与邻近电极的足够粘附力，或者当它们太厚时也不是优选的，因为隔板的总体积增加。
这些涂层可用各种方法涂覆在多孔隔板基板上。具体地，第一涂层和第二涂层可利用模涂法进行涂覆，或者更具体地，可利用滑动-槽式模涂法依次进行涂覆，第三涂层可利用辊涂法进行涂覆。
为了更加具体地描述在多孔隔板基板上的各涂层的涂覆方法，提供了根据本公开内容的一个方面的用于电化学装置的隔板的制备方法。
具体地，用于电化学装置的隔板的制备方法包括：提供多孔隔板基板；利用包括第一辊子在内的模涂法的第一涂覆部将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在多孔隔板基板的一个表面上；利用包括第二辊子在内的辊涂法的第二涂覆部将第三涂层剂涂覆在多孔隔板基板的另一个表面上；以及通过对涂覆有第一涂层剂、第二涂层剂和第三涂层剂的多孔隔板基板进行干燥以形成第一涂层、第二涂层和第三涂层。在第二辊子的表面上可形成有一图案。
在一个实施例中，当多孔隔板基板在与外部隔离的系统内以40m/min以上的速度移动时，可分别将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在多孔隔板基板的一个表面上并且将第三涂层剂涂覆在多孔隔板基板的另一个表面上。
如本公开内容的发明人所证实的，将涂层剂涂覆在多孔隔板基板的两个表面上的浸涂法有技术局限性，因为其工作速度有限且很难使浸涂装置与外界完全隔离，导致浸涂装置中的溶剂在工艺期间不断地蒸发，从而导致固体发生变化。因此，浸涂法具有诸如涂层的均匀度劣化之类的缺点，以及需要确保工艺保持在恒定条件下。当采用模涂法用于电极涂覆时，可以提高生产率并且提高涂层均匀性。然而，模涂法存在以下问题：当将涂层剂涂覆在其他表面上时柔性基板中可能产生的移动特性的问题而导致第三涂层或未涂覆部分的表面不均匀。
相比之下，根据本公开内容的一个实施方式的隔板的制备方法解决了上述所有问题并且提高了所有涂层剂的涂层均匀性。此外，该制备方法允许隔板的高速涂覆，因而提高了生产率，并且避免了浸涂法中诸如由于溶剂蒸发导致的固体变化之类的问题，从而进一步提高了涂层的均匀性。
同时，利用第二涂覆部涂覆第三涂层剂的辊涂法没有具体限制，只要是使用辊子形式的辊涂法即可，具体地，可以是选自由前辊涂法(forward roll)、反向辊涂法(reverseroll)、微凹版涂布法(microgravure)和直接计量涂布法(direct metering)构成的组中的一种、或两种以上的组合。
因此，在一些实施方式中，第二涂覆部可进一步包括用于将第三涂层剂提供于第二辊子上的涂层剂供应器，涂层剂供应器提供第三涂层剂的方法没有限制。然而，为了更均匀地涂覆涂层剂，具体地，可使用选自由循环浴(bath)法、计量辊法(metering roll)和模具法(die)构成的组中的一种或两种以上的组合来提供第三涂层剂。
此外，第二辊子可以是在辊体的表面上包括连续的或不连续的突起的辊子，或者是包括辊体和位于辊体外侧上的配线在内的辊子。
所述突起可具有直线形、波浪形、格子形、多边形或圆形的图案。
直线形的突起可以是如下形式：垂直于辊子的长度方向、沿辊子的长度方向倾斜、或者参照辊子的长度方向的垂直中心彼此对称地倾斜。
突起和配线可独立地由防滑材料形成。
突起和配线的表面可独立地具有平面形或凹形。
由于辊涂法的具体实例和涂层剂的提供方法的具体实例在本领域中是已知的，因此本文将不提供进一步的解释。
此外，根据本公开内容的一个方面，提供用于执行隔板的制备方法的用于电化学装置的隔板涂覆装置。
具体地，隔板的涂覆装置包括：供应器，配置为供应多孔隔板基板；模涂法的第一涂覆部，其被配置成依次将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在多孔隔板基板的一个表面上且包括第一辊子；辊涂法的第二涂覆部，其被配置成将第三涂层剂涂覆在多孔隔板基板的另一个表面上且包括第二辊子；以及干燥部，配置为干燥已涂覆的多孔隔板基板，其中在第二辊子的表面上形成有一图案。
可采用任何现有技术的供应装置，只要它们将多孔隔板基板提供至用于将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在多孔隔板基板的一个表面上的第一涂覆部即可。在一个实施例中，可采用供应辊。
具体地，第一涂覆部可包括：第一涂覆模具，第一涂覆模具设置有用于供应第一涂层剂的槽部和用于供应第二涂层剂的滑动部，以连续地并且顺序地涂覆第一涂层剂和第二涂层剂；和第一辊子，第一辊子被定位成与第一涂覆模具相对同时与多孔隔板基板的另一表面接触，当利用第一涂覆模具涂覆第一涂层剂和第二涂层剂时，第一辊子配置为支撑多孔隔板基板的另一表面。
此外，第一涂覆部可包括：槽式涂覆模具，配置为提供第一涂层剂；滑动涂覆模具，滑动涂覆模具，定位成邻近于槽式涂覆模具并且配置为提供第二涂层剂；以及第一辊子，定位成与邻近的槽式涂覆模具和滑动涂覆模具相对同时与多孔隔板基板的另一表面接触，当涂覆第一涂层剂和第二涂层剂时，第一辊子配置为支撑多孔隔板基板的另一表面。
也就是说，第一涂覆部可不受限制，只要其具有包括滑动槽式模涂法的结构即可，并且第一涂覆部可以是其中滑动部和槽部形成于一个涂覆模具上的整体式或者是其中分别独立地包括滑动模具和槽式模具的分离式。
因此，藉由第一涂覆部，可使第二涂层剂自然地向下流动到第一涂层剂的上表面上，从而可以避免二者之间的相互混合，因而可在多孔隔板基板的表面上自然地形成双层涂层。
在该实施例中，槽部与滑动部之间的角度、或者槽式涂覆模具与滑动涂覆模具之间的角度可以是10度至80度，更具体地是30度至60度，第一涂层剂的输送速度可大于第二涂层剂的输送速度。
当满足上述范围时，可容易地调整涂层厚度，可在两个层之间没有相互混合的情况下形成具有较薄厚度的涂层。
