CN1399801A - 多层电化学电池 - Google Patents

Abstract

一种叠层的多层电化学电池结构，包括聚合基质组合物的正电极层和负电极层构件，具有一个多微孔聚烯烃隔板构件插入在正负电极层之间，其中隔板包含一个聚合物涂层。该隔板被进一步处理而提供一种用于聚合物涂层的初始增塑剂淀积涂层。然后，装配该器件的电极和隔板构件，并在一个压力和温度下叠层起来，在该压力和温度下增塑剂薄膜使隔板的聚合物涂层充分软化而与电极构件的基质聚合物形成坚固的界面间粘接，从而形成一个叠层的整体的电池结构。在另外一个实施例中，初始增塑剂包含电极聚合基质组合物的一种组分。在任何一个实施例中，增塑剂在后来从该结构中挥发而进一步加强界面间的粘接，然而其在多层电池结构的界面间区域中的暂时存在能够使得电池构件在一个低于隔板的微孔坍塌温度的温度下对电池构件进行叠层，从而保留了多微孔隔板的热切断保护特性。

Description

多层电化学电池

发明的背景技术

本发明总的来讲是涉及一种粘接的多层平板电化学电池，诸如可再充电的电池和平板电容器(supercapacitors)。更具体地说，本发明描述了一种器件，该器件具有在其中使用的叠层平面电极和多微孔隔板构件之间形成的可以在低温下实现的稳固的界面间粘接。

广泛采用的一次电池和二次可再充电锂离子电池为典型的本发明所涉及的电化学器件。这种电池包含相应的正极和负极构件构成的一些层或隔板，正极和负电极层和隔板用电绝缘的、离子可透过的隔板材料构成的同延插入层或隔板装配在一起。这种多层的电池芯结构一般用通常为流体状态的迁移离子电解质组合物封装并部分地位于所述隔板中，以便在电池芯的充电和放电循环期间确保电极隔板之间的基本离子导电性。

一种类型的用于这种目的的隔板就是例如在美国专利文献US5,565,281和US5,667,911中描述的单层或多层结构的微孔聚烯烃隔板。当被用作可再充电的电池芯隔板时，这些多孔的隔板不仅有效地将基本的流体电池电解质组合物保持在它们的多孔结构中，而且还提供了一种额外的优点，即，它们具有一种自动的电池“切断”特征，这种特征防止了在所述电池芯内部失控的热量聚集，这种热量聚集可能会导致例如在过度的单电池再充电期间产生危险的爆炸条件。这种建立在其中的安全机制发生作用是因为制造隔板所使用的聚烯烃的熔点范围处于电池芯热量聚集的危险范围的低端。从而，在电池加热失去控制的情形下，多孔的聚烯烃隔板被加热到熔点，其微孔结构崩溃，从而在危险状态发生之前中断电池内部基本的离子导电性，并终止电化学反应。

电池芯结构的包装迄今为止通常采用金属“罐”的形式，不论是例如细长的管状形状或者扁平柱状形状，通常采用这种形状不仅能够包含电解质的成分，而且还能提供很大的堆垛压力，这种堆垛压力是在各个电池电极与插入的分隔构件之间保持紧密的直接接触所需的。如先前所述，在电池芯运作期间，这种紧密的接触以及电解质的成分对于电极之间的有效的离子迁移是必不可少的。

然而，最近，由锂离子电池和类似的储能电池供电的电子器件的多样化和不断的小型化已经产生了对大量电池包装形状和尺寸的需要，例如，具有很大程度易弯曲性的、相对宽的、薄的、质轻的包装。例如，许多最终的应用的电池都形成了聚合物薄膜的可弯曲包皮形式的包装，这种包装比现有刚性壁的高压罐容器更加理想。然而，这些更易弯曲的包装在实现和保持确保上文提过的电池芯各层之间基本的紧密接触所需的物理压力的能力会渐渐地减小。

