CN111902966A - 包括双重涂层的隔板和包括所述隔板的二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种隔板，所述隔板具有形成在聚烯烃基板的至少一个表面上的包括无机材料的第一涂层和形成在所述第一涂层上的包括无机材料的第二涂层，其中第一涂层的无机材料的平均粒径大于第二涂层的无机材料的平均粒径，基于D50，第一涂层的无机材料的平均粒径为900nm或以上，并且基于D50，第二涂层的无机材料的平均粒径为10nm或以上且500nm或以下。

Description

包括双重涂层的隔板和包括所述隔板的二次电池
技术领域
本申请要求于2019年1月18日提交的韩国专利申请第2019-0006988号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
本发明涉及一种具有双重涂层的隔板和包括所述隔板的二次电池，并且具体地，涉及一种具有形成在聚烯烃基板的至少一个表面上的包括第一无机材料的第一涂层和形成在第一涂层上的包括第二无机材料的第二涂层的隔板，以及一种包括所述隔板的锂二次电池。
背景技术
随着对诸如智能手机、平板电脑和笔记本电脑之类的便携式电子装置的需求增加，对作为其能源的二次电池的需求也急剧增加。在二次电池中，具有高能量密度和长电池寿命的锂二次电池应用最为广泛。
锂二次电池是通过将电极组件插入到由预定尺寸和形状的罐(can)或袋(pouch)制成的电池壳体中，最后向电池壳体中注入电解质溶液而制成的，所述电极组件是通过将隔板插置在正极和负极之间后交替地堆叠正极和负极而制备的。电解质溶液通过毛细管力(capillary force)渗透在正极、负极和隔板之间。
为了使锂二次电池具有高容量和高能量密度并保持长寿命，插入电池中的电极组件必须完全浸渍有电解质溶液。当电极组件未完全浸渍电解质溶液时，电极之间的反应不顺畅，电阻增加，并且电池的输出特性和容量急剧下降。结果，电池的性能劣化，电池的寿命缩短，并且高的内部电阻会导致电池过热或爆炸。
正极、负极和隔板通常是疏水的，但是电解质溶液通常是亲水的。由于这些差异，需要大量时间和工艺条件来增加电解质溶液向电极和隔板中的浸渍。
为了改善电解质溶液的浸渍性，已经使用了在高温下注入电解质溶液或在加压或减压下注入电解质溶液的方法。当使用这种方法时，会出现其他问题，诸如电极组件和电解质溶液由于热而变形，从而引起内部短路和类似问题。
在包卷型电极组件的情况下，存在的问题是：电解质溶液可能会不均匀地浸渍在卷绕芯和外侧之间，从而使电池的寿命特性劣化。
专利文献1涉及一种能够改善电解质溶液的浸渍性的电极组件。所述电极组件包括：具有交替耦接的电极和隔板的基本单元；在布置和连接有多个基本单元的状态下折叠的主隔板；以及形成在主隔板中的呈非折叠状态的通孔，所述通孔被配置为使电解质溶液在基本单元之间通过。
专利文献2涉及一种电极组件，其中隔板插置在具有相反极性的电极之间并堆叠。所述电极组件包括其中电极与隔板之间的界面的一部分紧密接触的紧密接触区域，并且将除了紧密接触区域之外的其余部分提供为电解质溶液流路。
专利文献3提供了一种制造电池单元的方法，其中将包卷型电极堆叠体与电解质溶液一起嵌入在电池壳体中。在将电极堆叠体存储在腔室中并用电解质溶液浸渍电极堆叠体的工序中，对电极堆叠体或腔室施加振动。
专利文献1旨在形成电解质可通过的通孔，专利文献2旨在形成电解质能够穿透和移动的电解质溶液流路，并且专利文献3旨在通过施加振动来提高电解质溶液的扩散速率和浸渍性。然而，他们没有公开隔板的物理特性。即，尚未公开通过在改善电解质溶液的浸渍性的同时改善隔板的热收缩率以及电极与隔板之间的摩擦力来提高二次电池的性能的配置。
-现有技术文献-
专利文献1：韩国专利第1736543号(2017.05.10)
专利文献2：韩国专利申请公开第2016-0139639号(2016.12.07)
专利文献3：韩国专利申请公开第2018-0106370号(2018.10.01)
发明内容
技术问题
鉴于上述问题提出了本发明，并且本发明的目的是提供一种能够在改善电解质溶液的浸渍性的同时降低隔板的热收缩率的隔板，和包括所述隔板的二次电池。
技术方案
根据本发明，上述和其他目的可以通过提供一种隔板来实现，所述隔板具有形成在聚烯烃基板的至少一个表面上的包括第一无机材料的第一涂层和形成在第一涂层上的包括第二无机材料的第二涂层。
第一无机材料的平均粒径大于第二无机材料的平均粒径。具体地，基于D50，第一无机材料的平均粒径可以为900nm或以上，并且基于D50，第二无机材料的平均粒径可以为10nm或以上且500nm或以下。
第二涂层与电极接触并可以具有高摩擦力，并且具体地，第二涂层的动摩擦因数可以为0.01或以上且0.2或以下。
