CN116097515A - 用于二次电池的隔板 - Google Patents
用于二次电池的隔板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116097515A CN116097515A CN202280005702.1A CN202280005702A CN116097515A CN 116097515 A CN116097515 A CN 116097515A CN 202280005702 A CN202280005702 A CN 202280005702A CN 116097515 A CN116097515 A CN 116097515A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- separator
- porosity
- inorganic
- inorganic layer
- permeability
- 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
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 51
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 14
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 12
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 54
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 32
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 28
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 21
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 20
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 8
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 8
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 5
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AYMYWHCQALZEGT-ORCRQEGFSA-N butein Chemical compound OC1=CC(O)=CC=C1C(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 AYMYWHCQALZEGT-ORCRQEGFSA-N 0.000 description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 239000006121 base glass Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 3
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- REFJWTPEDVJJIY-UHFFFAOYSA-N Quercetin Chemical compound C=1C(O)=CC(O)=C(C(C=2O)=O)C=1OC=2C1=CC=C(O)C(O)=C1 REFJWTPEDVJJIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 2
- MWDZOUNAPSSOEL-UHFFFAOYSA-N kaempferol Natural products OC1=C(C(=O)c2cc(O)cc(O)c2O1)c3ccc(O)cc3 MWDZOUNAPSSOEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- PFTAWBLQPZVEMU-DZGCQCFKSA-N (+)-catechin Chemical compound C1([C@H]2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C[C@@H]2O)=CC=C(O)C(O)=C1 PFTAWBLQPZVEMU-DZGCQCFKSA-N 0.000 description 1
- WMBWREPUVVBILR-WIYYLYMNSA-N (-)-Epigallocatechin-3-o-gallate Chemical compound O([C@@H]1CC2=C(O)C=C(C=C2O[C@@H]1C=1C=C(O)C(O)=C(O)C=1)O)C(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 WMBWREPUVVBILR-WIYYLYMNSA-N 0.000 description 1
- TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 1-O-galloyl-3,6-(R)-HHDP-beta-D-glucose Natural products OC1C(O2)COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC1C(O)C2OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001731 2-cyanoethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C([H])([H])C#N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 1
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 1
- JMGZEFIQIZZSBH-UHFFFAOYSA-N Bioquercetin Natural products CC1OC(OCC(O)C2OC(OC3=C(Oc4cc(O)cc(O)c4C3=O)c5ccc(O)c(O)c5)C(O)C2O)C(O)C(O)C1O JMGZEFIQIZZSBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014466 Douglas bleu Nutrition 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000001263 FEMA 3042 Substances 0.000 description 1