为了减小这种在电池各层之间建立必要接触所需要的物理堆垛压力退化而带来的有害影响，开发者已经在电极和隔板层之间使用了一些直接的叠层粘接剂粘接，以确保它们之间必不可少的紧密接触。此类技术革新的典型是采用聚合物为基础的层构件的电池芯，比如在美国专利文献US5,456,000和US 5,460,904中所描述的那种。在那些制造中，与高效的流体电解质成份相容的聚合物成分，优选为聚(亚乙烯基氟化物)共聚物的聚合物成分，被用于电极和分隔构件的物理基质中，这不仅促进了在那些电池构件中必须的离子导电性，而且还提供了一种共同的组合物组分，这种共同的组合物组分促进了元件之间在一个相当低的叠层温度范围内提供坚固的界面间粘接。此类叠层的多层的聚合物电池芯即使被包装在易弯曲的质轻的聚合物薄膜外壳内，也能稳定地高效运转，且具有高容量的性能。

虽然此类叠层的电池芯和类似储能器件在小型化的应用中已经大大地推进了现有技术，但是在它们的制造中大量采用非多孔的聚合物基质和隔板已经使这些器件丧失了令人想要的在采用微孔聚烯烃隔板时所获得的“切断”特征。然而，聚烯烃隔板所呈现出来的高的表面能量毕竟使得它们具有抗粘性，因此妨碍了它们坚固、永久地粘连到电极层组合物上，特别是在不会导致聚烯烃隔板的多孔结构发生熔化或热崩溃的适当温度范围内产生这种情况。

电化学电池的制造商已经作了一些尝试来通过简单的溶液外敷或挤出将多孔隔板的切断属性与聚合物成份的叠层粘接剂属性结合起来，例如，美国专利文献US 5,837,015和US 5,853,916中描述的那样。然而，已经普遍地发现外敷的成份严重地封闭或者说影响了聚烯烃隔板的多孔结构，并产生了电解质的迁移率和离子导电性的有害下降。另外，所增加的大量的外敷材料也在一个电池中增加了非反应性的组份，从而降低了任何所获得的储能器件的比容量。

作为另外一种将微孔隔板结合到叠层电化学电池结构中的可选择方法，人们已经尝试通过施加一个聚合物成份的薄层来改变聚烯烃隔板的表面。聚合物成份将不会过厚而导致封闭住隔板的多孔性，而是会在对优选的电极电池层成份的基质聚合物的兼容性方面提供一种中间的过渡。因此，例如，当微孔隔板通过与包含类似聚合物活性成份的电极进行热叠层而被用于电池芯的制造时，把由聚(亚乙烯基氟化物)共聚物制成的稀薄溶液的薄层涂覆到微孔隔板上。这种改变已经证明就其本身而言是不充分的，不能在低于下述临界温度下的叠层温度时获得电池的组分层之间满意的界面间粘接，在该临界温度下会产生隔板孔隙率坍塌崩溃及其附带的有效离子导电性以及令人想要的切断能力的丧失。

因此，在现有技术中依然需要通过使用表面改性的微孔隔板而提供改进粘接的、高容量的、具有切断保护的电化学电池。现有技术中也同时还存在着对使用表面改性的多微孔隔板的改进电化学电池的需要。

发明的简要描述

本发明通过使用表面改性的微孔隔板而提供粘结的高容量、有切断保护的电化学电池，同时还提供用于这种电化学电池的表面改性微孔隔板的改进。

更具体地讲，本发明包括通过使用表面改性的多微孔聚烯烃隔板而获得在下述叠层温度下粘接的电化学电池，在该叠层温度下能实现电极层和隔板层之间牢固的界面间粘接，而该叠层温度却足够的低以避免隔板的多孔结构的热坍塌或其它种类的封闭。本发明有助于防止必要离子导电性的下降并能保持热切断的能力。

总的来讲，本发明包括：首先在表面改性的隔板上涂覆一种用于表面改性的初始增塑剂的稀溶液；再在挥发性有机溶剂中进行聚合物隔板涂覆；然后，除去挥发性溶剂，比如在空气中蒸发，从而将增塑剂淀积在隔板的微孔中。对电池进一步进行处理，即：在表面改性的隔板的每个表面上装设一个电极。往该多层组件上施加适量的热量和压力而实施粘接；通过加热和/或施加减小了的压力而从组件中除去任何残余的增塑剂。