此外，第二涂覆部可包括：第二辊子，配置成在与多孔隔板基板的另一表面接触的同时旋转，以涂覆第三涂层剂而不在柔性基板中产生移动特性的问题；以及第二涂覆模具，配置成将第三涂层剂提供至第二辊子的外表面上。在该实施例中，第二涂覆部可被配置成如下结构：其中当第二辊子旋转以接触多孔隔板基板的另一表面时，由第二涂覆模具供应的第三涂层剂被涂覆在该另一表面上。
同时，一图案，或者更具体为微图案形成于第二辊子的表面上，以进一步提高多孔隔板基板的移动特性。
根据一个实施方式，第二辊子可以是在辊体的表面上具有连续的或不连续的突起的辊子，或者是具有辊体和缠绕在辊体外侧上的配线的辊子。
此外，所述突起可以是具有直线形、格子形、多边形或圆形的图案。具体地，直线形的突起可以是如下形式：垂直于辊子的长度方向、沿辊子的长度方向倾斜、或者参照辊子的长度方向的垂直中心彼此对称地倾斜。
突起和配线可独立地由防滑材料形成，突起和配线的表面可独立地具有平面形或凹形。
根据如上所述的装置，在从用于供应多孔隔板基板的供应部分引入到第一涂覆部的多孔隔板基板被第一辊子支撑在多孔隔板基板的一个表面上时，通过模涂法涂覆第一涂层剂和第二涂层剂。之后，在多孔隔板基板由第二涂覆部的第二辊子支撑时，利用与多孔隔板基板的另一个表面接触的情况下旋转的第二辊子，将从第二涂覆模具提供至第二辊子的第三涂层剂涂覆在其中一个表面涂覆有第一涂层剂和第二涂层剂的多孔隔板基板的另一个表面上，由此，制备根据本公开内容的隔板。
也就是说，根据一个实施方式，在利用辊子将多孔隔板基板移动并引入干燥部的同时，通过模涂法在多孔隔板基板的一个表面上涂覆涂层剂并且通过辊涂法在其另一表面上涂覆涂层剂。因此，可提高第一涂层剂和第二涂层剂的涂层均匀性，可解决当涂覆第三涂层剂时柔性基板中产生的移动特性的问题，并且可解决诸如第三涂层的非均匀表面或产生未涂覆区域的问题。
此外，根据本公开内容的实施方式，用于制造电化学装置的隔板的装置可放置在第一辊子和第二辊子之间，以改善多孔隔板基板的移动特性和方向性，所述装置可另外包括一个或多个导辊，一个或多个导辊被配置成在与多孔隔板基板的另一表面接触的同时引导多孔隔板基板行进。
在该实施例中，类似于上述第二辊子，导辊可在表面上具有一图案，或者具体为微图案。根据本公开内容的实施方式，导辊可以是在辊体的表面上具有连续的或不连续的突起的辊子，或者是具有辊体和缠绕在辊体外侧上的配线的辊子。当使用其上形成有这种图案的导辊时，可进一步改善多孔隔板基板的移动特性。
根据本公开内容的实施方式，多孔隔板基板可不仅仅限于具体实例，只要其具有包括孔隙的结构即可。具体地，多孔隔板基板可以是多孔聚合物薄膜基板或多孔聚合物无纺布基板。
多孔聚合物薄膜基板可以是由诸如聚乙烯和聚丙烯之类的聚烯烃制成的多孔聚合物薄膜，这样的聚烯烃多孔聚合物薄膜在例如80℃至130℃的温度下表现出关闭功能。
在一实施例中，聚烯烃多孔聚合物薄膜可由聚烯烃基聚合物形成，例如，聚乙烯(诸如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯)、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯，单独地或作为它们两种以上的混合物，或它们的衍生物。
可用作多孔隔板基板的市售的聚烯烃多孔聚合物薄膜的代表性实例可包括湿式聚乙烯系列(Asahi-Kasei E-Materials,Toray,SK Innovation,Entek)、干式聚乙烯系列(Shenzhen Senior)、干式聚丙烯/聚乙烯多层结构系列(Polypore,Ube)或类似者，但并不限于此。
此外，多孔聚合物薄膜基板可通过利用诸如聚酯之类的各种聚合物替代聚烯烃经模制成薄膜形状来制备。此外，多孔聚合物薄膜基板可形成为两个以上薄膜层的堆叠结构，每个薄膜层可由如上所述的诸如聚烯烃、聚酯之类聚合物或是单独地或是作为它们两种以上的混合物而形成。
此外，替代上述聚烯烃，多孔聚合物薄膜基板和多孔无纺布基板可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate)、聚酯(polyester)、聚缩醛(polyacetal)、聚酰胺(polyamide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚醚醚酮(polyetheretherketone)、聚醚砜(polyethersulfone)、聚苯醚(polyphenyleneoxide)、聚苯硫醚(polyphenylenesulfide)、聚乙烯萘(polyethylenenaphthalene)等或单独地或以它们的混合物而形成。
尽管多孔隔板基板的厚度可在1μm至100μm的范围内，更具体地在5μm至50μm的范围内，但是其没有严格限制。当厚度满足上述范围时，多孔隔板基板能够维持机械性能，同时能够改善多孔隔板基板充当电阻层的问题。
尽管优选地，孔隙率可在10％至95％的范围内，孔径(直径)可以是0.1μm至50μm，但是多孔隔板基板的孔径和孔隙率并没有具体限制。当孔径和孔隙率分别小于0.1μm和10％时，基板可用作电阻层。当孔径和孔隙率超过50μm和90％时，很难维持机械性能，此外，多孔隔板基板可呈纤维或膜(membrane)形式。
第一涂层剂包括无机颗粒、第一粘合剂聚合物和第一溶剂，第二涂层剂包括第二粘合剂聚合物和第二溶剂，第三涂层剂包括第三粘合剂聚合物和第三溶剂。第一涂层剂、第二涂层剂和第三涂层剂可涂覆在多孔隔板基板上并进行干燥，从而分别形成第一涂层、第二涂层和第三涂层。
无机颗粒能使在颗粒之间形成空置空间，从而起到形成微孔并且保持物理形状的间隔件的作用。由于无机颗粒通常具有即使在高达200℃以上的温度下物理性质也不会发生改变的特性，因此所形成的有机/无机复合多孔膜具有优异的耐热性。
因此，在包括所述隔板的电化学装置中，即使当电池内的隔板因诸如高温、过度充电、外部冲击或类似的内部因素或外部因素导致的过度情况而损坏时，第一涂层将使得两个电极不易完全短路。此外，即使发生短路时，短路区域的膨胀得以抑制，可促进提高电池的安全性。