- WMBWREPUVVBILR-UHFFFAOYSA-N GCG Natural products C=1C(O)=C(O)C(O)=CC=1C1OC2=CC(O)=CC(O)=C2CC1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 WMBWREPUVVBILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018119 Li 3 PO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007860 Li3.25Ge0.25P0.75S4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013043 Li3PO4-Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013035 Li3PO4-Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012810 Li3PO4—Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012797 Li3PO4—Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010116 LiAlTiP Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010835 LiI-Li2S-P2S5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010840 LiI—Li2S—P2S5 Inorganic materials 0.000 description 1
- IKMDFBPHZNJCSN-UHFFFAOYSA-N Myricetin Chemical compound C=1C(O)=CC(O)=C(C(C=2O)=O)C=1OC=2C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 IKMDFBPHZNJCSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPQKDIRUZHOIOM-UHFFFAOYSA-N Oroxin A Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC(C(=C1O)O)=CC2=C1C(=O)C=C(C=1C=CC=CC=1)O2 IPQKDIRUZHOIOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKGYHFFYERNDHK-UHFFFAOYSA-K P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ti+4].[Li+] Chemical compound P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ti+4].[Li+] MKGYHFFYERNDHK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PPVYRCKAOVCGRJ-UHFFFAOYSA-K P(=S)([O-])([O-])[O-].[Ge+2].[Li+] Chemical compound P(=S)([O-])([O-])[O-].[Ge+2].[Li+] PPVYRCKAOVCGRJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 229910020215 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3PbTiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N Penta-digallate-beta-D-glucose Natural products OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N 0.000 description 1
- IIXHQGSINFQLRR-UHFFFAOYSA-N Piceatannol Natural products Oc1ccc(C=Cc2c(O)c(O)c3CCCCc3c2O)cc1O IIXHQGSINFQLRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 240000001416 Pseudotsuga menziesii Species 0.000 description 1
- 235000005386 Pseudotsuga menziesii var menziesii Nutrition 0.000 description 1
- ZVOLCUVKHLEPEV-UHFFFAOYSA-N Quercetagetin Natural products C1=C(O)C(O)=CC=C1C1=C(O)C(=O)C2=C(O)C(O)=C(O)C=C2O1 ZVOLCUVKHLEPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HWTZYBCRDDUBJY-UHFFFAOYSA-N Rhynchosin Natural products C1=C(O)C(O)=CC=C1C1=C(O)C(=O)C2=CC(O)=C(O)C=C2O1 HWTZYBCRDDUBJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- RJEIKIOYHOOKDL-UHFFFAOYSA-N [Li].[La] Chemical compound [Li].[La] RJEIKIOYHOOKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 229920013820 alkyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- CVJYOKLQNGVTIS-UHFFFAOYSA-K aluminum;lithium;titanium(4+);phosphate Chemical compound [Li+].[Al+3].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O CVJYOKLQNGVTIS-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- IKIIZLYTISPENI-ZFORQUDYSA-N baicalin Chemical compound O1[C@H](C(O)=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1OC(C(=C1O)O)=CC2=C1C(=O)C=C(C=1C=CC=CC=1)O2 IKIIZLYTISPENI-ZFORQUDYSA-N 0.000 description 1
- 229960003321 baicalin Drugs 0.000 description 1
