CN115917863A - 用于制造隔板的方法和由其获得的隔板 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及一种制造用于锂二次电池的隔板的方法。特别地，所述制造用于锂二次电池的隔板的方法包括以下步骤：制备用于形成多孔涂层的浆料，所述用于形成多孔涂层的浆料包括分散在不对称线性酮溶剂中的无机颗粒和溶解在其中的粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物包括第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物；和将所述用于形成多孔涂层的浆料施加至具有多个孔的多孔聚合物基板上，接着进行干燥。根据本公开内容的实施方式，用于形成多孔涂层的浆料通过将具有预定性质的第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物溶解在不对称酮溶剂中来制备，并且隔板可通过使用所述用于形成多孔涂层的浆料来获得。以这种方式，可改善对电极的粘附性(层压强度)并增加隔板的压缩抗性。

Description

用于制造隔板的方法和由其获得的隔板
技术领域
本公开内容涉及一种制造可应用于诸如锂二次电池之类的电化学装置的隔板的方法，和由其获得的隔板。
本申请要求于2020年6月18日在韩国递交的韩国专利申请第10-2020-0074358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
近来，能源存储技术已受到日益增长的关注。对于研发电化学装置的努力已越来越多被实现，因为能源存储技术的应用已被拓展至用于移动电话、摄像机和笔记本PC的能源、乃至用于电动汽车的能源。在这一背景下，电化学装置己最受瞩目。在这些电化学装置中，已集中于可充电二次电池的发展。最近，已进行了关于设计新型电极和电池以便在发展这些电池时改善容量密度和比能的积极研究。
在商品可得的二次电池中，发展于1990年代早期的锂二次电池已备受瞩目，因为它们与诸如利用水性电解质的Ni-MH、Ni-Cd和硫酸-铅电池之类的常规电池相比具有更高的运行电压和显著更高的能量密度。
尽管已从许多生产公司生产了诸如锂二次电池之类的电化学装置，但其安全性特性示出了不同的迹象。评价并确保这些电化学装置的安全性非常重要。例如，隔板防止正极和负极之间的短路并提供用于传输锂离子的通道。因此，隔板是影响电池的安全性和输出特性的重要因素。
同时，这种隔板被插置在电极之间并在施加压力下进行层压以便获得包括正极和负极的电极组件。在此，隔板中的孔结构可被施加至隔板的压力变形。除此之外，当使用硅基负极以实现高能量密度时，负极活性材料可能经历体积膨胀而导致隔板中的孔结构的变形。
因此，需要提供一种具有改善的压缩抗性并示出改善的对电极的粘附性的隔板。
发明内容
技术问题
设计本公开内容以解决相关技术的问题，并因此本公开内容有关提供一种制造示出改善的对电极的粘附性并具有改善的压缩抗性的隔板的方法、和由其获得的隔板。
本公开内容也有关提供一种设有所述隔板的电化学装置。
技术方案
在本公开内容的一个方面中，提供了根据下述实施方式中任一者所述的制造隔板的方法。
根据第一实施方式，提供一种制造用于锂二次电池的隔板的方法，包括以下步骤：
制备用于形成多孔涂层的浆料，所述用于形成多孔涂层的浆料包括分散在不对称线性酮溶剂中的无机颗粒和溶解在其中的粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物包括第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物；和
将所述用于形成多孔涂层的浆料施加至具有多个孔的多孔聚合物基板上，接着进行干燥，
其中所述第一粘合剂聚合物是包括具有多元醇衍生的重复单元的软质片段(softsegment)和具有氨基甲酸酯结合结构的硬质片段(hard segment)的热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane)，
所述第二粘合剂聚合物是具有25℃至125℃的玻璃化转变温度(Tg)的丙烯酸酯基聚合物，并且
所述第一粘合剂聚合物以基于100重量份的所述粘合剂聚合物的总含量的大于10重量份的量引入。
根据第二实施方式，提供如在第一实施方式中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述第一粘合剂聚合物具有30℃至150℃的熔点。
根据第三实施方式，提供如在第一实施方式或第二实施方式中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述第一粘合剂聚合物以10：90至90：10的摩尔比包括所述硬质片段和所述软质片段。
根据第四实施方式，提供如在第一实施方式至第三实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述第一粘合剂聚合物具有10,000至1,000,000的重均分子量。
根据第五实施方式，提供如在第一实施方式至第四实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述第二粘合剂聚合物具有10,000至1,000,000的重均分子量。