也就是说，无机颗粒没有特别限制，只要它们是电化学稳定的即可。因此，本公开内容中可以使用的无机颗粒可不受限制，只要在使用中的电池的工作电压范围内(例如，针对Li/Li+为0V至5V)不发生氧化和/或还原反应即可。具体地，考虑到具有离子传输能力的无机颗粒能够促进性能改善并且提高电化学装置中的离子导电性，具有较高离子传导性的无机颗粒是优选的。此外，当无机颗粒具有高密度时，会产生所制得的电池的重量增加以及涂覆期间很难分散的问题。因此，具有较低密度的无机颗粒是优选的。此外，具有高介电常数的无机颗粒可有助于液体电解质中的电解质盐(例如，锂盐)的解离增加，从而提高电解质的离子导电性。
由于上述原因，无机颗粒可以是具有高介电常数的无机颗粒，其介电常数为5以上，优选为10以上，或者是具有压电性的无机颗粒，或者是具有离子传输能力的无机颗粒，或者是它们的混合物。
具有5以上的介电常数的无机颗粒的实例可以是SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC或它们的混合物，但并不限于此。
压电性(piezoelectricity)的无机颗粒是指在常压下是非导电的，但是当施加一定压力而内部结构发生改变时表现出导电性的材料。这是这样一种材料：其不仅具有诸如100以上的介电常数的高介电特性，而且具有当压电性材料被所施加的一定压力拉伸或压缩时产生的电荷使得一个表面带正电且相对表面带负电时在两个表面之间产生电位差的功能。
当使用具有上述特性的无机颗粒时，当因诸如局部压裂、针状物或类似的外部冲击导致在两个电极发生内部短路时，由于涂覆在隔板上的无机颗粒使得正极和负极并不彼此直接接触。此外，由于无机颗粒的压电性在颗粒中产生电位差，并且在两个电极之间发生电子迁移，即微电流的流动，因而，电池的电压逐渐下降，随之可以提供更高的安全性。
具有压电性的无机颗粒的实例可包括BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1- yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、氧化铪(HfO2)或它们的混合物，但并不限于此。
“具有离子传输能力的无机颗粒”是指包含锂原子但具有移动锂离子而不保留锂的能力的无机颗粒。由于具有离子传输能力的无机颗粒因颗粒结构内存在的一种缺陷而可以传输和迁移锂离子，因而提高了电池中的锂离子传导性，由此可以促进改善电池的性能。
具有离子传输能力的无机颗粒的实例可以是磷酸锂(Li3PO4)、磷酸钛锂(LixTiy(PO4)3,0<x<2,0<y<3)、磷酸铝锂钛(LixAlyTiz(PO4)3,0<x<2,0<y<1,0<z<3)、(LiAlTiP)xOy系列玻璃(诸如14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5)(0<x<4,0<y<13)、钛酸镧锂(LixLayTiO3,0<x<2,0<y<3)、锗锂硫代磷酸酯诸如Li3.25Ge0.25P0.75S4(LixGeyPzSw,0<x<4,0<y<1,0<z<1,0<w<5)、氮化锂诸如Li3N(LixNy,0<x<4,0<y<2)、SiS2系列玻璃诸如Li3PO4-Li2S-SiS2(LixSiySz,0<x<3,0<y<2,0<z<4)和P2S5系列玻璃诸如LiI-Li2S-P2S5(LixPySz,0<x<3,0<y<3,0<z<7)或它们的混合物，但并不限于此。
使用上述无机颗粒，即使用高介电性无机颗粒、具有压电性的无机颗粒、和具有离子传输能力的无机颗粒，它们的协同效应可加倍。
在根据本公开内容的隔板中，包括在隔板基板中的孔隙和涂层的孔隙结构可通过调整构成第一涂层的无机颗粒的尺寸、无机颗粒的含量以及无机颗粒和粘合剂聚合物的组成而形成，也可以一起调整孔径和孔隙率。
无机颗粒的尺寸没有特别限制，但为了形成具有均匀厚度和适当孔隙率的膜，如果可能的话，优选尺寸在0.001μm至10μm的范围内。当尺寸小于0.001μm时，分散度下降，隔板的特性很难调整。当尺寸大于10μm时，以均匀含量的固体所制备的隔板的厚度增加，机械特性下降。此外，由于孔径过大导致在电池充放电时发生短路的可能性增加。
孔隙率(porosity)优选地可在5％至95％的范围内，但并不限于此。
无机颗粒的含量没有具体限制，但相对于第一涂层的总重量100wt％，可以是50wt％至99wt％，具体为60wt％至97wt％，更具体地为70wt％至95wt％。也就是说，无机颗粒与第一粘合剂聚合物之间的重量比可以是50:50至99:1，具体为60:40至97:3，更具体地为70:30至95:5。当无机颗粒的含量满足上述范围时，粘合剂聚合物的含量进一步增加，因此，可避免所形成的涂层的孔径和孔隙率减小的问题。此外，由于粘合剂聚合物的含量较小，产生由无机颗粒之间的粘附力下降导致的涂层的抗剥离性能下降的问题。
具体地，第一粘合剂聚合物、第二粘合剂聚合物和第三粘合剂聚合物可使用具有较低的玻璃化转变温度(glass transition temperature，Tg)的聚合物，优选地，所述温度可覆盖-200℃至200℃的范围。
此外，粘合剂聚合物可具有以下特性：当被浸入到液体电解质时，通过凝胶化而表现出对电解质的高度溶胀性(degree of swelling)。当粘合剂聚合物对电解质具有实际上优异的溶胀度(或浸渍比)时，电池组装之后所注入的电解质可渗入上述聚合物中，包含吸附的电解质的聚合物具有电解质离子传导能力。此外，相较于现有技术的疏水性聚烯烃隔板，根据本公开内容的隔板具有以下优点：可使用在现有技术中很难使用的用于电池的极性电解质，改善了对用于电池的电解质的润湿。因此，粘合剂聚合物的溶解度参数(即Hilderbrand溶解度参数)覆盖15MPa1/2至45MPa1/2的范围，具体为15MPa1/2至25MPa1/2，更具体地为30MPa1/2至45MPa1/2。
这是因为，当溶解度参数小于15MPa1/2或大于45MPa1/2时，对于现有技术的用于电池的液体电解质，很难发生溶胀。
