CN113904063A - 隔膜及利用该隔膜的电化学器件 - Google Patents

隔膜及利用该隔膜的电化学器件 Download PDF

Info

Publication number
CN113904063A
CN113904063A CN202110765498.0A CN202110765498A CN113904063A CN 113904063 A CN113904063 A CN 113904063A CN 202110765498 A CN202110765498 A CN 202110765498A CN 113904063 A CN113904063 A CN 113904063A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inorganic
separator
dimensional
metal
particles
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN202110765498.0A
Other languages
English (en)
Inventor
池尚胤
金润凤
李东娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Innovation Co Ltd
SK IE Technology Co Ltd
Original Assignee
SK Innovation Co Ltd
SK IE Technology Co 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
Priority claimed from KR1020210074546A external-priority patent/KR20220005981A/ko
Application filed by SK Innovation Co Ltd, SK IE Technology Co Ltd filed Critical SK Innovation Co Ltd
Publication of CN113904063A publication Critical patent/CN113904063A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/451—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • 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
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M50/44—Fibrous 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
    • H01M50/443—Particulate 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
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • 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
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/454—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising a non-fibrous layer and a fibrous layer superimposed on one another
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M50/497—Ionic conductivity
    • 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
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种通过包括新概念的隔膜来确保安全性的同时提高性能的电化学器件，与现有的聚烯烃系有机/无机复合多孔性隔膜相比，所述隔膜可以显示出优异的热安全性、电化学安全性、优异的锂离子电导率、电解液渗透率等。

Description

隔膜及利用该隔膜的电化学器件
技术领域
本发明涉及一种隔膜及利用该隔膜的电化学器件，与现有的在多孔性基材上具有多孔性无机颗粒层的隔膜相比，所述隔膜在高温下也具有显著低的热收缩性，并且具有最小化电阻的增加的特性。
背景技术
近年来，正在进行二次电池的高容量化和大型化以用于电动汽车等，因此确保电池的安全性成为非常重要的因素。
电池的安全性可以是例如防止由于外部冲击引起的强制内部短路而发生的电池的起火等。作为确保这种安全性的一种方法，在由聚烯烃等制备的多孔性基材的整个面积形成无机颗粒层，所述无机颗粒层包含无机颗粒和高分子基有机粘合剂，从而无机颗粒通过所述有机粘合剂相互连接，并且通过所述有机粘合剂，形成与多孔性基材粘合的形式的无机颗粒层，从而确保电池的安全性。
即，在聚烯烃等多孔性基材上引入所述无机颗粒层时，为了在多孔性基材上粘合无机颗粒层并且连接和固定无机颗粒层的无机颗粒，使用常规的高分子基有机粘合剂。
但是，使用这种高分子基有机粘合剂时，由于电池的电解液和高分子基有机粘合剂成分之间发生化学反应而导致成分的改性，或者由于该反应而产生气体，并且由于热而发生泄漏(leak)，因此存在电池寿命降低等的问题。
