FI126659B - Menetelmä Li-akkujen separaattorikalvojen pinnoittamiseksi ja pinnoitettu separaattorikalvo - Google Patents
Menetelmä Li-akkujen separaattorikalvojen pinnoittamiseksi ja pinnoitettu separaattorikalvo Download PDFInfo
- Publication number
- FI126659B FI126659B FI20145837A FI20145837A FI126659B FI 126659 B FI126659 B FI 126659B FI 20145837 A FI20145837 A FI 20145837A FI 20145837 A FI20145837 A FI 20145837A FI 126659 B FI126659 B FI 126659B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- polymer film
- coating
- inorganic material
- film
- laser
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/081—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/10—Glass or silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3485—Sputtering using pulsed power to the target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
-
- 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
-
- 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
- H01M50/449—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
- 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
- H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Description
Menetelmä Li-akkujen separaattori kalvojen pinnoittamiseksi ja pinnoitettu separaattori kalvo
Keksinnön ala
Keksintö liittyy erityisesti litiumakkuihin, ja niiden rakenteeseen kuuluvaan separaattori kalvoon. Edelleen keksintö liittyy kyseisten separaattorikalvojen pinnoittamiseen ns. laserablaatiomenetelmää käyttäen.
Keksinnön tausta
Mobiililaitteiden, sähkökäyttöisten autojen ja energiavarastoinnin tarpeen kasvaessa on tarve akkuteknologian kehittymiselle lisääntynyt. Li-akut ovat menestyneet hyvin monissa sovelluksissa johtuen erityisesti hyvästä energiatiheydestä ja uudel-leenlatausmahdollisuuksista verrattuna mm. perinteisiin Ni-Cd-ja Ni-Mn-akkuihin.
Li-akkutekniikka perustuu positiiviseen katodiin, missä aktiivinen materiaali on esimerkiksi transitiometallioksidia sekä hiilipohjaiseen negatiiviseen anodiin. Anodin ja katodin välissä käytetään mikrohuokoista polymeeriseparaattoria estämään anodin ja katodin kontakti, mutta kuitenkin sallien ionien liikkeen separaattorikal-von läpi. Separaattorikalvolla tulee olla ionien läpäisevyyden lisäksi hyvä mekaaninen lujuus ja pitkäaikaiskestävyys lämpöä sekä kemikaaleja vastaan.
Ongelmana polymeeripohjaisten mikrohuokoisten kalvojen käytössä on niiden lämpötilankesto, mikä saattaa rajoittua alle 150 °C:seen, jolloin korkea lämpötila voi aiheuttaa ongelmatilanteissa oikosulun ja elektrolyytin syttymisen ja tulipalon. Turvallisuus kaikissa käyttöolosuhteissa on tärkeää, mukaan lukien epänormaalit olosuhteet kuten kolarit. Akkujen toiminnan luotettavuus on tällöinkin tärkeää yrittää pitää mahdollisimman hyvänä. Lisäksi polymeeristen kalvojen kutistuminen käytön aikana mm. lämpötilan kohotessa, kemiallinen stabiilisuus ja kalvojen kyky sitouttaa nestemäistä elektrolyyttiä saattavat rajoittaa polymeerimembraanien käyttöä. Polymeerikalvojen ominaisuuksia on pyritty parantamaan useilla eri menetelmillä, joista esitetään seuraavaksi esimerkkejä.
Separaattorikalvon ominaisuuksia voidaan tehostaa pinnoittamalla elektrodin pinta polymeerin ja epäorgaanisen materiaalin yhdistelmällä eli mikrokomposiittimateri-aalilla. Valmistus tapahtuu sekoittamalla epäorgaaninen täyteaine polymeerin ja liuottimen kanssa, pinnoittamalla elektrodi tällä liuoksella ja antamalla liuottimen poistua, jolloin saadaan aikaan mikrohuokoinen polymeerin ja epäorgaanisen ma teriaalin seos. Koska separaattori ei ole kokonaisuudessaan epäorgaanista materiaalia, sen eristyskyky ei välttämättä vastaa yhtenäistä epäorgaanisen materiaalin kerrosta.