具体地，第一粘合剂聚合物、第二粘合剂聚合物和第三粘合剂聚合物可独立地为选自由聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯、聚偏二氟乙烯-氯代三氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚环氧乙烷、醋酸纤维素、醋酸丁酯纤维素、醋酸丙酯纤维素、氰乙基支链淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、支链淀粉、羧甲基纤维素、丙烯腈苯乙烯丁二烯共聚物和聚酰亚胺构成的组的一种、两种或更多种，但并不限于此。
无机颗粒藉由第一粘合剂聚合物以被填充且彼此接触的状态而相互结合在一起，从而在无机颗粒之间形成间隙体积，无机颗粒之间的间隙体积成为空置空间，即孔隙。
也就是说，第一粘合剂聚合物使无机颗粒贴附至彼此，使得它们维持结合状态。例如，第一粘合剂聚合物在无机颗粒之间连接和固定。此外，多孔涂层的孔隙是指那些形成为无机颗粒之间的间隙体积的孔隙(interstitial volume)，且这些孔隙(interstitialvolume)是由在无机颗粒的紧密堆积或致密堆积结构中充分地表面接触的无机颗粒所限定出的空间。
第一溶剂、第二溶剂和第三溶剂具有与待共同使用的第一粘合剂聚合物、第二粘合剂聚合物和第三粘合剂聚合物类似的溶解度参数，可采用具有低沸点的溶剂。上述溶剂可实现均匀的混合，且在混合之后易于除去溶剂。
第一溶剂、第二溶剂和第三溶剂的实例可独立地为选自由丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己烷、甲醇、乙醇、异丙醇和水构成的组中的一种化合物、或者两种以上的混合物。
在该实施例中，根据混合在一起的粘合剂聚合物的类型，第一溶剂、第二溶剂和第三溶剂可起到使第一粘合剂聚合物、第二粘合剂聚合物和第三粘合剂聚合物溶解或分散的作用，特别地，第一溶剂还可同时相对于共同形成第一涂层剂的无机颗粒起到分散剂的作用。
第一涂层剂可以是通过以下方式制备的浆料形式：将第一粘合剂聚合物溶解在第一溶剂中，添加无机颗粒，并使其分散。在该实施例中，无机颗粒可以被研磨成适当的尺寸的状态进行添加。无机颗粒可以添加到第一粘合剂聚合物的溶液中，随后在利用球磨法或类似方法进行研磨的同时进行分散。
根据本公开内容的一个方面，可提供包括正极、负极、以及插置在正极和负极之间的隔板在内的电化学装置，其中隔板是上述根据本公开内容的实施方式的用于电化学装置的隔板。
电化学装置包括进行电化学反应的所有装置，具体地例如所有类型的原电池和二次电池、燃料电池、太阳能电池、或诸如超级电容器装置之类的电容器等。具体地，在二次电池中，可优选地使用包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池在内的锂二次电池。
与本公开内容的隔板一起使用的正极和负极均没有具体限制，可根据通常已知的方法，以电极活性材料接合至集电器的形式而制备。电极活性材料中的正极活性材料的非限制性实例可以是现有技术的电化学装置的正极中所使用的已知的正极活性材料，具体地可优选地使用锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物或锂复合氧化物。负极活性材料的非限制性实例可以是现有技术的电化学装置的负极中所使用的已知的负极活性材料，具体地可优选地使用锂吸附材料，诸如锂金属或锂合金、碳、石油焦(petroleumcoke)、活性炭(activated carbon)、石墨(graphite)、其他碳基材料或类似物。正极集电器的非限制性实例可以是铝、镍、或由它们的组合所制备的箔，负极集电器的非限制性实例可以是铜、金、镍、或铜合金、或由它们的组合所制备的箔。
根据本公开内容的实施方式的电化学装置中使用的电解质可以是具有A+B-结构的盐，其中A+包括碱金属阳离子，诸如Li+,Na+,K+或由它们的组合组成的离子，B-包括阴离子，诸如PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -、C(CF2SO2)3 -或由它们的组合组成的离子，并且所述盐包括碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲基亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ丁内酯(g-丁内酯)、或者是溶解或解离于由它们的混合物组成的有机溶剂中的盐，当并不限于此。
可根据制造工艺和最终产品的所需特性，在电池组装制造的适当阶段执行电解质的注入。也就是说，可以采用电池组装的前一阶段或电池组装的最终阶段。
有益效果
本公开内容提供以下效果。
如上所述，根据本公开内容的实施方式的用于电化学装置的隔板的制备方法采用模涂法涂覆一个表面并且采用辊涂法涂覆另一个表面，从而解决了当将涂层剂涂覆在另一个表面上时柔性基板中可能产生的移动特性的问题，提高了涂层的均匀性，并且进一步使隔板的生产率最大化。
通过提供一个隔板，其包括位于隔板基板的一个表面上的含无机颗粒和粘合剂聚合物的第一涂层、和含粘合剂聚合物的第二涂层，以及位于隔板基板的另一个表面上的含粘合剂聚合物的第三涂层，根据本公开内容的实施方式的用于电化学装置的隔板的制备方法可以同时增加电极和隔板之间的粘附力以及电池的安全性。
附图说明
图1是图解根据一个实施方式的隔板的示意图。
图2是描述根据一个实施方式利用涂覆装置的一种隔板的制备方法的流程图。
图3是在放大情况下图解图2的第一涂覆部的放大图。
图4至图5是图解根据一个实施方式的第二辊子的实例的视图。
图6至图10是图解根据一个实施方式的第二辊子的图案的示意图。
图11至图12是图解根据一个实施方式的第二辊子的实例的示意图。