此外，存在降低电池的性能的各种问题，如高分子基有机粘合剂溶解到电解液中并溶出，因此电解液的性能降低，或者由于电解液，所述有机粘合剂发生溶胀，因此微孔层被封闭，或者使电池的体积增加等。
为了解决上述问题而进行许多研究的结果，本发明人发现通过提供一种具有多孔性基材(porous substrate)和所述多孔性基材上的包含无机颗粒和一维无机材料的多维异质材料无机复合物层(Inorganic composite layer of multidimensionalheterogeneous materials)的隔膜，可以解决上述问题，从而完成了本发明。
[现有技术文献]
韩国公开专利公报第10-2019-0067397号(2019年06月17日)
发明内容
要解决的技术问题
本发明的一个具体实施方案的目的在于提供一种新型隔膜，所述隔膜中在多孔性基材上利用通过混合无机颗粒和一维无机材料而形成的多孔性的多维异质材料无机复合物层，因此在不使用化学稳定性不足的高分子基有机粘合剂的情况下也具有充分的粘合力。
此外，本发明的一个具体实施方案的目的在于提供一种隔膜，所述隔膜具有提高的耐热性，因此可以防止由于温度的急剧上升等异常现象而引起的起火或破裂。
此外，本发明的一个具体实施方案的目的在于提供一种隔膜和利用该隔膜的电化学器件，所述隔膜中通过使用一维无机材料来结合所述无机复合物层的颗粒以及无机复合物层和多孔性基材，因此可以不使用高分子基有机粘合剂，并具有化学稳定性，而且具有优异的电特性。
此外，本发明的一个具体实施方案的目的在于提供一种可以抑制电池性能的经时变化的隔膜。
此外，本发明的一个具体实施方案的目的在于提供一种电化学器件，所述电化学器件中没有与电池的电解液发生化学反应并溶解到电解液中的有机粘合剂，而且没有如下的问题，即由于电解液而发生溶胀，从而导致微孔层被封闭或电池的体积增加等。
技术方案
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方案提供一种隔膜，所述隔膜包括：(a)多孔性基材；和(b)基于多维异质材料的无机复合物层，其形成在所述多孔性基材的一面或两面，并且包含无机颗粒和一维无机材料，其中，所述隔膜中不使用高分子基有机粘合剂。
本发明的一个具体实施方案中，所述一维无机材料可以是选自无机纳米线或无机纳米纤维中的任一种或两种以上。
本发明的一个具体实施方案中，所述一维无机材料可以具有1-100nm的直径和0.01-100μm的长度。
本发明的一个具体实施方案中，所述一维无机材料可以由选自金属、碳、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物和金属碳氮化物中的任一种或两种以上制备。
本发明的一个具体实施方案中，所述一维无机材料可以由选自勃姆石(Boehmite)、Ga2O3、SiC、SiC2、石英(Quartz)、NiSi、Ag、Au、Cu、Ag-Ni、ZnS、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、CaO、SrTiO3、SnO2、ZnO和ZrO2中的一种或两种以上制备。
本发明的一个具体实施方案中，所述无机颗粒可以是选自金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物和金属碳氮化物中的任一种或两种以上。
本发明的一个具体实施方案中，所述无机颗粒可以是选自勃姆石、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、CaO、SrTiO3、SnO2、ZnO和ZrO2中的一种或两种以上。
本发明的一个具体实施方案中，所述无机颗粒的尺寸可以为0.001-20μm。
本发明的一个具体实施方案中，相对于所述无机颗粒和所述一维无机材料的总含量，所述无机颗粒的含量可以为50-99.9重量％。
本发明的一个具体实施方案中，相对于100重量份的所述无机颗粒，所述基于多维异质材料的无机复合物层还可以包含0.1-40重量份的有机颗粒。
本发明的一个具体实施方案中，所述多孔性基材可以是选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯和它们的共聚物中的一种以上。
本发明的一个具体实施方案中，所述隔膜的厚度可以为5-100μm。
本发明的一个具体实施方案中，所述隔膜的微孔尺寸可以为0.001-10μm，孔隙率可以为5-95％的范围。
本发明的另一个实施方案提供一种电化学器件，所述电化学器件包括正极、负极、隔膜和电解液，所述隔膜是上述隔膜。
本发明的一个具体实施方案中，所述电化学器件可以是锂二次电池。
本发明的另一个实施方案提供一种制备隔膜的方法，所述方法包括以下步骤：在多孔性基材的一面或两面涂覆包含无机颗粒和一维无机材料的分散液；以及将经涂覆的所述多孔性基材进行干燥以形成基于多维异质材料的无机复合物层。
有益效果
本发明的一个实施方案的隔膜中在多孔性基材上利用通过混合无机颗粒和一维无机材料而形成的多孔性的多维异质材料无机复合物层，因此在不使用化学稳定性不足的高分子基有机粘合剂的情况下也可以具有充分的粘合力。
此外，本发明的一个实施方案的隔膜具有提高的耐热性，因此可以防止由于温度的急剧上升等异常现象而引起的起火或破裂。
此外，本发明的一个实施方案的隔膜在不使用高分子基有机粘合剂的情况下也可以实现具有优异的粘合特性的完全无机基活性层(仅由无机颗粒和一维无机材料形成的活性层)，并且离子迁移非常优异，因此不会阻碍锂离子等离子的迁移，并且可以提高电池的充放电容量或效率等电特性。此外，通过仅完全由无机物形成的无机复合物层，可以显著地提高耐热性和耐化学性，并且可以充分确保粘合力。