- AQHDANHUMGXSJZ-UHFFFAOYSA-N baicalin Natural products OC1C(O)C(C(O)CO)OC1OC(C(=C1O)O)=CC2=C1C(=O)C=C(C=1C=CC=CC=1)O2 AQHDANHUMGXSJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004181 carboxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- ADRVNXBAWSRFAJ-UHFFFAOYSA-N catechin Natural products OC1Cc2cc(O)cc(O)c2OC1c3ccc(O)c(O)c3 ADRVNXBAWSRFAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005487 catechin Nutrition 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229950001002 cianidanol Drugs 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 229940030275 epigallocatechin gallate Drugs 0.000 description 1
- IVTMALDHFAHOGL-UHFFFAOYSA-N eriodictyol 7-O-rutinoside Natural products OC1C(O)C(O)C(C)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC=2C=C3C(C(C(O)=C(O3)C=3C=C(O)C(O)=CC=3)=O)=C(O)C=2)O1 IVTMALDHFAHOGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002573 ethenylidene group Chemical group [*]=C=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920013821 hydroxy alkyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910000664 lithium aluminum titanium phosphates (LATP) Inorganic materials 0.000 description 1
- IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N lithium nitride Chemical compound [Li]N([Li])[Li] IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- IQPNAANSBPBGFQ-UHFFFAOYSA-N luteolin Chemical compound C=1C(O)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(O)C(O)=C1 IQPNAANSBPBGFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRDGATPGVJTWLJ-UHFFFAOYSA-N luteolin Natural products OC1=CC(O)=CC(C=2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C(=O)C=2)=C1 LRDGATPGVJTWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009498 luteolin Nutrition 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- PCOBUQBNVYZTBU-UHFFFAOYSA-N myricetin Natural products OC1=C(O)C(O)=CC(C=2OC3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C(=O)C=2)=C1 PCOBUQBNVYZTBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000007743 myricetin Nutrition 0.000 description 1
- 229940116852 myricetin Drugs 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDRPUGZCRXZLFL-OWOJBTEDSA-N piceatannol Chemical compound OC1=CC(O)=CC(\C=C\C=2C=C(O)C(O)=CC=2)=C1 CDRPUGZCRXZLFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920013745 polyesteretherketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005875 quercetin Nutrition 0.000 description 1
- 229960001285 quercetin Drugs 0.000 description 1
- FDRQPMVGJOQVTL-UHFFFAOYSA-N quercetin rutinoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC=2C(C3=C(O)C=C(O)C=C3OC=2C=2C=C(O)C(O)=CC=2)=O)O1 FDRQPMVGJOQVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 235000005493 rutin Nutrition 0.000 description 1
- ALABRVAAKCSLSC-UHFFFAOYSA-N rutin Natural products CC1OC(OCC2OC(O)C(O)C(O)C2O)C(O)C(O)C1OC3=C(Oc4cc(O)cc(O)c4C3=O)c5ccc(O)c(O)c5 ALABRVAAKCSLSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKGXIBQEEMLURG-BKUODXTLSA-N rutin Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O[C@@H]1OC[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](OC=2C(C3=C(O)C=C(O)C=C3OC=2C=2C=C(O)C(O)=CC=2)=O)O1 IKGXIBQEEMLURG-BKUODXTLSA-N 0.000 description 1