图13A至图13G是图解根据一个实施方式的第二辊子的图案的截面的示意图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细地描述本公开内容的优选实施方式。然而，提供这些描述以便更容易理解本公开内容，本公开内容的范围并不限于此。
图1示意性地图解了根据一个实施方式的用于电化学装置的隔板100。
参照图1，隔板100形成为非对称结构，其中两个表面相对于多孔隔板基板110为非对称的，其中包含无机颗粒和第一粘合剂聚合物的第一涂层120以及包含第二粘合剂聚合物的第二涂层130顺序地形成于多孔隔板基板110的一个表面上，包含第三粘合剂聚合物的第三涂层140形成于多孔隔板基板110的另一个表面上。
更具体地，第一涂层120由无机颗粒和第一粘合剂聚合物组成，第二涂层130和第三涂层140分别由第二粘合剂聚合物和第三粘合剂聚合物组成。
如上所述，根据本公开内容的实施方式的隔板100包括仅位于多孔隔板基板110的一个表面上的包含无机颗粒和第一粘合剂聚合物的第一涂层120。相较于诸如第一涂层120形成于两个表面上的构造的实施例，隔板100的总体积减小。因此，隔板100自身的强度增加，同时解决了因形成溶胀导致的电池厚度增加之类的问题，防止相对于体积的含量下降。此外，当仅涂覆包含无机颗粒的第一涂层120时，与邻近电极的粘附力增加不足。因此，在多孔隔板基板110的两个表面上，形成有第一涂层120的表面包括位于第一涂层120上的分别包含第二粘合剂聚合物和第三粘合剂聚合物的第二涂层130和第三涂层140，因此，电极与隔板100之间的粘附力进一步增强，这进一步提高了包括根据本公开内容的隔板100的电池的性能。
在该实施例中，为了增强隔板100的强度且起到提高包括隔板100在内的电池的安全性作用的第一涂层120仅形成于一个表面上且具有2μm至10μm的厚度(T)，以便适当地呈现上述效果。同时，形成于多孔隔板基板110的两个表面上且通过直接接触电极而起到充分增强电极与隔板之间的粘附力作用的第二涂层和第三涂层形成为具有0.1μm至3μm的厚度(t)，从而藉由高含量的粘合剂聚合物以较薄的厚度实现足够的粘附力。
此外，图2是示意性地描述根据一个实施方式利用制备设备的一种隔板的制备方法的流程图。图3是示意性地图解图2的第一涂覆部230的放大图。
参照附图，用于执行隔板的制备的涂覆装置200包括：隔板基板供应辊220，用于供应多孔隔板基板210；第一涂覆部230，第一涂覆部230用于顺序地将第一涂层剂233和第二涂层剂234涂覆在多孔隔板基板210的一个表面211上；第二涂覆部240，第二涂覆部240用于将第三涂层剂243涂覆在多孔隔板基板210的另一个表面212上；以及干燥部250，用于干燥两个表面均被涂覆的多孔隔板基板210。
第一涂覆部230包括第一涂覆模具232，第一涂覆模具232设置有用于供应第一涂层剂233的槽部232(a)和用于供应第二涂层剂234的滑动部232(b)；和第一辊子231，第一辊子231被定位成与第一涂覆模具232相对同时与多孔隔板基板210的另一个表面212接触，当利用第一涂覆模具232涂覆第一涂层剂233和第二涂层剂234时，第一辊子231用于支撑多孔隔板基板210的另一个表面212。在该实施例中，槽部232(a)与滑动部232(b)之间的角度(θ)可以是10度至80度，具体为30度至60度。
第二涂覆部240包括：第二辊子243，第二辊子243在与多孔隔板基板210的另一个表面212接触的同时旋转；以及第二涂覆模具242，第二涂覆模具242用于将第三涂层剂243提供至第二辊子243的外表面上。
此外，根据一个实施方式的制备设备200可另外包括导辊260，导辊260位于第一辊子231和第二辊子232之间，并且在与多孔隔板基板210的另一个表面212接触的同时引导多孔隔板基板210行进。
因此，在从由第一辊子231支撑的供应辊220将多孔隔板基板210引入第一涂覆部230的同时，通过模涂法在多孔隔板基板210的一个表面211上涂覆第一涂层剂233和第二涂层剂234。
之后，被涂覆有第一涂层剂233和第二涂层剂234的多孔隔板基板210行进至第二涂覆部240，同时导辊260接触另一个表面212，从第二涂覆模具242提供至第二辊子241的第三涂层剂243被涂覆在多孔隔板基板210的另一个表面212上，并且第二辊子241以接触多孔隔板基板210的另一个表面212的状态旋转，同时多孔隔板基板210的另一个表面212由第二涂覆部240的第二辊子241支撑。
在其两个表面上涂覆有涂层剂233、234、243的多孔隔板基板210移动至干燥部250，最终经过干燥工艺，从而制备根据一个实施方式的隔板。
在该实施例中，尽管附图中未示出，替代其中槽部232(a)和滑动部232(b)形成在一起的整体式的第一涂覆模具232，第一涂覆部230可另外包括：用于供应第一涂层剂230的槽式涂覆模具；以及邻近于槽式涂覆模具以供应第二涂层剂234的滑动涂覆模具。
此外，在第二辊子241的表面上形成有一图案，以便进一步增强多孔隔板基板210的移动特性。
参照图4，根据本公开内容的一实施方式的第二辊子可以是辊子300，辊子300包括辊体310和缠绕在辊体外侧上的配线320。在该实例中，配线可被缠绕成紧密接触而不移位，或者可被缠绕成以一定间隔移位，以便确保辊体的外侧不向外暴露，如图4所示。配线的直径可小于1mm，具体为0.1mm至1mm。
图4中所示的第二辊子被缠绕成在表面上以凹陷部分形成特定图案，即形成于彼此接触的配线之间的沟槽。在该实例中，上述空间的体积通过调整配线的直径进行控制，从而根据需要计量流经第二辊子的第三涂层剂的流速。
参照图5，根据一个实施方式的第二辊子可以是辊子400，辊子400包括在辊体410的表面上的连续的或不连续的突起420。
除图5中所示的格子形突起之外，可采用呈各种图案的突起，诸如直线形突起、波浪形突起、多边形突起或圆形突起。
图6至图8举例说明了直线形的突起，具体地，垂直于辊子的长度方向的形状422、沿辊子的长度方向倾斜的形状423、或参照辊子的长度方向的垂直中心彼此对称地倾斜的形状421。