Myös kokonaan epäorgaanisia, pienellä sideainemäärällä lujitettuja keraamisia separaattori kalvoja on käytetty Li-akuissa. Niiden etuna ovat mm. erittäin hyvä terminen ja kemiallinen stabiilisuus sekä kyky sitouttaa nestemäistä elektrolyyttiä. Toisaalta käyttöä rajoittaa niiden huono käsiteltävyys esimerkiksi rullauksessa ja asennuksissa.
Separaattorikalvojen luotettavuuden parantamiseksi niiden stabiilisuutta on parannettu mm. pinnoittamalla separaattorikalvon toinen tai molemmat puolet keraamisella pinnoitteella, millä aikaansaadaan lujuutta, eristyskokoa ja lämpötilan kestävyyttä. Keraamisten pinnoitteiden valmistaminen mm. erilaisilla märkäprosesseilla ei välttämättä tuota Li-akuissa vaadittavaa tasalaatuisuutta. Huokosjakauman hallinta on vaikeaa ja esimerkiksi hyvin hienojakoisten huokosverkostojen tuottaminen saattaa olla mahdotonta. Kiinni pysyvyys polymeeriseparaattorikalvossa ei myöskään välttämättä ole riittävä. Tämäntyyppisten kalvojen paksuus on usein useita mikrometrejä, mikä osaltaan vaikeuttaa ionien läpäisevyyttä ja alentaa aktiivisen materiaalin suhteellista määrää ja Li-akkujen energianvarastointikykyä.
Keksinnön yhteenveto
Esillä olevassa keksinnössä esitellään menetelmä Li-akuissa käytettävän huokoisen polymeerikalvon pinnoittamiseksi toisella huokoisella materiaalilla. Menetelmä käsittää seuraavat vaiheet. Ensiksi siinä kohdistetaan lyhytkestoisia laserpulsseja kohtioon. Tämän seurauksena materiaalia irtoaa kohtiosta mm. atomeina ja partikkeleina laserablaatiolla. Tämän jälkeen menetelmässä suunnataan irrotettua materiaalia polymeerikalvon ainakin yhteen pintaan tai pinnan osaan, jonka seurauksena tuotetaan huokoinen pinnoite polymeerikalvon ainakin yhteen pintaan tai pinnan osaan materiaalin kiinnittyessä polymeerikalvon kyseiselle pinnalle.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa kohtiosta irrotettava pinnoittamiseen käytettävä materiaali on epäorgaanista materiaalia.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa polymeeri-kalvon pinnalle tuotettavan ohutkalvon paksuus on vähintään 50 nm.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa polymeeri-kalvon pinnalle tuotettavan ohutkalvon paksuus on enintään 4000 nm.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa pinnoittamiseen käytettävä epäorgaaninen materiaali on oksidia, nitridiä tai boridia.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa materiaalin irtoaminen kohtiosta ja materiaalin siirtyminen kohtiosta polymeerikalvolle saadaan aikaan kohtioon kohdistetuilla laserpulsseilla, jossa yksittäisen laserpulssin ajallinen kesto on välillä 0,5 - 1000 ps.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa laserpuls-seja tuotetaan toistotaajuudella, joka on välillä 100 kHz -100 MHz.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa polymeeri-kalvon materiaali on polyetyleeni tai polypropyleeni.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa polymeeri-kalvon huokoisuus on välillä 20 - 70 tilavuusprosenttia.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa epäorgaanisen pinnoitteen huokoisuus on välillä 20 - 70 tilavuusprosenttia.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa epäorgaanisen pinnoitteen huokoisuus on välillä 30 - 55 tilavuusprosenttia.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa polymeeri-kalvo liikkuu ensimmäiseltä rullalta toiselle rullalle ja samanaikaisesti ohjataan la-serpulssien avulla kohtiosta irrotettava materiaalivuo polymeerikalvon ainakin yhdelle pinnalle tai pinnan osalle ja muodostetaan näin epäorgaanista materiaalia käsittävä pinnoite.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa laserpulssit ohjataan kääntyviin peileihin, missä muodostuu viuhkamainen lasersädejakauma, joka ohjataan telesentriseen linssiin, jolla linssillä muodostetaan olennaisesti sa mansuuntaisten laserpulssien rintama, mikä edelleen kohdistetaan kohtioon materiaalin irrottamiseksi.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa laserablaa-tio ja pinnoittaminen tapahtuvat tyhjiökammiossa, tyhjiössä tai taustakaasussa, ja hallitussa paineessa 10'8 - 1000 mbar.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa epäorgaaninen materiaali on alumiinioksidia, piioksidia tai se koostuu useasta eri keraamisesta materiaalista.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa epäorgaaninen pinnoitettu materiaalikerros koostuu kahdesta tai useammasta materiaaliker-roksesta, jotka valmistetaan käyttäen ainakin kahta eri kohtiomateriaalia.