根据第六实施方式，提供如在第一实施方式至第五实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述第二粘合剂聚合物包括衍生自选自丙烯酸甲酯单体、丙烯酸乙酯单体、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸2-乙基己酯单体、丙烯酸单体、和甲基丙烯酸甲酯单体的至少一种单体的重复单元。
根据第七实施方式，提供如在第一实施方式至第六实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述溶剂是具有4至10的碳原子数的不对称线性酮。
根据第八实施方式，提供如在第一实施方式至第七实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述溶剂包括甲基乙基酮、甲基丙基酮(methyl ethyl ketone)、甲基异丁基酮、乙基丙基酮、乙基异丁基酮、或它们中的两者或更多者。
根据第九实施方式，提供如在第一实施方式至第八实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述干燥步骤在30％至80％的相对湿度下实施。
根据第十实施方式，提供如在第一实施方式至第九实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述无机颗粒相对于所述粘合剂聚合物的总含量的重量比为95∶5至5∶95。
根据第十一实施方式，提供如在第一实施方式至第十实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述溶剂是甲基乙基酮，所述第一粘合剂聚合物是所述硬质片段相对于所述软质片段的摩尔比为10：90至90：10的热塑性聚氨酯，并且所述第二粘合剂聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯。
根据第十二实施方式，提供如在第一实施方式至第十一实施方式中的任一者中限定的制造用于锂二次电池的隔板的方法，
其中所述隔板具有60gf/25mm至300gf/25mm的对电极的粘附性(层压强度，LamiStrength)，并且在层压之后示出0％至7％的所述多孔聚合物基板的压缩比。
在本公开内容的另一方面中，提供了根据下述实施方式所述的隔板。
根据第十三实施方式，
提供一种通过如在第一实施方式至第十二实施方式中的任一者中限定的方法获得的用于锂二次电池的隔板，包括：
多孔聚合物基板；和
形成在所述多孔聚合物基板的至少一个表面上、且包括无机颗粒、第一粘合剂聚合物、和第二粘合剂聚合物的多孔涂层。
根据十四实施方式，
提供一种锂二次电池，包括正极、负极、和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，其中所述隔板与第十三实施方式中限定的相同。
有益效果
根据本公开内容的实施方式，用于形成多孔涂层的浆料通过将具有预定性质的第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物溶解在不对称酮溶剂中来制备，并且隔板可通过使用所述用于形成多孔涂层的浆料来获得。以这种方式，可改善对电极的粘附性(层压强度，Lami Strength)并增加隔板的压缩抗性。
附图说明
图1是图解热塑性聚氨酯的结构的示意性视图。
具体实施方式
在下文中，将参照随附的附图详细地描述本公开内容的优选实施方式。在描述之前，应理解的是，说明书和随附的权利要求书中使用的术语不应被解释为受限于通用含义和词典含义，而是应当在允许发明人为了最佳解释而适当定义术语的原则的基础上基于对应本公开内容的技术方面的含义和概念进行解读。
在诸如锂二次电池之类的电化学装置中，隔板通常使用多孔聚合物基板，并因此具有其示出热收缩行为的问题。因此，多孔涂层已被引入以便降低隔板的热收缩。
同时，隔板被插置在电极之间并在施加压力下进行层压以便获得包括正极和负极的电极组件。在此，隔板中的孔结构可被施加至隔板的压力变形。除此之外，当使用硅基负极以实现高能量密度时，负极活性材料可能经历体积膨胀而导致隔板中的孔结构的变形。
因此，需要提供一种具有改善的压缩抗性并示出改善的对电极的粘附性的隔板。
为解决以上提及的问题，本公开内容的发明人已进行深入的研究以提供一种制造具有改善的压缩抗性和改善的对电极的粘附性的隔板的方法，和由其获得的隔板。
在本公开内容的一个方面中，提供了一种制造用于锂二次电池的隔板的方法，包括以下步骤：
制备用于形成多孔涂层的浆料，所述用于形成多孔涂层的浆料包括分散在不对称线性酮溶剂中的无机颗粒和溶解在其中的粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物包括第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物；和
将所述用于形成多孔涂层的浆料施加至具有多个孔的多孔聚合物基板上，接着进行干燥，
其中所述第一粘合剂聚合物是包括具有多元醇衍生的重复单元的软质片段(softsegment)和具有氨基甲酸酯结合结构的硬质片段(hard segment)的热塑性聚氨酯，
所述第二粘合剂聚合物是具有25℃至125℃的玻璃化转变温度(Tg)的丙烯酸酯基聚合物，并且
所述第一粘合剂聚合物以基于100重量份的所述粘合剂聚合物的总含量的大于10重量份的量引入。
首先，制备用于形成多孔涂层的浆料，所述用于形成多孔涂层的浆料包括分散在不对称线性酮溶剂中的无机颗粒和溶解在其中的粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物包括第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物。