此外，图9示出了波浪形突起424，图10示出了格子形突起425。当形成格子形突起时，向左和向右倾斜的沟槽形成为彼此流体连通。因此，确保涂层剂的流动路径沿着上、下、左、右方向，而不是一个方向，可得到更加均匀的涂层。
根据一个实施方式，突起的宽度(沟槽之间的间隔)可以是5mm至30mm，具体为10mm至25mm，突起之间的间隔(沟槽的宽度)可以是0.1mm至3mm，具体为0.5mm至1mm。此外，沟槽的深度可以是0.1mm至3mm，具体为0.5mm至1mm。
一般而言，多孔隔板基板基本上都具有柔软特性，具体地，当多孔隔板基板的厚度小于10μm时，在涂覆工艺中移动时，会发生曲折现象，即在前进移动中的多孔隔板基板向左和向右倾斜移动的现象，在此情况下，第三涂层的表面可能会不均匀或在其上产生未涂覆的区域。结果，隔板的生产率可能下降。
然而，根据一个实施方式，当多孔隔板基板被输送至第二辊子的上述表面时，多孔隔板基板的面向且与形成于第二辊子的表面上的图案接触的一部分，即，多孔隔板基板的面向且与在突起之间的沟槽或与在邻近的缠绕配线之间的沟槽接触的一部分，会以一定深度陷入沟槽，这导致前进的多孔隔板基板被固定在沟槽中。因此，防止了在输送和涂覆工艺期间的曲折现象，即在前进移动中的多孔隔板基板向左和向右倾斜移动的现象，提高了移动的线性度。
具体地，当多孔隔板基板为柔性材料且厚度小于10μm时，在涂覆工艺中曲折现象可能更成问题。通过采用根据本公开内容的实施方式的第二辊子可解决这一问题。
通过利用第二辊子的表面上形成的图案固定多孔隔板基板来提高移动的线性度的效果在突起的图案为直线形突起、波浪形突起、格子形突起、多边形突起、或圆形突起的所有实例中均为可预期的。具体地，在直线形突起中，突起参照沿辊子的长度方向的垂直中心对称地倾斜，使得藉由这些突起形成的沟槽分别参照沿辊子的长度方向的垂直中心朝辊子的两端倾斜，可具有进一步显著改善的线性移动而不会从辊子的中心向任何一侧倾斜，因为陷入沟槽的多孔隔板基板被从中心至两端方向拉开。
根据本公开内容的实施方式，第二辊子上形成的突起和缠绕的配线可独立地由防滑材料形成，以提高多孔隔板基板的线性移动特性。
对于防滑材料，可使用具有防止滑动的效果的任何现有的材料。防滑材料的非限制性实例可以是选自由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物、硅树脂(有机改性的聚硅氧烷、含氟有机改性的聚硅氧烷、聚硅氧烷改性的多异氰酸酯、等等)、橡胶、和热塑性弹性体(TPE，Thermoplastic Elastomer)(烯烃基TPE和烯烃基热塑性硫化橡胶(TPV，thermoplastic vulcanizate)、苯乙烯基TPE、聚氨酯基TPE(TPU)、氟基TPE、聚酯基TPE、PVC基TPE、聚酰胺基TPE等)构成的组中的任何一种或两种以上的混合物。
参照图11，根据本公开内容的实施方式的第二辊子500可具有压花形式，其中在辊体510的表面上形成有圆形突起、半圆形突起、多边形突起(四面体或偏方面体或类似者)、或具有各种形状的其他突起。
参照图12，根据本公开内容的实施方式的第二辊子600可具有在辊体610的表面上以无序的各种形状突出的突起620。通过利用例如砂磨(sanding)处理辊体610的表面，突起620可形成为具有相较于辊体大的粗糙度。
此外，上述第二辊子的突起和配线的截面可形成为各种多边形，诸如圆形、半圆形、矩形、方形、梯形或类似形状。突起和配线的表面，或具体地说，其截面的表面可具有各种形状，具体地，可独立地具有平面形状或凹形。
图13A至13G图解了根据本公开内容的实施方式的突起和配线的截面(例如，矩形、具有较长上侧的梯形、具有较长下侧的梯形、半圆形或类似形状)的各种实例，其表面为平面形状或向内凹陷的凹形。在该实例中，当表面为凹形时，除如上所述起到固定多孔隔板基板作用的沟槽之外，突起表面上的凹部也可以起到固定多孔隔板基板的作用。
如上所述，在利用辊子将隔板基板移动以引入干燥部的同时，通过模涂法在隔板基板的一个表面上涂覆涂层剂并且通过辊涂法在其另一表面上涂覆涂层剂。因此，可提高第一涂层剂和第二涂层剂的涂层均匀性。此外，由于解决了当在另一表面上涂覆第三涂层剂时柔性基板中可能产生的移动特性的问题，从而解决了诸如第三涂层的非均匀表面或产生未涂覆区域的问题，并且可使隔板的生产率最大化。
下文中，将参照一些实施例进一步描述本公开内容，但应注意的是，提供这些实施例仅仅用于举例说明本公开内容，且本公开内容的范围可不受以下提供的实施例的限制。
实施例1
为了制备第一涂层剂，将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)作为第一粘合剂聚合物添加到作为第一溶剂的丙酮中，在50℃下溶解约12小时，从而制备第一粘合剂聚合物溶液。将Al2O3粉末(平均直径600mm)混合到第一粘合剂聚合物溶液中，从而制备其中第一粘合剂聚合物与无机颗粒的重量比为10:90的浆料，第一粘合剂聚合物和无机颗粒的最终固体含量为20wt％。
此外，分别将PVdF-HFP作为第二粘合剂聚合物和第三粘合剂聚合物添加到作为第二溶剂和第三溶剂的丙酮中以获得2.5wt％固体，并进行溶解，结果，分别制备了第二涂层剂和第三涂层剂。
利用厚度为9μm的聚烯烃多孔膜作为基板，使用如图2中所示的装置，利用模涂法藉由第一涂覆部涂覆第一涂层剂和第二涂层剂，利用辊涂法藉由第二涂覆部涂覆第三涂层剂，辊涂法与模涂法一起用于供应涂层剂，其中第一涂层剂被涂覆成5μm的厚度，第二涂层剂和第三涂层剂被涂覆成0.5μm的厚度，随后在70℃的烘箱中进行干燥之后，制备出隔板。
在该实施例中，利用辊涂法的第二涂层部的辊子(第二辊子)是具有突起的辊子，突起具有参照沿辊子的长度方向的垂直中心彼此对称地倾斜的形状，如图6中所示。在该实施例中，突起之间的间隔为20cm，形成于突起之间的沟槽的宽度为0.5mm，沟槽的深度为1mm。此外，突起以参照沿辊子的长度方向的垂直中心向两端倾斜45度的斜线状倾斜。