- 229960004555 rutoside Drugs 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N tannic acid Chemical compound OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N 0.000 description 1
- 229940033123 tannic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000015523 tannic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920002258 tannic acid Polymers 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
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
- H01M50/489—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
-
- 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
- H01M50/431—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
- 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
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种隔板，包括由多孔材料制成的隔板基板和通过涂布形成所述隔板基板的至少一个表面上的无机层，其中所述隔板基板和所述无机层各自具有与所述隔板的渗透性满足下述关系的孔隙率。(10×隔板基板的孔隙率)－(4×无机层的孔隙率)≤隔板的渗透性。
Description
技术领域
本申请要求在2021年6月25日递交的韩国专利申请第2021-0083162号的优先权权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文中。
本发明涉及一种用于二次电池的隔板。更具体地，本发明涉及一种被配置成使得构成隔板的隔板基板和无机层各自的孔隙率进行调整、由此调整隔板的可浸渍性的用于二次电池的隔板。
背景技术
锂二次电池可通过这样来制造：将被配置成使得隔板插置在正极和负极之间的电极组件收纳在电池壳体中、将电解液注入电池壳体中、并热密封电池壳体。
阻止正极和负极之间的电连接以确保绝缘的隔板可被配置成具有在其中包括无机材料和粘合剂的涂层形成在由多孔材料制成的聚烯烃基基板上从而锂离子可移动的结构。聚烯烃基材料对于热量具有低抗性。出于这一原因，可添加涂层，由此可改善隔板的高温安全性和力学特性。
包括无机材料和粘合剂的涂层被配置成具有使得向其中引入有液体电解液的空间增加的孔结构，由此改善与电解液的可浸渍性和锂离子导电性。
在锂二次电池中，电解液是锂离子的移动路径并因此改善隔板与电解液的可浸渍性以降低隔板电阻非常重要。
特别是，随着锂二次电池的应用领域拓展至要求高电压和高容量的装置，电池电芯的尺寸倾向于增加。因此，需要发展一种作为可应用于具有增加体积的电池电芯的隔板的具有改善的与电解液的可浸渍性的隔板。
与此相关，专利文献1涉及一种用于形成即使以小表观重量也具有优异耐热性、绝缘性、和膜强度且具有赋予足够离子渗透性所需的孔隙率的无机氧化物多孔膜的无机氧化物粉末，其中该无机氧化物粉末被添加至正极、负极、和隔板中至少一者的表面。
即，在专利文献1中，使用了具有能够改善离子渗透性的特性的无机氧化物粉末，由此改善了隔板的物理性质。
专利文献2涉及一种隔板，其包括多孔聚合物膜和形成在该多孔聚合物膜上的多孔涂层，其中多孔聚合物膜的表面纤丝和多孔涂层中包括的颗粒在多孔聚合物膜与多孔涂层之间的界面处缠结。由于多孔涂层中包括的颗粒在结合之前在多孔聚合物膜表面上形成的纤丝之间缠结，如上所述，因而多孔聚合物膜与多孔涂层之间的结合力进一步增加。
在专利文献2中，多孔聚烯烃膜用浆料进行涂布以及该浆料被热固定至其上的温度高于常规热固定温度，由此提供了具有降低的热收缩率和改善的渗透性的隔板。
一般而言，对于包括具有多孔结构的隔板基板和具有多孔结构的涂层的隔板，隔板基板的孔隙率和涂层的孔隙率与隔板的可浸渍性相关。
为了改善隔板的物理性质，在专利文献1中添加了特定的无机氧化物粉末，在专利文献2中在高温下执行了热固定。
然而，尚未提出在不执行额外工序或者引入额外材料的情况下使用常规隔板制造方法能够将隔板的可浸渍性确保至预定或更高水平的方法或者能够间接检查隔板的可浸渍性是否较差的方法。
(现有技术文献)
(专利文献1)韩国注册专利公开第1913990号(2018.10.31)
(专利文献2)韩国注册专利公开第1666045号(2016.10.13)
发明内容
技术问题
已就以上问题做出本发明，并且本发明的目的在于提供一种被配置成使得隔板基板的孔隙率和无机层的孔隙率进行调整、由此调整隔板的可浸渍性的用于二次电池的隔板。
技术方案
实现以上目的的根据本发明的隔板包括由多孔材料制成的隔板基板和通过涂布形成所述隔板基板的至少一个表面上的无机层，其中所述隔板基板和所述无机层各自具有与所述隔板的渗透性满足下述关系的孔隙率。
(10×隔板基板的孔隙率)－(4×无机层的孔隙率)≤隔板的渗透性所述无机层的孔隙率可为55％或更大。
所述隔板的渗透性可为200sec/100cc或更小。
所述无机层可具有等价于所述隔板的总厚度的30％或更大的厚度。
构成所述无机层的无机材料可由具有3.0m2/g或更大的BET的颗粒制成。
所述无机材料可具有1或更大的介电常数、压电性、或锂离子传输能力。
所述隔板的MD方向扩散距离和TD方向扩散距离各自可为2.0mm或更大。
本发明提供一种圆柱形二次电池，其具有收纳在圆柱形电池壳体中的包括所述隔板的电极组件。
除此之外，本发明提供一种电池组，其包括作为单元电池的所述圆柱形二次电池，其中所述电池组被用作电动汽车、混合电动汽车、插电式混合电动汽车、或电力存储装置的能源。
除此之外，本发明可提供以上解决手段的各种组合。
有益效果
从以上描述显而易见的是，在根据本发明的隔板中，隔板基板的孔隙率和无机层的孔隙率可进行调整，由此可调整隔板与电解液的可浸渍性。
除此之外，可测量隔板的渗透性，由此可间接检查隔板与电解液的可浸渍性是否较差。
除此之外，可在不执行额外工序或者引入额外材料的情况下使用常规隔板制造方法提供具有改善的可浸渍性的隔板，并且可将该隔板应用于大体积圆柱形二次电池以便用于诸如电动汽车之类的要求高容量和快速充电的装置中。
附图说明
图1是根据实施例1的隔板的滴落测试照片。
图2是根据实施例2的隔板的滴落测试照片。
图3是根据实施例3的隔板的滴落测试照片。
图4是根据实施例4的隔板的滴落测试照片。
图5是根据实施例5的隔板的滴落测试照片。
图6是根据实施例6的隔板的滴落测试照片。
图7是根据实施例7的隔板的滴落测试照片。
图8是根据比较例1的隔板的滴落测试照片。
图9是根据比较例2的隔板的滴落测试照片。
图10是根据比较例3的隔板的滴落测试照片。
图11是根据比较例4的隔板的滴落测试照片。
图12是根据比较例5的隔板的滴落测试照片。
图13是根据比较例6的隔板的滴落测试照片。
图14是根据比较例7的隔板的滴落测试照片。
具体实施方式