第二涂层的无机材料可以是包括第一无机材料和第二无机材料的总的无机材料的20重量％或以下。
第一涂层和第二涂层的总厚度可以为1μm或以上。
第一涂层和第二涂层可以分别通过DIP涂覆法、狭缝模头涂覆法或DM涂覆法形成。
第一涂层和第二涂层可以使用无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物，并且第一涂层和第二涂层的无机颗粒的种类可以彼此相同或不同。
无机颗粒可包括介电常数为1或以上的高介电性无机颗粒、具有压电性(piezoelectricity)的无机颗粒、具有锂离子传输能力的无机颗粒、或它们中的两种或更多种的混合物。
无机颗粒可以是选自由Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、ZrO2、AlOOH、Al(OH)3和BaTiO2构成的组中的至少一种。
粘合剂可以是选自由聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟氯乙烯(PVdF-CTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-共-乙酸乙烯酯共聚物、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、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、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚丙烯腈-苯乙烯共聚物、明胶、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶(SBR)、四氟乙烯(TFE)、氟橡胶、和聚酰亚胺构成的组中的至少一种。
粘合剂可进一步包括选自以下各者中的至少一种：黄芩苷、木犀草素、花旗松素、杨梅素、槲皮素、芦丁、儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、紫铆因(butein)、白皮杉醇、包括单宁酸的酚基化合物、焦没食子酸、直链淀粉、支链淀粉、黄原胶、由脂肪酸体系组成的水性或非水性聚合物。
附图说明
图1是根据本发明的实施例和比较例的电解质溶液的浸渍性的测试结果。
图2是根据本发明的实施例的隔板的热收缩率的测试结果。
图3是隔板的动摩擦因数和热收缩率根据本发明的第二无机材料的粒径变化的图。
具体实施方式
下文中，将详细地描述本发明。应当注意，本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为具有普通含义和基于字典的含义，而是应基于发明人可适当地定义术语的概念以便以最佳方法解释本发明的原则，将这些术语或词语解释为具有与本发明的技术构思相一致的含义和概念。
因此，在本说明书中描述的实施方式仅仅是最优选的实施方式，并且不覆盖本发明的所有技术构思，因此应当理解的是，在提交本申请时，可存在能够替代这些实施方式的各种等同物和修改。
根据本发明的实施方式的隔板可包括具有孔的多孔基板、第一涂层和第二涂层。
1)聚烯烃基板
多孔基板可以是聚烯烃基基板。
聚烯烃可包括烯烃的均聚物、共聚物及其混合物，所述烯烃诸如乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯和类似者。具体地，聚烯烃可以是选自由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚己烯、聚辛烯和类似者构成的组的聚合物，或由它们中的两种或更多种的混合物形成的聚合物膜、或多层膜、织物、其无纺布。
聚烯烃可包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)和类似者。
在多孔基板的存在下，维持负极和正极之间的绝缘。可以考虑熔融温度、制造方便性、孔隙率、离子运动、绝缘性和类似方面来调节多孔基板的类型、厚度、孔径和孔的数量，特别是在无纺布的情况下，调节超细纤维的厚度。
2)第一涂层
第一涂层可以通过在隔板基板的至少一个表面上或在隔板基板的孔内涂覆而形成。第一涂层可包括：第一无机材料，其用于确保隔板的物理特性；和第一粘合剂。
第一粘合剂的作用是确保第一无机材料之间、第一涂层和隔板基板之间、以及第一涂层和第二涂层之间的粘附强度。
基于D50，第一无机材料的平均粒径可以为900nm或以上。
第一无机材料可以是选自由以下各者构成的组的至少一种：(a)介电常数为5或以上的无机材料；(b)具有压电性(piezoelectricity)的无机材料；和(c)具有锂离子传输能力的无机材料。