本文中，第一粘合剂聚合物是包括具有多元醇衍生的重复单元的软质片段(softsegment)和具有氨基甲酸酯结合结构的硬质片段(hard segment)的包括聚合物。由于第一粘合剂聚合物具有被热量熔化并再次固化的性质，因而其可增加隔板与电极之间的粘附性(层压强度，Lami Strength)以及多孔聚合物基板与多孔涂层之间的粘附性(剥离强度，Peel Strength)。
第一粘合剂聚合物是嵌段共聚物，其中硬质片段相对于软质片段的摩尔比可以是10∶90或更大、20∶80或更大、或者25∶75或更大，且90∶10或更小、85∶15或更小、或者80∶20或更小。当线性的硬质片段和弯曲的软质片段通过相分离而形成关联区域时，在以上限定的范围内，第一粘合剂聚合物可充当物理交联点。特别是，当硬质片段的摩尔数基于硬质片段和软质片段的总摩尔数的比例为0.25或更大时(即，当硬质片段相对于软质片段的摩尔比为25∶75或更大时)，第一粘合剂聚合物可具有增强的作为热塑性弹性体的性质。同时，这种关联区域在高于预定温度的温度下解离，并因此第一粘合剂聚合物可充当弹性体。
第一粘合剂聚合物可以是具有10,000或更大、20，000或更大、或者50,000或更大、且1，000，000或更小、300,000或更小、或者200，000或更小的重均分子量的热塑性聚氨酯。当第一粘合剂聚合物具有以上限定范围的重均分子量时，其可与第二粘合剂聚合物混合以形成表面粘合剂层。特别是，当第一粘合剂聚合物具有100,000至200,000的重均分子量时，可有效地实现本公开内容的期望目的。
例如，第一粘合剂聚合物可以是具有30℃或更大、40℃或更大、50℃或更大、或者60℃或更大、且150℃或更小、145℃或更小、140℃或更小、或者135℃或更小的熔点的热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane)。
例如，热塑性聚氨酯可具有由下述化学式1表示的结构。由于热塑性聚氨酯具有如化学式1所表示的硬质片段(hard segment)和软质片段(soft segment)，因而其提供了不同的相分离效果。
[化学式1]
Figure BDA0003995563280000071
更特别是，线性聚氨酯的硬质片段和软质片段如图1中所示形成关联区域，使得聚氨酯可充当物理交联点。这种交联点在高于预定温度的温度下解离，使得热塑性聚氨酯可充当弹性体。
当使用热固性聚氨酯代替热塑性聚氨酯作为第一粘合剂聚合物时，交联点不能解离，使得聚氨酯可能无法实现对电极的粘附性并且可能无法充当弹性体。首先，已经热固化的聚氨酯不能在以上提及的溶剂中溶解，由此难以实现涂层。除此之外，由于溶液型聚氨酯在室温下不能保持其形状，因而其不适于作为能够形成隔板表面粘合剂层的粘合剂。
本文中，第一粘合剂聚合物以基于100重量份的粘合剂聚合物的总含量的大于10重量份的量引入。如果第一粘合剂聚合物以10重量份或更少的量使用，则改善压缩抗性和改善对电极的粘附性的效果降低。这是因为第一粘合剂的量不足以改善涂层的弹性并增强涂层的结合。
根据本公开内容的实施方式，第一粘合剂聚合物可以以基于100重量份的粘合剂聚合物的总含量的15至95重量份、20至90重量份、或者30至90重量份的量使用。
同时，当仅使用第一粘合剂聚合物时，可能无法通过加湿相分离工艺在多孔涂层中形成孔和粘合剂层。除此之外，当同时与常规的氟基粘合剂聚合物组合使用第一粘合剂聚合物时，第一粘合剂聚合物不与氟基粘合剂聚合物混溶，使得可能无法发生相分离并且几乎无法实现表面粘附性。此外，由于在不对称线性酮溶剂的存在下发生中间层分离，因而可能无法形成多孔涂层自身。
也就是说，根据本公开内容，如下文描述的具有期望性质的第二粘合剂聚合物被用作必要组成元素。
第二粘合剂聚合物是具有25℃至125℃的玻璃化转变温度(Tg)的丙烯酸酯基聚合物。特别是，当使用丙烯酸酯基聚合物作为第二粘合剂聚合物时，丙烯酸酯基聚合物可与第一粘合剂聚合物混合以形成表面粘合剂层，由此提供改善的对电极的粘附性和降低的压缩比。特别是，丙烯酸酯基聚合物可具有25℃或更大、30℃或更大、35℃或更大、40℃或更大、45℃或更大、或者50℃或更大、且125℃或更小、120℃或更小、115℃或更小、110℃或更小、105℃或更小、或者100℃或更小的玻璃化转变温度。
第二粘合剂聚合物可以是具有10,000或更大、50,000或更大、或者100,000或更大、且1,000,000或更小、600,000或更小、或者300,000或更小的重均分子量的丙烯酸酯基聚合物。当第二粘合剂聚合物具有这种预定范围的重均分子量时，其可实现对电极的粘附性并且可与第一粘合剂聚合物混合以形成多孔涂层。
例如，第二粘合剂聚合物可包括衍生自选自丙烯酸甲酯单体、丙烯酸乙酯单体、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸2-乙基己酯单体、丙烯酸单体、和甲基丙烯酸甲酯单体的至少一种单体的重复单元。
在隔板仅包括常规的氟基共聚物作为粘合剂聚合物的情况下，已通过所谓的加湿相分离在多孔涂层的表面上形成粘合剂层，或者已涂布单独的粘合剂层以在隔板和电极之间赋予粘附性。在这种情况下，如上所述，当使用硅基负极作为负极时，存在这样的问题：负极活性材料经历体积膨胀而导致隔板中的孔的变形，或者隔板中的孔结构因在两个电极之间层压隔板期间施加至隔板的压力而变形。