附图说明
图1是示出拍摄本发明的实施例1的隔膜的基于多维异质材料的无机复合物层的照片的图。
图2是示出拍摄本发明的实施例1的隔膜的截面的照片的图。
图3是示出拍摄比较例1的隔膜的基于多维异质材料的无机复合物层的照片的图。
图4是示出拍摄比较例1的隔膜的截面的照片的图。
具体实施方式
以下，对本发明进行说明。但是，下述实施方案仅仅是用于详细说明本发明的一个参考，本发明并不受限于此，本发明可以以各种实施方案来实现。
此外，除非另有定义，否则所有技术术语和科学术语具有与本发明所属技术领域的技术人员通常所理解的含义相同的含义。本说明书的说明中使用的术语仅用于有效地描述特定的实施方案，并不是限制本发明。
如本文所用，描述为零维或具有零维形状的颗粒或材料具有在所有的方向上颗粒或材料的尺寸都相同的形状，例如球形。描述为一维或具有一维形状的颗粒或材料具有在两个方向上颗粒或材料的尺寸不同的形状，例如圆柱形或棒状。描述为二维或具有二维形状的颗粒或材料具有在三个方向上颗粒或材料的尺寸不同的形状，例如矩形片状或椭圆片状。描述为三维或具有三维形状的颗粒或材料具有在至少四个方向上颗粒或材料的尺寸不同的形状，例如具有随机形状的颗粒。
本发明的一个实施方案的隔膜包括：(a)多孔性基材；和(b)基于多维异质材料的无机复合物层(以下，可以表示为无机复合物层(Inorganic Composite Layer))，其形成在所述多孔性基材的一面或两面，并且包含无机颗粒和一维无机材料，其中，所述基于多维异质材料的无机复合物层可以不包含高分子基有机粘合剂。
此外，本发明的一个实施方案的制备隔膜的方法包括以下步骤：(a)将一维无机材料分散在溶剂中以制备分散液；(b)将无机颗粒分散在所述步骤(a)的分散液中；以及(c)在多孔性基材的表面涂覆所述步骤(b)的分散液并进行干燥以形成基于多维异质材料的无机复合物层，其中，所述涂覆时的分散液可以不包含高分子基有机粘合剂。
此时，所述“基于多维异质材料的无机复合物层”可以指可以同时包含无机颗粒和无机材料这两种不同种类的物质，并且所述无机颗粒具有零维、二维或三维的形状，所述无机材料具有一维的形状，可以同时包含维度不同的两种物质，并且通过将混合有所述无机颗粒和无机材料的浆料(slurry)进行涂覆而形成的无机复合物层本身可以具有三维的形状，但并不必须限定于此。此外，形成所述无机颗粒和无机材料的各个无机物的种类可以相同或不同，对其种类不作限制。
以往，在多孔性基材上层叠无机颗粒层时，若不使用高分子基有机粘合剂，则无法很好地分散无机颗粒，因此无法制备无机颗粒相互连接而形成微孔的无机颗粒层，并且在投入过多的能量来分散无机颗粒时也无法确保无机颗粒之间或无机颗粒层和多孔性基材之间的充分的粘合力。
但是，就本发明的一个实施方案的隔膜而言，在不使用高分子基有机粘合剂的情况下，也可以包括多维异质材料无机复合物层，其中，无机颗粒可以相互连接而形成微孔，并且所述无机颗粒之间或所述多孔性基材和无机复合物层可以通过所述一维无机材料连接或锚固(anchoring)而结合。
此外，对于多孔性基材的一面或两面，所述无机复合物层可以形成在各面的总面积中的90％以上，具体为95％以上，更具体地，除了发生微缺陷的情况之外，所述无机复合物层可以形成在多孔性基材的各面的总面积中的100％。
与现有的隔膜相比，本发明的一个实施方案的隔膜的无机复合物层中颗粒之间的结合力以及多孔性基材和无机复合物层之间的粘合力可以相同或更优异。
以下，对本发明进行更具体的说明。
与现有的包含高分子基有机粘合剂和无机颗粒的无机颗粒层相比，本发明的一个实施方案中可以在不使用高分子基有机粘合剂的情况下提供无机颗粒之间以及涂层和多孔性基材之间牢固地结合的多孔性无机复合物层，因此可以提供一种新型隔膜，所述隔膜的耐热性进一步提高，并且可以防止由于温度的急剧上升等异常现象而引起的起火或破裂。
本发明的一个实施方案的隔膜不发生现有的高分子基有机粘合剂所引起的微孔堵塞和膨胀等问题，并且离子迁移非常优异，因此不会阻碍锂离子等离子的迁移，并且可以显著地提高电池的充放电容量或效率等电特性。
此外，耐热性和耐化学性显著提高，并且可以获得仅由无机物形成的无机复合物层，而且通过一维无机材料可以充分确保所述无机颗粒之间或所述多孔性基材和无机复合物层之间的粘合力。
因此，本发明的隔膜可以同时具有以下效果，即具有优异的热安全性、优异的电化学安全性和优异的锂离子电导率，并且不会导致电解液污染，而且电解液的渗透率优异。
所述基于多维异质材料的无机复合物层可以在多孔性基材，例如可以在聚烯烃系多孔性基材的一面或两面通过包含无机颗粒和一维无机材料而形成。
所述无机复合物层是在多孔性基材和所述多孔性基材的一面或两面无机颗粒相互连接而形成微孔的多孔性层，完全不使用高分子基有机粘合剂，因此可以解决现有的具有无机颗粒层的有机/无机复合隔膜中发生由于高分子基有机粘合剂而引起的微孔堵塞或变窄的现象的问题。
本发明的一个实施方案的隔膜中形成有如图1和图2所示的微孔结构，通过这种微孔可以实现锂离子的顺利迁移，并且由于填充大量的电解液，可以显示出高的渗透率，因此可以同时实现电池性能的提高。
此外，与现有的使用高分子基有机粘合剂的有机/无机复合隔膜相比，在包括不使用高分子基有机粘合剂的本发明的一个实施方案的隔膜的电化学器件的情况下，不会由于高温、过充电、外部冲击等内部或外部因素所引起的过度的条件而导致在电池内部隔膜容易破裂，并且可以显著地提高电池安全性。
本发明的一个实施方案中，所述一维无机材料可以是选自无机纳米线或无机纳米纤维等中的任一种或两种以上的一维形状。