介电常数为5或以上的无机材料(a)可以是SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、或SiC。
具有压电性的无机材料(b)由于在施加一定压力时在颗粒的两个表面之间产生正电荷和负电荷而具有电位差，并且可以是选自由以下各者构成的组的至少一种：BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、二氧化铪(hafnia,HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC，以及它们的混合物。
具有锂离子传输能力的无机材料(c)是包含锂元素并且在不存储锂的情况下输送锂离子的无机材料，并且可以是选自由以下各者构成的组的至少一种：磷酸锂(Li3PO4)；磷酸钛锂(LixTiy(PO4)3,其中0<x<2且0<y<3)；磷酸钛铝锂(LixAlyTiz(PO4)3,其中0<x<2,0<y<1,且0<z<3)；(LiAlTiP)xOy基玻璃(其中0<x<4且0<y<13),诸如14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5；钛酸镧锂(LixLayTiO3,其中0<x<2且0<y<3)；硫代磷酸锗锂(LixGeyPzSw,其中0<x<4,0<y<1,0<z<1,且0<w<5)，诸如Li3.25Ge0.25P0.75S4；氮化锂(LixNy,其中0<x<4且0<y<2)，诸如Li3N；SiS2基玻璃(LixSiySz,其中0<x<3,0<y<2,且0<z<4)，诸如Li3PO4-Li2S-SiS2；P2S5基玻璃(LixPySz,其中0<x<3,0<y<3,且0<z<7)，诸如LiI-Li2S-P2S5；以及它们的混合物。
为了获得第一涂层所需的粘合特性，第一粘合剂可以使用一种或多种粘合剂。例如，粘合剂聚合物可以是选自由以下各者构成的组的至少一种：聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟氯乙烯(PVdF-CTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-共-乙酸乙烯酯共聚物、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、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、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚丙烯腈-苯乙烯共聚物、明胶、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶(SBR)、四氟乙烯(TFE)、氟橡胶、和聚酰亚胺。
第一粘合剂可进一步包括选自以下各者中的至少一种：黄芩苷、木犀草素、花旗松素、杨梅素、槲皮素、芦丁、儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、紫铆因(butein)、白皮杉醇、包括单宁酸的酚基化合物、焦没食子酸、直链淀粉、支链淀粉、黄原胶、由脂肪酸体系组成的水性或非水性聚合物。
在一个具体的示例中，第一粘合剂可包括能够相分离的PVdF基粘合剂，并且基于粘合剂的总重量，PVdF基粘合剂的含量可以为80重量％或以上。当PVdF基粘合剂的含量小于80重量％时，因为难以将无机涂层的孔隙率增加至期望水平，因此这不是优选的。
具体地，PVdF基粘合剂可以是选自由PVdF和PVdF共聚物构成的组中的至少一种。
更具体地，基于构成共聚物的单体的总摩尔(mole)数，PVdF共聚物的PVdF单体的含量可以为92摩尔％或以上。当PVdF单体的含量小于92mol％时，相分离的发生减少，使得难以将无机涂层的孔隙率增加至期望水平。
3)第二涂层
第二涂层可以形成在第一多孔涂层上，并且包括第二无机材料和第二粘合剂。
第二涂层包括：第二无机材料，其用于确保隔板的物理特性；和第二粘合剂，其用于固定第二无机材料，将第一涂层和第二涂层结合，并在第二涂层和电极之间提供粘附强度。
基于D50，第二无机材料的平均粒径可以为10nm至500nm，并且第二无机材料可以与第一无机材料相同或不同。
基于总的无机材料，第二无机材料可以为20重量％或以下，优选为15重量％或以下。
第二粘合剂的作用是确保第二无机材料之间、第一涂层和第二涂层之间、以及第二涂层和电极之间的粘附强度。
第二粘合剂可以与第一粘合剂相同或不同。