相比之下，当根据本公开内容的实施方式同时使用第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物时，可提供具有改善的对电极的粘附性并且示出低的多孔聚合物基板压缩比的隔板。据认为，这是因为第一粘合剂聚合物赋予多孔涂层弹性体性质，并且第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物彼此混合以形成表面粘合剂层。
同时，根据本公开内容使用的溶剂是不对称线性酮。特别是，溶剂是具有4至10的碳原子数的不对称线性酮。例如，溶剂可包括甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)、甲基丙基酮、甲基异丁基酮、乙基丙基酮、乙基异丁基酮、或它们中的两者或更多者。溶剂可溶解第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物两者。为此，用于形成多孔涂层的浆料被稳定化，从而可均匀地形成多孔涂层。然而，丙酮可被进一步添加至不对称线性酮溶剂中以便更好地溶解第一粘合剂聚合物或第二粘合剂聚合物。
根据本公开内容，无机颗粒没有特别的限制，只要它们电化学稳定即可。也就是说，无机颗粒没有特别的限制，只要它们在可应用的电化学装置的操作电压范围(例如，基于Li/Li+的0-5V)中不会导致氧化和/或还原即可。特别是，当使用具有高介电常数的无机颗粒时，它们有助于增加电解质盐、特别是锂盐在液体电解质中的解离度，并因此它们可改善电解质的离子导电性。
出于这些原因，无机颗粒可包括介电常数为5或更大的无机颗粒、能够传输锂离子的无机颗粒、和其混合物。
介电常数为5或更大的无机颗粒可以是选自由Al2O3、SiO2、ZrO2、AlO(OH)、TiO2、BaTiO3、Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT，其中0＜x＜1)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT，其中0＜x＜1，0＜y＜1)、(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT，其中0＜x＜1)、氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZO3和SiC构成的群组中的至少一者、或者它们中两者或更多者的混合物。
能够传输锂离子的无机颗粒可以是选自由磷酸锂(Li3PO4)、磷酸钛锂(LixTiy(PO4)3，0＜x＜2，0＜y＜3)、磷酸铝钛锂(LixAlyTiz(PO4)3，0＜x＜2，0＜y＜1，0＜z＜3)、(LiAlTiP)xOy-基玻璃(1＜x＜4，0＜y＜13)、钛酸镧锂(LixLayTiO3，0＜x＜2，0＜y＜3)、硫代磷酸锗锂(LixGeyPzSw，0＜x＜4，0＜y＜1，0＜z＜1，0＜w＜5)、锂氮化物(LixNy，0＜x＜4，0＜y＜2)、SiS2-基玻璃(LixSiySz，0＜x＜3，0＜y＜2，0＜z＜4)、和P2S5-基玻璃(LixPySz，0＜x＜3，0＜y＜3，0＜z＜7)构成的群组中的至少一者、或者它们中两者或更多者的混合物。
尽管无机颗粒的平均颗粒直径没有特别的限制，但无机颗粒可优选具有0.001至10μm、更优选地100nm至2μm、且最优选地150nm至1μm的平均颗粒直径，以便形成具有均匀厚度的多孔涂层并提供合适的孔隙率。
根据本公开内容的实施方式，无机颗粒相对于粘合剂聚合物的总含量的重量比可以为95∶5至5∶95。当无机颗粒相对于粘合剂聚合物的总含量的重量比满足以上限定的范围时，可防止由粘合剂含量增加导致的所得涂层的孔尺寸和孔隙率降低的问题。也可解决由粘合剂聚合物含量减少导致的所得涂层的剥离抗性降低的问题。
根据本公开内容实施方式的隔板，除上述的无机颗粒和粘合剂聚合物之外，可进一步包括分散剂和其他添加剂作为的多孔涂层的成分。
本文中，用于形成多孔涂层的浆料可通过使用本领域中通常已知的方法进行混合。根据本公开内容的实施方式，用于形成多孔涂层的浆料可通过将无机颗粒分散在包括分散在溶剂中的第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物的聚合物分散体中来制备。
然后，可将制备的用于形成多孔涂层的浆料施加至多孔聚合物基板，接着进行干燥，以获得设有多孔涂层的隔板。
特别是，在根据本公开内容实施方式的隔板中，多孔聚合物基板可以是多孔聚合物膜基板或多孔聚合物无纺网基板。
多孔聚合物膜基板可以是包括诸如聚乙烯或聚丙烯之类的聚烯烃的多孔聚合物膜。这种聚烯烃多孔聚合物膜基板可在80℃至150℃的温度下实现关闭功能。
在本文中，聚烯烃基多孔聚合物膜可由包括诸如包含高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、或超高分子量聚乙烯的聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、或聚戊烯之类的聚烯烃聚合物在内的聚合物单独或者以它们中两者或更多者的组合形成。
除此之外，多孔聚合物膜基板可通过将诸如聚酯之类的除聚烯烃之外的各种聚合物模制成膜状来获得。进一步地，多孔聚合物膜基板可具有两个或者更多个膜层的堆叠结构，其中每个膜层可由包括诸如聚烯烃或聚酯之类的以上提及的聚合物在内的聚合物单独或者以它们中两者或更多者的组合形成。
除此之外，除以上提及的聚烯烃之外，多孔聚合物膜基板和多孔聚合物无纺网基板还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)、或聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalene)单独或组合形成。
