CN117897860A - 用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法、由此获得的含交联结构的锂二次电池用分隔件、以及包括其的锂二次电池 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及一种用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,包括以下步骤:将聚烯烃和稀释剂供给到挤出机以挤出聚烯烃组合物;将经挤出的聚烯烃组合物模制成片材形式并取向;将经取向的片材浸渍在提取溶液中以提取稀释剂,从而提供基于聚烯烃的多孔支撑体;以及向基于聚烯烃的多孔支撑体照射紫外线,其中提取溶液具有上层和下层,下层包含光引发剂和光引发剂用溶剂,上层包含光引发剂用非溶剂,以及基于100重量份的光引发剂用溶剂,光引发剂以0.01重量份至0.3重量份的量存在。本公开内容还涉及由所述方法获得的含交联结构的锂二次电池用分隔件、以及包括所述含交联结构的锂二次电池用分隔件的锂二次电池。
Description
技术领域
本公开内容涉及用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法、由此获得的含交联结构的锂二次电池用分隔件、以及包括其的锂二次电池。
本申请要求于2021年8月17日在韩国提交的韩国专利申请第10-2021-0108336号的优先权,其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
近来,储能技术已被给予越来越多的关注。随着储能技术的应用已被扩展到用于手机、便携式摄像机和笔记本电脑的能量,并且甚至扩展到用于电动汽车的能量,越来越需要提供用作用于这样的具有高能量密度的电子装置的电源的电池。锂二次电池是最能满足这样的需求的电池。因此,已对这样的锂二次电池进行了积极的研究。
这样的锂二次电池包括正电极、负电极、电解质和分隔件。特别地,要求分隔件具有用于将正电极与负电极彼此分隔开和电绝缘的绝缘特性,以及基于高孔隙率的用于增加锂离子渗透性的高离子传导率。
由于分隔件的作用是使正电极和负电极彼此电绝缘,因此即使当电池经受异常情况例如高温时,分隔件也应使两个电极彼此电绝缘。然而,在广泛用作分隔件的聚烯烃分隔件的情况下,其具有低熔点(Tm)并且当电池被异常使用并且电池温度升高至聚乙烯的熔点或更高从而产生熔化现象时可能引起着火和爆炸,并且由于其材料特性和在其制造过程期间的特征,还在高温条件下显示出严重的热收缩行为,从而引起与安全性相关的问题,例如内部短路。
因此,迫切需要能够确保在高温下的安全性的分隔件。
发明内容
技术问题
本公开内容旨在解决相关领域的问题,并因此本公开内容涉及提供用于制造可以提供改善的高温安全性和优异的机械强度的含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法。
本公开内容还涉及提供具有优异的高温安全性和机械强度的含交联结构的锂二次电池用分隔件、以及包括其的锂二次电池。
技术方案
在本公开内容的一个方面中,提供了根据以下实施方案中任一者的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法。
根据第一实施方案,提供了用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,包括以下步骤:
将聚烯烃和稀释剂供给到挤出机以挤出聚烯烃组合物;
将经挤出的聚烯烃组合物模制成片材形式并取向;
将经取向的片材浸渍在提取溶液中以提取稀释剂,从而提供基于聚烯烃的多孔支撑体;以及
向基于聚烯烃的多孔支撑体照射紫外线,
其中提取溶液具有上层和下层,
下层包含光引发剂和光引发剂用溶剂,
上层包含光引发剂用非溶剂,以及
基于100重量份的光引发剂用溶剂,光引发剂以0.01重量份至0.3重量份的量存在。
根据第二实施方案,提供了如第一实施方案中所限定的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,
其中光引发剂用溶剂为稀释剂用的提取溶剂。
根据第三实施方案,提供了如第二实施方案中所限定的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,
其中稀释剂用的提取溶剂包括甲基乙基酮、二氯甲烷、己烷、或者它们中的两者或更多者。
根据第四实施方案,提供了如第一实施方案至第三实施方案中任一者中所限定的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,
其中光引发剂包括2型光引发剂。
根据第五实施方案,提供了如第一实施方案至第四实施方案中任一者中所限定的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,
其中光引发剂包括噻吨酮(TX)、噻吨酮衍生物、二苯甲酮(BPO)、二苯甲酮衍生物、或者它们中的两者或更多者。
根据第六实施方案,提供了如第一实施方案至第五实施方案中任一者中所限定的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,
其中光引发剂用非溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丁二醇、乙二醇、丙二醇、三丙二醇、或者它们中的两者或更多者。
根据第七实施方案,提供了如第一实施方案至第六实施方案中任一者中所限定的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,
其中以10mJ/cm2至2000mJ/cm2的剂量照射紫外线。
在本公开内容的另一个方面中,提供了根据以下实施方案中任一者的含交联结构的锂二次电池用分隔件。
根据第八实施方案,
提供了通过如第一实施方案至第七实施方案中任一者中所限定的方法获得的含交联结构的锂二次电池用分隔件。
根据第九实施方案,提供了如第八实施方案中所限定的含交联结构的锂二次电池用分隔件,
所述含交联结构的锂二次电池用分隔件的熔化温度为160℃或更高。
根据第十实施方案,提供了如第八实施方案或第九实施方案中所限定的含交联结构的锂二次电池用分隔件,
所述含交联结构的锂二次电池用分隔件的交联度为10%至45%。
根据第十一实施方案,提供了如第八实施方案至第十实施方案中任一者中所限定的含交联结构的锂二次电池用分隔件,
所述含交联结构的锂二次电池用分隔件在机器方向和横向方向的每一者上显示出1,500kgf/cm2或更大的拉伸强度。
根据第十二实施方案,提供了如第八实施方案至第十一实施方案中任一者中所限定的含交联结构的锂二次电池用分隔件,
与交联之前的锂二次电池用分隔件相比,所述含交联结构的锂二次电池用分隔件在机器方向和横向方向的每一者上显示出30%或更小的拉伸强度的变化。
根据第十三实施方案,提供了如第八实施方案至第十二实施方案中任一者中所限定的含交联结构的锂二次电池用分隔件,
所述含交联结构的锂二次电池用分隔件的关断温度为145℃或更低。
在本公开内容的又一个方面中,提供了根据以下实施方案的锂二次电池。
根据第十四实施方案,
提供了包括正电极、负电极和介于正电极与负电极之间的分隔件的锂二次电池,
其中分隔件为如第八实施方案至第十三实施方案中任一者中所限定的含交联结构的锂二次电池用分隔件。
有益效果
根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法实现了聚烯烃多孔支撑体的有效交联,同时使副反应最小化。
由于光引发剂可以通过光引发剂用非溶剂迁移到聚烯烃多孔支撑体中,因此根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法提供了聚烯烃多孔支撑体的提高的光交联效率。
由根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法获得的含交联结构的锂二次电池用分隔件包括含交联结构的聚烯烃多孔支撑体,所述含交联结构的聚烯烃多孔支撑体具有包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构,并因此显示出优异的高温安全性和机械强度。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方案。在描述之前,应理解,说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义,而是在允许发明人为了最佳的说明而适当地定义术语的原则的基础上基于与本公开内容的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此,本文中提出的描述仅仅是出于举例说明的目的的优选实例,不旨在限制本公开内容的范围,因此应理解,在不脱离本公开内容的范围的情况下,可以对其做出其他等同方案和修改方案。
在本公开内容的一个方面中,提供了用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,包括以下步骤:
将聚烯烃和稀释剂供给到挤出机以挤出聚烯烃组合物;
将经挤出的聚烯烃组合物模制成片材形式并取向;
将经取向的片材浸渍在提取溶液中以提取稀释剂,从而提供基于聚烯烃的多孔支撑体;以及
向基于聚烯烃的多孔支撑体照射紫外线,
其中提取溶液具有上层和下层,
下层包含光引发剂和光引发剂用溶剂,
上层包含光引发剂用非溶剂,以及
基于100重量份的光引发剂用溶剂,光引发剂以0.01重量份至0.3重量份的量存在。