第一涂层和第二涂层的涂覆方法没有特别限制，例如，材料的涂覆方法没有特别限制。例如，第一涂层和第二涂层可以通过DIP涂覆法、狭缝模头(Slot-die)涂覆法或DM涂覆法形成。
4)电化学装置
根据本发明实施方式的隔板可以应用于包括所述隔板的电池。具体地，本发明提供一种电化学装置，所述电化学装置包括正极、负极、插置在正极和负极之间的隔板、以及电解质。在此，电化学装置可以是锂二次电池。
可以通过将正极活性材料、导电剂和粘合剂的混合物施加至正极集电器并干燥该混合物来制造正极。可以根据需要将填料进一步添加到混合物中。
一般来说，正极集电器被制造成具有3μm至500μm的厚度。正极集电器没有特别限制，只要正极集电器表现出高导电性同时正极集电器不在应用该正极集电器的电池中引起任何化学变化即可。例如，正极集电器可以由不锈钢、铝、镍、钛或烧结碳制成。或者，正极集电器可以由表面经碳、镍、钛或银处理过的铝或不锈钢制成。此外，正极集电器可具有在其表面上形成的微尺度不均匀图案，以增加正极活性材料的粘附力。集电器可被配置为诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体、无纺布体之类的各种形式。
正极活性材料可以是但不限于：诸如锂钴氧化物(LiCoO2)或锂镍氧化物(LiNiO2)的层状化合物、或由一种或多种过渡金属取代的化合物；由化学式Li1+xMn2-xO4(其中x＝0至0.33)表示的锂锰氧化物或诸如LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2的锂锰氧化物；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，诸如LiV3O8、V2O5、或Cu2V2O7；由化学式LiNi1-xMxO2(其中M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，且x＝0.01至0.3)表示的Ni位型锂镍氧化物；由化学式LiMn2-xMxO2(其中M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，且x＝0.01至0.1)或化学式Li2Mn3MO8(其中M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)表示的锂锰复合氧化物；LiMn2O4，其中化学式中的Li部分地被碱土金属离子取代；二硫化合物；或Fe2(MoO4)3。
导电剂通常添加为使得导电剂占包括正极活性材料的混合物的总重量的1-30重量％。导电剂没有特别限制，只要导电剂表现出高导电性而不在应用该导电剂的电池中引起任何化学变化即可。例如，可以使用以下材料作为导电剂：石墨，诸如天然石墨或人造石墨；炭黑，诸如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、或热炭黑；导电纤维，诸如碳纤维和金属纤维；金属粉末，诸如氟化碳粉末、铝粉或镍粉；导电晶须，诸如氧化锌或钛酸钾；导电金属氧化物，诸如钛氧化物；或导电材料，诸如聚苯撑衍生物。
粘合剂是有助于活性材料和导电剂之间的结合以及与集电器的结合的组分。基于包括正极活性材料的混合物的总重量，粘合剂的添加量通常为1-30重量％。作为粘合剂的示例，可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶、和各种共聚物。
填料是用于抑制正极膨胀的可选组分。填料没有特别限制，只要其不在应用该填料的电池中引起化学变化并且由纤维材料制成即可。作为填料的示例，可以使用烯烃聚合物，诸如聚乙烯和聚丙烯；和纤维材料，诸如玻璃纤维和碳纤维。
可以通过将负极活性材料施加至负极集电器并将其干燥来制造负极。根据需要，可以选择性地进一步包括上述组分。
一般而言，负极集电器被制造为具有3μm至500μm的厚度。负极集电器没有特别限制，只要负极集电器表现出高导电性同时负极集电器不在应用该负极集电器的电池中引起任何化学变化即可。例如，负极集电器可以由铜、不锈钢、铝、镍、钛或烧结碳制成。或者，负极集电器可以由表面经碳、镍、钛或银处理过的铜或不锈钢、或者铝-镉合金制成。此外，与正极集电器相同的方式，负极集电器可具有在其表面上形成的微尺度不均匀图案，以便增加负极活性材料的粘附力。负极集电器可被配置为诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布体之类的各种形式。