处理溶液优选由大约10％到30％的增塑剂构成，更优选由大约15％到20％的增塑剂构成。

可以采用的增塑剂具有适中的挥发性，包括碳酸亚烃酯，二烷基邻苯二甲酸酯，二烷基琥珀酸酯，二烷基己二酸酯，二烷基癸二酸酯，三烷基磷酸酯，聚烷撑二醇醚及其它们的混合物。有机溶剂选择挥发性大大高于所述增塑剂的有机溶剂，以及选择对隔板的表面改性聚合物呈现出有限溶解能力的有机溶剂。低级醇，甲酮，酯，脂族羟，卤化溶剂，氯化烃，氯化氟烃和它们的混合物都是可以采用的。所述隔板上涂覆足够量的增塑剂溶液以确保所述溶液大量进入到隔板的微孔中。所述处理溶液可以由任何适当的方法例如涂覆、浸渍或者喷涂来施加。

电极隔板可以采用淀积在金属箔集流板上的高致密聚合物电极的形式，比如那些使用于液体电解液锂离子电池中的电极隔板，和/或致密和没有经过提取或经过提取的塑料锂离子电极，比如那些公开在美国专利文献US 5,418,091、US 5,429,891、US 5,456,000、US 5,460,904、US5,540,741、US 5,571,634、US 5,587,253、US 5,607,485中的电极；其中优选的是至少一个电极具有一个延展金属格栅、网、金属非织造材料、蚀刻箔或打箔形式的网状金属集流板。

在施加了所述增塑剂/溶剂溶液之后，例如通过蒸发去除掉挥发性溶剂，这会使增塑剂薄薄地淀积在隔板的表面上以及微孔中。此后，被涂覆的隔板以通常的方式被装配在正、负电极层或者隔板之间，整个组件被叠层，例如，在加热的压合辊之间在一定温度和压力下被叠层，该温度和压力不会明显地影响多孔结构，即，温度低于隔板的切断温度。例如，可以在温度70℃和120℃之间，优选90℃和110℃之间，更优选在大约100℃，直线载荷在每直线英寸10到40磅(lb/in)之间，更优选在20和30lb/in之间的条件下进行叠层。有利地是，当在这些温度和压力范围内进行加工时，被淀积的增塑剂驻留在多孔隔板中和周围，呈现出对隔板的表面改性聚合物以及相容的电极基质聚合物的邻接表面的溶解能力并将它们软化，在电极和隔板界面之间形成一种紧密的粘接/粘聚结合。

在当初的叠层操作时，不足以破坏所述改性聚合物层的小量增塑剂可能会残留在所述隔板的表面上，然而，大量的增塑剂在叠层的压力作用下被从隔板的微孔中压迫出来而对聚合物界面提供足够的软化作用，从而实现电极和隔板的表面聚合物之间的深度混合。在叠层之后，受到叠层操作的缓慢消散的热量的影响，残余的增塑剂挥发而在电极和隔板的界面之间形成一个坚固没有软化的聚合物粘接。

在本发明的另外一个实施例中，挥发性适中的初始增塑剂被包含在电极聚合物基质组成成分中并在电极和隔板的界面处从源处可以获得而在叠层操作期间作用于隔板的聚合物层。

附图的简要描述

本发明将在下文中参照附图进行说明，其中：

图1是一个横断面图，所示的是在叠层过程中，根据本发明一个实施例的电化学电池构件的总体，其中包含一个表面改性的微孔隔板构件；

图2是一个放大的横断面图，所示的是图1中示出的微孔隔板构件的一段，更详细地描绘出本发明的实施例。

发明的详细说明

如图1所示，叠层电化学电池的制造一般包含如下步骤：在第一电极构件12和与第一电极构件12呈反向极性的第二电极构件18之间装配一个隔板或层状构件16；沿箭头所示的方向上加热、加压，将聚合物电极和隔板组合物软化并将构件的分界面进行紧密的粘接形成一个单一的粘接在一起的叠层电池结构。通常，首先往相应的导电的集流板11，19比如金属箔或网状格栅上涂敷或叠层电极组合物层13，17，从而把相应的电极12，18形成单独的子部件。优选的是，至少一个集流板包括一个网状的格栅，以便有利于稍后的流体制备作业，例如，除去或蒸发除去电极成份增塑剂的溶剂和加入电解质溶液。