Keksinnön mukainen keksinnöllinen ajatus käsittää myös menetelmällä valmistetun lopputuotteen eli separaattorikalvon Li-akkuihin. Separaattorikalvon tunnusmerkkeinä on se, että se käsittää huokoisen polymeerikalvon, ja huokoisen pinnoitteen, joka on epäorgaanista materiaalia, ja jossa huokoisen pinnoitteen kiinnitys huokoisen polymeerikalvon pinnalle on toteutettu laserablaation keinoin.
Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuvio 1 esittää pinnoittamistapahtuman periaatetta eri fyysisine komponentteineen eräässä keksinnön esimerkissä,
Kuvio 2 esittää pinnoitetun separaattorikalvon esimerkinomaista rakennetta,
Kuvio 3 esittää esimerkkiä ns. rullalta rullalle -periaatteesta pinnoittamisprosessiin liittyen, ja
Kuvio 4 esittää viuhkamaisen yhdensuuntaisen laserpulssirintaman muodostamisen periaatteen eräällä keksinnön laitteistojärjestelyllä.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Keksinnön mukaisessa menetelmässä valmistetaan komposiittinen separaattori-kalvo, missä mikrohuokoisen polymeerikalvon (ts. polymeerimembraanin) toiselle tai molemmille pinnoille tai pinnan osalle valmistetaan huokoinen pinnoite epäorgaanisesta materiaalista kuten esimerkiksi metallioksidista tai useiden oksidien yhdistelmästä. Pinnoite voi siis olla joko sopivasti valittu oksidi tai vaihtoehtoisesti se voi olla myös haluttu nitridi tai boridi. Pinnoite valmistetaan tuottamalla koh-tiomateriaaliin kohdistettavilla ajallisesti erittäin lyhyillä laserpulsseilla kohtiomate-riaalin irtoaminen laserablaatiolla ja tällä tavoin muodostuu partikkeleita ja syntyvä materiaali ohjataan polymeerisen alustamateriaalin pintaan. Ablaatio ei ole välttämättä täydellistä materiaalin atomisoitumista vaan kohtiomateriaalista irtoava materiaali saattaa sisältää myös ns. sulapartikkeleita (engl. ”droplets”), kohtiomateriaalista lohjennutta materiaalia ja osin ablaation jälkeen plasmassa syntyneitä partikkeleita tai partikkeliryppäitä. Materiaalin irtoamistavalla kohtiomateriaalista voidaan säädellä syntyvää pinnoitteen mikrorakennetta, huokosjakaumaa ja polymeeriseen alustamateriaaliin syntyvää lämpökuormitusta. Tämä perusperiaate on kuvattu kuvion 1 periaatekuvassa, jossa pinnoitustapah-tumassa mukana olevat rakenteelliset osat ja materiaalin kulkusuunnat näkyvät periaatteellisella tasolla. Kuvassa 1 ablaatioprosessin energianlähteenä toimii la-servalolähde 11, jolta laservaloa ohjataan lyhyinä pulsseina 12 kohti kohtiomateri-aalia 13 (engl. ”target”). Laserpulssit 12 aiheuttavat kohtiomateriaalin 13 pinnassa paikallista materiaalin irtoamista kohtiosta partikkeleina tai muina vastaavina osasina, jotka yllä on mainittu. Tällä tavoin syntyy partikkelimateriaalivirtaa 14, joka suuntautuu kohti pinnoitettavaa materiaalia 15. Oikea suuntaus voidaan toteuttaa asettamalla kohtiomateriaalipinnan 13 tason suunta sopivasti viistoon suhteessa saapuvien laserpulssien 12 suuntaan niin, että plasman muodossa vapautuvan liike-energian suunta on kohti pinnoitettavaa materiaalia 15. Laserlähdettä 11 voidaan luonnollisesti siirtää suhteessa kohtioon 13, tai lasersäteiden suuntakulmaa suhteessa kohtion 13 pintaan voidaan muunnella. Lisäksi laserlähteen 11 ja kohtion 13 välille voidaan asettaa erillinen järjestely, jolla voidaan yhdensuuntaistaa kohtioon 13 osuvien laserpulssien rintama. Tästä järjestelystä on erillinen kuvio 4.