所述一维无机材料为具有高表面积和高长度/直径比(L/D)的纳米线或纳米纤维等的结构时，通过一维无机材料和无机颗粒之间的高表面接触，可以更顺利地形成如范德瓦尔斯键的化学键，并且通过一维无机材料，更顺利地发生无机颗粒之间的缠结(tangle)现象，而且无机颗粒相接而更牢固地被固定，因此可以在层内更顺利地形成微孔。
此外，就所述基于多维异质材料的无机复合物层而言，由于如范德瓦尔斯键的化学次级键或缠结现象，无机颗粒相互被固定而不容易脱落，并且可以显著地提高无机颗粒之间的粘合力。
本发明的一个实施方案中，所述一维无机材料优选具有尽可能大的表面积，例如，比表面积为50-4000m2/g，具体为300-4000m2/g，更具体为1000-4000m2/g时，根据表面积的如范德瓦尔斯键的化学键增加，因此可以进一步增加一维无机材料之间的缠结、一维无机材料和多孔性基材面的缠结、一维无机材料和颗粒之间的缠结或物理结合，并且可以进一步提高粘合力。但是，根据用途，弱结合也是可以的，因此并不必须限定于此。
例如，所述一维无机材料的直径可以为1-100nm，长度可以为0.01-100μm，长度/直径比(L/D)可以为100-20000，但并不必须限定于此。
本发明中，所述一维无机材料只要其本身在电池工作条件下具有化学稳定性，则对其种类不作特别限定，例如，所述一维无机材料可以由选自金属、碳、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物和金属碳氮化物等中的任一种或两种以上制备，更具体地，所述一维无机材料可以由选自勃姆石、Ga2O3、SiC、SiC2、石英、NiSi、Ag、Au、Cu、Ag-Ni、ZnS、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、CaO、SrTiO3、SnO2、ZnO和ZrO2等中的一种或两种以上制备，但并不必须限定于此。
所述基于多维异质材料的无机复合物层与多孔性基材的表面的粘合力也非常优异，认为这是因为通过所述一维无机材料的相互缠结现象和/或如范德瓦尔斯键的化学次级键来固定无机颗粒，并且一维无机材料也渗透到形成在多孔性基材的微孔(micropores)的内部而被锚固，因此具有坚固地固定在多孔性基材的效果。
因此，本发明的一个实施方案的隔膜中，尽管形成在多孔性基材的一面或两面的基于多维异质材料的无机复合物层仅由无机物形成，也可以不发生如破碎或无机颗粒的脱落等问题，并且可以显示出更加优异的粘合力。
本发明的一个实施方案中，所述无机颗粒例如可以是选自金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物和金属碳氮化物中的任一种或两种以上，具体可以是选自勃姆石、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、CaO、SrTiO3、SnO2、ZnO和ZrO2等中的任一种或两种以上，但只要不是由于在电化学方面不稳定而对电池性能产生大的影响的无机颗粒，则并不必须限定于此。
只要可以实现本发明的目的，则对所述无机颗粒的最大维度的尺寸不作限制，例如，所述无机颗粒的最大维度的尺寸可以为0.001-20μm，具体可以为0.001-10μm。
只要可以实现本发明的目的，则对所述无机颗粒的形状不作限制，例如，所述无机颗粒的形状可以包括所有的球形、角形、椭圆形、随机形状或它们的混合的形状。
只要可以实现本发明的目的，则对所述无机复合物层中的所述无机颗粒和一维无机材料的组成不作限制，例如，相对于无机复合物层的总重量，颗粒的含量可以为50-99.5重量％，具体可以为60-99重量％，更具体可以为70-99重量％，更具体可以为80-99重量％。在上述范围内，更充分地发挥活性层和基材层的结合力、无机颗粒之间的固定效果，并且可以进一步提高本发明期望的物理性能。
本发明的一个实施方案中，所述基于多维异质材料的无机复合物层更优选单独包含无机颗粒作为颗粒，但根据需要可以是进一步包含有机颗粒而形成微孔的无机复合物层。此时，所述有机颗粒只要是如聚乙烯颗粒等具有电化学稳定性的有机颗粒，则对其种类不作特别限制。
此外，基于多维异质材料的无机复合物层包含有机颗粒时，相对于100重量份的所述无机颗粒，所述有机颗粒的含量可以为0.1-40重量份，但只要可以实现本发明的目的，则不作限制。
此外，所述有机颗粒的尺寸可以在与所述无机颗粒的尺寸相同的范围内使用。
本发明的一个实施方案中，除了上述的无机颗粒和一维无机材料之外，所述基于多维异质材料的无机复合物层还可以包含通常已知的其它添加剂。
本发明的一个实施方案中，所述多孔性基材可以使用各种用作隔膜的由高分子制成的多孔性高分子膜、薄板、无纺布、织布等，并且还可以包括层叠两层以上的所述各层的层叠结构的多孔性基材。
所述多孔性基材的材质只要是在二次电池领域中使用的高分子材料，则不作特别限制，例如可以列举多孔性聚烯烃基基材。具体地，有由低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、它们的共聚物或它们的衍生物制备的多孔性膜、薄板或无纺布形式等，但并不受限于此。
只要可以实现本发明的目的，则对所述多孔性基材的厚度不作特别限制，所述多孔性基材的厚度可以为1-100μm，优选可以为5-60μm，更优选可以为5-30μm的范围。此外，就所述多孔性基材的微孔尺寸和孔隙率而言，例如，微孔尺寸(直径)可以为0.01-20μm，具体可以为0.05-5μm，孔隙率可以为5-95％，具体可以为30-60％，但并不必须限定于此。
本发明的一个实施方案中，所述基于多维异质材料的无机复合物层只要具有无机颗粒相邻而形成的微孔，则对其厚度不作特别限制，但其厚度可以为0.01-50μm。