比较例1
仅使用将PVdF-HFP粘合剂聚合物与Al2O3粉末以10:90的重量比混合的浆料作为涂层剂，分别将厚度为9μm的聚烯烃多孔膜的两个表面涂覆成5μm的厚度，其中利用模涂法将浆料涂覆在一个表面上，并且利用辊涂法将浆料涂覆在另一个表面上。在70℃的烘箱中进行干燥之后，制备出隔板。
试验例1
将实施例1、实施例2和比较例1中制备的两片隔板在100℃下进行重叠并层压，利用抗拉强度测量设备测定粘附力，测定结果如下表1中所示。
表1
实施例1 比较例1
粘附力(gf/25mm) 85 n/a
如表1中所示，相较于使用比较例1的隔板，当使用实施例1的隔板时，预计具有与电极更高的粘附力。
实施例2
按照与实施例1相同的方式制备隔板，不同之处在于，针对在实施例1中图2的第二涂覆部采用微凹版涂布法。
实施例3
按照与实施例1相同的方式制备隔板，不同之处在于，针对在实施例1中图2的第二涂覆部采用直接计量涂布法。
比较例2
按照与实施例1相同的方式制备隔板，不同之处在于，针对在实施例1中图2的第二涂覆部采用模涂法。
试验例2
观察实施例1至3以及比较例2中制备的隔板的涂层表面是否存在未涂覆区域，结果如下表2中所示。
在该实施例中，作为观察涂覆至1000m的隔板的涂层表面的结果，当观察到不存在直径小于2mm的未涂覆区域时标记为X，当观察到存在一个或多个直径小于2mm的未涂覆区域时标记为O。
表2
实施例1 实施例2 实施例3 比较例2
存在未涂覆区域 X X X O
参照表2，相较于采用模涂法来涂覆多孔隔板基板的两个表面且产生未涂覆区域的比较例2，采用根据本公开内容的涂层剂的涂布方法所制备的隔板中未观察到存在未涂覆区域。
实施例4
如图12中所示，按照与实施例1相同的方式制备隔板，不同之处在于，使用通过砂磨辊体的表面而形成为具有微凸块的辊子作为第二涂覆部的辊子(第二辊子)。
试验例3
在根据实施例1、实施例4和比较例1的长度涂覆至1,000m所制备的隔板中，利用复卷机(rewinder)中的钢尺测量曲折的长度。
表3
实施例1 实施例4 比较例1
曲折的长度(mm) 1或更小 1或更小 3
参照表3，使用第二涂覆部的表面上不具有图案的辊子的比较例1显示出曲折的长度达到3mm，但相比之下，使用具有呈对称倾斜形状的突起或其上形成有微凸块的第二涂覆部的辊子的实施例1和实施例4显示出曲折的长度显著减小至1mm或更小。因此，可以证实利用根据实施例1和实施例4的制备方法，隔板基板的移动特性大大改善。
试验例4
当利用根据实施例1和4以及比较例1的制备方法涂覆至1,000m的长度时，利用边缘位置控制(EPC)装置(Nireco)测量EPC负载。本文的“EPC负载”是指相对于移动范围设定，EPC装置在操作期间实际移动的最大距离。
表4
实施例1 实施例4 比较例1
EPC负载(％) 32 37 79
参照表4，使用第二涂覆部的表面上不具有图案的辊子的比较例1显示出EPC负载高达79％，但相比之下，在使用形成有呈对称倾斜形状的突起或微凸块的第二涂覆部的辊子的实施例1和实施例4中，EPC负载为32％和37％，且曲折的长度显著减小至1mm或更小。因此，可以证实实施例1和实施例4解决了曲折问题，显著提高了在多孔隔板基板的涂覆和输送期间的移动特性的线性度。
已详细地描述了本公开内容。然而，应当理解的是，详细描述和具体实施例在表示本公开内容的优选实施方式的同时，仅仅是作为说明给出，因为根据这些详细描述，对本领域的技术人员来说，本公开内容范围内的各种改变和修改将变得显而易见。

Claims (27)

1.一种用于电化学装置的隔板的制备方法，所述制备方法包括：
提供多孔隔板基板；
藉由包括第一辊子的模涂法的第一涂覆部，将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的一个表面上；
藉由包括第二辊子的辊涂法的第二涂覆部，将第三涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的另一个表面上；和
通过对涂覆有所述第一涂层剂、所述第二涂层剂和所述第三涂层剂的所述多孔隔板基板进行干燥，以形成第一涂层、第二涂层和第三涂层，
其中在所述第二辊子的表面上形成有一图案。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中当所述多孔隔板基板在与外部隔离的系统内以40m/min或更高的速度移动时，分别将所述第一涂层剂和所述第二涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的一个表面上，并且将所述第三涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的另一个表面上。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第二涂覆部的所述辊涂法是选自由前辊涂法、反向辊涂法、微凹版涂布法和直接计量涂布法构成的组中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第二涂覆部进一步包括用于将所述第三涂层剂提供至所述第二辊子的涂层剂供应器，并且
所述涂层剂供应器使用选自由循环浴法、计量辊法和模具法构成的组中的一个或两个以上的组合来提供所述第三涂层剂。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第二辊子是在辊体的表面上具有连续的或不连续的突起的辊子，或者是包括辊体和缠绕在所述辊体外侧上的配线在内的辊子。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述突起呈现具有直线形、波浪形、格子形、多边形或圆形的图案。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述直线形的突起包括以下形状：垂直于所述辊子的长度方向的形状、沿所述辊子的长度方向倾斜的形状、或者参照所述辊子的长度方向的垂直中心对称地倾斜的形状。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述突起和所述配线独立地由防滑材料形成。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述突起和所述配线的表面独立地为平面形或凹形。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述多孔隔板基板是由聚烯烃基聚合物组成。
11.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第一涂层剂包括无机颗粒、第一粘合剂聚合物和第一溶剂，所述第二涂层剂包括第二粘合剂聚合物和第二溶剂，所述第三涂层剂包括第三粘合剂聚合物和第三溶剂。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其中所述无机颗粒是介电常数为5以上的高介电性无机颗粒、具有压电性的无机颗粒、具有离子传输能力的无机颗粒、或者是它们中的两种以上的混合物。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其中所述无机颗粒与所述第一粘合剂聚合物的重量比是50:50至99:1。
14.根据权利要求11所述的制备方法，其中所述第一粘合剂聚合物、所述第二粘合剂聚合物和所述第三粘合剂聚合物独立地为选自由聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯、聚偏二氟乙烯-氯代三氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚环氧乙烷、醋酸纤维素、醋酸丁酯纤维素、醋酸丙酯纤维素、氰乙基支链淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、支链淀粉、羧甲基纤维素、丙烯腈苯乙烯丁二烯共聚物和聚酰亚胺构成的组中的一种、两种或更多种。
15.根据权利要求11所述的制备方法，其中所述第一溶剂、所述第二溶剂和所述第三溶剂独立地为选自由丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己烷、甲醇、乙醇、异丙醇和水构成的组中的一种、或者两种以上的混合物。
16.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第一涂层具有0.5g/cm3至6.0g/cm3的密度，并且具有2μm至10μm的厚度。
17.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述第二涂层和所述第三涂层独立地具有0.1μm至3μm的厚度。
18.一种用于电化学装置的隔板的制备设备，包括：
供应器，配置成供应多孔隔板基板；
模涂法的第一涂覆部，所述第一涂覆部被配置成依次将第一涂层剂和第二涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的一个表面上，并且所述第一涂覆部包括第一辊子；
辊涂法的第二涂覆部，所述第二涂覆部被配置成将第三涂层剂涂覆在所述多孔隔板基板的另一个表面上，并且所述第二涂覆部包括第二辊子；以及
干燥部，配置成干燥已涂覆的多孔隔板基板，其中所述第二辊子的表面上形成有一图案。
19.根据权利要求18所述的制备设备，其中所述第一涂覆部包括：
第一涂覆模具，所述第一涂覆模具包括用于将所述第一涂层剂供应至所述多孔隔板基板的一个表面上的槽部和用于供应所述第二涂层剂的滑动部；和
第一辊子，所述第一辊子被定位成与所述第一涂覆模具相对并且与所述多孔隔板基板的另一个表面接触，并且当利用所述第一涂覆模具涂覆所述第一涂层剂和所述第二涂层剂时，所述第一辊子配置成支撑所述多孔隔板基板的另一个表面。
20.根据权利要求18所述的制备设备，其中所述第一涂覆部包括：
槽式涂覆模具，所述槽式涂覆模具配置成将所述第一涂层剂供应至所述多孔隔板基板的一个表面；
滑动涂覆模具，所述滑动涂覆模具被定位成邻近于所述槽式涂覆模具并且配置成供应所述第二涂层剂；和
第一辊子，所述第一辊子被定位成与所述槽式涂覆模具和所述滑动涂覆模具相对并且与所述多孔隔板基板的另一个表面接触，并且当涂覆所述第一涂层剂和所述第二涂层剂时，所述第一辊子配置成支撑所述多孔隔板基板的另一个表面。
21.根据权利要求18所述的制备设备，其中所述第二涂覆部包括：
第二辊子，所述第二辊子被配置成在与所述多孔隔板基板的另一个表面接触的同时旋转；和
第二涂覆模具，所述第二涂覆模具配置成将所述第三涂层剂供应至所述第二辊子的外表面上，其中当所述第二辊子旋转并接触所述多孔隔板基板的另一个表面时，由所述第二涂覆模具供应的第三涂层剂被涂覆在所述另一个表面上。
22.根据权利要求18所述的制备设备，其中所述第二辊子是在辊体的表面上具有连续的或不连续的突起的辊子，或者是具有辊体和缠绕在所述辊体外侧上的配线的辊子。
23.根据权利要求22所述的制备设备，其中所述突起呈现具有直线形、波浪形、格子形、多边形或圆形的图案。
24.根据权利要求23所述的制备设备，其中所述直线形突起包括以下形状：垂直于所述辊子的长度方向的形状、沿所述辊子的长度方向倾斜的形状、或者参照所述辊子的长度方向的垂直中心对称地倾斜的形状。
25.根据权利要求22所述的制备设备，其中所述突起和所述配线独立地由防滑材料形成。
26.根据权利要求22所述的制备设备，其中所述突起和所述配线的表面独立地为平面形或凹形。
27.根据权利要求18所述的制备设备，进一步包括一个或多个导辊，所述一个或多个导辊位于所述第一辊子和所述第二辊子之间，并且被配置成在与所述多孔隔板基板的另一个表面接触的同时有助于所述多孔隔板基板的行进。
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