具体的说，适合于用在本发明的电化学电池中的复合电极可以通过下述方式制得，即，首先将聚合物粘接剂材料溶解于适当的溶剂中，添加粉末状的正极或者负极材料以及导电的添加剂，然后将组合物搅匀而获得调匀的、均质糊状物，可以用各种方法将这种糊状物浇注在载体基片、金属箔或网状的集流板上，所述的方法比如滑线杆或刮片浇注、模具挤压、丝网印刷、转移涂覆等。在另外一个改形中，为了有利于加工，所述聚合物粘接剂的不挥发性增塑剂可以同时包含在浇注制剂内。在挥发性的浇注溶剂通过蒸发被去除之后，在提高的压力和温度条件下压延、冲压或叠层而将电极的组合物机械地压缩和粘接到适当的金属集流板上。

在本发明中，所述的隔板16是一种商品的多微孔聚烯烃隔板，比如由Celgard LLC公司以商标Celgard出售的那种隔板，这种隔板已经被制造商进行了改变而增加了一个聚合物表面涂层，例如一种聚(亚乙烯基氟化物)共聚物，在隔板结构的大量微孔中和周围形成这种聚合物的一个薄涂层，如图2所示。隔板16包括：具有微孔24的聚烯烃结构的主体部分22，微孔24贯穿分布在主体部分中，最终这些微孔中包含电解质并在所述的电化学电池中建立起基本离子导电性，同时也能提供电池的热坍塌切断安全特性。通过提供一个改性聚合物涂层薄膜26而使隔板16得以改性，选择该改性聚合物，使之具有与在电池电极隔板中使用的优选聚合物基质材料有相容性。由生产商进行的这种改性意图增强聚烯烃隔板粘接到电池电极层上的能力，然而，已经发现在各种应用中这种改性并不适合于通过在下述温度下进行的热叠层过程来产生与电极隔板的坚固的界面间粘接，该温度足够低得能够避免隔板的多孔结构的坍塌和所希望的电池芯切断特性的最终破坏。

本发明克服了上文所指出的缺点，特别是，按照本发明的一个实施例，改性隔板是在无机溶剂中用挥发性适中的大约10％到30％的增塑剂稀溶液进行处理，其中，该增塑剂是用于隔板的改性聚合物的初始增塑剂。然后，经过处理的隔板进行干燥以便去除有机溶剂，并在改性聚合物膜26上淀积一层增塑剂层28。然后就可以把这样处理的多微孔隔板与任何数目的通用聚合物电极层或隔板装配起来，如图1所示，并加热和加压而叠层起来形成合适的商品电池。

由于在层28上局部淀积的增塑剂的就地增塑效果，所以远远低于隔板聚烯烃主体的正常软化温度的叠层温度将足以在电极和隔板之间形成所需要的永久粘接而不会危及隔板的多孔结构。淀积的增塑剂的适度的挥发性能够使其经过一段时间后从叠层粘接位置处消散，从而使胶粘剂粘接加强。

增塑剂在隔板涂层溶液中的有效浓度可以根据在电池制造中具体的隔板改性和电极基质聚合物的情况而轻易地改变，以便淀积最小的最佳量的增塑剂，所述的量足以促进隔板改性聚合物和电极基质聚合物之间邻接表面在低于隔板的聚烯烃主体的流动温度的安全温度下的粘接/粘聚柔和性。具体增塑剂溶液成份的选择当属电池制造技术人员的普通能力。

在本发明的另外一个实施例中，其中增塑剂被包含在电极聚合物基质组合物中，包含在电极基质组合物中的增塑剂的最佳比例也在电池制造技术人员的能力范围之内。

下文中的举例是按照本发明而采用的过程的具体说明，并为本发明有效实践提供成份和组分的有用组合选择指导。然而，其它的实施方式对于电池制造领域技术人员来讲是显而易见的，毫无疑问是在它们的能力范围之内。