对于多孔聚合物基板的厚度没有特别的限制，多孔聚合物基板可具有1μm至100μm、特别是5μm至50μm的厚度。尽管对于多孔聚合物基板中存在的孔的尺寸和孔隙率没有特别的限制，但孔尺寸和孔隙率可分别是0.01μm至50μm和20％至75％。
多孔涂层的厚度没有特别的限制。特别是，多孔涂层基于单侧涂布可具有1μm至15μm、更特别是1.5μm至10μm的厚度。除此之外，多孔涂层的孔隙率没有特别的限制，但多孔涂层可优选具有35％至85％的孔隙率。
尽管对于将用于形成多孔涂层的浆料涂布至多孔聚合物基板上的工艺没有特别的限制，但优选使用狭缝涂布或浸涂工艺。狭缝涂布工艺包括将经由狭缝模具供应的浆料涂布至基板的整个表面上，并且取决于从计量泵供应的流量而能够控制涂层的厚度。除此之外，浸涂工艺包括将基板浸渍至包含浆料的罐中以实施涂布，并且取决于浆料的浓度和从罐移除基板的速率而能够控制涂层的厚度。进一步地，为了更加精确地控制涂布厚度，可在浸渍之后通过Mayer棒或类似者实施后计量。
然后，涂布有用于形成多孔涂层的浆料的多孔聚合物基板可在诸如烘箱之类的干燥器中进行干燥，以在多孔聚合物基板的至少一个表面上形成多孔涂层。
在多孔涂层中，无机颗粒通过粘合剂聚合物彼此结合，同时它们进行堆积并彼此接触，由此在无机颗粒之间形成间隙体积(interstitial volume)，并且无机颗粒之间的间隙体积(Interstitial Volume)变成空置空间以形成孔。
也就是说，粘合剂聚合物将无机颗粒彼此附接，从而它们可保持其结合状态。例如，粘合剂聚合物将无机颗粒彼此连接并将无机颗粒固定。除此之外，多孔涂层的孔是由变成空置空间的在无机颗粒之间的间隙体积(interstitialvolume)形成的那些。这些空间可由在无机颗粒的紧密堆积或致密堆积(closed packed or densely packed)结构中实质上彼此面对的无机颗粒限定。
干燥可在干燥室(drying chamber)中实施，其中干燥室的条件因非溶剂的应用而没有特别的限制。
根据本公开内容的实施方式，隔板在加湿的条件下进行干燥。例如，干燥可在30％或更大、35％或更大、或者40％或更大、且80％或更小、75％或更小、或者70％或更小的相对湿度下实施。
同时，根据本公开内容实施方式的隔板可具有60gf/25mm至300gf/25mm的对电极的粘附性(层压强度，Lami Strength)，并且在层压之后可示出0％至7％的多孔聚合物基板的压缩比。
在本公开内容的另一方面中，提供一种电化学装置，包括正极、负极、和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，其中所述隔板是上述的根据本公开内容实施方式的隔板。
电化学装置包括任何实施电化学反应的装置，并且其具体示例包括所有类型的原电池、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(capacitor)。特别是，在二次电池中，包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、或锂离子聚合物电池在内的锂二次电池是优选的。
与根据本公开内容的隔板组合使用的正极和负极这两个电极没有特别的限制，并且可通过使电极活性材料藉由本领域中通常已知的方法结合至电极集电器来获得。在电极活性材料中，正极活性材料的非限制性示例包括可用于常规电化学装置用正极的常规正极活性材料。特别是，优选使用锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物、或包含其组合的锂复合氧化物。负极活性材料的非限制性示例包括可用于常规电化学装置用负极的常规负极活性材料。特别是，优选使用诸如锂金属、或锂合金之类嵌入锂的材料、碳、石油焦炭(petroleum coke)、活性炭(activated carbon)、石墨(graphite)或其他碳质材料。正极集电器的非限制性示例包括由铝、镍、或其组合制成的箔。负极集电器的非限制性示例包括由铜、金、镍、铜合金、或其组合制成的箔。
可用于根据本公开内容的电化学装置中的电解质是具有A+B-结构的盐，其中A+包括诸如Li+、Na+、K+、或它们的组合之类的碱金属阳离子，B-包括诸如PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -、C(CF2SO2)3 -、或它们的组合之类的阴离子，该盐溶解或解离在包括碳酸丙烯酯(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)、伽马-丁内酯(γ-丁内酯)、或其组合在内的有机溶剂中。然而，本公开内容不限于此。
取决于最终产品的制造工艺和最终产品所需的性质，注入电解质在用于制造电池的工艺期间可在合适步骤中实施。也就是说，注入电解质可在组装电池之前或在组装电池的最终步骤中实施。
在此之后将更全面地描述实施例，从而本公开内容可轻易地得到理解。然而，下述实施例可以多种不同的形式体现，且不应被解释为受限于本文中阐述的示例性实施方式。相反，提供这些示例性实施方式使得本公开内容将彻底且完备，并将向本领域技术人员完整传递本公开内容的范围。
比较例1