本发明的一个实施方案中，所述隔膜的整体微孔尺寸和整体孔隙率(porosity)取决于无机颗粒的尺寸和一维无机材料的直径，对其不作特别限定，但例如可以分别为0.001-10μm和5-95％。
本发明的一个实施方案中，对所述隔膜的厚度不作特别限制，例如，所述隔膜的厚度可以为5-100μm，具体可以为10-50μm。
以下，对本发明的一个实施方案的制备隔膜的方法进行说明。
本发明的一个实施方案的隔膜可以如下制备：制备将无机颗粒和一维无机材料混合并分散在溶剂中的无机颗粒分散液，并将所述无机颗粒分散液涂覆在多孔性基材并进行干燥。此时，即使没有高分子基有机粘合剂或分散介质，所述无机颗粒也可以通过所述一维无机材料顺利地分散。
即，在现有的有机/无机复合隔膜中，在制备无机颗粒分散液时，若不使用高分子基有机粘合剂，则无法分散无机颗粒，并且即使施加过多的力来制备分散液，将所述分散液涂覆在多孔性基材时，无机颗粒之间或无机颗粒和多孔性基材之间的粘合力非常差，因此不能起到隔膜的功能。
但是，本发明的一个实施方案的制备隔膜的方法中，将无机颗粒或包含无机颗粒的颗粒与一维无机材料进行混合并进行分散，在这种情况下，与现有的使用高分子基有机粘合剂的情况一样，可以很好地分散所述颗粒，并且可以解决现有的使用高分子基有机粘合剂所引起的问题。
因此，利用所述分散液在多孔性基材的一面或两面进行涂覆来层叠基于多维异质材料的无机复合物层时，确认了与多孔性基材的粘合力和颗粒之间的粘合力非常优异。
本发明的一个实施方案的制备隔膜的方法可以包括以下步骤：在多孔性基材的一面或两面涂覆包含无机颗粒和一维无机材料的分散液；以及将经涂覆的所述多孔性基材进行干燥以形成基于多维异质材料的无机复合物层。
具体地，本发明的一个实施方案的制备隔膜的方法可以包括以下步骤：(a)将一维无机材料分散在溶剂中以制备分散液；(b)将无机颗粒或包含无机颗粒的颗粒添加到所述步骤(a)的分散液中并进行分散；以及(c)在多孔性基材膜的整个表面或一部分表面涂覆所述步骤(b)的分散液并进行干燥以形成基于多维异质材料的无机复合物层。
此外，本发明的一个实施方案的制备隔膜的方法可以包括以下步骤：(a)将一维无机材料和无机颗粒同时加入到溶剂中并进行分散以制备分散液；以及(b)在多孔性基材膜的整个表面或一部分表面涂覆所述分散液并进行干燥。
形成无机复合物层的分散液的分散介质(溶剂)主要可以使用水，其它分散介质(溶剂)可以使用乙醇、甲醇、丙醇等低级醇、二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃、二乙醚、二氯甲烷、DMF、N-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、环己烷等溶剂或它们的混合物，但并不必须限定于此。
对于在所述分散介质(溶剂)中混合无机颗粒或包含无机颗粒的颗粒和一维无机材料而制备的分散液，优选使用球磨机(ball mill)、珠磨机(beads mill)、行星式搅拌机(planetary mixer)(通过自转/公转旋转的粉碎和混合的方法)等对无机颗粒的凝聚体进行破碎。此时，只要可以充分破碎凝聚体，则对破碎时间不作限制，例如可以为0.01-20小时，破碎的无机颗粒的粒度优选为0.001-10μm，但并不必须限定于此。
将所述分散液涂覆在多孔性基材上并进行干燥，从而可以获得在多孔性基材的一面或两面具有基于多维异质材料的无机复合物层的多孔性隔膜。优选地，可以在聚烯烃基多孔性基材膜上进行涂覆并干燥，从而获得本发明的隔膜。
对所述涂覆方法不作特别限定，但例如可以通过刮涂、辊涂、模具涂布、浸涂等各种方法进行涂覆。
对所述无机颗粒、一维无机材料和有机粘合剂的说明与在对所述隔膜进行说明时的上述说明相同，因此省略对其的具体说明。
通过所述制备方法制备的隔膜可以用作电化学器件的隔膜，例如可以用作锂二次电池的隔膜。对所述电化学器件不作特别限定，但例如有一次电池、二次电池、燃料电池、电容器等。
通常，本发明的隔膜用于电池时，按照通过设置负极、隔膜和正极并组装并注入电解液来完成的常规的制备方法，因此在此不再进行具体的说明。
本发明的正极只要是用作二次电池的正极的常规的物质，则不受限制，例如可以列举由锂锰氧化物(lithiated magnesium oxide)、锂钴氧化物(lithiated cobaltoxide)、锂镍氧化物(lithiated nickel oxide)或它们的组合形成的复合氧化物等。
负极活性物质只要是用作二次电池的负极的常规的负极活性物质，则不受限制，例如可以列举锂金属、活性炭、石墨等碳类等。
所述正极活性物质和负极活性物质分别与正极集流体或负极集流体粘合并使用。正极集流体可以使用铝箔、镍箔等，负极集流体选自铜、镍等，但只要是通常使用的，则不受限制地都可以使用，因此对其不作限制。
此外，本发明中使用的电解液只要是本领域中使用的电解液，则不受限制，因此在本发明中不再进行说明。
以下，为了帮助理解本发明，提出优选的实施例，但下述实施例仅用于例示本发明，本发明的范围并不受限于下述实施例。
[物理性能的评价方法]
1.剥离力的评价
利用英斯特朗(INSTRON)公司的拉伸测量装置(3343)，通过180°剥离试验(peeltest)方法(ASTM D903)测量多孔性基材和基于多维异质材料的无机复合物层之间的剥离强度。
2.热收缩率的评价
将标记MD方向和TD方向的10cm×10cm的隔膜在150℃、160℃、170℃下分别放置1小时后测量面积的减少率，并通过以下数学式1和数学式2的方法计算热收缩率。
[数学式1]
MD方向的热收缩率(％)＝((加热前的长度-加热后的长度)/加热前的长度)×100
[数学式2]