现在，将参照随附的附图详细地描述本发明的优选实施方式，使得本发明所属的领域中具有普通技能者可容易地实现本发明的优选实施方式。在详细地描述本发明的优选实施方式的操作原理时，然而，并入本文中的已知功能和配置的详细描述将在其可遮蔽本发明发明的主题时被省略。
除此之外，在整篇附图中将使用相同的附图标记以指代执行相似功能或操作的部分。在整个说明书中一个部分被称为连接至另一部分的情况下，不仅该一个部分可直接连接至该另一部分，而且该一个部分也可经由又一部分间接连接至该另一部分。除此之外，包括特定元素并非意味着排除其他元素，而是意味着可以进一步包括这些元素，除非另外提及。
除此之外，通过限制或添加来体现元件的描述可适用于所有发明，除非有特别的限制，并且不限制特定的发明。
此外，在本申请的发明描述和权利要求书中，单数形式意图包括复数形式，除非另有提及。
此外，在本申请的发明描述和权利要求书中，“或”包括“和”，除非另有提及。因此，“包括A或B”意即三种情况，即，包括A的情况、包括B的情况、和包括A和B的情况。
除此之外，所有数值范围包括最低值、最高值、和其间的所有中间值，除非上下文另外清楚说明。
根据本发明的隔板可包括由多孔材料制成的隔板基板和通过涂布形成所述隔板基板的至少一个表面上的无机层，其中所述隔板基板的孔隙率和所述无机层的孔隙可与所述隔板的渗透性满足下述关系。
(10×隔板基板的孔隙率)－(4×无机层的孔隙率)≤隔板的渗透性
隔板基板可包括本发明所属领域中通常使用的聚烯烃基聚合物树脂，并且可由下述制成：例如，选自由高密度聚乙烯、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、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(polyphenylenesulfidro)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalene)、和它们的混合物构成的群组中的至少一者。
一般而言，当仅有包括聚烯烃基聚合物树脂的隔板基板被用作隔板时，不但隔板的耐热性低，而且隔板的力学强度也低。为了解决这些问题，包括无机材料和粘合剂的无机层被设置在隔板基板的一个表面或相对表面上。
具有1或更大的介电常数、压电性、或锂离子传输能力的材料可被用作构成无机层的无机材料。
具体而言，具有1或更大介电常数的无机材料的非限制性示例是SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC、勃姆石、三水氧化铝(ATH)、或其混合物。
具有压电性的无机材料是被配置成使得当向其施加预定压力时因在颗粒相对表面之间产生的正电荷和负电荷而形成电势差的材料，并且其非限制性示例可以是选自由BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、氧化铪(HfO2)、和其混合物构成的群组中的至少一者。
包含锂元素但在不存储锂的情况下移动锂离子的具有锂离子传输能力的金属氧化物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)、诸如14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5之类的(LiAlTiP)xOy基玻璃(1＜x＜4，0＜y＜13)、钛酸镧锂(LixLayTiO3，0＜x＜2，0＜y＜3)、诸如Li3.25Ge0.25P0.75S4之类的硫代磷酸锗锂(LixGeyPzSw，0＜x＜4，0＜y＜1，0＜z＜1，0＜w＜5)、诸如Li3N之类的锂氮化物(LixNy，0＜x＜4，0＜y＜2)、诸如Li3PO4-Li2S-SiS2之类的SiS2基玻璃(LixSiySz，0＜x＜3，0＜y＜2，0＜z＜4)、诸如LiI-Li2S-P2S5之类的P2S5基玻璃(LixPySz，0＜x＜3，0＜y＜3，0＜z＜7)、和其混合物构成的群组中的至少一者。
构成无机层的无机材料可由具有3.0m2/g或更大的BET的颗粒制成。
如果无机颗粒的BET小于3.0m2/g，则可浸渍性降低，这是不可取的。
粘合剂的种类没有特别的限制，只要该粘合剂不会化学性地改变隔板的无机层即可。例如，粘合剂可由下述制成：聚烯烃，诸如聚乙烯或聚丙烯；含氟树脂，诸如聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯；含氟共聚物，诸如偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物；苯乙烯-丁二烯共聚物或其氰化物；(甲基)丙烯酸酯共聚物，诸如甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯腈丙烯酸酯共聚物、或苯乙烯丙烯酸酯共聚物；橡胶，诸如乙烯丙烯橡胶；聚乙酸乙烯酯；具有180℃或更高的熔点或玻璃化转变温度的树脂，诸如聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰胺、聚酯、芳香族聚酯、或聚醚醚酮；聚碳酸酯；聚缩醛；水溶性树脂，诸如羧烷基纤维素、烷基纤维素、羟烷基纤维素、淀粉、聚乙烯醇、海藻酸钠、、聚乙二醇、纤维素酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、或聚甲基丙烯酸；(甲基)丙烯酸基树脂；或包括它们中两者或更多者的共聚物。
无机层可进一步包括分散剂。例如，分散剂可以是丙烯酸基共聚物、氰乙基聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、黄芩苷、木犀草素、花旗松素、杨梅酮、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、焦性没食子酸、直链淀粉、支链淀粉、黄原胶、脂肪酸基化合物、或它们中两者或更多者的聚合物化合物。
一般而言，当隔板基板的可浸渍性与无机层的可浸渍性彼此进行比较时，考虑到无机层的可浸渍性高于隔板基板的可浸渍性这一事实，隔板基板的孔隙率可倾向小于无机层的孔隙率。
除此之外，当隔板基板的孔隙率和无机层的孔隙率各自等于或大于一定程度时，可增加隔板基板的可浸渍性。在根据本发明的隔板中，当隔板基板的孔隙率和无机层的孔隙率具有以上关系时，如果隔板的渗透时间满足200sec/100cc或更小的条件，则可以确定隔板基板的可浸渍性优异。
即，当在不考虑孔隙率和渗透性的单位的情况下简单比较通过按照以上关系应用隔板基板的孔隙率的值和无机层的孔隙率的值而计算的结果与隔板的渗透性的值时，如果满足以上关系则可以确定隔板基板的可浸渍性优异。
在一个具体的示例中，无机层的孔隙率可为55％或更大，而隔板基板的孔隙率可进行调整使得隔板的渗透性在满足无机层的孔隙率的范围内的情况下为200sec/100cc或更小。
无机层的孔隙率可取决于无机材料相对于粘合剂的含量比而进行调整，其中无机材料相对于粘合剂的含量比可为基于100重量％的包括无机颗粒和粘合剂的混合物的10重量％至90重量％。
同时，无机层的厚度可为隔板总厚度的30％或更大。例如，当无机层仅形成在隔板基板的一个表面上时，仅形成在隔板基板的一个表面上的无机层的厚度可为隔板总厚度的30％或更大。或者，当无机层形成在隔板基板的相对表面上时，形成在隔板基板的相对表面上的无机层的厚度的和可为隔板总厚度的30％或更大。具体而言，仅形成在隔板基板的一个表面上的无机层的厚度或者形成在隔板基板的相对表面上的无机层的厚度的和可为隔板总厚度的50％或更大、更具体而言70％或更大。