首先，作为粘合剂聚合物的聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)被引入至作为溶剂的丙酮中并在50℃下溶解在其中约4小时以制备粘合剂聚合物溶液。接下来，作为无机颗粒的氢氧化铝(Al(OH)3)(颗粒尺寸：800nm)被引入至粘合剂聚合物溶液中。然后，作为分散剂的异丙基三油醇基钛酸酯(Isopropyl trioleyl titanate)被引入至其中。在此，无机颗粒：分散剂：粘合剂聚合物的重量比被控制为73∶2∶25以制备用于形成多孔涂层的浆料。
用于形成多孔涂层的浆料在40％的相对湿度下于23℃通过浸涂工艺被施加至厚度为9μm的聚乙烯多孔膜(孔隙率45％)的两个表面，使得总负载量可以为9g/m2，接着进行干燥，以获得具有多孔涂层的隔板。测试结果示出在下表1中。
比较例2
以与比较例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：仅热塑性聚氨酯(AM160，SunYang Global Co.)被用作粘合剂聚合物，而非聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)。测试结果示出在下表1中。
比较例3
以与比较例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：热塑性聚氨酯(AM160，SunYang Global Co.)被用作粘合剂聚合物，而非聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)，并且热塑性聚氨酯被引入至作为溶剂的甲基乙基酮中，而非丙酮。测试结果示出在下表1中。
比较例4
以与比较例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：热塑性聚氨酯(AM100，SunYang Global Co.)被用作粘合剂聚合物，而非聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)，并且热塑性聚氨酯被引入至作为溶剂的甲基乙基酮中，而非丙酮。测试结果示出在下表1中。
比较例5
以与比较例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：并未仅使用作为粘合剂聚合物的聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)，而是热塑性聚氨酯(AM160，Sun Yang GlobalCo.)和聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)如下表1中所示以70：30的重量比使用。测试结果示出在下表1中。
比较例6
以与比较例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：并未仅使用作为粘合剂聚合物的聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)，而是热塑性聚氨酯(AM160，Sun Yang GlobalCo.)和聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)如下表1中所示以70：30的重量比使用并被引入至作为溶剂的甲基乙基酮中。测试结果示出在下表1中。
比较例7
以与比较例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：并未仅使用作为粘合剂聚合物的聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)，而是热塑性聚氨酯(AM160，Sun Yang GlobalCo.)和聚甲基丙烯酸酯(重均分子量150,000，Tg80℃)如下表1中所示以70∶30的重量比使用并被引入至作为溶剂的丙酮中。测试结果示出在下表1中。
实施例1
首先，作为第一粘合剂聚合物的热塑性聚氨酯(AM160，Sun Yang Global Co.)和作为第二粘合剂聚合物的聚甲基丙烯酸酯(重均分子量150,000，Tg 80℃)以90∶10的重量比被引入至作为溶剂的甲基乙基酮中，并在50℃下溶解在其中约4小时以制备粘合剂聚合物溶液。接下来，作为无机颗粒的氢氧化铝(Al(OH)3)(颗粒尺寸：800nm)被引入至粘合剂聚合物溶液中。然后，作为分散剂的异丙基三油醇基钛酸酯(Isopropyl trioleyl titanate)被引入至其中。在此，无机颗粒：分散剂：粘合剂聚合物的重量比被控制为73∶2∶25以制备用于形成多孔涂层的浆料(重量比中的粘合剂聚合物是指第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物的总含量)。
用于形成多孔涂层的浆料在40％的相对湿度下于23℃通过浸涂工艺被施加至厚度为9μm的聚乙烯多孔膜(孔隙率45％)的两个表面，使得总负载量可以为9g/m2，接着进行干燥，以获得具有多孔涂层的隔板。测试结果示出在下表1和表2中。
在这一实施例中，粘合剂聚合物的重均分子量可通过使用凝胶渗透色谱(GPC：gelpermeation chromatography，PL GPC220，Agilent technologies)来测定。
具体地，重均分子量可在下述分析条件下进行测定：
-柱：PL MiniMixed B x 2
-溶剂：THF
-流动速率：0.3mL/min
-样品浓度：2.0mg/mL
-注射量：10μL
-柱温：40℃
-检测器：Agilent RI检测器
-标准：聚苯乙烯(用三级函数校正)
-数据处理：ChemStation
实施例2
以与实施例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：第一粘合剂聚合物：第二粘合剂聚合物的重量比被控制为70∶30。测试结果示出在下表2中。
实施例3
以与实施例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：第一粘合剂聚合物：第二粘合剂聚合物的重量比被控制为50∶50。测试结果示出在下表2中。
实施例4
以与实施例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：第一粘合剂聚合物：第二粘合剂聚合物的重量比被控制为30∶70。测试结果示出在下表2中。
比较例8
以与实施例1相同的方式获得隔板，不同之处在于：第一粘合剂聚合物：第二粘合剂聚合物的重量比被控制为10∶90。测试结果示出在下表2中。
实施例5
以与实施例2相同的方式获得隔板，不同之处在于：热塑性聚氨酯(AM100，SunYang Global Co.)被用作第一粘合剂聚合物，而非热塑性聚氨酯(AM160，Sun Yang GlobalCo.)。测试结果示出在下表2中。
[测试例]
1)负极的制造
首先，天然石墨、炭黑、羧甲基纤维素(CMC，Carboxy Methyl Cellulose)、和丁苯橡胶(SBR，Styrene-Butadiene Rubbe)以96∶1∶2∶2的重量比与水混合以制备负极浆料。然后，负极浆料被涂布在铜箔(Cu-foil)上至3.55mAh/g的容量以形成薄电极板，并且该电极板在135℃下干燥3小时或更久并进行压制(pressing)以获得负极。
2)正极的制造
首先，作为正极活性材料的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、炭黑、聚偏二氟乙烯(PVDF，Polyvinylidene Fluoride)以96∶2∶2的重量比被引入至N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中并在其中进行混合以制备正极浆料。正极浆料被涂布在作为正极集电器的厚度为20μm的铝箔上至3.28mAh/g的容量以获得正极。
3)隔板与电极的粘附性
然后，所得的隔板以隔板的多孔涂层可面向1)的电极的负极活性材料层的方式用电极进行层压，然后所得的结构于70℃在600kgf下进行压制1秒以获得包括用隔板层压的负极的电极组件。
Figure BDA0003995563280000181
Figure BDA0003995563280000191
测试方法
1)多孔聚合物基板的压缩比
首先，每个隔板通过使用热压机(Hot-press)于70℃的温度在2000kgf的压力下进行加压。接下来，隔板用在制备用于形成多孔涂层的浆料期间引入的溶剂进行超声处理(sonication)2分钟以除去多孔聚合物基板上形成的多孔涂层。然后，测量无多孔涂层的多孔聚合物基板的厚度。
在那之后，按照下述公式计算压缩比：
压缩比＝(多孔聚合物基板的初始厚度-无多孔涂层的多孔聚合物基板的厚度)/(孔聚合物基板的初始厚度)×100％
2)测定电极和隔板之间的粘附性(层压强度，Lami Strength)的方法
如测试例1)中所述获得负极并切割成25mm×100mm的尺寸。将根据实施例和比较例的每个隔板切割成25mm×100mm的尺寸。将制备的隔板用负极进行堆叠，并将所得的结构插入厚度为100μm的PET膜中并通过使用平压机进行粘附。在此，加热和加压通过使用平压机于70℃在600kgf的压力下实施1秒。通过使用双面胶带将经粘附的隔板和负极附接至载玻片。隔板的端部(距粘附的表面的端部10mm或更小)进行剥离并通过在纵向上使用单面胶带而附接至PET膜(25mm×100mm)。然后，将载玻片安装至UTM仪器(LLOYD Instrument LFPlus)的下固定器，并将附接有隔板的PET膜安装至该UTM仪器的上固定器。在那之后，用180°的角度以300mm/min的速率向其施加力，并测定将负极与面向该负极的多孔涂层彼此分离所需的力。
3)测定厚度的方法
每个隔板的厚度通过使用厚度测量仪(Mitutoyo Co.，VL-50S-B)来测定。
4)测定空气渗透性的方法
每个隔板的空气渗透性按照JIS P-8117通过使用Gurley型空气渗透性测试仪来测定。在此，空气渗透性被测定为100mL的空气穿过直径为28.6mm且面积为645mm2所需的时间。
从表1和表2中可以看出，当仅使用常规的氟基粘合剂聚合物时，存在差压缩比的问题。除此之外，当根据比较例2至4仅使用热塑性聚氨酯时，可能无法在加湿相分离工艺下形成孔和表面粘合剂层。当根据比较例5和6热塑性聚氨酯与氟基粘合剂聚合物组合时，两种聚合物不混溶而导致中间层分离，并且难以在多孔涂层的表面上形成粘合剂层，由此难以改善对电极的粘附性。特别是，当根据比较例6使用甲基乙基酮作为溶剂时，发生了中间层分离，由此难以形成多孔涂层自身。
相比之下，根据本公开内容的实施方式，从实施例1至5可以看出，热塑性聚氨酯与丙烯酸酯基粘合剂聚合物示出高混溶性。除此之外，当使用甲基乙基酮作为溶剂时，就压缩、对电极的粘附性、和空气渗透性而言，可获得改善的效果。

Claims (14)

1.一种制造用于锂二次电池的隔板的方法，包括以下步骤：
制备用于形成多孔涂层的浆料，所述用于形成多孔涂层的浆料包括分散在不对称线性酮溶剂中的无机颗粒和溶解在其中的粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物包括第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物；和
将所述用于形成多孔涂层的浆料施加至具有多个孔的多孔聚合物基板上，接着进行干燥，
其中所述第一粘合剂聚合物是包括具有多元醇衍生的重复单元的软质片段(softsegment)和具有氨基甲酸酯结合结构的硬质片段(hard segment)的热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane)，
所述第二粘合剂聚合物是具有25℃至125℃的玻璃化转变温度(Tg)的丙烯酸酯基聚合物，并且
所述第一粘合剂聚合物以基于100重量份的所述粘合剂聚合物的总含量的大于10重量份的量引入。
2.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述第一粘合剂聚合物具有30℃至150℃的熔点。
3.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述第一粘合剂聚合物以10：90至90：10的摩尔比包括所述硬质片段和所述软质片段。
4.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述第一粘合剂聚合物具有10,000至1,000,000的重均分子量。
5.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述第二粘合剂聚合物具有10,000至1,000,000的重均分子量。
6.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述第二粘合剂聚合物包括衍生自选自丙烯酸甲酯单体、丙烯酸乙酯单体、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸2-乙基己酯单体、丙烯酸单体、和甲基丙烯酸甲酯单体的至少一种单体的重复单元。
7.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述溶剂是具有4至10的碳原子数的不对称线性酮。
8.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述溶剂包括甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)、甲基丙基酮、甲基异丁基酮、乙基丙基酮、乙基异丁基酮、或它们中的两者或更多者。
9.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述干燥步骤在30％至80％的相对湿度下实施。
10.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述无机颗粒相对于所述粘合剂聚合物的总含量的重量比为95：5至5：95。
11.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述溶剂是甲基乙基酮，所述第一粘合剂聚合物是所述硬质片段相对于所述软质片段的摩尔比为10：90至90：10的热塑性聚氨酯，并且所述第二粘合剂聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯。
12.根据权利要求1所述的制造用于锂二次电池的隔板的方法，其中所述隔板具有60gf/25mm至300gf/25mm的对电极的粘附性(层压强度，Lami Strength)，并且在层压之后示出0％至7％的所述多孔聚合物基板的压缩比。
13.一种通过如权利要求1至12中限定的方法获得的用于锂二次电池的隔板，包括：
多孔聚合物基板；和
形成在所述多孔聚合物基板的至少一个表面上、且包括无机颗粒、第一粘合剂聚合物、和第二粘合剂聚合物的多孔涂层。
14.一种电化学装置，包括正极、负极、和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，其中所述隔板与权利要求13中限定的相同。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030010406A (ko) * 2001-07-27 2003-02-05 주식회사 뉴턴에너지 다공성 격리막 및 이의 제조방법
KR101223081B1 (ko) * 2006-09-07 2013-01-17 히다치 막셀 가부시키가이샤 전지용 세퍼레이터 및 리튬 2차 전지
KR101470696B1 (ko) * 2012-10-10 2014-12-08 한국생산기술연구원 리튬이차전지용 분리막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 분리막 및 이를 구비하는 리튬이차전지
CN104769753B (zh) * 2012-11-26 2017-06-09 日本瑞翁株式会社 电极/隔板叠层体的制造方法以及锂离子二次电池
KR20170083283A (ko) * 2016-01-08 2017-07-18 삼성에스디아이 주식회사 내열층을 포함하는 분리막, 이를 이용한 이차 전지 및 이들의 제조 방법
KR20200074358A (ko) 2018-12-14 2020-06-25 주식회사 네패스 리드 실런트 필름 및 이를 이용한 이차 전지

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