TD方向的热收缩率(％)＝((加热前的长度-加热后的长度)/加热前的轴方向的长度)×100
3.Gurley透气度
Gurley透气度是利用东洋精机(Toyoseiki)公司的透气度测定仪(Densometer)，并根据ASTM D726标准，以秒为单位测量的100毫升(cc)的空气通过1平方英寸(1squareinch)的面积的隔膜所需的时间，通过数学式3进行计算。
[数学式3]
ΔGurley透气度(秒)＝隔膜的透气度-多孔性基材的透气度
4.电池的电化学特性
对于经过各组装过程制备的电池，利用充电/放电循环装置，通过如下方法测量各阻抗。
将装有电池的腔室(chamber)的温度保持在常温(25℃)，并通过常温寿命和电阻的测量方法，以4.2V的恒流恒压(constant current-constant voltage，CC-CV)充电后放电至2.5V。对于充放电，进行20次的从4.2V到2.5V的0.5C充电和0.5C放电以进行测量。电阻为在充放电过程中各循环的DC-IR阻抗值的平均值，并由各值计算电阻的标准偏差。此外，通过以下数学式4计算电阻增加率。
[数学式4]
电阻增加率(％)＝((隔膜的电阻-多孔性基材的电阻)/多孔性基材的电阻)×100
[实施例1]
<隔膜的制备>
在水中加入平均粒径为400nm的勃姆石和平均直径为4nm且L/D为350的勃姆石纳米线，从而制备固含量为20重量％的分散液，其中，相对于100重量份的所述勃姆石，所述勃姆石纳米线为5重量份。
将制备的所述分散液以棒涂(bar coating)的方式涂覆在厚度为9μm的聚乙烯膜(孔隙率为41％)的两面并进行干燥。各面的涂覆厚度为1.2μm。所制备的隔膜的平均微孔尺寸和孔隙率分别为0.04μm和45％，涂层的孔隙率为56％。
图1和图2是示出拍摄实施例1的隔膜的基于多维异质材料的无机复合物层和截面的SEM照片的图。根据图1，可知实施例1的隔膜的无机复合物层表面的一维无机材料相互缠结而固定颗粒。此外，根据图2，可知在实施例1的隔膜的多孔性基材和无机复合物层中均很好地形成有微孔。
测量所制备的隔膜的总涂覆厚度、热收缩率、Gurley透气度增加率和剥离力的结果记载于表1中。
<正极的制备>
将94重量％的LiCoO2、2.5重量％的聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene fluoride)、3.5重量％的炭黑(Carbon-black)添加到N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)中并进行搅拌，从而制备正极浆料。将所述浆料涂覆在厚度为30μm的铝箔上，并在120℃的温度下进行干燥后进行压制，从而制备厚度为150μm的正极板。
<负极的制备>
将95重量％的人造石墨、3重量％的Tg为-52℃的丙烯酸胶乳(Acrylic latex，商品名称：BM900B，固含量：20重量％)、2重量％的羧甲基纤维素(Carboxymethyl cellulose，CMC)添加到水中并进行搅拌，从而制备负极浆料。将所述浆料涂覆在厚度为20μm的铜箔上，并在120℃的温度下进行干燥后进行压制，从而制备厚度为150μm的负极极板。
<电池的制备>
使用制备的上述正极、负极和隔膜，以层叠(Stacking)方式组装软包电池。在组装的电池中注入溶解有1M的六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸亚乙酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯(体积比为3:5:2)电解液，从而制备容量为80mAh的软包锂离子二次电池。将制备的电池的电阻和电阻增加率记载于表1中。
[实施例2]
除了将所述实施例1中的制备隔膜时的所述勃姆石纳米线的含量设为10重量份之外，通过与实施例1相同的方法进行制备。将其结果记载于表1中。
[实施例3]
除了将所述实施例1中的制备隔膜时的所述勃姆石纳米线的含量设为15重量份之外，通过与实施例1相同的方法进行制备。将其结果记载于表1中。
[比较例1]
在水中加入100重量份的平均粒径为400nm的勃姆石和1重量份的表面活性剂(DISPERBYK-102，BYK公司)，并用珠磨机分散5分钟，从而制备浆料。在所述浆料中加入阴离子丙烯酸树脂(Anionic acrylic resin)水溶液(15％)，使得相对于100重量份的勃姆石，阴离子丙烯酸树脂(重均分子量为450000g/mol，爱敬化学公司)为3重量份，并通过磁控搅拌(Magnetron stirring)进行剧烈搅拌，从而制备固形物浓度为20重量％的水基浆料。
将所述浆料涂覆在实施例1的聚乙烯基材的两面并进行干燥，从而制备各面形成有涂覆厚度为1.2μm的无机活性层的隔膜。
图3和图4是示出拍摄比较例1的隔膜的基于多维异质材料的无机复合物层和截面的SEM照片的图。
所制备的隔膜的总涂覆厚度、热收缩率、Gurley透气度增加率和剥离力的测量结果以及所制备的电池的电阻和电阻增加率的测量结果记载于表1中，其中，所述电池是利用所制备的隔膜并通过与所述实施例1相同的方法制备的。
[比较例2]
除了将所述比较例1中的阴离子丙烯酸树脂的含量设为5重量份之外，通过与比较例1相同的方法进行制备。将其结果记载于表1中。
[表1]
Figure BDA0003151363190000171
参考所述表1，可以确认实施例1至实施例3的隔膜的热收缩率显著低，因此耐热性优异，而且与使用高分子基有机粘合剂的比较例相比，Gurley透气度增加率显著低，并且剥离力非常高，因此粘合性显著提高，其中，所述实施例1至实施例3的隔膜包括：(a)多孔性基材；和(b)基于多维异质材料的无机复合物层，其形成在所述多孔性基材的一面或两面，并且包含无机颗粒和一维无机材料，所述基于多维异质材料的无机复合物层不包含高分子基有机粘合剂。