作为负极活性材料，例如，可以使用：碳，诸如非石墨化碳或石墨基碳；金属复合氧化物，诸如LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1-xMe’yOz(Me:Mn、Fe、Pb、Ge；Me’:Al、B、P、Si、元素周期表第1、2和3族元素、卤素；0<x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)；锂金属；锂合金；硅基合金；锡基合金；金属氧化物，诸如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4、或Bi2O5；导电聚合物，诸如聚乙炔；或Li-Co-Ni基材料。
在下文中，将参照以下实施例描述本发明。提供这些实施例仅用于举例说明本发明，而不应被解释为限制本发明的范围。
<实施例1>
通过将作为第一粘合剂的5重量份的PVDF基粘合剂添加到95重量份的丙酮中来制备第一粘合剂溶液。
通过将平均粒径为900nm的第一无机材料以第一粘合剂：第一无机材料的比例为10:90混合并分散在第一粘合剂溶液中，来制备第一浆料。
通过将作为第二粘合剂的5重量份的PVDF基粘合剂添加到95重量份的丙酮中来制备第二粘合剂溶液。
通过将平均粒径为500nm的第二无机材料以第二粘合剂：第二无机材料的比例为10:90混合并分散在第二粘合剂溶液中，来制备第二浆料。
将Al2O3用作第一无机材料和第二无机材料。
通过用双层滑槽(slide-slot)涂覆法将所制备的第一浆料和第二浆料涂覆在聚乙烯多孔基板(Celgard，PP1615)上来形成第一涂层和位于第一涂层上的第二涂层。将第一涂层的厚度调节至约3μm至4μm，并且将第二涂层的厚度调节至约1μm至2μm。
<实施例2>
通过与实施例1相同的方法制备隔板，不同之处在于：仅将平均粒径为350nm的无机材料用作第二无机材料。
<实施例3>
通过与实施例1相同的方法制备隔板，不同之处在于：仅将平均粒径为200nm的无机材料用作第二无机材料。
<比较例1>
通过与实施例2相同的方法制备隔板，不同之处在于：仅将平均粒径为700nm的无机材料用作第一无机材料。
<比较例2>
通过与实施例2相同的方法制备隔板，不同之处在于：仅将平均粒径为500nm的无机材料用作第一无机材料。
<试验例>
1)隔板电解质溶液浸渍性测试(PC跌落测试(PC drop test))
将实施例1至3和比较例1至2中制备的隔板放置在载玻片上并固定后，向10μl注射器中注入2μl电解质溶液以形成液滴并滴在所述隔板上。5分钟后，沿MD/TD方向测量液滴扩散出的距离。
2)测量隔板表面的摩擦力
隔板的表面摩擦力是动摩擦因数，这意味着在运动进行时的摩擦因数。
根据ASTM D1894-06测量隔板的表面摩擦力。
①将250×130mm(10-5英寸)的隔板沿250mm的方向粘贴到平面上。
②将隔板粘贴在玻片的背面，将其拉紧以消除褶皱而无需拉伸。
③用吊环螺栓(eye screw)将样品贴附至尼龙丝上。
④以150±30mm/min的速度启动驱动系统(driving system)。
⑤当表面均匀地相互滑动时，记录大约130mm(5英寸)的行程中的视觉平均读数。
在此，将抛光的塑料、木材或金属片用作平面。平面的尺寸约为150×300×1mm。光滑、平坦的玻璃片可以覆盖平面的上表面。这为样品(隔板)提供了平稳的支撑。
底座(Sled)是63.5mm见方、约6mm厚的金属块，其一端用合适的吊环螺栓(eyescrew)固定。
3)测量隔板的热收缩率
将五个隔板试样在五个不同的点上剪裁成宽度(MD)50mm×长度(TD)50mm之后，标记以指示MD/TD方向，并将其放置在150℃的对流(convection)烘箱中30分钟后，通过测量每个样品在宽度和长度方向上的收缩程度来计算热收缩率。
4)测量隔板的透气性
用Gurley型测量装置测量100cc气流完全通过每个测量位置(OS、CN、DS)的时间。
实施例1至3和比较例1至2中制备的隔板的特性分别示于下表1中。
[表1]
Figure BDA0002689807820000111
图1是根据本发明的实施例和比较例的电解质溶液的浸渍性的测试结果(PC跌落测试(PC drop test))。
参照图1，第一无机材料的平均粒径越大，隔板的电解质溶液的浸渍性越好。当第一无机材料的平均粒径为900nm时，取决于第二无机材料的平均粒径，电解质溶液的浸渍距离为3.13mm至3.84mm。
在第二无机材料的平均粒径相同的情况下，当第一无机材料的平均粒径分别为500nm、700nm和900nm时，根据电解质溶液浸渍测试，电解质溶液的浸渍距离分别为2.13mm、2.75mm和3.84mm。当第一无机材料的平均粒径从500nm增加到900nm时，电解质溶液的浸渍距离增加了约1.8倍。
即，为了满足近来使用的电池所需的浸渍距离3.00mm，已发现第一无机材料的颗粒需至少为900nm。