例1

塑料阴极的制备

把74g商品级LiCoO₂、8g聚(亚乙烯基氟化物)-六氟丙烯(PVdF-HFP)共聚物(Kynar PowerFLEX LBG，Elf Atochem)、5g超级P导电性碳(MMM，Belgium)、13g邻苯甲酸二丁酯(DBP，Aldrich)和150ml丙酮均匀化，并在一个气密封闭的容器中在45℃下加热1个小时。在实验室混合器中进行的另外的均匀化处理之后，用间隙大约0.3毫米的刮片把所获得的糊状物浇在聚脂底膜上。所述丙酮在一股暖气流中被蒸发掉并从载体中去除所获得的自撑薄膜。一部分这种薄膜被用作阳极隔板，并用加热双辊层合机在大约145℃的温度下把它与相同大小的铝延展金属格栅(MicroGrid，Delker Corp.)叠层在一起。在经常被用于增强电解质溶液吸收的辅助操作中，用己烷在室温下把DBP增塑剂从电极隔板中提取出来，所获得的正极构件在大约70℃下进行空气干燥。

在一个可选择的实施例中，使用上述的叠层过程把上述过程形成的两个电极薄膜叠层在铝格栅的两个相对的表面上，从而形成具有嵌入铝集流板层的正极结构。

另外一个本发明可使用的正极构件和包含许多现在商业上可获得电池芯的典型的这种构件同样由90g LiCoO₂、5g聚(亚乙烯基氟化物)均聚物(Kynar741，Elf Atochem)、5g超级P碳和60ml N-甲基吡咯烷酮构成的组合物成分制备。由此形成的糊状物被涂覆在0.03毫米厚的铝箔上形成大约0.3毫米厚，在加热空气中干燥，由此形成的涂覆薄层被压延到大约0.1毫米厚形成正极构件。这个可选择提供的电极在下述的例子中替代前文所述的电极构件时大体上具有相同的物理性能和电化学效果。

例2

塑料阳极的制备

对70gMCMB25-28微珠中间相人造石墨(Osaka Gas Co.，日本)、8gPvdF-HFP共聚物(Kynar PowerFLEX LBG，Elf Atochem)、4g超级P导电性碳(MMM，比利时)、18gDBP增塑剂和150ml丙酮进行如例1中所述的处理。用加热双辊层合机在大约145℃的温度下把一部分由此形成的电极隔板与相同大小的铜延展金属格栅(MicroGrid，Delker Corp.)叠层在一起。按例1中方式把DBP增塑剂提取出来，由此获得的负极构件在大约70℃下进行空气干燥。

在一个可选择实施例中，所述铜格栅可以被嵌入在两个电极隔板之间或者以例1中描述的相同方式涂上一层电极糊状物。

例3

涂覆的聚烯烃隔板的制备

按照本发明的一个实施例以如下的方式处理商业上可获得的、由制造商(Celgard LLC)用有专利权的聚(亚乙烯基氟化物)共聚物组合物涂层进行表面改性的三层25微米多微孔聚烯烃隔板材料，以制备电化学电池隔板构件。把一段这种隔板切割下来，其横向尺寸比例1和例2中的电极构件的横向尺寸稍大以确保在那些构件之间形成完全的电绝缘，把被切割下来的隔板浸在15％的丙烯碳酸酯(PC)甲醇溶液中几秒钟，然后取出来，使过多的溶液从试样中滴下来。原来不透明的隔板呈现出透明，表示溶液浸透到隔板的微孔中了。然后把试样进行几分钟的空气干燥，在此期间，甲醇载体被蒸发掉，而剩余的PC淀积在隔板的微孔表面上而不会损害多孔隔板的结构，这可以由隔板返回到的原始的隔板的不透明性来表示。

例4

电池芯的装配

把如图1中所示例1-3中的电池芯构件装配起来，并用商品的加热对辊层合机在大约100℃的温度和25lb/in的辊压力下把组件叠层起来，由此来制制备成实用的叠层可再充电的电化学电池芯。把叠层物置于循环空气炉中，在大约70℃的温度下保持1个小时，以便除去水分和残余的PC，然后在碳酸乙酯∶二甲基碳酸酯(EC∶DMC)的均分混合物中激活LiPF6的1M溶液，用此方法在氦气氛下把叠层物封装的密封的多层箔/聚合物封套中。然后，把该电池连接到电池循环器，并在采用CCCV充电协议(以C/2的速率充电到4.2V的上截止电压，之后，在4.2V下保持两个小时的恒压)和CC(C/5)的恒流放电的公共用途的各种条件下进行测试。该电池芯在延长的循环周期中呈现出高的响应性能和非常稳定的容量。在循环试验周期的结束，使所包装的电池芯接触加热压板而将其温度迅速提高到大约160℃，该温度超过了隔板的聚烯烃设计软化停止温度，电池的电流输出在大约135℃的电池温度时迅速停止，这表明电池芯的多微孔结构在叠层操作期间承受得住。