Kuvion 1 plasma ja partikkelimateriaalivirta 14 voi olla viuhkanmuotoinen, jolloin pinnoitettavan pinnan 15 alueelle saadaan yhdellä laserpulssien suuntakulmalla laajempi alue pinnoitettua; olettaen, että pinnoitettavaa materiaalia ei siirretä sivu suunnassa (kuviosta katsottuna). Toisessa sovelluksessa pinnoitettava materiaali on liikuteltavissa, ja tästä sovelluksesta on erillinen kuvio 3.
Yleisesti ottaen ablaation eräässä keksinnössä käytetyssä esimerkissä kohtion pinnan materiaalin irtoaminen ja partikkelien muodostuminen ja materiaalin siirtyminen kohtiosta polymeerikalvolle saadaan aikaan kohtioon kohdistetuilla laser-pulsseilla, joissa yksittäisen laserpulssin ajallinen kesto voi olla välillä 0,5 - 1000 ps.
Eräässä keksinnön esimerkissä laserpulsseja voidaan tuottaa toistotaajuudella, joka on välillä 100 kHz -100 MHz. Käytettävän polymeerikalvon materiaali voi olla esimerkiksi polyetyleeniä tai poly-propyleeniä.
Laserablaatiolla irrotetun materiaalin aiheuttama lämpökuormitus ei saa aiheuttaa polymeerikalvon sulamista, vaurioitumista tai mikrohuokosten sulkeutumista. Lämpökuormitusta kontrolloidaan säätämällä laserpulssien avulla tapahtuvaa ablaatio-ta ja muuta materiaalin irtoamista siten, että kohtiomateriaalista siirtyvän materiaalin kineettisen energian ja osin lämpöenergian kautta polymeerikalvoon tuleva lämpökuorma ei ylitä sallitun maksimilämpötilan lämpökuormaa. Verrattuna tunnettuihin ohutkalvojen pinnoitusmenetelmiin, sekä PVD- (Physical Vapor Deposition) että CVD-menetelmiin (Chemical Vapor Deposition) verrattuna laserablaatiota käytettäessä polymeerikalvon lämpötilan nousu on vähäisempää.
Laserablaatiolla ja partikkeleina kohtiomateriaalista alustamateriaalille siirtyvän materiaalin muodostaman kalvon on muodostettava luotettava sidos polymeerikalvoon. Tämä voidaan aikaansaada riittävällä partikkelien kineettisellä energialla, mikä mahdollistaa riittävän energian epäorgaanisen pinnoitteen ja polymeerikalvon välisen kiinnityksen muodostumiseen.
Muodostuvan pinnoitteen huokoisuuden on oltava riittävä mahdollistamaan ionien diffuusion pinnoitteen ja kalvon läpi. Kuviossa 2 on esitetty esimerkinomainen rakennekuva esillä olevan keksinnön eräänä sovelluskohteena toimivasta litiumak-kujen separaattorikalvosta sen jälkeen, kun se on pinnoitettu keksinnön mukaisella menetelmällä. Tyypillisesti akkusovelluksissa käytettävä separaattorikalvo 22 on polymeeripohjainen ja siinä on mikrohuokoinen 23 rakenne, kuten edellä on todettu. Polymeerikalvon huokoset 23 voivat olla vaihtelevan kokoisia. Myös epäor gaanisesta materiaalista muodostuva pinnoite 21 on rakenteeltaan huokoista. Li-akkujen separaattorikalvoissa mikrohuokoisten polymeeri kalvojen huokoisuus on tyypillisesti välillä 30 - 50 tilavuusprosenttia ja tavoitteena on, että epäorgaanisen pinnoitteen huokoisuus olisi vähintään 30 tilavuusprosenttia. Olennaista on se, että epäorgaanisen materiaalin huokoisuus on pääosin läpimenevää ja tämä mahdollistaa sen, että elektrolyytti kostuttaa kalvon mahdollisimman hyvin. Huokoinen materiaali saavutetaan irrottamalla laserablaatiolla materiaalia ja luomalla olosuhteet, missä irrotettuna materiaalina muodostuu tyypillisesti 10 - 100 nm kokoisia nanopartikkeleita tai niiden muodostamia partikkeliryppäitä. Näiden partikkelien ja partikkeliryppäiden kertyessä polymeeri kalvon pinnalle, ne muodostavat huokoisen pinnoitteen. Vaihtoehtoisesti laserablaatiolla toteutettu materiaalin irrottaminen tapahtuu kokonaan tai osittain sulapartikkelien tai kohtiomateriaalista irtoavien partikkelien kautta, jotka muodostavat epäorgaanisesta materiaalista pinnoitteen po-lymeerikalvon pinnalle. Edellinen mekanismi tuottaa hienomman partikkelija-kauman, jolloin myös huokosjakaumasta tulee hienompi. Käytännössä pinnoite syntyy usein molemmilla mekanismeilla, mitä täydentää lisäksi laserablaation tuloksena syntynyt plasma. Eri materiaalin irtoamismekanismien kontrolloinnilla säädetään epäorgaanisen pinnoitteen rakennetta ja huokoisuutta.