在下文中,将参照根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法的主要部分对其进行说明。
根据本公开内容,将光引发剂引入至聚烯烃多孔支撑体的表面,并且聚烯烃多孔支撑体可以在用紫外线照射后进行交联。在本文中,术语“聚烯烃多孔支撑体的表面”不仅可以包括聚烯烃多孔支撑体的最外表面,而且还包括存在于聚烯烃多孔支撑体内部的孔的表面。
光引发剂进行聚烯烃多孔支撑体中的聚合物链的直接光交联。光引发剂可以在没有另外的交联剂、共引发剂或增效剂的帮助下单独进行聚烯烃支撑体的交联。在氢原子仅通过光吸收经由夺氢而被去除的同时,光引发剂被转化成反应性化合物。然后,光引发剂在聚烯烃多孔支撑体中的聚合物链中形成自由基,并使聚合物链具有反应性,从而允许聚合物链彼此直接互连以进行光交联。
根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法使用光引发剂来在聚烯烃多孔支撑体中的聚合物链中产生自由基,从而形成包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构。
在本文中,由于光引发剂的作用是在聚烯烃多孔支撑体中的聚合物链中形成自由基,因此光引发剂的含量在自由基的形成中发挥重要作用。
当过量形成自由基时,光引发剂分子它们自身之间可能反应,或者光引发剂可能与聚合物链交联。所得交联结构与聚烯烃多孔支撑体中的聚合物链之间的交联结构相比具有更低的反应焓,并且可能在电池的充电/放电期间分解以引起副反应。此外,当光引发剂与聚合物链反应时,聚烯烃链的熔点不期望地降低,引起分隔件的特性例如关断温度的劣化。
根据本公开内容,使用光引发剂用非溶剂以允许光引发剂均匀分布在聚烯烃多孔支撑体的孔中,从而提高聚烯烃多孔支撑体的交联效率并使光引发剂的含量最小化。
在根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法中,将光引发剂用非溶剂施加至包含施加至其的光引发剂的聚烯烃多孔支撑体,以通过非溶剂使光引发剂迁移到聚烯烃多孔支撑体中。以这种方式,可以提高聚烯烃多孔支撑体的交联效率,并因此即使用少量光引发剂也可以进行交联。
首先,将聚烯烃和稀释剂供给到挤出机以挤出聚烯烃组合物。
根据本公开内容的一个实施方案,聚烯烃可以包括聚乙烯;聚丙烯;聚丁烯;聚戊烯;聚己烯;聚辛烯;乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯、己烷、庚烷和辛烯中的至少两者的共聚物;或其混合物。
聚乙烯的非限制性实例包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)等。当聚乙烯为具有高结晶度和高树脂熔点的高密度聚乙烯时,可以提供期望水平的耐热性和增加的模量。
根据本公开内容的一个实施方案,聚烯烃的重均分子量可以为200,000至1,500,000。例如,聚烯烃的重均分子量可以为220,000或更大、250,000或更大、300,000或更大、600,000或更大、800,000或更大、或1,000,000或更大,且1,000,000或更小、800,000或更小、600,000或更小、300,000或更小、250,000或更小、或220,000或更小。当聚烯烃具有上述限定范围的重均分子量时,可以为最终的分隔件提供优异的强度和耐热性,同时确保聚烯烃多孔支撑体的均匀性和成膜加工性。
在本文中,重均分子量可以通过使用凝胶渗透色谱法(GPC)(PL GPC220,AgilentTechnologies)在以下分析条件下确定:
-柱:PLOlexis(Polymer Laboratories)
-溶剂:三氯苯(TCB)
-流量:1.0mL/分钟
-样品浓度:1.0mg/mL
-注射量:200μL
-柱温:160℃
-检测器:Agilent高温RI检测器
-标准物:聚苯乙烯(用三次函数校正)
根据本公开内容的一个实施方案,稀释剂可以包括:石蜡;蜡;大豆油;邻苯二甲酸酯,例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯等;芳族醚,例如二苯醚、苄基醚等;C10-C20脂肪酸,例如棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚麻酸、亚油酸等;C10-C20脂肪酸醇,例如棕榈酸醇、硬脂酸醇、油酸醇等;或脂肪酸酯(其中其脂肪酸基团具有4个至26个碳原子的饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸或者其双键经环氧取代的不饱和脂肪酸中的一种或至少两种脂肪酸与具有1至8个羟基的C1-C10醇进行酯结合),例如棕榈酸单酯、棕榈酸二酯或棕榈酸三酯,硬脂酸单酯、硬脂酸二酯或硬脂酸三酯,油酸单酯、油酸二酯或油酸三酯,亚油酸单酯、亚油酸二酯或亚油酸三酯,等等;或者它们中的两者或更多者。
聚烯烃与稀释剂的重量比可以为50:50至20:80或40:60至30:70。当聚烯烃与稀释剂的重量比满足上述限定的范围时,最终的聚烯烃多孔支撑体可以确保合适的水平的孔隙率和平均孔径,并且孔可以互连以提供改善的渗透性。此外,可以防止挤出负载增加以确保容易加工水平的粘度,并防止聚烯烃以凝胶形式挤出而引起在取向时断裂和厚度不均匀的问题,同时不与稀释剂进行热力学捏合。还可以防止最终的聚烯烃多孔支撑体经历强度劣化。
除了聚烯烃和稀释剂之外,还可以向挤出机中添加抗氧化剂。抗氧化剂可以控制聚烯烃链中形成的自由基,从而控制聚合物链之间的交联。抗氧化剂代替聚合物链被氧化以防止聚合物链的氧化,或者吸收自由基以控制聚合物链之间的交联。
根据本公开内容的一个实施方案,基于聚烯烃多孔支撑体的重量,抗氧化剂的含量可以为500ppm至20000ppm。例如,基于聚烯烃多孔支撑体的重量,抗氧化剂的含量可以为1000ppm或更大、1500ppm或更大、2000ppm或更大、5000ppm或更大、10000ppm或更大、13000ppm或更大、或15000ppm或更大,且15000ppm或更小、13000ppm或更小、10000ppm或更小、5000ppm或更小、或2000ppm或更小。当抗氧化剂的含量满足上述限定的范围时,抗氧化剂可以充分控制自由基的过量形成,并因此可以防止副反应的问题,同时防止聚烯烃多孔支撑体表面粗糙化。
这样的抗氧化剂可以分为自由基清除剂和过氧化物分解剂,所述自由基清除剂与聚烯烃中形成的自由基反应以使聚烯烃稳定化,所述过氧化物分解剂使由自由基产生的过氧化物分解成稳定的分子形式。自由基清除剂释放氢,使自由基稳定化,并且自身转化为自由基。然而,自由基清除剂可以通过共振效应或电子重排而保持稳定的形式。当与自由基清除剂结合使用时,过氧化物分解剂可以实现增强的效果。
根据本公开内容的一个实施方案,抗氧化剂可以包括作为自由基清除剂的第一抗氧化剂和作为过氧化物分解剂的第二抗氧化剂。第一抗氧化剂和第二抗氧化剂具有不同的作用机理。因此,当同时使用作为自由基清除剂的第一抗氧化剂和作为过氧化物分解剂的第二抗氧化剂时,可以通过抗氧化剂的协同效应容易地抑制不期望的自由基形成。
第一抗氧化剂的含量与第二抗氧化剂的含量可以相同或不同。
根据本公开内容的一个实施方案,第一抗氧化剂可以包括酚类抗氧化剂、基于胺的抗氧化剂、或其混合物。
酚类抗氧化剂可以包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4’-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)、2,2’-硫代二乙基双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、4,4’-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-硫代双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、十八烷基-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯酚)丙酸酯]、硫代二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、6,6’-二叔丁基-2,2’-硫代二对甲酚、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲苯基)甲基-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、3,3’-硫代二丙酸双十八烷基酯、或者它们中的两者或更多者。
根据本公开内容的一个实施方案,基于聚烯烃多孔支撑体的重量,第一抗氧化剂的含量可以为500ppm至10000ppm。例如,基于聚烯烃多孔支撑体的重量,第一抗氧化剂的含量可以为1000ppm或更大、1500ppm或更大、2000ppm或更大、或5000ppm或更大,且5000ppm或更小、2000ppm或更小、或1000ppm或更小。当第一抗氧化剂的含量满足上述限定的范围时,可以容易地防止由自由基的过量形成引起的副反应的问题。
根据本公开内容的一个实施方案,第二抗氧化剂可以包括基于磷的抗氧化剂、基于硫的抗氧化剂、或其混合物。