例5

电池芯的装配

作为本发明功效的一个反例，以例1和例2中方式制备的电极构件试样以例4的方式和条件进行装配、叠层并形成电池芯，使用例3中所采用的商业上可获得的表面改性的一段多微孔隔板，但是没有该例的增塑剂溶液的处理。在电池芯构件层之间的叠层粘接力在最后的包装操作期间足以容许叠层电池芯结构的小心处理；然而，显然这些层无须过分努力就可以在界面处被轻易地分开。这种不充分的界面间粘接导致电池芯的性能在充电/放电循环期间较大的波动以及也导致电池的容量在多次循环之后显著地下降。

例6

比较粘接强度

在对前述增塑剂处理的效果依据在分停止温度下叠层过程中所产生的比较界面间粘接强度方面进行量化的尝试中，就如在例4和例5的叠层之间进行，这些例子的叠层电池结构被复制，但为了提供单个电池芯构件层的非粘接段，而在组件尾部区域不施加叠层压力，这些未粘接区域将用作随后的剥离强度试验的出入接头。此后，每一电池芯试样都被安装到一个Instron抗张强度试验设备上，以便把单个的电极/隔板叠层对夹紧在该设备中的它们的出入接头处。每个剥离强度试验都在室温下在一个恒定的每分钟200％的应变率下进行。响应于测试施加的应变，根据例5的没有经过处理的试样基本上没有记录出界面间的粘接强度，而在正电极/隔板和负电极/隔板界面都被轻易地分开而没有显著损伤任一个表面，因此表明在这些电池芯构件之间极小的粘接强度。

另一方面，在相同的剥离试验条件下，经过本发明上述实施例中的处理而制备的例4试样的界面对在Instron设备中显示出结实的粘接强度。这个数据在确定电极/隔板界面粘接强度时是不确定的，因为在每个例子中，粘接失败不是产生在那个界面处，而是产生在相应的电极组合物层的主体中。通过本发明获得的电极/隔板界面的粘接的确超过了单个电极组合物层的强度。

例7

电极的制备

对于根据本发明另外一个实施例的叠层电池芯的制造，如例1和例2中那样制备正和负电极构件，只是丙烯碳酸酯(PC)被邻苯甲酸二丁酯(DBP)替代作为聚合物基质增塑剂，没有采用辅助的增塑剂提取操作。所获得的电极隔板包含大约15％的PC增塑剂。

例8

电池芯的装配

把例7的电极构件与表面改性的隔板叠层在一起，并以例5中的方式制备电池芯。然而，与例5中叠层电池芯结构所获得的实验结果相反，本结构所表现出来的坚固的界面间叠层粘接和理想的电化学电池特性都与例4中的大体上相同。

例9

电池芯的装配

作为在本发明中使用的增塑剂配方的比较效果的例子，制备例1和例2的电极元件，但是并没有进行辅助的提取操作。叠层电池芯结构和电池芯试样采用根据例8中的这些电极构件制备，试验也以同样的方式进行。试验结果在几乎所有方面都勉强令人满意，证明比如PC这样的增塑剂优选的性能，该增塑剂相对于多微孔隔板的表面改性聚合物而言，呈现更强力的溶解能力或者增塑能力。

例10

比较叠层试验

本发明的各个示例性的实施例都以前述例4和例8的方式制造许多叠层电池芯。叠层条件从大约80℃到110℃以及辊压力大约10到30lb/in进行变化，在隔板界面间的粘接和电化学电池性能方面都具有大体上相同的结果。

例11

比较增塑剂试验

以例4中方式制备许多电池芯，也就是，使用例1-3电池构件，只是隔板材料用PC在甲醇中的溶液进行处理，溶液浓度从大约10％PC变化到30％PC。正如在先前的例子中一样，在商业上可接受的范围内试验结果变化很小。