对于满足以上关系的隔板，MD方向扩散距离和TD方向扩散距离各自可以为2.0mm或更大。具体而言，MD方向扩散距离可为3.0mm或更大、更具体而言3.5mm或更大。对于不满足以上关系的隔板，MD方向扩散距离和TD方向扩散距离各自小于2.0mm。即，可以看出，根据本发明的隔板的可浸渍性得到显著改善。
MD方向是对应在制造隔板时隔板片材前进方向的方向，而TD方向是垂直于MD方向的方向。
本发明提供一种圆柱形二次电池，其具有收纳在圆柱形电池壳体中的包括所述隔板的电极组件。
电极组件可以是果冻卷型电极组件，其被配置成具有在其中正极片材和负极片材在长隔板片材设置在正极片材和负极片材之间且被添加至正极片材和负极片材中任一者的外表面的状态下进行卷绕的结构。
或者，当制造用于圆柱形二次电池的电极组件时，可使用具有仅在隔板基板的一个表面上形成的无机层的单侧涂布的隔板，由此可增加电池的容量和能量密度，因为安全性确保要求因圆柱形二次电池的特性而相对较低。
可没有限制地使用常规产品作为构成正极片材和负极片材各自的电极片材、正极混合物、和负极混合物，并且将从本说明书省略其详细描述。
除此之外，本发明可提供一种电池组，其包括作为单元电池的圆柱形二次电池，其中所述电池组可被用作诸如电动汽车、混合电动汽车、插电式混合电动汽车、电动自行车、电动滑板车、电力存储装置、或能量存储系统之类的装置的能源。
该电池组的结构和该装置的结构在本发明所属的领域中众所周知，并因此将从本说明书省略其详细描述。
在下文中，将参照实施例描述本发明。提供这些实施例只是为了更加容易理解本发明，并且这些实施例不应被解读为限制本发明的范围。
<实施例1>
具有使用孔隙率测定仪(porosimeter)测量的34％的孔隙率的隔板基板被制备为包括聚烯烃基聚合物材料的多孔隔板基板，并且包括100重量份的具有3m2/g的BET的氧化铝(Al2O3)、1重量份的丙烯酸基粘合剂、和1重量份的分散剂的固体含量被制备为无机颗粒。
30重量％的固体含量被溶解在70重量％的水中以制造无机浆料。
多孔隔板基板的一个表面用无机浆料进行涂布，使得无机浆料具有5μm的厚度，以制造具有形成在其一个表面上的无机层的单侧涂布的水性隔板。
按照下述等式计算的无机层的孔隙率为56％。
(1－(无机层的密度/固体含量的密度))×100
在以上等式中，固体含量的密度可在含量比被反映在其中的状态下从构成该固体含量的单独组分的密度的和计算得出。
<实施例2>
使用与实施例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于实施例1，具有6m2/g的BET的氧化铝被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和2重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为58％。
<实施例3>
使用与实施例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于实施例1，具有9m2/g的BET的氧化铝被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和3重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为57％。
<实施例4>
使用与实施例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于实施例1，具有5m2/g的BET的勃姆石被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和2重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为60％。
<实施例5>
使用与实施例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于实施例1，具有15m2/g的BET的勃姆石被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和6重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为58％。
<实施例6>
使用与实施例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于实施例1，具有10m2/g的BET的ATH被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和5重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为56％。
<实施例7>
使用与实施例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于实施例1，具有15m2/g的BET的ATH被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和6重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为55％。
<比较例1>
具有使用孔隙率测定仪(porosimeter)测量的40％的孔隙率的隔板基板被制备为包括聚烯烃基聚合物材料的多孔隔板基板，并且包括100重量份的具有3m2/g的BET的氧化铝(Al2O3)、1重量份的丙烯酸基粘合剂、和1重量份的分散剂的固体含量被制备为无机颗粒。
19重量％的固体含量被溶解在81重量％的水中以制造无机浆料。
多孔隔板基板的一个表面用无机浆料进行涂布，使得无机浆料具有5μm的厚度，以制造具有形成在其一个表面上的无机层的单侧涂布的水性隔板。
按照下述等式计算的无机层的孔隙率为47％。
(1－(无机层的密度/固体含量的密度))×100
在以上等式中，固体含量的密度可在含量比被反映在其中的状态下从构成该固体含量的单独组分的密度的和计算得出。
<比较例2>
使用与比较例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于比较例1，具有6m2/g的BET的氧化铝被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和2重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为47％。
<比较例3>
使用与比较例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于比较例1，具有9m2/g的BET的氧化铝被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和5重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为48％。
<比较例4>
使用与比较例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于比较例1，具有5m2/g的BET的勃姆石被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和2重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为51％。