Eräässä keksinnön esimerkissä polymeerikalvon pinnalle tuotettavan ohutkalvon paksuus on vähintään 50 nm. Eräässä toisessa esimerkissä polymeerikalvon pinnalle tuotettavan ohutkalvon paksuus on enintään 4000 nm. Pinnoitteen tai ohutkalvon epäorgaaninen materiaali voi olla alumiinioksidia, piioksidia tai se koostuu useasta eri keraamisesta materiaalista.
Keksinnön eräänä sovellusparametrivaihtona polymeerikalvon huokoisuus voi olla välillä 20 - 70 tilavuusprosenttia. Epäorgaanisen pinnoitteen huokoisuus voi olla eräässä sovelluksessa välillä 20 - 70 tilavuusprosenttia, ja eräässä toisessa sovelluksessa kyseiseksi huokoisuuden parametriväliksi voidaan valita 30 - 55 tilavuusprosenttia. Kohtiomateriaalista suoraan tulevan materiaalivirran lisäksi voidaan hyödyntää teknologiaa, missä kohtiomateriaalista irtoava materiaali reagoi pinnoi-tuskammiossa olevan kaasumaisen materiaalin kanssa muodostaen alustamateri-aalin pinnalle pinnoitteen.
Pinnoituskammiossa käytettävän kaasun ominaisuuksilla voidaan säätää paitsi kohtiomateriaalista irtoavan materiaalin ja partikkelien kineettistä energiaa niin myös partikkelien muodostumista jo irronneesta materiaalista. Toisin sanoen kaasun ominaisuudet muodostavat yhden keskeisen prosessiparametrin.
Eräässä sovelluksessa laserablaatio ja pinnoittaminen tapahtuvat tyhjiökammios-sa, tyhjiössä tai taustakaasussa, jonne voidaan asettaa hallittu paine. Eräänä vaihtoehtona on asettaa paine välille 10'8 - 1000 mbar.
Tasalaatuisuuden ja tuottavuuden parantamiseksi olisi edullista tuottaa mahdollisimman leveä materiaalivirtaus kohtiosta alustamateriaaliin. Tämä voidaan toteuttaa eräässä keksinnön esimerkissä hajottamalla laserpulssit kääntyvillä peileillä samassa tasossa olevaksi laserpulssirintamaksi. Tämä järjestely on kuvattu kuviossa 3. Laserlähteen 11 laserpulssit 12 ohjataankin kohtion sijasta kääntyviin peileihin 31. Tämän tyyppinen peilirakenne voi olla esimerkiksi kuvion kaltainen kuusikulmainen ja pyöritettävissä oleva peilipinta. Laserpulssit 12 heijastuvat kääntyvistä peileistä 31 viuhkamaiseksi laserpulssimuodostelmaksi (tai lasersädeja-kaumaksi) ja kyseiset heijastuneet pulssit ohjataan telesentriselle linssille 32. La-serpulssirintama saadaan telesentrisen linssin 32 avulla suunnattua olennaisesti samansuuntaiseksi laserpulssien rintamaksi 33, jolloin laserpulssit osuvat koh-tiomateriaaliin 13 samassa kulmassa. Kyseinen kulma on tässä kuvion esimerkissä 90° suuruinen.