也考虑多种其它叠层电池芯，包括多种其它被描述的增塑剂溶质，比如，碳酸丁二酯，苯二甲酸二甲酯，邻苯二甲酸二乙酯，邻苯二甲酸二丙酯，邻苯甲酸二丁酯，二甘醇二甲基醚，三甘醇二甲基醚，丁二酸二甲酯，二乙基琥珀酸酯，二丁基琥珀酸酯，二甲基己二酸酯，己二酸二乙酯，癸二酸二甲酯和它们的混合物。在这些物质中，除了示例性的丙烯碳酸酯之外，包含二甘醇二甲基醚l和三甘醇二甲基醚的组合物，由于它们的更有力增塑能力，所以是特别优选的。

在本发明的微孔隔板处理的实施例中，代替所举示例中的甲醇，还可以使用许多其它可用的溶剂载体，比如丙酮、丁酮、乙醇、N-丙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、二甲基碳酸酯、甲叉二氯、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯、较高沸点的含氯氟烃和它们的混合物。虽然这些其它的组分已经被证明在微孔隔板处理的组合物的制备中能提供大体上相同的结果，但是它们的优先选择可能取决于许多辅助的考虑因素，比如所需要的溶剂蒸发时间和处理速度、安全环境的维护以及加工设备和加工条件的稳定性。例如，当使用丙酮作为处理溶液的载体时，将会获得更快的蒸发和更短的加工线，甲醇较低的溶解能力将会对聚烯烃隔板材料的表面改性聚合物的构造或者均匀性的影响有最小化的倾向，因此导致了对甲醇溶剂的偏爱。对于其它较小溶解能力的溶剂，比如，乙醇、n-丙醇、异丙醇、二氯乙烷和三氯乙烯也是同样的情况。其它的因素例如腐蚀性、商业价值、成本、毒性、易然性和在电化学环境中的反应性在最终组分的选定中同样需要考虑。

可以想象得到本发明其它的实施例和变化在本发明前述说明书的指导下对于本领域技术人员来讲是显而易见的。这些实施例和变化同样意图包含在所附权利要求书的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多层电化学器件包含：第一电极结构，包括由聚合物粘接剂材料、电极材料和导电添加剂组成的混合物形成的第一多微孔电极层以及第一集流板；第二电极结构，包括由聚合物粘接剂材料、电极材料和导电添加剂组成的混合物形成的第二多微孔电极层以及第二集流板；插入在所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的多微孔隔板，所述隔板具有聚合物涂层，所述聚合物涂层与所述第一电极结构和第二电极结构的所述聚合物粘接剂材料相容；其中，在粘接之前和粘接期间，所述隔板的所述聚合物涂层的初始增塑剂被至少设置在所述第一电极结构和所述隔板之间以及所述第二电极结构和所述隔板之间界面间粘接表面上，所述增塑剂促进了所述隔板往所述第一电极结构和所述第二电极结构上的粘接。

2.根据权利要求1的器件，其中所述器件为可再充电的锂金属或锂离子电池。

3.根据权利要求2的器件，其中所述第一电极结构包含正电极和正集流板，所述第二电极结构包括负电极和负的集流板。

4.根据权利要求3的器件，其中所述正集流板和所述负集流板至少其中之一为网状的构件。

5.根据权利要求1的器件，其中所述增塑剂被包含在所述用于形成所述第一电极层和第二电极层的混合物中。

6.根据权利要求5所述的器件，其中所述增塑剂通过蒸发或者用一种液体或超临界状态的溶剂而被去除，所述溶剂将所述增塑剂溶解但是不溶解所述的粘接剂材料。

7.种根据权利要求1的器件，其中所述增塑剂为沉积在所述隔板的所述聚合物涂层上的薄膜。

8.根据权利要求1的器件，其中所述隔板是多微孔聚烯烃隔板。

9.根据权利要求1的器件，其中所述聚合物涂层包括聚(亚乙烯基氟化物)共聚物。

10.根据权利要求1的器件，其中所述第一集流板可以被粘接到所述第一电极层或者嵌入在所述第一电极层中，所述的第二集流板可以被粘接到所述第二电极层或者嵌入在所述第二电极层中。

11.根据权利要求1的器件，其中所述器件为电化学平板电容器。

Images