基于磷的抗氧化剂分解过氧化物以形成醇,并且被转化为磷酸酯。基于磷的抗氧化剂可以包括3,9-双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺[5,5]十一烷、双(2,6-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)2-乙基己基亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)-乙基-亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、或者它们中的两者或更多者。
基于硫的抗氧化剂可以包括3,3’-硫代双-1,1’-双十二烷基酯、3,3’-硫代二丙酸二甲酯、3,3’-硫代二丙酸双十八烷基酯、2,2-双{[3-(十二烷基硫代)-1-氧代丙氧基]甲基}丙烷-1,3-二基双[3-(十二烷基硫代)丙酸酯]、或者它们中的两者或更多者。
根据本公开内容的一个实施方案,基于聚烯烃多孔支撑体的重量,第二抗氧化剂的含量可以为500ppm至10000ppm。例如,基于聚烯烃多孔支撑体的重量,第二抗氧化剂的含量可以为1000ppm或更大、1500ppm或更大、2000ppm或更大、或5000ppm或更大,且5000ppm或更小、2000ppm或更小、或1000ppm或更小。当第二抗氧化剂的含量满足上述限定的范围时,可以容易地防止由自由基的过量形成而引起的副反应的问题。
根据本公开内容的一个实施方案,当抗氧化剂同时包括作为自由基清除剂的第一抗氧化剂和作为过氧化物分解剂的第二抗氧化剂时,基于聚烯烃多孔支撑体的重量,第一抗氧化剂的含量可以为500ppm至10000ppm,并且基于聚烯烃多孔支撑体的重量,第二抗氧化剂的含量可以为500ppm至10000ppm。
挤出可以通过使用单轴或双轴挤出机在160℃至240℃的温度下进行几分钟。为了进行均匀的反应挤出,可以使用利用长度/直径比(L/D)为30或更大的螺杆的挤出机。
接下来,将经挤出的聚烯烃组合物模制成片材形式并取向。
经挤出的聚烯烃组合物通过模头和冷却辊冷却。在本文中,在聚烯烃与稀释剂之间可能发生相分离。相分离时间可能影响最终的聚烯烃多孔支撑体的BET比表面积、平均孔尺寸、孔形状等。
根据本公开内容的一个实施方案,取向可以使用辊或拉幅机通过顺序或同时取向来进行。取向比在机器方向和横向方向的每一者上可以为3倍或更大、或5倍至10倍,并且总取向比可以为20倍至80倍。当取向比满足上述限定的比率时,可以防止在一个方向上取向不充分、机器方向与横向方向之间的物理特性失去平衡、以及拉伸强度和穿刺强度劣化的问题。还可以防止未取向和不形成孔,或者还可以防止由取向期间的断裂引起的聚烯烃多孔支撑体的收缩率增加的问题。
如本文所使用的,‘机器方向’是指分隔件连续生产期间的前进方向,即,分隔件的纵向方向,而‘横向方向’是指相对于机器方向的横向方向,即,与分隔件连续生产期间的前进方向垂直的方向,即,与分隔件的纵向方向垂直的方向。
取向温度可以随本文中使用的聚烯烃的熔点以及稀释剂的浓度和类型而变化,并且可以在使得片材中30重量%至80重量%的聚烯烃结晶链段可以被熔化的这样的温度范围内选择。当取向温度满足上述限定的范围时,可以防止由缺乏柔软性而引起的断裂或未取向的问题。此外,可以防止由部分过度取向而引起的厚度差异或由低的聚烯烃取向效应而引起的物理特性的劣化。同时,通过片材的差示扫描量热法(differential scanningcalorimetry,DSC)可以获得结晶链段根据温度熔化的程度。
然后,将经取向的片材浸渍在提取溶液中以提取稀释剂,从而提供聚烯烃多孔支撑体。在本文中,在经取向的片材经受提取溶液的同时,稀释剂被提取以提供其中形成有的孔的聚烯烃多孔支撑体。
提取溶液具有上层和下层,其中下层包含光引发剂和光引发剂用溶剂,以及上层包含光引发剂用非溶剂。
光引发剂存在于提取溶液的下层,并因此当将经取向的片材浸渍在提取溶液中时,可以将光引发剂施加于聚烯烃多孔支撑体的表面。
在包含施加至其表面的光引发剂的聚烯烃多孔支撑体经受提取溶液的上层的同时,可以将存在于提取溶液上层中的光引发剂用非溶剂施加至包含施加至其表面的光引发剂的聚烯烃多孔支撑体。由于光引发剂用非溶剂可能引起存在于聚烯烃多孔支撑体表面上的光引发剂迁移到聚烯烃多孔支撑体的孔中,因此可以提高聚烯烃多孔支撑体的交联效率。此外,由于光引发剂用非溶剂可以去除存在于聚烯烃多孔支撑体中的过量光引发剂和光引发剂用溶剂,因此可以防止聚烯烃多孔支撑体过度交联。
由于将光引发剂用非溶剂施加至包含施加至其的光引发剂的聚烯烃多孔支撑体,因此即使使用相同量的光引发剂,由于聚烯烃多孔支撑体中存在的光引发剂含量增加,聚烯烃多孔支撑体的交联效率也可以提高。以这种方式,即使使用少量光引发剂,也可以有效地进行聚烯烃多孔支撑体的交联。
根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法即使用少量的光引发剂也允许聚烯烃多孔支撑体交联。基于100重量份的光引发剂用溶剂,光引发剂以0.01重量份至0.3重量份的量存在。
当光引发剂的含量满足上述限定的范围时,可以进行聚烯烃多孔支撑体的有效交联,同时防止由自由基的过量形成而引起的副反应。例如,可以通过仅允许交联在聚合物链之间发生来防止副反应,同时防止由自由基的过量形成而引起的光引发剂分子它们自身之间的交联或者光引发剂与聚合物链之间的交联。
此外,可以防止分隔件由自由基的过量形成和快速交联而引起的收缩。因此,可以防止交联之后的聚烯烃多孔支撑体的透气性劣化。
还可以防止由聚烯烃过多的主链断开而引起的聚烯烃多孔支撑体的机械强度劣化。
当基于100重量份的光引发剂用溶剂,光引发剂以小于0.01重量份的量存在时,难以形成自由基到使得聚烯烃多孔支撑体可以充分交联的这样的程度,并因此难以顺利地进行聚烯烃多孔支撑体的交联。
当基于100重量份的光引发剂用溶剂,光引发剂的含量大于0.3重量份时,聚烯烃多孔支撑体可以交联,但是由于自由基的过量形成而发生副反应。例如,光引发剂可以在它们自身之间交联,或者光引发剂可以与聚烯烃链交联。此外,在用UV射线照射后发生快速的交联,引起分隔件收缩和聚烯烃主链断开,导致机械强度劣化。
根据本公开内容的一个实施方案,基于100重量份的光引发剂用溶剂,光引发剂的含量可以为0.02重量份或更大、0.03重量份或更大、0.04重量份或更大、0.05重量份或更大、或0.1重量份或更大,且0.1重量份或更小、或0.05重量份或更小。当光引发剂的含量满足上述限定的范围时,可以在允许聚烯烃多孔支撑体有效交联的同时容易地防止由自由基的过量形成而引起的副反应的发生。
根据本公开内容的一个实施方案,光引发剂可以包括2型光引发剂。
根据本公开内容的一个实施方案,光引发剂可以包括噻吨酮(TX)、噻吨酮衍生物、二苯甲酮(BPO)、二苯甲酮衍生物、或者它们中的两者或更多者。
噻吨酮衍生物的具体实例可以包括但不限于:2-异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-十二烷基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、1-甲氧基羰基噻吨酮、2-乙氧基羰基噻吨酮、3-(2-甲氧基乙氧基羰基)-噻吨酮、4-丁氧基羰基-噻吨酮、3-丁氧基羰基-7-甲基噻吨酮、1-氰基-3-氯噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-氯噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-乙氧基噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-氨基噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-苯基磺酰噻吨酮、3,4-二[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基羰基]噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-(1-甲基-1-吗啉代乙基)-噻吨酮、2-甲基-6-二甲氧基甲基-噻吨酮、2-甲基-6-(1,1-二甲氧基-苄基)-噻吨酮、2-吗啉代甲基噻吨酮、2-甲基-6-吗啉代甲基-噻吨酮、N-烯丙基噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺、N-辛基噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺、N-(1,1,3,3-四甲基丁基)-噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺、1-苯氧基噻吨酮、6-乙氧基羰基-2-甲氧基噻吨酮、6-乙氧基羰基-2-甲基噻吨酮、噻吨酮-2-聚乙二醇酯、2-羟基-3-(3,4-二甲基-9-氧代-9H-噻吨酮-2-基氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙铵氯化物等。
二苯甲酮衍生物的特定实例可以包括但不限于:4-苯基二苯甲酮、4-甲氧基二苯甲酮、4,4’-二甲氧基-二苯甲酮、4,4’-二甲基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、4,4’-二甲基氨基二苯甲酮、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-(4-甲硫基苯基)-二苯甲酮、3,3’-二甲基-4-甲氧基-二苯甲酮、甲基-2-苯甲酰基苯甲酸酯、4-(2-羟乙基硫代)-二苯甲酮、4-(4-甲苯基硫代)二苯甲酮、4-苯甲酰基-N,N,N-三甲基苯甲铵氯化物、2-羟基-3-(4-苯甲酰基苯氧基)-N,N,N-三甲基-丙铵氯化物一水合物、4-羟基二苯甲酮、4-(13-丙烯酰基-1,4,7,10,13-五氧杂十三烷基)-二苯甲酮、4-苯甲酰基-N,N-二甲基-N-[2-(1-氧代-2-丙烯基)氧基]乙基-苯甲铵氯化物等。
特别地,当光引发剂包括2-异丙基噻吨酮、噻吨酮或其混合物时,与使用二苯甲酮的光交联相比,即使用较低的光剂量(例如,500mJ/cm2),聚烯烃多孔支撑体也可以光交联,这就大规模生产而言是有利的。
此外,当光引发剂包括2-异丙基噻吨酮(ITX)时,ITX具有约70℃至80℃的低熔点,并因此在控制在80℃至100℃的光交联温度下在聚烯烃多孔支撑体的表面上熔化以产生ITX进入到聚烯烃多孔支撑体中的移动性,引起交联效率提高。此外,可以容易地防止最终的分隔件的物理特性改变。
根据本公开内容的一个实施方案,光引发剂用溶剂可以为稀释剂用的提取溶剂。例如,稀释剂用的提取溶剂可以包括甲基乙基酮、二氯甲烷、己烷、或者它们中的两者或更多者。
根据本公开内容的一个实施方案,光引发剂用非溶剂可以包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丁二醇、乙二醇、丙二醇、三丙二醇、或者它们中的两者或更多者。
基于100重量%的聚烯烃多孔支撑体,在提取步骤之后剩余的稀释剂的含量可以为1重量%或更小。在这种情况下,可以防止聚烯烃多孔支撑体的物理特性劣化和渗透性降低。
剩余的稀释剂的含量可能受提取温度和提取时间影响。考虑到稀释剂和有机溶剂的溶解度增加以及由有机溶剂沸腾而引起的安全性问题,提取温度可以为40℃或更低。
此外,提取时间可以随待获得的聚烯烃多孔支撑体的厚度而改变。在厚度为10μm至30μm的聚烯烃多孔支撑体的情况下,提取时间可以为2分钟至4分钟。
在进行上述步骤之后,可以将聚烯烃多孔支撑体热固定。热固定为对预备的多孔支撑体进行固定和加热使得可以将待收缩的预备的多孔支撑体强制固定以去除残余应力的过程。
根据本公开内容的一个实施方案,热固定温度可以为125℃至132℃。根据本公开内容的一个实施方案,热固定时间可以为10秒或更长、20秒或更长、或30秒或更长,且120秒或更短、90秒或更短、或60秒或更短。当热固定条件满足上述限定的范围时,聚烯烃分子发生重排,并因此可以去除最终的聚烯烃多孔支撑体的残余应力,并防止由部分熔化引起的聚烯烃多孔支撑体的孔堵塞的问题。
根据本公开内容的一个实施方案,聚烯烃多孔支撑体可以为多孔膜。
根据本公开内容的一个实施方案,聚烯烃多孔支撑体的如通过H-NMR确定的存在于聚烯烃链中的双键数可以为每1000个碳原子0.01个至0.5个。例如,存在于聚烯烃链中的双键数可以为如通过H-NMR确定的每1000个碳原子0.02个或更多、0.03个或更多、0.04个或更多、0.05个或更多、0.06个或更多、0.07个或更多、0.08个或更多、0.09个或更多、0.1个或更多、0.2个或更多、0.3个或更多、或0.4个或更多,且0.4个或更少、0.3个或更少、0.2个或更少、0.1个或更少、0.09个或更少、0.8个或更少、0.07个或更少、0.06个或更少、0.05个或更少、0.04个或更少、0.03或更少、或0.02个或更少。当聚烯烃多孔支撑体具有上述限定的双键数时,可以控制由光引发剂引起的通过从存在于聚烯烃链中的双键结构中夺氢而形成的自由基,并因此可以进行聚烯烃多孔支撑体的有效交联,同时使由自由基的过量形成引起的副反应最小化。
存在于聚烯烃链中的双键结构可以存在于聚烯烃链的末端处,或者可以存在于聚烯烃链内部,即除聚烯烃链的末端之外的整个聚烯烃链中。特别地,存在于除末端之外的聚烯烃链中的双键数可以影响聚烯烃链的交联。
根据本公开内容的一个实施方案,存在于聚烯烃多孔支撑体的聚烯烃链(除末端之外)中的双键数可以为每1000个碳原子0.005个至0.49个。在本文中,“存在于聚烯烃链(除末端之外)中的双键”是指除聚烯烃链的末端之外,在整个聚烯烃链中存在的双键。此外,术语“末端”是指连接至聚烯烃链的两端中的每一者的碳原子的位置。
根据本公开内容的一个实施方案,存在于聚烯烃链中的双键数可以通过改变用于合成聚烯烃的催化剂的类型和纯度、添加连接剂等来控制。
聚烯烃多孔支撑体的BET比表面积可以为10m2/g至27m2/g。例如,聚烯烃多孔支撑体的BET比表面积可以为11m2/g或更大、13m2/g或更大、15m2/g或更大、17m2/g或更大、19m2/g或更大、21m2/g或更大、23m2/g或更大、或25m2/g或更大,且25m2/g或更小、23m2/g或更小、21m2/g或更小、19m2/g或更小、17m2/g或更小、15m2/g或更小、或13m2/g。当聚烯烃多孔支撑体的BET比表面积满足上述限定的范围时,聚烯烃多孔支撑体可以具有增加的表面积,并因此即使用少量的光引发剂也可以提高聚烯烃多孔支撑体的交联效率。
聚烯烃多孔支撑体的BET比表面积可以通过BET法来确定。特别地,可以使用可从BEL Japan Co.获得的BELSORP-mino II在液氮温度(77K)下由氮气吸附来计算聚烯烃多孔支撑体的BET比表面积。
然后,向聚烯烃多孔支撑体照射紫外线。当照射UV射线时,聚烯烃多孔支撑体中的聚合物链交联以获得含交联结构的聚烯烃多孔支撑体。
通过使用UV交联体系进行UV照射,同时充分考虑光引发剂的含量等来控制UV照射时间和照射剂量。例如,UV照射时间和照射剂量可以设定在这样的条件下:聚烯烃多孔支撑体中的聚烯烃链可以充分交联,以确保期望水平的耐热性,同时防止聚烯烃多孔支撑体被UV灯产生的热损坏。此外,用于UV交联体系的UV灯根据光引发剂可以适当地选自高温汞灯、金属灯、镓灯等,并且UV灯的发光波长和剂量可以根据过程适当地选择。
根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法即使用与用于一般光交联的光剂量相比显著更小的UV照射光剂量也可以进行聚烯烃多孔支撑体中的聚合物链的光交联。因此,可以提高大规模生产过程的适用性。例如,UV光剂量可以为10mJ/cm2至2000mJ/cm2、或50mJ/cm2或更大、或150mJ/cm2或更大,且1000mJ/cm2或更小、或500mJ/cm2或更小。
根据本公开内容的一个实施方案,‘UV光剂量’可以通过使用可从Miltec获得的被称为H型UV灯泡和UV power puck的便携式光剂量测量仪器来确定。当通过使用可从Miltec获得的H型UV灯泡确定光剂量时,根据波长得出三种类型的波长值UVA、UVB和UVC,并且本文所使用的UV射线对应于UVA。
根据本公开内容,用于确定‘UV光剂量’的方法包括在与样品相同的条件下在光源存在的情况下使UV power puck穿过输送器,并且将UV power puck中显示的UV光剂量值定义为‘UV光剂量’。
如上所述,通过根据本公开内容的一个实施方案的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,可以获得含交联结构的锂二次电池用分隔件。
含交联结构的锂二次电池用分隔件包括含交联结构的聚烯烃多孔支撑体,所述含交联结构的聚烯烃多孔支撑体具有包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构。由于根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件设置有具有包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构的含交联结构的聚烯烃多孔支撑体,因此其显示出改善的耐热性。
如本文所使用的,‘包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构’意指这样的结构:其中基本上包含聚烯烃(优选仅包含聚烯烃)的聚合物链通过添加光引发剂而提供有反应性并且彼此直接交联。因此,在聚合物链与另外引入的交联剂之间发生的交联不对应于如本文所限定的‘包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构’。此外,即使聚合物链基本上包含聚烯烃或者仅包含聚烯烃,在这样的另外的交联剂与聚合物链之间发生的交联也不对应于如本文所限定的‘包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构’。
根据本公开内容的一个实施方案,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体可以仅包括包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构,而不包括包含与光引发剂直接互连的聚合物链的交联结构。
根据本公开内容的一个实施方案,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体仅包括包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构,并且不包括包含与光引发剂直接互连的聚合物链的交联结构。
根据本公开内容的一个实施方案,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的交联度可以为10%至45%。例如,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的交联度可以为15%或更大、20%或更大、30%或更大、32%或更大、35%或更大、或37%或更大,且40%或更小、37%或更小、35%或更小、或32%或更小。当含交联结构的聚烯烃多孔支撑体具有上述限定范围的交联度时,可以容易地提供增加的模量,同时提供期望水平的耐热性。例如,当含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的交联度为20%或更大时,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体可以容易地具有170℃或更高的熔化温度。
在本文中,交联度通过根据ASTM D2765将含交联结构的聚烯烃多孔支撑体浸渍在135℃的二甲苯溶液中,将其在其中煮沸12小时,并测量残余重量来确定,并且计算为残余重量基于初始重量的百分比。
根据本公开内容的一个实施方案,如通过H-NMR确定的,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的存在于聚烯烃链中的双键数可以为每1000个碳原子0.01个至0.6个。例如,如通过-NMR确定的,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的存在于聚烯烃链中的双键数可以为每1000个碳原子0.02个或更多、0.03个或更多、0.04个或更多、0.05个或更多、0.1个或更多、0.2个或更多、0.3个或更多、0.4个或更多、或0.5个或更多,且0.5个或更少、0.4个或更少、0.3个或更少、0.2个或更少、或0.1个或更少。当含交联结构的聚烯烃多孔支撑体具有上述限定的双键数时,可以使电池性能在高温和/或高电压下劣化的问题最小化。
根据本公开内容的一个实施方案,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的聚烯烃链(除末端之外)中存在的双键数可以为每1000个碳原子0.005个至0.59个。将参照以上关于表述“聚烯烃链(除末端之外)中存在的双键数”的描述。
根据本公开内容的一个实施方案,含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的厚度可以为3μm至16μm、或5μm至12μm。当含交联结构的聚烯烃多孔支撑体具有上述限定范围的厚度时,可以确保能量密度,同时防止分隔件在电池使用期间容易损坏。
根据本公开内容的一个实施方案,含交联结构的锂二次电池用分隔件可以包括:含交联结构的聚烯烃多孔支撑体以及无机复合多孔层,所述无机复合多孔层设置在含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的至少一个表面上并且包含无机填料和粘结剂聚合物。
无机复合多孔层可以形成在含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的一个表面或两个表面上。无机复合多孔层包含粘结剂聚合物,所述粘结剂聚合物使无机填料颗粒彼此附接使得它们可以保持其结合状态(即,粘结剂聚合物使无机填料颗粒互连并固定),并且无机填料可以通过粘结剂聚合物结合到含交联结构的聚烯烃多孔支撑体。无机复合多孔层借助于无机填料防止含交联结构的聚烯烃多孔支撑体在高温下经历严重的热收缩行为,以改善分隔件的安全性。例如,如在使分隔件在120℃下静置30分钟之后所确定的,分隔件在机器方向和横向方向的每一者上可以显示出20%或更小、2%至15%、或2%至10%的热收缩率。
根据本公开内容的一个实施方案,无机复合多孔层可以具有这样的结构:其中无机填料颗粒通过粘结剂聚合物彼此结合,同时它们彼此接触地堆积。以这种方式,在无机填料颗粒之间形成间隙体积,并且间隙体积变成空的空间以形成孔。
对无机填料没有特别限制,只要其是电化学稳定的即可。换句话说,对无机填料没有特别限制,只要其在可应用的电化学装置的运行电压范围内(例如,基于Li/Li+为0V至5V)不引起氧化和/或还原即可。特别地,当使用具有高介电常数的无机填料时,可以通过增加电解质盐例如锂盐在液体电解质中的离解度来改善电解质的离子传导性。
出于上述原因,根据本公开内容的一个实施方案,无机填料可以为具有5或更大,优选10或更大的高介电常数的无机填料。介电常数为5或更大的无机填料的非限制性实例可以包括选自以下中的任一者:BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT,其中0<x<1,0<y<1)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、Mg(OH)2、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、SiO2、Y2O3、Al2O3、AlOOH、Al(OH)3、SiC、TiO2、或其混合物。
根据本公开内容的另一个实施方案,无机填料可以为具有锂离子可传输性的无机填料,即,包含锂元素并且能够传输锂离子而不储存锂的无机填料。具有锂离子可传输性的无机填料的非限制性实例包括磷酸锂(Li3PO4);锂钛磷酸盐(LixTiy(PO4)3,0<x<2,0<y<3);锂铝钛磷酸盐(LixAlyTiz(PO4)3,0<x<2,0<y<1,0<z<3);基于(LiAlTiP)xOy的玻璃(0<x<4,0<y<13),例如14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5;锂镧钛酸盐(LixLayTiO3,0<x<2,0<y<3);锂锗硫代磷酸盐(LixGeyPzSw,0<x<4,0<y<1,0<z<1,0<w<5),例如Li3.25Ge0.25P0.75S4;锂氮化物(LixNy,0<x<4,0<y<2),例如Li3N;基于SiS2的玻璃(LixSiySz,0<x<3,0<y<2,0<z<4),例如Li3PO4-Li2S-SiS2;以及基于P2S5的玻璃(LixPySz,0<x<3,0<y<3,0<z<7),例如LiI-Li2S-P2S5;或其混合物。
根据本公开内容的一个实施方案,无机填料的平均粒径可以为0.01μm至1.5μm。当无机填料具有上述限定范围的平均粒径时,可以形成具有均匀厚度和合适孔隙率的无机复合多孔层并且可以提供无机填料的高分散性和期望的能量密度。
在本文中,无机填料的平均粒径意指D50粒径,以及“D50”意指在作为粒径的函数的颗粒数累积分布中50%的点处的粒径。粒径可以通过使用激光衍射法来确定。特别地,将待分析的粉末分散在分散介质中,并引入到市售的激光衍射颗粒尺寸分析仪(例如,Microtrac S3500),以当颗粒穿过激光束时,测量根据颗粒尺寸的衍射图案的差异,然后可以计算颗粒尺寸分布。然后,可以通过计算根据分析仪系统中的粒径的颗粒数累积分布中50%的点处的粒径来确定D50。
粘结剂聚合物的玻璃化转变温度(Tg)可以为-200℃至200℃。当粘结剂聚合物满足上述限定范围的玻璃化转变温度时,其可以为最终的无机复合多孔层提供改善的机械特性,例如柔性和弹性。粘结剂聚合物可以具有离子传导性。当粘结剂聚合物具有离子传导性时,可以进一步改善电池的性能。粘结剂聚合物可以具有在1.0至100(在1kHz的频率下测量)、或10至100的范围内的介电常数。当粘结剂聚合物具有上述限定范围的介电常数时,可以改善电解质中的盐离解度。
根据本公开内容的一个实施方案,粘结剂聚合物可以包括聚(偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共聚-三氟氯乙烯)、聚(偏二氟乙烯-共聚-四氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯-共聚-三氯乙烯)、丙烯酸类共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸丁酯)、聚(丙烯腈)、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(乙烯醇)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯-共聚-乙酸乙烯酯)、聚(环氧乙烷)、聚(芳酯)、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰多糖、羧甲基纤维素、或者它们中的两者或更多者。
丙烯酸类共聚物可以包括但不限于:丙烯酸乙酯-丙烯酸-N,N-二甲基丙烯酰胺共聚物、丙烯酸乙酯-丙烯酸-2-(二甲基氨基)丙烯酸乙酯共聚物、丙烯酸乙酯-丙烯酸-N,N-二乙基丙烯酰胺共聚物、丙烯酸乙酯-丙烯酸-2-(二乙基氨基)丙烯酸乙酯共聚物、或者它们中的两者或更多者。
根据本公开内容的一个实施方案,无机填料与粘结剂聚合物的重量比是考虑到最终的无机复合多孔层的厚度、孔尺寸和孔隙率而确定的,并且可以为50:50至99.9:0.1。例如,无机填料与粘结剂聚合物的重量比可以为60:40或更大、70:30或更大、80:20或更大、90:10或更大、或99.5:0.5或更大,且99.5:0.5或更小、90:10或更小、80:20或更小、70:30或更小、或60:40或更小。当无机填料与粘结剂聚合物的重量比满足上述限定的范围时,可以充分确保在无机填料颗粒之间形成的空的空间,并因此可以容易确保无机复合多孔层的孔尺寸和孔隙率。此外,可以容易确保无机填料颗粒之间的粘合性。
根据本公开内容的一个实施方案,无机复合多孔层还可以包含添加剂,例如分散剂和/或增稠剂。根据本公开内容的一个实施方案,添加剂可以包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟烷基甲基纤维素、氰基乙烯聚乙烯醇、或者它们中的两者或更多者。
根据本公开内容的一个实施方案,无机复合多孔层的平均孔尺寸可以为0.001μm至10μm。无机复合多孔层的平均孔尺寸可以通过使用毛细管流动孔隙率测定法来确定。毛细管流动孔隙率测定法测量厚度方向上最小孔的直径。因此,为了通过毛细管流动孔隙率测定法单独确定无机复合多孔层的平均孔尺寸,需要将无机复合多孔层与含交联结构的聚烯烃多孔支撑体分离,并且用能够支撑经分离的无机复合多孔层的非织造网将其包围。在本文中,与无机复合多孔层的孔尺寸相比,非织造网应具有显著更大的孔尺寸。
根据本公开内容的一个实施方案,无机复合多孔层的孔隙率可以为5%至95%、或10%或更大、20%或更大、或30%或更大,且95%或更小、或80%或更小。孔隙率对应于通过从由无机复合多孔层的厚度、宽度和长度计算的体积中减去由无机复合多孔层中各成分的重量和密度表示的体积而获得的值。
无机复合多孔层的孔隙率可以通过使用水银孔隙率计由扫描电子显微镜(SEM)图像,或者通过使用孔隙率测定分析仪(例如,Belsorp-II mini,Bell Japan Inc.)基于氮气吸附流的BET 6点法来确定。
根据本公开内容的一个实施方案,无机复合多孔层在含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的一个表面上的厚度可以为1.5μm至5.0μm。当无机复合多孔层的厚度满足上述限定的范围时,可以提供对电极的高粘合性和电池的增加的电池强度。
根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件包括含交联结构的聚烯烃多孔支撑体,所述含交联结构的聚烯烃多孔支撑体具有包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构,并因此显示出优异的安全性。例如,与无交联结构的锂二次电池用分隔件的熔化温度相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件可以具有升高的熔化温度。例如,含交联结构的锂二次电池用分隔件的熔化温度可以为160℃或更高、170℃或更高、或者180℃至230℃。
如本文所使用的,术语“无交联结构的锂二次电池用分隔件”是指:包括非交联和无交联结构的聚烯烃多孔支撑体的分隔件;或者包括非交联和无交联结构的聚烯烃多孔支撑体和无机复合多孔层的分隔件,所述无机复合多孔层设置在无交联结构的聚烯烃多孔支撑体的至少一个表面上并且包含无机填料和粘结剂聚合物。
熔化温度可以通过热机械分析(thermomechanical analysis,TMA)来确定。例如,在机器方向和横向方向的每一者上取样,然后将尺寸为宽度4.8mm×长度8mm的样品引入至TMA仪器(Q400,可从TA Instrument获得)。然后,在向样品施加0.01N的拉力的同时,以5℃/分钟的加热速率将样品从30℃加热至220℃的温度,并且可以将样品经历长度快速增加并且样品断裂时的温度确定为熔化温度。
与无交联结构的锂二次电池用分隔件相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件显示出更小的关断温度升高,并且还提供小的关断温度变化。与无交联结构的锂二次电池用分隔件相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件经历熔化温度升高,但显示出不显著的关断温度升高,并因此可以为分隔件提供显著提高的高温安全性,同时确保来源于关断温度的过充电安全性。
根据本公开内容的一个实施方案,含交联结构的锂二次电池用分隔件的关断温度可以为145℃或更低、140℃或更低、或133℃至140℃。当含交联结构的锂二次电池用分隔件具有上述限定范围的关断温度时,可以确保过充电安全性,并且防止在组装电池的高温加压过程期间由含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的孔受损引起的电阻增加的问题。
关断温度可以通过以下来确定:当以5℃/分钟的速率对分隔件进行加热时,通过使用透气率测试仪测量100mL空气在0.05MPa的恒定压力下穿过分隔件所需的时间(秒),并且确定分隔件经历透气率快速增加时的温度。
根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件使用最小量的能够交联的光引发剂,并因此即使在交联之后也可以显示出优异的强度。例如,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件在机器方向和横向方向的每一者上可以显示出1500kgf/cm2或更大、1600kgf/cm2或更大、或1600kgf/cm2至4500kgf/cm2、或1700kgf/cm2至3500kgf/cm2的拉伸强度。
拉伸强度是指当根据ASTM D882通过使用Universal Testing Systems(3345)以50mm/分钟的速率在机器方向和横向方向的每一者上对试样进行拉伸时,在断裂点处试样的强度。
与交联之前的锂二次电池用分隔件相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件使用最小量的能够交联的光引发剂,并因此不会导致机器方向和横向方向上的拉伸强度显著降低,从而提供适合用作分隔件的机械强度。例如,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件显示出30%或更小、25%或更小、24%或更小、20%或更小、15%或更小、或0.1%至15%或0.3%至10%的拉伸强度的变化。
拉伸强度的变化可以根据下式来计算:
在机器方向上的拉伸强度的变化(%)=[(交联之前的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸强度)-(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸强度)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸强度)×100
在横向方向上的拉伸强度的变化(%)=[(交联之前的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸强度)-(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸强度)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸强度)×100
如本文所使用的,术语“交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件”是指:包括含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的分隔件;或者包括含交联结构的聚烯烃多孔支撑体和无机复合多孔层的分隔件,所述无机复合多孔层设置在含交联结构的聚烯烃多孔支撑体的至少一个表面上并且包含无机填料和粘结剂聚合物。
如本文所使用的,术语“交联之前的锂二次电池用分隔件”是指:包括非交联和无交联结构的聚烯烃多孔支撑体的分隔件;或者包括非交联和无交联结构的聚烯烃多孔支撑体和无机复合多孔层的分隔件,所述无机复合多孔层设置在无交联结构的聚烯烃多孔支撑体的至少一个表面上并且包含无机填料和粘结剂聚合物。
由于根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件包括含交联结构的聚烯烃多孔支撑体,所述含交联结构的聚烯烃多孔支撑体具有包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构,因此聚烯烃多孔支撑体可以甚至在交联之后保持与交联之前的聚烯烃多孔支撑体基本相同的孔结构。
与交联之前的锂二次电池用分隔件的透气率、每单位面积的重量、拉伸伸长率、穿刺强度、电阻等相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件可以不经历透气率、每单位面积的重量、拉伸伸长率、穿刺强度、电阻等的显著劣化,并且还显示出那些特性的小的变化。
与交联之前的锂二次电池用分隔件相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件可以显示出10%或更小、0%至10%、0%至5%、或0%至3%的透气率的变化。
透气率的变化可以根据下式计算:
透气率的变化(%)=[(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的透气率)-(交联之前的锂二次电池用分隔件的透气率)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的透气率)×100
透气率(Gurley)可以根据ASTM D726-94确定。在本文中,Gurley是指对气流的阻力,并且由Gurley透气度测定仪确定。本文所述的透气率值用100cc的空气在以H2O计的12.2的压力下穿过面积为1平方英寸的多孔支撑体样品的截面所需的时间(秒),即,空气渗透时间表示。
与交联之前的锂二次电池用分隔件相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件可以显示出5%或更小、或0%至5%的每单位面积的重量的变化。
每单位面积的重量的变化可以根据下式计算:
每单位面积的重量的变化(%)=[(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的每单位面积的重量)-(交联之前的锂二次电池用分隔件的每单位面积的重量)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的每单位面积的重量)×100
每单位面积的重量(g/m2)通过准备宽度为1m和长度为1m的样品并且测量样品的重量来确定。
与交联之前的锂二次电池用分隔件相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件在机器方向和横向方向的每一者上可以显示出20%或更小、或0%至20%的拉伸伸长率的变化。
拉伸伸长率的变化可以根据下式计算:
在机器方向上的拉伸伸长率的变化(%)=[(交联之前的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸伸长率)-(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸伸长率)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸伸长率)×100
在横向方向上的拉伸伸长率的变化(%)=[(交联之前的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸伸长率)-(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸伸长率)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸伸长率)×100
在根据ASTM D882通过使用Universal Testing Systems(3345)以50mm/分钟的速率在机器方向和横向方向的每一者上对试样进行拉伸,并测量试样被拉伸直到试样断裂的最大长度之后,可以根据下式计算拉伸伸长率。
在机器方向上的拉伸伸长率(%)=[(正好在断裂之前在机器方向上的试样长度)-(拉伸之前在机器方向上的试样长度)]/(拉伸之前在机器方向上的试样长度)×100
在横向方向上的拉伸伸长率(%)=[(正好在断裂之前在横向方向上的试样长度)-(拉伸之前在横向方向上的试样长度)]/(拉伸之前在横向方向上的试样长度)×100
与交联之前的锂二次电池用分隔件相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件可以显示出10%或更小、0.5%至10%、1%至9%、或1.18%至8.71%的穿刺强度的变化。
在本文中,穿刺强度的变化可以根据下式计算。
穿刺强度的变化(%)=[(交联之前的锂二次电池用分隔件的穿刺强度)-(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的穿刺强度)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的穿刺强度)×100
根据本公开内容的一个实施方案,穿刺强度可以根据ASTM D2582来确定。特别地,在将直径为1mm的圆形尖端设定成以120mm/分钟的速率操作之后,可以根据ASTM D2582来确定穿刺强度。
与交联之前的锂二次电池用分隔件相比,根据本公开内容的一个实施方案的含交联结构的锂二次电池用分隔件可以显示出15%或更小、2%至10%、或2%至5%的电阻变化。
在本文中,电阻变化可以根据下式计算。
电阻变化(%)=[(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的电阻)-(交联之前的锂二次电池用分隔件的电阻)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的电阻)×100
电阻可以通过使通过使用分隔件样品制造的纽扣电池在室温下静置1天并且通过阻抗分析测量分隔件的电阻来确定。
可以将如上所述的含交联结构的锂二次电池用分隔件插入到正电极与负电极之间以获得锂二次电池。
锂二次电池可以具有各种形状,例如圆柱形形状、棱柱形形状、袋状形状等。
锂二次电池可以包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、锂离子聚合物二次电池等。
与根据本公开内容的含交联结构的锂二次电池用分隔件组合使用的电极没有特别限制,并且可以通过本领域公知的方法使电极活性材料结合到电极集流体来获得。
在电极活性材料中,正电极活性材料的非限制性实例包括但不限于:层状化合物,例如锂钴氧化物(LiCoO2)和锂镍氧化物(LiNiO2),或被一种或更多种过渡金属替代的那些化合物;锂锰氧化物,例如由化学式Li1+xMn2-xO4(其中x为0至0.33)表示的那些、LiMnO3、LiMn2O3和LiMnO2;锂铜氧化物(Li2CuO2);钒氧化物,例如LiV3O5、LiV3O4、V2O5或Cu2V2O7;由化学式LiNi1-xMxO2(其中M为Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga,并且x为0.01至0.3)表示的Ni位点型锂镍氧化物;由化学式LiMn2-xMxO2(其中M为Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta,并且x为0.01至0.1)或Li2Mn3MO5(其中M为Fe、Co、Ni、Cu或Zn)表示的锂锰复合氧化物;其中Li被碱土金属离子部分替代的LiMn2O4;二硫化物化合物;Fe2(MoO4)3;等等。
负电极活性材料的非限制性实例包括可以用于常规电化学装置用负电极的常规负电极活性材料。特别地,优选使用锂嵌入材料(例如锂金属或锂合金)、碳、石油焦、活性炭、石墨或其他碳质材料。
正电极集流体的非限制性实例包括由铝、镍或其组合制成的箔。负电极集流体的非限制性实例包括由铜、金、镍、铜合金或其组合制成的箔。
根据本公开内容的一个实施方案,基于活性材料层的总重量,负电极和正电极中的每一者中使用的导电材料可以以1重量%至30重量%的量添加。导电材料没有特别限制,只要其在相应的电池中不引起化学变化并且具有导电性即可。导电材料的特定实例包括:石墨,例如天然石墨或人造石墨;炭黑,例如乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑或热裂炭黑;导电纤维,例如碳纤维或金属纤维;碳氟化合物;金属粉末,例如铝粉或镍粉;导电晶须,例如氧化锌或钛酸钾;导电金属氧化物,例如氧化钛;导电材料,例如聚亚苯基衍生物;等等。
根据本公开内容的一个实施方案,在负电极和正电极中的每一者中独立使用的粘结剂为有助于活性材料与导电材料之间的结合并且与集流体结合的成分。通常,基于活性材料层的总重量,粘结剂可以以1重量%至30重量%的量添加。粘结剂的特定实例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸(PAA)、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EPDM、苯乙烯-丁二烯橡胶、氟橡胶、各种共聚物等。
根据本公开内容的一个实施方案,锂二次电池包括电解质,所述电解质可以包含有机溶剂和锂盐。此外,电解质可以包括有机固体电解质或无机固体电解质。
有机溶剂的特定实例包括非质子有机溶剂,例如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四羟基呋喃(tetrahydroxy franc)、2-甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1,3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、三磷酸酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯、丙酸乙酯等。
锂盐为可以容易地溶解在非水性电解质中的材料,并且其特定实例包括LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼酸锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂、酰亚胺等。
此外,电解质还可以包含吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、正甘醇二甲醚(n-glyme)、三酰胺六磷酸酯、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的唑烷酮、N,N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇和三氯化铝,以改善充电/放电特性、阻燃性等。任选地,电解质还可以包含含卤素的溶剂,例如四氯化碳或三氟乙烯,以赋予不可燃性。电解质还可以包含二氧化碳气体,以改善高温储存特性。
有机固体电解质的特定实例可以包括聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚搅拌赖氨酸(polyagitation lysine)、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、含可离子离解的基团的聚合物等。
无机固体电解质的特定实例可以包括Li的氮化物、卤化物和硫酸盐,例如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH和Li3PO4-Li2S-SiS2。
根据最终产品的制造过程和最终产品所需的特性,可以在用于制造电池的过程期间的适当的步骤中进行电解质的注入。换句话说,电解质的注入可以在电池组装之前或者在电池组装的最后步骤中进行。
根据本公开内容的一个实施方案,除了常规过程(卷绕)之外,含交联结构的二次电池用分隔件可以通过分隔件与电极层合、堆叠和折叠而应用于电池。
根据本公开内容的一个实施方案,含交联结构的二次电池用分隔件可以介于正电极与负电极之间。当通过组装复数个电池单元或电极来形成电极组件时,分隔件可以介于相邻的电池单元或电极之间。电极组件可以具有各种结构,例如简单堆叠型、果冻卷型、堆叠折叠型、层合堆叠型等。
发明实施方式
下文将更全面地描述实施例,使得可以容易地理解本公开内容。然而,以下实施例可以以许多不同的形式体现,并且不应被解释为限于其中阐述的示例性实施方案。相反,提供这些示例性实施方案使得使本公开内容详尽和完整,并且将本公开内容的范围完全传达给本领域技术人员。
实施例1
首先,将30重量份聚乙烯(Korea Petrochemical Ind.Co.Ltd.,VH035)与70重量份液体石蜡油(可从Kukdong Oil&Chem.获得的LP350)混合,并将所得混合物引入至双轴挤出机并在其中捏合以挤出聚烯烃组合物。
使聚烯烃组合物穿过模头和冷却辊以被模制成片状形状,然后通过使用拉幅机型差向取向机在机器方向(machine direction,MD)和横向方向(transverse direction,TD)上进行双轴取向。
将所得经取向的片材浸渍在下层中包含二氯甲烷和作为光引发剂的2-异丙基噻吨酮(Sigma Aldrich Co.)以及上层中包含水的提取溶液中以提取石蜡油,然后在130℃下进行热固定以获得聚烯烃多孔支撑体。在本文中,基于100重量份的二氯甲烷,以0.05重量份的量添加光引发剂。
然后,向聚烯烃多孔支撑体照射UV射线至累积的光剂量,即500mJ/cm2的UV照射剂量。在本文中,将UV照射强度设定为UV光源的80%。
使用高压汞灯(可从Lichtzen获得的高压汞灯,LH-250/800-A)作为UV光源。
以这种方式,获得了含交联结构的锂二次电池用分隔件,其包括含交联结构的聚烯烃多孔支撑体,所述含交联结构的聚烯烃多孔支撑体具有包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构。
比较例1
以与实施例1相同的方式获得包括具有包含彼此直接互连的聚合物链的交联结构的含交联结构的锂二次电池用分隔件,不同之处在于提取溶液不含水。
比较例2
以与实施例1相同的方式获得分隔件,不同之处在于基于100重量份的二氯甲烷,光引发剂的含量为0.005重量份。
测试例:分隔件的物理特性的评估
确定根据实施例1和比较例1和2的每一者的分隔件的交联度、熔化温度、在机器方向和横向方向的每一者上的拉伸强度、以及交联之前和交联之后的在机器方向和横向方向的每一者上的拉伸强度的变化。结果示于下表1中。
(1)交联度的评估
交联度根据ASTM D2765通过以下来评估:将根据实施例1和比较例1和2的每一者的分隔件浸渍在135℃的二甲苯溶液中,将其在其中煮沸12小时,测量残余重量,并且计算残余重量基于初始重量的百分比。
(2)熔化温度的评估
熔化温度通过以下来确定:在机器方向(MD)和横向方向(TD)的每一者上从分隔件的每一者中取样,并且通过热机械分析(TMA)对各样品进行分析。特别地,将具有宽度×长度为4.5mm×8mm的尺寸的样品引入至TMA仪器(TA Instrument,Q400),并以5℃/分钟的加热速率从30℃升温至220℃的温度,同时向其施加0.01N的拉力。随着温度升高,样品显示出长度变化。然后,测量长度快速增加之后样品断裂的点处的温度。
(3)交联之前和交联之后在机器方向和横向方向上的拉伸强度以及在机器方向和
横向方向上的拉伸强度的变化的评估
准备尺寸为100mm×15mm的试样。
拉伸强度被确定为当根据ASTM D882通过使用Universal Testing Systems(3345)在25℃下以50mm/分钟的速率在机器方向和横向方向的每一者上对试样进行拉伸时,试样在断裂点处的强度。
此外,根据下式计算交联之前和交联之后在机器方向和横向方向的每一者上的拉伸强度的变化。在本文中,“交联之前的锂二次电池用分隔件”是指聚乙烯多孔支撑体(Korea Petrochemical Ind.Co.Ltd.,VH035)。
在机器方向上的拉伸强度的变化(%)=[(交联之前的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸强度)-(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸强度)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的在机器方向上的拉伸强度)×100
在横向方向上的拉伸强度的变化(%)=[(交联之前的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸强度)-(交联之后的含交联结构的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸强度)]/(交联之前的锂二次电池用分隔件的在横向方向上的拉伸强度)×100
[表1]
从表1可以看出,根据实施例1的分隔件具有160℃或更高的熔化温度,并且显示出拉伸强度的显著小的变化。
相反,可以看出,根据比较例1的分隔件具有160℃或更高的熔化温度,但是显示出拉伸强度的显著大的变化。认为这是因为由于提取溶液中不存在光引发剂用非溶剂,过量的光引发剂不能从聚烯烃多孔支撑体的表面被去除,并因此聚烯烃多孔支撑体过度交联。
还可以看出,根据比较例2的分隔件使用了过度少量的光引发剂,并因此聚烯烃多孔支撑体不能充分交联,并且不能满足160℃或更高的熔化温度。
Claims (14)
1.一种用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,包括以下步骤:
将聚烯烃和稀释剂供给到挤出机以挤出聚烯烃组合物;
将经挤出的聚烯烃组合物模制成片材形式并取向;
将经取向的片材浸渍在提取溶液中以提取所述稀释剂,从而提供基于聚烯烃的多孔支撑体;以及
向所述基于聚烯烃的多孔支撑体照射紫外线,
其中所述提取溶液具有上层和下层,
所述下层包含光引发剂和所述光引发剂用溶剂,
所述上层包含所述光引发剂用非溶剂,以及
基于100重量份的所述光引发剂用溶剂,所述光引发剂以0.01重量份至0.3重量份的量存在。
2.根据权利要求1所述的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,其中所述光引发剂用溶剂为所述稀释剂用的提取溶剂。
3.根据权利要求2所述的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,其中所述稀释剂用的所述提取溶剂包括甲基乙基酮、二氯甲烷、己烷、或者它们中的两者或更多者。
4.根据权利要求1所述的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,其中所述光引发剂包括2型光引发剂。
5.根据权利要求4所述的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,其中所述光引发剂包括噻吨酮(TX)、噻吨酮衍生物、二苯甲酮(BPO)、二苯甲酮衍生物、或者它们中的两者或更多者。
6.根据权利要求1所述的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,其中所述光引发剂用非溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丁二醇、乙二醇、丙二醇、三丙二醇、或者它们中的两者或更多者。
7.根据权利要求1所述的用于制造含交联结构的锂二次电池用分隔件的方法,其中以10mJ/cm2至2000mJ/cm2的剂量照射所述紫外线。
8.一种含交联结构的锂二次电池用分隔件,通过根据权利要求1至7中任一项中所限定的方法获得。
9.根据权利要求8所述的含交联结构的锂二次电池用分隔件,所述含交联结构的锂二次电池用分隔件的熔化温度为160℃或更高。
10.根据权利要求8所述的含交联结构的锂二次电池用分隔件,所述含交联结构的锂二次电池用分隔件的交联度为10%至45%。
11.根据权利要求8所述的含交联结构的锂二次电池用分隔件,所述含交联结构的锂二次电池用分隔件在机器方向和横向方向的每一者上显示出1,500kgf/cm2或更大的拉伸强度。
12.根据权利要求8所述的含交联结构的锂二次电池用分隔件,与交联之前的锂二次电池用分隔件相比,所述含交联结构的锂二次电池用分隔件在机器方向和横向方向的每一者上显示出30%或更小的拉伸强度的变化。
13.根据权利要求8所述的含交联结构的锂二次电池用分隔件,所述含交联结构的锂二次电池用分隔件的关断温度为145℃或更低。
14.一种锂二次电池,包括:正电极、负电极和介于所述正电极与所述负电极之间的分隔件,其中所述分隔件为根据权利要求8中所限定的含交联结构的锂二次电池用分隔件。
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