即，实施例1至实施例3的隔膜显示出同时改善Gurley透气度的增加率、热收缩率和剥离力的显著的效果，但在使用高分子基有机粘合剂的比较例1和比较例2中，Gurley透气度的增加率显著高，热收缩率显著高，剥离力非常低，因此确认了粘合性显著降低。
此外，可以确认实施例1至实施例3的电池的电阻低，并且电阻的标准偏差低，而且电阻增加率显著低。认为这是因为，由于使用一维无机材料，与使用高分子基有机粘合剂的情况相比，可以在电解液中保持电化学稳定性。
因此，本发明的一个实施方案的隔膜中在多孔性基材上形成包含无机颗粒和一维无机材料的基于多维异质材料的无机复合物层，因此在完全不使用高分子基有机粘合剂的情况下也可以显示出充分的粘合性、透气度、显著优异的热收缩性和优异的电池充放电特性。
如上所述，本发明中通过特定的内容和限定的实施例以及附图对本发明进行了说明，但这仅仅是为了有助于更全面地理解本发明而提供的，本发明并不受限于上述实施例和附图，本发明所属领域的普通技术人员可以通过这种记载进行各种修改和变形。
因此，本发明的思想不应受限于所描述的实施例和附图，本发明的权利要求和与权利要求等同或具有等价变形的全部内容均属于本发明思想的范畴。

Claims (16)

1.一种隔膜，其包括：
(a)多孔性基材；和
(b)基于多维异质材料的无机复合物层，其形成在所述多孔性基材的一面或两面，并且包含无机颗粒和一维无机材料，
其中，所述基于多维异质材料的无机复合物层不包含高分子基有机粘合剂。
2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述一维无机材料是选自无机纳米线或无机纳米纤维中的任一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述一维无机材料具有1-100nm的直径和0.01-100μm的长度。
4.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述一维无机材料由选自金属、碳、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物和金属碳氮化物中的任一种或两种以上制备。
5.根据权利要求4所述的隔膜，其中，所述一维无机材料由选自勃姆石、Ga2O3、SiC、SiC2、石英、NiSi、Ag、Au、Cu、Ag-Ni、ZnS、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、CaO、SrTiO3、SnO2、ZnO和ZrO2中的一种或两种以上制备。
6.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述无机颗粒是选自金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属碳酸盐、金属水合物和金属碳氮化物中的任一种或两种以上。
7.根据权利要求6所述的隔膜，其中，所述无机颗粒是选自勃姆石、Al2O3、TiO2、CeO2、MgO、NiO、Y2O3、CaO、SrTiO3、SnO2、ZnO和ZrO2中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述无机颗粒的最大维度的尺寸为0.001-20μm。
9.根据权利要求1所述的隔膜，其中，相对于所述无机颗粒和所述一维无机材料的总含量，所述无机颗粒的含量为50-99.9重量％。
10.根据权利要求1所述的隔膜，其中，相对于100重量份的所述无机颗粒，所述基于多维异质材料的无机复合物层还包含0.1-40重量份的有机颗粒。
11.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述多孔性基材是选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯和它们的共聚物中的一种以上。
12.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述隔膜的厚度为5-100μm。
13.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述隔膜的整体微孔尺寸为0.001-10μm，整体孔隙率为5-95％的范围。
14.一种电化学器件，其包括正极、负极、隔膜和电解液，所述隔膜是权利要求1至13中任一项所述的隔膜。
15.根据权利要求14所述的电化学器件，其中，所述电化学器件是锂二次电池。
16.一种制备隔膜的方法，其包括以下步骤：
在多孔性基材的一面或两面涂覆包含无机颗粒和一维无机材料的分散液；以及
将经涂覆的所述多孔性基材进行干燥以形成基于多维异质材料的无机复合物层，
其中，所述基于多维异质材料的无机复合物层不包含高分子基有机粘合剂。
CN202110765498.0A 2020-07-07 2021-07-07 隔膜及利用该隔膜的电化学器件 Pending CN113904063A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200083703 2020-07-07
KR10-2020-0083703 2020-07-07
KR1020210074546A KR20220005981A (ko) 2020-07-07 2021-06-09 분리막 및 이를 이용한 전기 화학 소자.