Eräässä sovellusesimerkissä separaattorikalvo soveltuu hyvin pinnoitettavaksi siten, että rullalta puretaan materiaalia pinnoitettavaksi pinnoituskammiossa halutulle leveydelle. Tästä sovellusvaihtoehdosta on esitetty periaatekuva kuviossa 4. Halutulle pinnoitusleveydelle kohdistetaan yhdestä tai useammasta pinnoitusläh-teestä materiaalia siten, että rullalta puretaan jatkuvasti materiaalia auki pinnoitukseen ja sen ohitettua pinnoitusvyöhykkeen kerätään materiaali uudelleen rullalle. Menetelmää voidaan kutsua rullalta rullalle -periaatteeksi. Toisin sanoen pinnoitettava separaattorikalvo 42 on alun perin rullan 41a ympärillä. Ablaatiolaitteisto la-serlähteineen 11 ja kohtiomateriaaleineen 13 on mukana samoin kuin edellä on kuvattu. Laserpulssit 12 aikaansaavat materiaalin irtoamisen partikkelivirtana 14 (toisin sanoen materiaalivuon muodossa) kohti pinnoitettavaa materiaalia 42, ja tarttumisen seurauksena syntyy pinnoitettu polymeeri kalvo 43. Pinnoitetun poly-meerikalvon 43 annetaan kiertyä toisen rullan 41b ympärille kalvon liikesuunnan ollessa kuvion 4 tilanteessa vasemmalta oikealle. Rullarakenteet 41a, 41b voivat olla moottorein ohjatut. Pinnoitettava separaattorikalvo voi olla syvyyssuunnassa kuviosta katsottuna koko pinnan alue, tai vain osa pinnasta. Samoin kalvon liike suunnassa voidaan valita haluttu osa (pituus) kalvosta pinnoitettavaksi, tai vaihtoehtoisesti käydä koko rulla alusta loppuun asti läpi, jolloin koko rulla tulee pinnoitetuksi.
Keksinnössä voidaan käyttää myös useita eri kohtioita, joissa on erilaiset materiaalit tai vaihtoehtoisesti yhtä kohtiota, joka koostuu useasta ablatoitavasta materiaalista. Epäorgaaninen pinnoitettu materiaalikerros voi siis koostua kahdesta tai useammasta materiaalikerroksesta, jotka valmistetaan käyttäen ainakin kahta eri kohtiomateriaalia.
Kuten edelläkin on tullut monessa yhteydessä esille, valmistusmenetelmän lisäksi keksinnön keksinnölliseen ajatukseen kuuluu lisäksi valmistettu tuote eli separaat-torikalvo. Separaattorikalvo käsittää huokoisen polymeerikalvon, huokoisen pinnoitteen, joka on epäorgaanista materiaalia, ja separaattori kalvossa huokoisen pinnoitteen kiinnitys huokoisen polymeerikalvon pinnalle on toteutettu laserablaati-on keinoin.
Keksinnön mukaisella menetelmällä on seuraavat edut: i. Voidaan valmistaa huokoista polymeerikalvoa vaurioittamatta epäorgaaninen materiaalipinnoite polymeerikalvon pinnalle. ii. Saadaan aikaan hyvä kiinnipysyvyys epäorgaanisen pinnoitteen ja polymeerikalvon välille. iii. Saadaan aikaan tasalaatuinen pinnoite paksuuden ja huokoisuuden suhteen. iv. Pinnoitteen hyvä laatu mahdollistaa ohuemman epäorgaanisen pinnoitteen valmistuksen, mikä lisää akun energiatiheyttä ja helpottaa ionien läpäisyä separaattorikalvon läpi. v. Voidaan räätälöidä huokoisuuden määrää ja jakaumaa prosessiparametreja säätämällä. vi. Saadaan aikaan hyvä tuottavuus hyödyntäen ns. rullalta rullalle -periaatetta ja tehokkaita lasereita.
Keksinnössä on mahdollista yhdistellä edellä ja epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa mainittuja yksittäisiä keksinnön piirteitä uusiksi yhdistelmiksi, joissa yksittäisiä piirteitä voi olla otettu mukaan samaan sovellukseen kaksi tai useampia.
Esillä oleva keksintö ei rajoitu ainoastaan esitettyihin esimerkkeihin, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittelemän suojan piirissä.