图2是根据本发明的实施例的隔板的热收缩率的测试结果。
参照图2，第二无机材料的平均粒径越小，隔板的热收缩率越小。在第一无机材料的平均粒径相同的情况下，当第二无机材料的平均粒径分别为200nm和500nm时，隔板的热收缩率分别为4％和49％。即，发现当第二无机材料的平均粒径减小2.5倍时，隔板的热收缩率减小了约12倍或以上。为了满足近来使用的电池所需的50％或以下的收缩率，已发现第二无机材料的颗粒需为500nm或以下。
图3是隔板的动摩擦因数和热收缩率根据本发明的第二无机材料的粒径变化的图。
参照图3，第二无机材料的平均粒径越小，动摩擦因数越高。在第一无机材料的平均粒径相同的情况下，当第二无机材料的平均粒径分别为200nm和500nm时，隔板的动摩擦因数分别为0.2和0.04。即，发现当第二无机材料的平均粒径减小2.5倍时，隔板的动摩擦因数提高了约5倍或以上。当第二无机材料的平均粒径超过500nm时，预计动摩擦因数收敛于0。在这种情况下，预计实际应用将非常困难。
随着隔板表面的动摩擦因数增加，可以防止由于将电极定位或卷绕在隔板上的工序而引起的打滑现象。即，容易将电极安装在隔板上的适当位置，从而提高了制造工艺的效率。
根据本发明的实施方式，当使用平均粒径为900nm或以上的第一无机材料形成第一涂层并且在第一涂层的上表面形成平均粒径为500nm或以下的第二无机材料时，可以看出隔板的热收缩率、电解质溶液的浸渍性和隔板表面的动摩擦因数的特性满足实际工艺中所需的条件。
尽管以上参考本发明的实施例进行了描述，但是本发明所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，基于以上描述可以进行各种应用和修改。
工业实用性
如上所述，根据本发明的实施方式的隔板具有在保持高温下的稳定性的同时改善电极组件的排列和电解质溶液的浸渍性的优点。
由于根据本发明的隔板具有第二涂层的高动摩擦因数，因此可以防止由于将电极定位或卷绕在隔板上的工序而引起的打滑现象，并且易于将电极安装在隔板上的适当位置，从而提高了制造工艺的效率。由于传统隔板的设计没有考虑动摩擦因数，因此传统隔板不具有根据本发明的特殊效果。
此外，通过其中包括第一无机材料的第一涂层和形成于第一涂层上的包括具有比第一无机材料相对更小的粒径的第二无机材料的第二涂层的结构，可以在保持高温下的稳定性的同时改善电解质溶液的浸渍性。
当电解质溶液的浸渍性良好时，电池的充电和放电特性、高倍率能力(high ratecapability)和类似特性变得优异，从而改善了电池的整体性能。在传统隔板中，仅考虑高温下的稳定性而将无机材料层添加到隔板中，但是本发明具有满足两个特性的优点。

Claims (10)

1.一种用于电池的隔板，包括：
形成在聚烯烃基板的至少一个表面上的包括第一无机材料的第一涂层；和
形成在所述第一涂层上的包括第二无机材料的第二涂层，其中
所述第一无机材料的平均粒径大于所述第二无机材料的平均粒径，
基于D50，所述第一无机材料的平均粒径为900nm或以上，并且
基于D50，所述第二无机材料的平均粒径为10nm或以上且500nm或以下。
2.根据权利要求1所述的用于电池的隔板，其中所述第二涂层与电极接触并具有高摩擦力。
3.根据权利要求2所述的用于电池的隔板，其中所述第二涂层的动摩擦因数为0.01或以上且0.2或以下。
4.根据权利要求1所述的用于电池的隔板，其中所述第二无机材料是总的无机材料的20重量％或以下。
5.根据权利要求1所述的用于电池的隔板，其中所述第一涂层的厚度为3μm或以上且4μm或以下，所述第二涂层的厚度为1μm或以上且2μm或以下。
6.根据权利要求1所述的用于电池的隔板，其中所述第一涂层和所述第二涂层分别通过DIP涂覆、狭缝模头涂覆或DM涂覆形成。
7.根据权利要求1所述的用于电池的隔板，其中所述第一无机材料和所述第二无机材料相同或不同。
8.根据权利要求7所述的用于电池的隔板，其中所述第一无机材料和所述第二无机材料各自独立地是介电常数为1或以上的高介电性无机颗粒、具有压电性(piezoelectricity)的无机颗粒、具有锂离子传输能力的无机颗粒、或它们中的两种或更多种的混合物。
9.根据权利要求8所述的用于电池的隔板，其中所述第一无机材料和所述第二无机材料是选自由Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、ZrO2、AlOOH、Al(OH)3和BaTiO2构成的组中的至少一种。
10.一种二次电池，所述二次电池包括根据权利要求1至9中任一项所述的用于电池的隔板。
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