KR10-2021-0074546 2021-06-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113904063A true CN113904063A (zh) 2022-01-07

Family

ID=76845010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110765498.0A Pending CN113904063A (zh) 2020-07-07 2021-07-07 隔膜及利用该隔膜的电化学器件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11990643B2 (zh)
EP (1) EP3937301A1 (zh)
CN (1) CN113904063A (zh)

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10238945B4 (de) * 2002-08-24 2013-01-03 Evonik Degussa Gmbh Elektrischer Separator mit Abschaltmechanismus, Verfahren zu dessen Herstellung, Verwendung des Separators in Lithium-Batterien und Batterie mit dem Separator
DE10238941B4 (de) * 2002-08-24 2013-03-28 Evonik Degussa Gmbh Elektrischer Separator, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung in Lithium-Hochleistungsbatterien sowie eine den Separator aufweisende Batterie
DE10255121B4 (de) * 2002-11-26 2017-09-14 Evonik Degussa Gmbh Separator mit asymmetrischem Porengefüge für eine elektrochemische Zelle
JP4531444B2 (ja) * 2004-05-26 2010-08-25 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池用電極の製造方法
WO2006062153A1 (ja) 2004-12-08 2006-06-15 Hitachi Maxell, Ltd. 電気化学素子用セパレータおよび電気化学素子
KR101105748B1 (ko) 2005-12-08 2012-01-17 히다치 막셀 가부시키가이샤 전기화학소자용 세퍼레이터와 그 제조방법, 및전기화학소자와 그 제조방법
JP2008066094A (ja) 2006-09-07 2008-03-21 Hitachi Maxell Ltd 電池用セパレータおよびリチウム二次電池
CN101897072B (zh) 2007-12-14 2013-06-05 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
JP2010056037A (ja) 2008-08-29 2010-03-11 Teijin Ltd 非水電解質電池用電極シート及びその製造方法並びにそれを用いた非水電解質二次電池
JP5930387B2 (ja) 2012-04-16 2016-06-08 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
KR101535199B1 (ko) 2012-11-30 2015-07-09 주식회사 엘지화학 개선된 분산성을 갖는 슬러리 및 그의 용도
TW201517358A (zh) 2013-06-25 2015-05-01 Hitachi Chemical Co Ltd 電化學元件用間隔件及鋰離子二次電池
JP6710910B2 (ja) 2014-08-05 2020-06-17 三菱ケミカル株式会社 リチウムイオン二次電池セパレータ用コート剤用組成物およびその製造方法
JP2018529179A (ja) 2015-07-22 2018-10-04 セルガード エルエルシー 改良された膜、セパレータ、電池及び方法
KR101837562B1 (ko) 2015-11-06 2018-03-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 세퍼레이터 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2017106563A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 Sila Nanotechnologies Inc. Solid state electrolytes for safe metal and metal-ion batteries
CN105489819A (zh) 2016-02-01 2016-04-13 华东理工大学 一种锂离子电池陶瓷隔膜浆料
CN207183383U (zh) 2016-05-25 2018-04-03 皓智环球有限公司 用于二次电池的隔膜
EP3444866B1 (en) 2016-08-09 2020-09-30 LG Chem, Ltd. Separator and electrochemical device including the same
KR102477424B1 (ko) 2017-12-07 2022-12-14 에스케이아이이테크놀로지주식회사 이차전지용 다공성 복합분리막 및 이를 포함하는 리튬이차전지
CN116864912A (zh) * 2017-12-22 2023-10-10 新罗纳米技术有限公司 具有含陶瓷的分隔器层的分隔器
CN109167013A (zh) 2018-08-31 2019-01-08 深圳市星源材质科技股份有限公司 用于锂离子电池的涂布液、锂离子电池隔膜和锂离子电池
CN109167004A (zh) 2018-08-31 2019-01-08 深圳市星源材质科技股份有限公司 用于锂离子电池的涂布液、锂离子电池隔膜和锂离子电池
CN109320134A (zh) 2018-09-26 2019-02-12 上海维凯光电新材料有限公司 具有高耐温性的锂电隔膜陶瓷浆料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220013863A1 (en) 2022-01-13
US11990643B2 (en) 2024-05-21
EP3937301A1 (en) 2022-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101796668B (zh) 电池用隔膜及非水电解液电池
JP7142708B2 (ja) 電気化学素子用セパレータ及びそれを含む電気化学素子
CN108475753B (zh) 用于电化学装置的隔板以及包含其的电化学装置
KR20090111342A (ko) 전기 화학 소자 및 그 제조방법
KR20130058054A (ko) 전지용 전극의 제조 방법
EP3439070A1 (en) Non-porous separator and use thereof
CN113904063A (zh) 隔膜及利用该隔膜的电化学器件
CN116391273A (zh) 电极组件和包括该电极组件的电池单元
CN113904064A (zh) 隔膜及利用该隔膜的电化学器件
EP4064446A1 (en) Composite separator and electrochemical device using the same
CN115117549A (zh) 复合隔膜及利用该复合隔膜的电化学器件
CN115117554A (zh) 复合隔膜及利用该复合隔膜的电化学器件
KR20220005981A (ko) 분리막 및 이를 이용한 전기 화학 소자.
KR20230065150A (ko) 복합 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기 화학 소자
EP4210159A2 (en) Separator and method for producing the same
KR20220138726A (ko) 이차전지용 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지.
KR20230106504A (ko) 분리막 및 이의 제조방법
US20240063508A1 (en) Separator and electrochemical device comprising same
KR20230106505A (ko) 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법
CN114725611A (zh) 热导率优异的隔膜及利用该隔膜的电化学器件
KR20220027454A (ko) 분리막 및 이를 이용한 전기 화학 소자
CN113745457A (zh) 一种兼具高安全、高容量的锂电池用正极极片及其制备方法和用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination