DE112014004284B4 - Membran, Batterieseparator, Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Membran - Google Patents

Membran, Batterieseparator, Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Membran Download PDF

Info

Publication number
DE112014004284B4
DE112014004284B4 DE112014004284.6T DE112014004284T DE112014004284B4 DE 112014004284 B4 DE112014004284 B4 DE 112014004284B4 DE 112014004284 T DE112014004284 T DE 112014004284T DE 112014004284 B4 DE112014004284 B4 DE 112014004284B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
weight
percent
wax
mixture
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.)
Active
Application number
DE112014004284.6T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112014004284T5 (de
Inventor
GIen C. Wensley
Lie Shi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Celgard LLC
Original Assignee
Celgard LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Celgard LLC filed Critical Celgard LLC
Publication of DE112014004284T5 publication Critical patent/DE112014004284T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112014004284B4 publication Critical patent/DE112014004284B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20—Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22—Films, membranes or diaphragms
    • C08J5/2206—Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
    • C08J5/2218—Synthetic macromolecular compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • 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
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423—Polyamide resins
    • 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
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H01M50/434—Ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • 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
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

Membran, die Folgendes aufweist:eine poröse Membran oder Schicht, die aus einem Polymermaterial gemacht ist, das Folgendes aufweist:zwischen 0,1 bis 25 Gewichtsprozent von wachsbeschichteten, oberflächenbehandelten Böhmit-Partikeln, wobei die darin verteilten Böhmit-Partikel eine durchschnittliche Partikelgröße von weniger als einem Mikrometer aufweisen;wobei die oberflächenbehandelten Böhmit-Partikel mit einem Polyolefin-Wachs mit einem Molekulargewicht im Bereich von 800 bis 5000 und bei einer Schmelztemperatur von 130 bis 160 °C beschichtet werden; undwobei die wachsbeschichteten, oberflächenbehandelten Böhmit-Partikel zu 30 bis 50 Gewichtsprozent Böhmit-Partikeln bestehen und von 50 bis 70 Gewichtsprozent aus Polyolefin-Wachs bestehen; undzwischen 75 bis 97,5 Gewichtsprozent eines Polymers.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf poröse Membranen gerichtet, die mit Keramikpartikeln gefüllt sind, mikroporöse Membranen, die mit wachsbeschichteten, oberflächenbehandelten Keramikpartikeln gefüllt sind, Batterieseparatoren, damit in Beziehung stehende Verfahren zur Herstellung und/oder Anwendung und/oder weiteres.
  • Hintergrund
  • Keramikpartikelgefüllte und keramikpartikelbeschichtete Batterieseparatoren bzw. Batterietrennschichten für sekundäre Lithiumbatterien sind bekannt, beispielsweise beschrieben in US 7 790 320 B2 bzw. in US 6 432 586 B1 die hier durch Bezugnahme mit aufgenommen sind. Es wird angenommen, dass diese Separatoren die Sicherheit der sekundären Lithiumbatterie verbessern, beispielsweise durch Blockieren von Dendriten, in dem sie Kurzschlüsse verhindern, die Wärmebeständigkeit und Steifigkeit (Festigkeit und Struktur) der Polymerschicht (beispielsweise Polyolefin-Schicht) verbessern. Typischerweise bestanden die Partikel des Standes der Technik aus ziemlich großen Partikeln (einige mit einer Partikelgröße von > 1 Mikrometer) aus SiO2, TiO2, Al2O3, BaSO4, CaCO3. Es kann jedoch schwierig sein, diese Keramikpartikel in dem Polymermaterial einzubringen und zu verteilen, und zwar wegen der Differenz der Oberflächenenergie zwischen den Partikeln und dem Polymerharzmaterial. Diese Probleme werden noch größer, wenn die Partikelgröße vom Mikrometerbereich in den Nanometerbereich bewegt wird, da die Oberflächenenergie der Partikel noch mehr ansteigt.
  • Daher ist es ein Problem, zumindest gewisse Keramikpartikel in ein Polymerharz einzubringen und zu verteilen, welches für eine Membran verwendet wird, beispielsweise für einen Batterieseparator.
  • Ferner wird auf US 2009 / 0 030 100 A1 hingewiesen, die ein Agens zur Bildung feiner Poren für einen porösen Harzfilm mit anorganischen Partikeln auf Kondensatoren und Batterieseparatoren offenbart. Zudem zeigt JP 2006 - 307 163 A eine Folie, die eine Zusammensetzung aus Polyolefinharz, einen porösen Film und einen Separator für eine elektrische Batterie enthält. Weiterer Stand der Technik ist JP H07-21 078 B2 und JP 2010-108 753 A.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Membran nach Anspruch 1, durch einen Batterieseparator nach Anspruch 6, durch eine Batterie nach Anspruch 8 und ein Verfahren zum Herstellen einer Membran nach Anspruch 9 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung.
  • Gemäß zumindest einigen ausgewählten Ausführungsformen verändert eine erfindungsgemäße Oberflächenbeschichtung einer erfindungsgemäßen porösen Membran oder Schicht, die aus einem Polymermaterial gemacht ist, die Oberflächenenergie von wachsbeschichteten, oberflächenbehandelten, keramischen Böhmit-Partikeln so, dass sie ähnlich der Oberflächenenergie des Polymermaterials ist. Mit ähnlichen Oberflächenenergien kann ein Nanopartikel besser mit dem Polymermaterial vermischt oder in dieses eingemischt werden. Weil die wachsbeschichteten, oberflächenbehandelten, keramischen Böhmit-Partikel tendenziell zusammenklumpen und Agglomerate bilden, wird eine Behandlung vorgeschlagen, um dieses Problem zu eliminieren. Die Partikel werden gleichförmig mit einem Wachs mit niedrigem Molekulargewicht beschichtet, bevor sie mit dem Polymermaterial vermischt werden. Eine Vermischung von wachsbeschichteten oberflächenbehandelten Keramiknanopartikeln mit dem Polymermaterial spricht in erfolgreicher Weise Probleme mit der ungleichförmigen Vermischung und Verteilung von Keramikpartikeln und Polymermaterialien an.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Für die Zwecke der Darstellung der Erfindung wird in den Zeichnungen eine Ausführung gezeigt, die gegenwärtig bevorzugt wird; wobei jedoch klar sein sollte, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten genauen Anordnungen und Ausführungen eingeschränkt ist.
    • 1 ist eine schematische Zeichnung oberflächenbeschichteter Keramikpartikel mit einem reaktiven Ende bzw. Anhang und einem nicht-polaren Ende.
    • 2 bildet eine schematische Zeichnung der oberflächenbeschichteten Keramikpartikel mit verzweigten Kohlenwasserstoffanhängen ab, die um den Umfang eines Partikels gewickelt sind.
    • 3 ist eine Rasterelektronenmikroskopabbildung (REM-Bild) (der Oberfläche) einer typischen mikroporösen Membran (des Standes der Technik), die unter Verwendung eines Trockenstreckherstellungsprozesses hergestellt wurde, wie beispielsweise unter Verwendung des Celgard-Trockenprozesses.
    • 4 ist eine REM-Abbildung (der Oberfläche) einer typischen mikroporösen Membran (des Standes der Technik), die durch einen Nassstreckprozess hergestellt wurde.
    • 5 ist eine REM-Abbildung (der Oberfläche) einer porösen Membran, die durch ein Partikelstreckverfahren (des Standes der Technik) hergestellt wurde.
    • 6 ist ein REM-Bild (Querschnitt) der Kante einer mehrschichtigen Membran, wobei die oberen und unteren Schichten ein ähnliches oder das gleiche Polymer sind, und wobei die dazwischenliegende Schicht ein anderes Polymer ist (Stand der Technik).
    • 7 ist ein REM-Bild eines Beispiels der Oberfläche einer erfindungsgemäßen Membran.
    • 8 ist ein REM-Bild eines weiteren Beispiels der Oberfläche der erfindungsgemäßen Membran.
    • 9 ist eine Kurvendarstellung, die Zellzyklenergebnisse der gefüllten Membran der vorliegenden Erfindung mit einer herkömmlichen mikroporösen Membran vergleicht.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung ist auf Membranen gerichtet, die eine mikroporöse Membran oder Schicht aufweisen, die aus einem Polymermaterial gemacht ist, in dem eine Vielzahl von wachsbeschichteten oberflächenbehandelten Keramikpartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als ungefähr 1 Mikrometer verteilt sind, sowie auf Membranen, die eine mikroporöse Membran oder Schicht aufweisen, die aus einem Polymermaterial gemacht ist, in dem eine Vielzahl von Böhmit-Partikeln verteilt ist, weiter Batterieseparatoren, damit in Beziehung stehende Verfahren zur Herstellung oder Anwendung und/oder Ähnliches.
  • Die Membran oder Schicht einer mikroporösen Membran, die aus einem Polymermaterial gemacht ist, in der eine Vielzahl von wachsbeschichteten oberflächenbehandelten Keramikpartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als ungefähr 1 Mikrometer verteilt ist sowie eine mikroporöse Membran, die aus einem Polymermaterial gemacht ist, in dem eine Vielzahl von Böhmit-Partikeln verteilt ist, kann eine Schicht einer mehrlagigen Membran oder eines mehrlagigen Separators sein. Die Membran oder Schicht weist eine mikroporöse Membran auf, die aus einem Polymermaterial gemacht ist, in dem eine Vielzahl von Böhmit-Partikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als ungefähr 1 Mikrometer verteilt ist.
  • Membran, so wie dies hier verwendet wird, bezieht sich vorzugsweise auf ein festes oder durchgehendes Polymerflächenelement oder einen Polymerfilm mit einer Vielzahl von Poren oder Mikroporen dorthin durch. Die Membran kann auch eine nicht-gewebte Struktur sein (das heißt aus einer Vielzahl von Fasern (Filamenten oder einzeln) gemacht) sein; und in einigen Ausführungsbeispielen ist die Membran eine Schicht eines mehrschichtigen Verbundwerkstoffes oder - Produktes, welches einen oder mehrere poröse Filme, eine oder mehrere nicht-gewebte Strukturen (das heißt aus einer Vielzahl von Fasern (Filamente oder einzeln) gemacht) eine oder mehrere Beschichtungen, eine oder mehrere Keramikbeschichtungen und/oder andere Schichten aufweisen.
  • Das Polymermaterial kann irgendein Polymermaterial sein. Das Polymermaterial kann ein thermoplastisches Polymer sein. In einem Ausführungsbeispiel kann das Polymermaterial aus der Gruppe aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyestern, Ko-Polymeren davon und Kombinationen davon ausgewählt sein. In einem anderen möglichen bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Polyolefine aus der Gruppe aus Polyethylen (bzw. Polyethen), Polypropylen (bzw. Polypropen), Polybutylen (bzw. Polyputen) , Polymethylpenten, Co-Polymere davon und Kombinationen davon ausgewählt sein.
  • Die Membran weist das Polymermaterial zu 75-97,5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran auf. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Polymermaterial 80-95 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder Schicht aufweisen. In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Polymermaterial 87,5-92,5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder Schicht aufweisen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Polymermaterial 90 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder Schicht aufweisen.
  • Die Partikel liegen zu 0,1-25 Gewichtsprozent in der Membran (Polymermaterial und Partikel) vor. Vorzugsweise weist die Membran ungefähr 0,1-10 Gewichtsprozent oder weniger als ungefähr 10 Gewichtsprozent oder 2-10 Gewichtsprozent (oder irgendeinen Untersatz davon) aufweisen. In noch einem anderen Ausführungsbeispiel können die Partikel 1-10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder 2-8 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder 3-5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder 4 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran (oder irgendein Untersatz davon) auf.
  • Vor dem Einbringen der Partikel oder Nanopartikel in die Polymermaterialien oder vor dem Mischen und Vermischen der Partikel oder Nanopartikel mit dem Polymermaterial wird die Oberfläche der Partikel oder Nanopartikel vorzugsweise zuerst mit einem Molekül behandelt, welches speziell ausgelegt ist, damit es eine reaktive funktionale Endgruppe und eine nicht-polare funktionale Endgruppe hat. Das reaktive Ende des Moleküls kann sich mit der Oberfläche des Partikels oder Nanopartikels verbinden, und das nicht-polare Ende des Moleküls kann sich an das Polymermaterial oder die Polymermaterialien bilden.
  • 1 bildet einen beispielhaften oberflächenbehandelten Partikel oder Nanopartikel ab, wobei das „sternförmige“ Symbol die reaktive funktionale Endgruppe darstellt, die, im Fall von Böhmit, eine „-OH“-Gruppe ist. Die nicht-polare funktionale Endgruppe, die am anderen Ende des Moleküls gelegen ist, ist ein Kohlenwasserstoff, der bis zu 20 Kohlenstoffatome haben kann. Außerdem kann der Kohlenwasserstoffabschnitt ein oder mehrere Doppelbindungen enthalten, die eine Reaktion ausführen können, um eine oder mehrere hinzugefügte funktionale Kohlenwasserstofffunktionsgruppe als Seitenkette anzubringen. Die Länge dieser Kohlenwasserstoffteile des Moleküls kann von ausreichender Länge sein, damit die nicht-polaren funktionalen Kohlenwasserstoffendgruppen sich um die Außenseite des Keramikpartikels in effektiver Weise wickeln können, was das Volumen vergrößert, welches von dem Partikel eingenommen wird, wie in 2 abgebildet. Die Kohlenwasserstoffanhänge, welche den Keramikpartikel umgeben, haben eine ähnlich Oberflächenenergie wie jene eines Polymermaterials. In einem Ausführungsbeispiel kann das nicht-polare Ende ein aliphatischer Kohlenwasserstoff sein, wobei die Anzahl der Kohlenstoffatome < 20 ist und eine Doppelbindung enthält, jedoch kann irgendeine Endgruppe verwendet werden, die sich mit dem Polymermaterial vermischen kann (oder in Wechselwirkung treten kann), oder die sich um den Partikel wickeln kann. In einem Ausführungsbeispiel kann der aliphatische Kohlenwasserstoff beispielsweise 20 Kohlenstoffatome oder weniger haben (≤ 20 Kohlenstoffatome), in einem anderen im Bereich von 5-20 Kohlenwasserstoffen, und in einem weiteren 10-20 Kohlenwasserstoffe und in noch einem weiteren 12-18 Kohlenwasserstoffe (und irgendeinen Untersatz davon). Das nicht-polare Ende kann eine einzelne Kette sein oder kann verzweigt sein. Während man sich nicht an irgendeine spezielle Theorie binden will, wird angenommen, dass das Oberflächenbehandlungsmolekül das reaktive Ende verwendet, um sich mit dem Partikel zu verbinden, während sich die nicht-polaren Enden um den Partikel wickeln. Die Oberflächenenergie der Partikel ist nun ähnlich dem Polymermaterial, was die Verteilung der Partikel in dem Polymermaterial mit ähnlicher Oberflächenenergie erleichtert. Der beschichtete oder behandelte Partikel kann weiter mit einem Wachs oder Polymer beschichtet werden (überbeschichtet werden).
  • Vorzugsweise verändert die Oberflächenbeschichtung des Partikels die Oberflächenenergie des Partikels so, dass sie ähnlich der Oberflächenenergie des Polymermaterials ist. Mit ähnlichen Oberflächenenergien kann der Nanopartikel besser mit einem oder mehreren Polymermaterialien vermischt, in diesem verteilt oder in diese eingemischt werden.
  • Im Fall eines Polymermaterials, welches als eine Batterieseparatormembran verwendet wird, ist der erfindungsgemäße Separator unter Verwendung eines zusätzlichen erfindungsgemäßen Schrittes in Vorbereitung der Mischung aus keramischen Nanopartikeln und Polymerharz hergestellt worden. Weil die oberflächenbehandelten Keramiknanopartikel tendenziell zusammenklumpen und Agglomerate bilden, wird eine zweite Oberflächenbehandlung vorgeschlagen, um dieses Problem anzusprechen. Die oberflächenbehandelten Keramikpartikel werden gleichförmig mit einem Polyolefin-Wachs (Polypropylen oder Polyethylen) mit einem niedrigen Molekulargewicht im Bereich von 800-5000 beschichtet. Das Wachs mit niedrigem Molekulargewicht hat eine Schmelztemperatur von ungefähr 130 bis 160 °C. Wenn das Polymermaterial beispielsweise ein isotaktisches Polypropylen ist, kann das Wachs auch ein isotaktisches Polypropylen sein. Die Wachsbeschichtung oder Behandlung der oberflächenbehandelten Partikel verringert die Oberflächenenergie des Partikels. Beispielsweise ist die Oberflächeenergie eines nicht-oberflächenbehandelten Böhmit-Partikels in der Größenordnung von 60-80 erg/cm2 (0,6 bis 0,8 N/m), während die Oberflächenenergie von PP 32 +/- 2 erg/cm2 (etwa 0,032 N/m) ist. Die Wachsbeschichtung kann die Oberflächenenergie des Partikels so absenken, dass sie im Allgemeinen der Oberflächenenergie des Polymermaterials entspricht, was die gleichförmige Mischung der Partikel in das Polymermaterial erleichtert.
  • Das Wachs kann im flüssigen Zustand aufgebracht werden und getrocknet werden, um die wachsbeschichteten oberflächenbehandelten Keramikpartikel oder Nanopartikel zu erzeugen. Das Aufbringen der Wachsbeschichtung ist ein effektives Dispersionsverfahren, um gleichförmig den Nanopartikel mit dem Polymermaterial zu vermischen. Ihr Vorhandensein ermöglicht die gleichförmige Verteilung des Nanopartikels im Polymer. Eine Vermischung der wachsbeschichteten Oberflächenbehandelten Keramiknanopartikel mit dem Polymermaterial spricht in erfolgreicher Weise Probleme mit ungleichförmiger Vermischung von Keramikpartikeln und Polymermaterialien an. 7 zeigt eine REM-Aufnahme der Oberfläche einer beispielhaften erfindungsgemäßen Separatormembran, die wachsbeschichtete oberflächenbehandelte Nanopartikel enthält. Die Partikel werden so gleichförmig vermischt, dass sie in den Lamellen und Poren der mikroporösen Membran schwierig zu sehen sind, jedoch ist bei einer genauen Betrachtung der Aufnahme die gleichförmige Verteilung zu sehen. 8 zeigt auch eine REM-Aufnahme der erfindungsgemäßen Separatormembran mit hervorragender Einmischung der wachsbeschichteten oberflächenbehandelten Partikel in die Polymerseparatormembran. 3 zeigt eine mikroporöse Membran, die durch einen vergleichbaren Trockenprozess hergestellt wurde, jedoch zum Vergleich ohne irgendwelche Nanopartikel.
  • Die Partikel werden zu einem Anteil von 0,1-25 Gewichtsprozent in das Polymermaterial eingebracht. In einem Ausführungsbeispiel kann das Polymermaterial die Partikel zu ungefähr 0,1-10 Gewichtsprozent oder weniger als ungefähr 10 Gewichtsprozent oder 2-10 Gewichtsprozent (oder irgendeinen Untersatz davon) aufweisen. In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Partikel 1-10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran aufweisen, oder 2-8 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran, oder 3-5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder 4 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran (oder irgendeinen Untersatz davon).
  • In einem nicht beanspruchten Beispiel können die Keramikpartikel aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus SiO2, TiO2, Al2O3, BaSO4, CaCO3, BN und irgendwelchen Kombinationen davon besteht. In einem Ausführungsbeispiel sind die Partikel Böhmit (AIOOH). Böhmit-Partikel sind kommerziell verfügbar von Sasol, Johannesburg, Südafrika.
  • In einem Ausführungsbeispiel haben die Partikel eine Größe in dem Bereich von weniger als einem Mikrometer. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Partikelgröße in einem Bereich von weniger als ungefähr 500 Nanometern sein, oder weniger als ungefähr 300 Nanometer oder weniger als ungefähr 200 Nanometer oder im Bereich von ungefähr 20 bis 200 Nanometer (oder in irgendeinem Unterbereich darin).
  • Während man sich nicht auf irgendeine spezielle Theorie festlegen möchte, wird angenommen, dass das Einbringen der Nanopartikel das Wachstum der kristallinen Lamellen des Polymermaterials bewirkt. Es ist beobachtet worden, dass das Einbringen von bis zu 10 Gewichtsprozent der Nanopartikel den Kristallwuchs verändert, so dass während der Porenbildung die Poren im Allgemeinen ungefähr 15 % kleiner sind als normalerweise beobachtet.
  • Das Oberflächenbehandlungsmolekül (oder Beschichtungsmolekül) kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Fettsäuren, Fettsäureenolestern, Fettalkoholen, Fettaminen, Fettestern, Fettnitrilen und Kombinationen davon besteht. Ein solches Material ist von Lubrizol Corporation, Wickcliffe, Ohio verfügbar.
  • Das Wachs kann irgendein Polymer oder Oligomer mit niedrigem Molekulargewicht sein. Das Wachs sollte so ausgewählt sein, dass es mit dem Polymermaterial kompatibel ist (das Wachs sollte beispielsweise mit dem Polymermaterial vermischbar sein oder zumindest teilweise vermischbar sein).
  • Wenn beispielsweise das Polymermaterial ein Polyolefin ist, kann das Wachs ein ähnliches (jedoch nicht notwendigerweise das gleiche) Polyolefin sein. Das niedrige Molekulargewicht bezieht sich auf ein Molekulargewicht, das geringer ist als das Polymermaterial. Das Molekulargewicht des Wachses kann als Molekulargewicht oder Viskosität ausgedrückt werden. Das Molekulargewicht kann im Bereich von 800-5000 oder im Bereich von 1000-5000 oder im Bereich von 2000-5000 sein. Die Viskosität kann kleiner oder gleich 10 mPa·s (10 Zentipoise) in einem Temperaturbereich von 150 bis 180 °C sein.
  • Die Partikel liegen zu 30-50 Gewichtsprozent in der Vormischung vor und das Wachs liegt zu 50-70 Gewichtsprozent in der Vormischung vor. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Partikel-Wachs-Verhältnis 2:3 sein. In einem Ausführungsbeispiel kann das Wachs 1,5-15 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder Schicht aufweisen; oder 3-12 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder Schicht; oder 4,5-7,5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder Schicht; oder 6 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Membran oder Schicht (oder irgendein Untersatz darin).
  • Die obige Membran kann in irgendeiner Anwendung verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel ist die Membran eine poröse oder mikroporöse Membran, die als Batterieseparator bzw. Batterietrennschicht verwendet wird. Die Membran kann in dieser Anwendung eine oder mehrere der Schichten eines mehrschichtigen Separators oder die einzige Schicht des Separators sein.
  • Wenn die obige Membran als ein Batterieseparator verwendet wird (oder zumindest als eine Schicht oder Unterschicht eines Separators) kann sie in irgendeiner Batterie vorgesehen werden. Eine Batterie kann eine negative Elektrode, eine positive Elektrode, den Separator, der sandwichartig zwischen den negativen und positiven Elektroden aufgenommen ist, und ein Elektrolyt in Verbindung zwischen den negativen und positiven Elektroden aufweisen. Die Batterie kann eine primäre oder sekundäre Batterie sein. Die sekundäre Batterie kann eine Lithiumbatterie oder eine Blei-Säure-Batterie sein.
  • Die Partikel können in dem Polymermaterial eingebracht werden und darauf folgend in irgendeiner Weise zu der Membran geformt werden. In einem Ausführungsbeispiel werden die getrockneten oberflächenbehandelten Keramikpartikel mit dem Wachs vermischt, wodurch die Vormischung gebildet wird; wobei die Vormischung mit dem Polymermaterial gemischt wird, wodurch die zweite Mischung gebildet wird; und wobei die zweite Mischung zu einer mikroporösen Membran geformt wird. Der erste (Vor-)Mischungsschritt kann Aufheizen aufweisen. Die erste Mischung kann eine Flüssigkeit sein.
  • Die Membran kann in irgendeiner Weise geformt werden (beispielsweise mikroporös gemacht werden). In einem Ausführungsbeispiel kann die Membran durch die folgenden Schritte geformt werden: Extrudieren der zweiten Mischung zu einem Flächenelement oder Rohr, Wärmebehandeln des Flächenelementes oder Rohrs und Strecken bzw. Recken des wärmebehandelten Flächenelementes oder Rohrs. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Membran durch folgende Schritte geformt werden: Extrudieren der zweiten Mischung zu einem Flächenelement, Kalandrieren bzw. Walzen des Flächenelementes und Extrahieren eines porenformenden Materials aus dem kalandrierten Flächenelement.
  • Es gibt mehrere Vorteile, die beobachtet werden können, wenn die vorangegangene Membran in einer Batterie eingebaut wird (beispielsweise in eine sekundäre Lithiumbatterie). Einige Beispiele sind: 1) dass die Oberflächenenergie der gesamten Membran wesentlich zunimmt, wobei dies zu einer viel schnelleren Absorption des typischen Lithiumionenelektrolyts führt; 2) der effektive Reibungskoeffizient der Oberfläche wird tendenziell verringert, da die Anwesenheit der Partikel die Oberflächenrauhigkeit geringfügig erhöht; und/oder 3) die Anwesenheit des chemisch aktiven Keramikpartikels (beispielsweise oberflächenbehandeltes Böhmit) wird schädliche Flusssäure (HF = hydrofluoric acid) in einer Lithiumionenbatterie austreiben, was wiederum eine längere Zykluslebensdauer für die Batterie begünstigen wird. Diese drei Beispiele von veränderten oder verbesserten Eigenschaften können beobachtet werden, wenn die Einbringung der Nanopartikel weniger als 10 Gewichtsprozent und möglicherweise nur 2 Gewichtsprozent ist. Wenn die Einbringung bzw. der Anteil viel größer als 10 Prozent ist, dann kann die Erzeugung der Porenstruktur schwieriger werden, und an einem gewissen Punkt kann die Herstellung einer Membran mit mehr als 30 Prozent Porosität möglicherweise nicht erreicht werden. Die wahre Obergrenze hängt von den Eigenschaften des Separators ab, die akzeptabel sind. Außerdem wird angenommen, dass die Anwesenheit der Nanopartikel das normale Kristallwuchsverhalten in Lamellen der Präkursormembran verändert. Die Partikel verändern die Vollständigkeit des Kristallwuchses. Das letztendliche Ergebnis ist, dass das Hinzufügen von Nanopartikeln von bis zu 10 Gewichtsprozent bewirkt, dass die Kristallgröße und daher die Porengröße ungefähr 15 Prozent kleiner als der Standard sind.
  • Beispiel
  • Eine Haupt- bzw. Ausgangscharge wurde zubereitet, welche aus oberflächenbehandelten Nanopartikeln (oberflächenbehandeltem Böhmit mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 20-200 nm) besteht - 40 Gewichtsprozent der Ausgangscharge, und ein Polypropylenwachs mit niedrigem Molekulargewicht (800-5000 m.w.) mit einer Schmelztemperatur von 160 °C - 60 Gewichtsprozent der Ausgangscharge.
  • Die Ausgangscharge wurde schmelzextrudiert bei 9,5 Gewichtsprozent mit einem isotaktischen Polypropylen unter Verwendung einer üblichen ringförmigen Form, um einen Präkursor bzw. Vorkörper von 20 Mikrometer (Dicke) zu formen (d.h. ein üblicher Blasfilm- bzw. Blasfolienprozess, wie in der Technik wohlbekannt ist).
  • Der Präkursor bzw. Vorkörper wurde in herkömmlicher Trockenstreckweise mikroporös gemacht (s. beispielsweise Kesting, R.E., Synthetic Polymer Membranes, A Structural Perspective, 2nd Edition, Wiley-Interscience, NY, NY, 1985, Seiten 290 - 297, hier durch Bezugnahme mit aufgenommen). Die Streckbedingung weisen Folgendes auf: 20 Prozent Kaltstreckung (Raumtemperatur) und 120 Prozent Warmstreckung (125 °C). Die daraus resultierende Membran hatte eine Dicke von 22,1 Mikrometern, einen Gurley-Wert von 26,1 Sekunden (ASTM-Verfahren) und 650 Sekunden (JIS-Verfahren) und eine Porosität von 31,1 Prozent. Eine signifikante Menge an Böhmit-Nanopartikeln wurde gut in die PP-Harze eingemischt, und zwar ohne irgendein Anzeichen eines Schnittstellenversagens während des Streckens. Dies kommt von der ordnungsgemäßen Partikeloberflächenbeschichtung und/oder -behandlung. 5 zeigt ein Schnittstellenversagen während des Streckens bzw. Folienreckens einer Partikelstreckung beim Stand der Technik mit groß bemessenen Partikeln.
  • Die oben genannte Membran (die mit oberflächenbehandelten Nanopartikeln gefüllt ist) wurde zu einer herkömmlichen Knopfzelle geformt und über 100 Zyklen geführt. Ein Vergleich mit einer Knopfzelle unter Verwendung einer nicht-gefüllten CELGARD 2500-Membran (Gurley-Wert 200 s - JIS-Verfahren) ist in 7 gezeigt. Der Vergleich zeigt an, dass es keinen erkennbaren Unterschied zwischen der Leistung dieser speziellen Zellen gibt. Die Mischung aus oberflächenbehandeltem Böhmit-Nanopartikeln bzw. Partikeln und Polymere der vorliegenden Erfindung kann eine Batterieseparatormembran erzeugen, die als Reinigungsmittel für Flusssäure in einer Batterie wirken kann, was in effektiver Weise die Zykluslebensdauer der Batterie vergrößert, und zwar zu viel geringeren Kosten als bei der Beschichtung einer Batterieseparatormembran mit einer Aluminiumoxyd enthaltenden Beschichtung. Es wurde herausgefunden, dass 10-15 Gewichtsprozent der oberflächenbehandelten Böhmit-Nanopartikel, die in einen Film eingemischt werden, jedenfalls einen hervorragenden Flusssäurereinigungseffekt erzeugen kann. Gemäß zumindest ausgewählten Ausführungsbeispielen, Zielen oder Aspekte der vorliegenden Erfindung weist eine Membran eine poröse Membran oder Schicht auf, die aus einem Polymermaterial oder Polymermaterialien gemacht ist, in dem bzw. in denen eine Vielzahl von oberflächenbehandelten (oder beschichteten Partikeln oder Keramikpartikeln) mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als ungefähr 1 Mikrometer verteilt sind (wobei andere additive Mittel oder Materialien zu der Mischung oder Zusammensetzung hinzugefügt werden können). Das Polymermaterial kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyestern, Co-Polymeren davon und Kombinationen davon besteht. Die Partikel sind Böhmit.
  • Die Oberflächenbehandlung (oder Beschichtung) kann ein Molekül mit einem reaktiven Ende und einem nicht-polaren Ende bzw. Anhang sein. Die Partikel können in einem Wachs mit niedrigem Molekulargewicht vorgemischt werden, bevor sie mit dem Polymermaterial vermischt werden. Die Membran kann als zumindest eine Schicht eines Batterieseparators verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung kann in anderen Formen verkörpert werden, ohne vom Kern und ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen, und entsprechend sollte für den angezeigten Schutzumfang der Erfindung auf die beigefügten Ansprüche Bezug genommen werden und nicht auf die vorangegangene Beschreibung.

Claims (11)

  1. Membran, die Folgendes aufweist: eine poröse Membran oder Schicht, die aus einem Polymermaterial gemacht ist, das Folgendes aufweist: zwischen 0,1 bis 25 Gewichtsprozent von wachsbeschichteten, oberflächenbehandelten Böhmit-Partikeln, wobei die darin verteilten Böhmit-Partikel eine durchschnittliche Partikelgröße von weniger als einem Mikrometer aufweisen; wobei die oberflächenbehandelten Böhmit-Partikel mit einem Polyolefin-Wachs mit einem Molekulargewicht im Bereich von 800 bis 5000 und bei einer Schmelztemperatur von 130 bis 160 °C beschichtet werden; und wobei die wachsbeschichteten, oberflächenbehandelten Böhmit-Partikel zu 30 bis 50 Gewichtsprozent Böhmit-Partikeln bestehen und von 50 bis 70 Gewichtsprozent aus Polyolefin-Wachs bestehen; und zwischen 75 bis 97,5 Gewichtsprozent eines Polymers.
  2. Membran nach Anspruch 1, wobei das Polymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyestern, Co-Polymeren davon und Kombinationen davon besteht.
  3. Membran nach Anspruch 2, wobei die Polyolefine aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, Polymethylpenten, Co-Polymeren davon und Kombinationen davon besteht.
  4. Membran nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenbehandlung ein Molekül mit einem reaktiven Ende und einem nicht-polaren Ende ist.
  5. Membran nach Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Partikelgröße geringer als 500 Nanometer ist.
  6. Batterieseparator, der die Membran nach Anspruch 1 aufweist.
  7. Batterieseparator nach Anspruch 6, wobei die Membran eine Schicht eines Separators mit mehreren Schichten ist.
  8. Batterie, die Folgendes aufweist: eine negative Elektrode, eine positive Elektrode, einen Separator, der sandwichartig zwischen der negativen Elektrode und der positiven Elektrode aufgenommen ist, und ein Elektrolyt in Verbindung mit der negativen Elektrode und der positiven Elektrode, wobei der Separator die Membran nach Anspruch 1 aufweist.
  9. Verfahren zum Herstellen der Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das folgende Schritte aufweist: Mischen der getrockneten, oberflächenbehandelten Böhmit-Partikel mit einem Polyolefinwachs mit einem Molekulargewicht im Bereich von 800 bis 5000 und einer Schmelztemperatur von 130 bis 160 °C, wodurch eine erste Mischung geformt wird; Mischen der ersten Mischung mit einem Polymermaterial, wodurch eine zweite Mischung geformt wird; und Formen der zweiten Mischung zu einer porösen Membran.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der erste Mischschritt einen Heizvorgang aufweist, und wobei die erste Mischung eine Flüssigkeit ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Formen der zweiten Mischung zu einer mikroporösen Membran Folgendes aufweist: Extrudieren der zweiten Mischung zu einem Flächenelement oder Rohr, Wärmebehandeln des Flächenelementes oder Rohrs, und Strecken des wärmebehandelten Flächenelementes oder Rohrs.
DE112014004284.6T 2013-09-18 2014-09-18 Membran, Batterieseparator, Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Membran Active DE112014004284B4 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361879175P 2013-09-18 2013-09-18
US61/879,175 2013-09-18
US14/488,665 2014-09-17
US14/488,665 US9711771B2 (en) 2013-09-18 2014-09-17 Porous membranes filled with nano-particles, separators, batteries, and related methods
PCT/US2014/056198 WO2015042213A1 (en) 2013-09-18 2014-09-18 Porous membranes filled with nano-particles and related methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112014004284T5 DE112014004284T5 (de) 2016-06-16
DE112014004284B4 true DE112014004284B4 (de) 2024-03-14

Family

ID=52668227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112014004284.6T Active DE112014004284B4 (de) 2013-09-18 2014-09-18 Membran, Batterieseparator, Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Membran

Country Status (6)

Country Link
US (3) US9711771B2 (de)
JP (1) JP6668246B2 (de)
KR (3) KR102363325B1 (de)
CN (3) CN105683267A (de)
DE (1) DE112014004284B4 (de)
WO (1) WO2015042213A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6580050B2 (ja) * 2014-01-21 2019-09-25 サソール・パーフオーマンス・ケミカルズ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング アルミナ組成物およびその製造法
CN104993083B (zh) * 2015-05-21 2018-07-13 西北工业大学 一种锂硫电池氮化硼包覆隔膜的制备方法
WO2018091966A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-24 The Hong Kong University Of Science And Technology Nanoporous ultra-high molecular weight polyethylene membrane
WO2018175300A1 (en) * 2017-03-20 2018-09-27 Celgard, Llc Improved battery separators, electrodes, cells, lithium batteries and related methods
US10879540B2 (en) * 2017-12-04 2020-12-29 Nano And Advanced Materials Institute Limited Layered structure battery with multi-functional electrolyte
CN111491719B (zh) 2017-12-18 2022-11-29 香港科技大学 柔性多功能高孔隙率超薄聚乙烯膜的合成方法
DE102018221338A1 (de) * 2018-12-10 2020-06-10 Robert Bosch Gmbh Elektrodenstapel für eine galvanische Zelle
CN110165127B (zh) * 2019-06-24 2022-10-18 安徽今希新材料科技有限公司 一种改性锂离子电池隔膜及其制备方法
JP7422398B2 (ja) * 2020-04-27 2024-01-26 河合石灰工業株式会社 表面被覆ベーマイト、樹脂フィルム複合材料、炭素材複合材料
JP7422397B2 (ja) * 2020-04-27 2024-01-26 河合石灰工業株式会社 表面被覆ベーマイト、樹脂フィルム複合材料、炭素材複合材料
KR102623644B1 (ko) * 2021-11-18 2024-01-10 이화여자대학교 산학협력단 고안정성의 보론나이트라이드 세라믹 멤브레인 및 그 제조방법
SE2250046A1 (en) * 2022-01-19 2023-07-20 Northvolt Ab Separator for a secondary cell

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0721078B2 (ja) 1987-02-26 1995-03-08 株式会社トクヤマ 微多孔性フイルムの製造方法
JP2006307163A (ja) 2005-03-31 2006-11-09 Sumitomo Chemical Co Ltd ポリオレフィン系樹脂組成物からなるシート、多孔性フィルムおよび電池用セパレータ
US20090030100A1 (en) 2006-02-01 2009-01-29 Makoto Nagamatsu Fine pore formation agent for porous resin film and composition containing the same for porous resin film
JP2010108753A (ja) 2008-10-30 2010-05-13 Teijin Ltd 非水系二次電池用セパレータ、その製造方法、および非水系二次電池

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6432586B1 (en) 2000-04-10 2002-08-13 Celgard Inc. Separator for a high energy rechargeable lithium battery
US20060088769A1 (en) 2004-10-22 2006-04-27 Celgard Llc Battery separator with Z-direction stability
KR100659820B1 (ko) * 2004-11-17 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 이차 전지
WO2006064729A1 (ja) 2004-12-17 2006-06-22 Maruo Calcium Company Limited 多孔質フィルム用填剤及び該填剤を配合してなる多孔質フィルム
JP5027385B2 (ja) * 2004-12-17 2012-09-19 丸尾カルシウム株式会社 多孔質フィルム用填剤及び該填剤を配合してなる多孔質フィルム
KR100943697B1 (ko) 2005-04-06 2010-02-23 에스케이에너지 주식회사 물성, 생산성 및 품질 균일도가 우수한 폴리에틸렌 미세다공막 및 그 제조방법
JP2008210686A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池及びその製造方法
US8822082B2 (en) 2007-03-15 2014-09-02 Hitachi Maxwell, Ltd. Separator for electrochemical device, electrode for electrochemical device, and electrochemical device
US8592089B2 (en) * 2007-05-15 2013-11-26 Amtek Research International, Llc In-situ pore generation in lead-acid battery separator using electrolyte-soluble pore former
JP5361207B2 (ja) * 2008-02-20 2013-12-04 住友化学株式会社 多孔性フィルムを有するセパレータ
JP5588964B2 (ja) * 2008-04-08 2014-09-10 エスケー イノベーション カンパニー リミテッド 高耐熱性多孔性被覆層を有するポリオレフィン系複合微多孔膜
JP4575521B2 (ja) * 2008-08-19 2010-11-04 帝人株式会社 非水系二次電池用セパレータ
JP5195341B2 (ja) * 2008-11-19 2013-05-08 Ｔｄｋ株式会社 リチウムイオン二次電池用セパレータ及びリチウムイオン二次電池
JP5323590B2 (ja) * 2009-06-19 2013-10-23 旭化成イーマテリアルズ株式会社 多層多孔膜、樹脂製バインダおよび塗布液
KR101125013B1 (ko) * 2009-07-29 2012-03-27 한양대학교 산학협력단 이온성 고분자를 포함하는 가교형 세라믹 코팅 분리막의 제조 방법, 이로부터 제조된 세라믹 코팅 분리막 및 이를 채용한 리튬이차전지
JP5079144B2 (ja) * 2010-01-29 2012-11-21 丸尾カルシウム株式会社 樹脂用表面処理炭酸カルシウムフィラー及び該フィラーを含有してなる樹脂組成物
CN102195020A (zh) * 2010-03-04 2011-09-21 赛尔格有限责任公司 一种防止或减少锂离子电池突然热失控的方法
JP2014523936A (ja) * 2011-06-16 2014-09-18 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 細繊維メッシュ構造を伴う微小多孔性材料並びにその製造及び使用方法
JP2013057045A (ja) * 2011-09-06 2013-03-28 Kee:Kk 耐熱性改良ポリオレフィン微多孔膜及びその製造方法。
JP2013163806A (ja) * 2012-01-11 2013-08-22 Toray Ind Inc 多孔質フィルムおよび蓄電デバイス用セパレータ
CN103247770A (zh) * 2013-04-25 2013-08-14 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
US9564660B2 (en) * 2013-06-27 2017-02-07 QingHong Technology Co., Ltd. Electric core for thin film battery
US20170071248A1 (en) 2015-09-16 2017-03-16 Sansa Corporation (Barbados) Inc. System and Method for Controlling the Harshness of Nicotine-Based Dry Powder Formulations

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0721078B2 (ja) 1987-02-26 1995-03-08 株式会社トクヤマ 微多孔性フイルムの製造方法
JP2006307163A (ja) 2005-03-31 2006-11-09 Sumitomo Chemical Co Ltd ポリオレフィン系樹脂組成物からなるシート、多孔性フィルムおよび電池用セパレータ
US20090030100A1 (en) 2006-02-01 2009-01-29 Makoto Nagamatsu Fine pore formation agent for porous resin film and composition containing the same for porous resin film
JP2010108753A (ja) 2008-10-30 2010-05-13 Teijin Ltd 非水系二次電池用セパレータ、その製造方法、および非水系二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN105683267A (zh) 2016-06-15
US11283135B2 (en) 2022-03-22
US9711771B2 (en) 2017-07-18
JP6668246B2 (ja) 2020-03-18
KR20220025215A (ko) 2022-03-03
KR102363325B1 (ko) 2022-02-15
WO2015042213A1 (en) 2015-03-26
KR102550446B1 (ko) 2023-07-04
US20190229319A1 (en) 2019-07-25
KR20160058121A (ko) 2016-05-24
CN113611980B (zh) 2024-05-03
JP2016531993A (ja) 2016-10-13
DE112014004284T5 (de) 2016-06-16
US20150079450A1 (en) 2015-03-19
CN113929952A (zh) 2022-01-14
US10249862B2 (en) 2019-04-02
US20170244089A1 (en) 2017-08-24
CN113611980A (zh) 2021-11-05
KR20210102998A (ko) 2021-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014004284B4 (de) Membran, Batterieseparator, Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Membran
DE2627229C3 (de) Mikroporöse Folie und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2415076C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffbahn mit einer Porenschichtstruktur als Separator für galvanische Elemente und dessen Verwendung
DE202017007423U1 (de) Verbesserte Separatoren für Enhanced-Flooded-Batterien und Batterien
DE102011120474A1 (de) Hochporöse Separator- Folie mit Beschichtung
DE112013000385T5 (de) Hybrider Vliesseparator mit invertierter Struktur
EP2823519A1 (de) Hochporöse separator-folie mit partieller beschichtung
DE3242657C2 (de)
DE102011121606A1 (de) Hochporöse Separator-Folie mit Beschichtung und Abschaltfunktion
DE102010018374A1 (de) Hochporöse Separator-Folie
DE102015001215A1 (de) Biaxial orientierte Folie mit Partikel-haltiger poröser Schicht
DE112019001856T5 (de) Verfahren zur Formung einer aktiven Schicht auf Kohlenstoffbasis für eine Anode einer Bleikohlenstoffbatterie und die daraus gebildete aktive Schicht
EP1950822B1 (de) Lage mit abgeschirmten Fasern und elektrochemische Zelle
DE102014005890A1 (de) Biaxial orientierte Folie mit Partikel-haltiger poröser Schicht
WO2017067656A1 (de) Biaxial orientierte poröse folie mit partikel-haltiger poröser schicht und anorganischer beschichtung
EP2822991A1 (de) Perforierte polymerfolien mit verbesserter toleranz gegen zugspannung
DE102018007418A1 (de) Biaxial orientierte Folie mit Partikel-haltiger poröser Schicht
AT507721B1 (de) Verfahren zur herstellung eines synthetischen papiers und damit hergestelltes papier
DE3128677A1 (de) Verfahren zur herstellung von folien oder platten, die u.a. als trennwaende fuer batterien von schwefelsaeureakkumulatoren geeignet sind.
DE3603456A1 (de) Dielektrische polyolefinfolie zur kabelummantelung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R130 Divisional application to

Ref document number: 112014007402

Country of ref document: DE