<比较例5>
使用与比较例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于比较例1，具有15m2/g的BET的勃姆石被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和6重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为49％。
<比较例6>
使用与比较例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于比较例1，具有10m2/g的BET的ATH被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和5重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为47％。
<比较例7>
使用与比较例1中相同的方法制造单侧涂布的水性隔板，不同之处在于：不同于比较例1，具有15m2/g的BET的ATH被用作无机颗粒以代替具有3m2/g的BET的氧化铝，并且用包括100重量份的无机颗粒和6重量份的粘合剂的无机浆料制造的无机层的孔隙率为46％。
渗透性的测量
渗透性意指100cc空气传输穿过待测量的目标所耗费的时间，并使用sec/100cc作为其单位。
除此之外，渗透性可被示出为Gurley值。在本说明书中，包括无机层在内的隔板整体的渗透性按照JIS P8117进行测量。
来自Asahi Company的Seiko R150-02被用作渗透性测量仪器。
根据实施例1至7和比较例1至7的隔板的渗透性测量结果以及按照以上关系计算的值示出在下表1和表2中。
[表1]
[表2]
参照上表1和表2，可以看出，对于根据实施例的隔板，该关系的左侧值小于渗透性，而对于根据比较例的隔板，该关系的左侧值大于渗透性。
为了检查满足以上关系的根据实施例的隔板的可浸渍性、以及不满足以上关系的根据比较例的隔板的可浸渍性，按下述执行电解液滴落测试。
<电解液滴落测试>
准备数码光学显微镜(来自AnMo Electronics Corporation的AD7013MZT(R4))和钢尺，并在数码光学显微镜的高度进行调整的同时数码光学显微镜进行调焦，使得数码光学显微镜的比例尺与钢尺的测量值彼此一致。
将根据实施例和比较例制造的每个隔板切割成50mm长和50mm宽的尺寸。将经切割的隔板放置在载玻片上，并将粘附性胶带附接至其每个顶点以将隔板固定至载玻片。
具有10μl的容量的微量注射器用2μl的碳酸丙烯酯进行填充，并将碳酸丙烯酯以水滴的形式滴落至经固定的隔板上。
在滴落之后立即按下捕捉(Capture)按钮以检查水滴的形状，并在5分钟后进一步捕捉水滴的形状。
在MD方向和TD方向上测量滴落至隔板上的水滴的扩散距离。
根据实施例1至7的隔板的扩散距离示出在图1至7的照片和下表3中，而根据比较例1至7的隔板的扩散距离示出在图8至14的照片和下表4中。
[表3]
[表4]
参照上表3和表4，根据实施例的隔板的扩散距离在MD方向上为3.5mm或更大且在TD方向上为2.0mm或更大，而根据比较例的隔板的扩散距离在MD方向上为1.4mm或更小且在TD方向上为1.1mm或更小。
结果，可以看出，满足该关系的根据实施例的隔板的可浸渍性得到显著改善。结果，可以间接看出，当隔板的渗透性是恒定值且隔板基板的孔隙率和无机层的孔隙率被设定为满足以上关系时，隔板的渗透性得到显著改善。
本发明所属领域中的本领域技术人员将会理解，基于以上描述，在本发明的范畴内可以有各种应用和修改。
Claims (9)
1.一种隔板，包括：
由多孔材料制成的隔板基板；和
通过涂布形成所述隔板基板的至少一个表面上的无机层，其中
所述隔板基板和所述无机层各自具有与所述隔板的渗透性满足下述关系的孔隙率：
(10×隔板基板的孔隙率)－(4×无机层的孔隙率)≤隔板的渗透性。
2.根据权利要求1所述的隔板，其中所述无机层的孔隙率为55％或更大。
3.根据权利要求1所述的隔板，其中所述隔板的渗透性为200sec/100cc或更小。
4.根据权利要求1所述的隔板，其中所述无机层具有等价于所述隔板的总厚度的30％或更大的厚度。
5.根据权利要求1所述的隔板，其中构成所述无机层的无机材料由具有3.0m2/g或更大的BET的颗粒制成。
6.根据权利要求5所述的隔板，其中所述无机材料具有1或更大的介电常数、压电性、或锂离子传输能力。
7.根据权利要求1所述的隔板，其中所述隔板的MD方向扩散距离和TD方向扩散距离各自为2.0mm或更大。
8.一种圆柱形二次电池，具有收纳在圆柱形电池壳体中的包括根据权利要求1至7中任一项所述的隔板的电极组件。
9.一种电池组，包括作为单元电池的根据权利要求8所述的圆柱形二次电池，其中所述电池组被用作电动汽车、混合电动汽车、插电式混合电动汽车、或电力存储装置的能源。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210083162A KR20230000710A (ko) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | 이차전지용 분리막 |
| KR10-2021-0083162 | 2021-06-25 | ||
| PCT/KR2022/008882 WO2022270908A1 (ko) | 2021-06-25 | 2022-06-22 | 이차전지용 분리막 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116097515A true CN116097515A (zh) | 2023-05-09 |
Family
ID=84545781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280005702.1A Pending CN116097515A (zh) | 2021-06-25 | 2022-06-22 | 用于二次电池的隔板 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240039123A1 (zh) |
| EP (1) | EP4195397A1 (zh) |
| JP (1) | JP2023536060A (zh) |
| KR (1) | KR20230000710A (zh) |
| CN (1) | CN116097515A (zh) |
| WO (1) | WO2022270908A1 (zh) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101269207B1 (ko) * | 2010-01-25 | 2013-05-31 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 내열성이 우수한 다층 다공막 |
| WO2013066052A1 (ko) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | 주식회사 엘지화학 | 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자 |
| DE102011120474A1 (de) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | Treofan Germany Gmbh & Co. Kg | Hochporöse Separator- Folie mit Beschichtung |
| CN105659410B (zh) | 2013-11-06 | 2018-12-04 | Lg化学株式会社 | 电化学装置用隔膜 |
| CN106256041B (zh) | 2014-12-17 | 2018-06-26 | 住友化学株式会社 | 无机氧化物粉末、和含有其的浆料、以及非水电解液二次电池和其制造方法 |
| KR102225305B1 (ko) * | 2015-09-25 | 2021-03-10 | 주식회사 엘지화학 | 상분리를 이용하여 무기물 코팅층을 포함하는 분리막을 제조하는 방법 |
| KR20190033028A (ko) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 더블유스코프코리아 주식회사 | 부직포 필름이 합지된 무기 코팅 다공성 분리막 및 그 제조방법 |
| JP7370854B2 (ja) | 2019-12-26 | 2023-10-30 | ナブテスコ株式会社 | アクチュエータ制御装置 |
-
2021
- 2021-06-25 KR KR1020210083162A patent/KR20230000710A/ko unknown
-
2022
- 2022-06-22 CN CN202280005702.1A patent/CN116097515A/zh active Pending
- 2022-06-22 US US18/021,746 patent/US20240039123A1/en active Pending
- 2022-06-22 EP EP22828755.3A patent/EP4195397A1/en active Pending
- 2022-06-22 JP JP2023503026A patent/JP2023536060A/ja active Pending
- 2022-06-22 WO PCT/KR2022/008882 patent/WO2022270908A1/ko active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4195397A1 (en) | 2023-06-14 |
| WO2022270908A1 (ko) | 2022-12-29 |
| JP2023536060A (ja) | 2023-08-23 |
| US20240039123A1 (en) | 2024-02-01 |
| KR20230000710A (ko) | 2023-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6824558B2 (ja) | 機能性バインダーが適用された電池用分離膜及びこれを適用した電気化学素子 | |
| KR101358764B1 (ko) | 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자 | |
| KR101488829B1 (ko) | 세퍼레이터의 제조방법, 이로부터 형성된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자 | |
| EP3367465B1 (en) | Separator and electrochemical device including the same | |
| EP4235891A2 (en) | Separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery | |
| CN108370015B (zh) | 隔膜及包含其的电化学装置 | |
| KR20100028009A (ko) | 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자 | |
| CN111566843B (zh) | 具有改善的对电极的粘附性和电阻特性的用于锂二次电池的隔板和包括该隔板的锂二次电池 | |
| KR102228625B1 (ko) | 전기화학소자용 분리막 및 그의 제조방법 | |
| KR20160061165A (ko) | 이차 전지용 세퍼레이터 및 이를 포함하는 이차 전지 | |
| CN110574190B (zh) | 包括具有不同玻璃化转变温度的粘合剂的隔板及其制造方法 | |
| US20210249734A1 (en) | Method for manufacturing separator for electrochemical device | |
| KR20210022098A (ko) | 분리막, 분리막을 포함하는 전기화학 디바이스 및 분리막을 제조하는 방법 | |
| EP3767705B1 (en) | Separator in which double coating layer is formed and secondary battery comprising same | |
| KR20150102226A (ko) | 안전성이 강화된 각형 전지 케이스 및 그의 제조방법 | |
| US20230378607A1 (en) | Separator and electrochemical device including the same | |
| WO2018128484A1 (ko) | 기능성 바인더가 적용된 전지용 분리막 및 이를 적용한 전기화학 소자 | |
| CN116097515A (zh) | 用于二次电池的隔板 | |
| KR20220133710A (ko) | 전기화학소자용 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자 | |
| EP4254636A1 (en) | Separator for electrochemical device, and electrode assembly and electrochemical device comprising same | |
| KR102598703B1 (ko) | 코팅바 및 이를 이용한 분리막 제조방법 | |
| KR20230067401A (ko) | 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자 | |
| KR20230065916A (ko) | 이차전지용 전극조립체, 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| JP2023551522A (ja) | 電気化学素子用分離膜及びそれを含む電気化学素子 | |
| KR20230059288A (ko) | 자석을 포함하는 리튬 이차전지용 전극조립체, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
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 |