Claims (16)
1. Menetelmä Li-akuissa käytettävän huokoisen polymeerikalvon (15, 22, 42) pinnoittamiseksi huokoisella pinnoitteella (21), tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: - kohdistetaan lyhytkestoisia laserpulsseja (12) kohtioon (13), - irrotetaan epäorgaanista materiaalia (14) kohtiosta (13) laserablaati-olla, - suunnataan irrotettua epäorgaanista materiaalia (14) polymeerikalvon ainakin yhteen pintaan tai pinnan osaan (15, 22, 42), ja - tuotetaan huokoinen pinnoite (21) polymeerikalvon ainakin yhteen pintaan tai pinnan osaan (15, 22, 42) epäorgaanisen materiaalin (14) kiinnittyessä polymeerikalvon kyseiselle pinnalle.
2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeerikalvon (15, 22, 42) pinnalle tuotettava huokoinen pinnoite (21) on ohutkalvo ja sen paksuus on vähintään 50 nm.
3. Jonkin aiemman vaatimuksen 1 - 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeerikalvon (15, 22, 42) pinnalle tuotettava huokoinen pinnoite (21) on ohutkalvo ja sen paksuus on enintään 4000 nm.
4. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnoittamiseen käytettävä epäorgaaninen materiaali on oksidia, nitridiä tai boridia.
5. Jonkin aiemman vaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaalin (14) irtoaminen kohtiosta (13) ja materiaalin (14) siirtyminen kohtiosta (13) polymeerikalvolle (15, 22, 42) saadaan aikaan kohtioon (13) kohdistetuilla laserpulsseilla (12), joissa yksittäisen laserpulssin ajallinen kesto on välillä 0,5 -1000 ps.
6. Jonkin aiemman vaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laserpulsseja (12) tuotetaan toistotaajuudella, joka on välillä 100 kHz - 100 MHz.
7. Jonkin aiemman vaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeerikalvon (15, 22, 42) materiaali on polyetyleeni tai polypropyleeni.
8. Jonkin aiemman vaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri kalvon (15, 22, 42) huokoisuus on välillä 20 - 70 tilavuusprosenttia.
9. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epäorgaanisen huokoisen pinnoitteen (21) huokoisuus on välillä 20 - 70 tilavuusprosenttia.
10. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epäorgaanisen huokoisen pinnoitteen (21, 43) huokoisuus on välillä 30 - 55 tilavuusprosenttia.
11. Jonkin aiemman vaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnoittamismenetelmässä polymeerikalvo (15, 22, 42) liikkuu ensimmäiseltä rullalta (41a) toiselle rullalle (41b) ja samanaikaisesti ohjataan laser-pulssien (12) avulla kohtiosta (13) irrotettava materiaalivuo (14) polymeeri-kalvon ainakin yhdelle pinnalle tai pinnan osalle (15, 22, 42) ja muodostetaan näin epäorgaanista materiaalia käsittävä pinnoite.
12. Jonkin aiemman vaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laserpulssit (12) ohjataan kääntyviin peileihin (31), missä muodostuu viuhkamainen lasersädejakauma, joka ohjataan telesentriseen linssiin (32), jolla linssillä muodostetaan olennaisesti samansuuntaisten laserpulssien rintama (33), mikä edelleen kohdistetaan kohtioon (13) materiaalin irrottamiseksi.
13. Jonkin aiemman vaatimuksen 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laserablaatio ja pinnoittaminen tapahtuvat tyhjiökammiossa, tyhjiössä tai taustakaasussa, ja hallitussa paineessa 10'8 -1000 mbar.
14. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epäorgaaninen materiaali (14) on alumiinioksidia, piioksidia tai se koostuu useasta eri keraamisesta materiaalista.
15. Jonkin aiemman vaatimuksen 1-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että huokoinen pinnoite (21) koostuu kahdesta tai useammasta materiaaliker-roksesta, jotka valmistetaan käyttäen ainakin kahta eri kohtiomateriaalia (13).
16. Separaattorikalvo (21, 22, 43) Li-akkuihin, tunnettu siitä, että separaattori-kalvo käsittää: - huokoisen polymeerikalvon (15, 22, 42), - huokoisen pinnoitteen (21), joka on epäorgaanista materiaalia, ja jossa - huokoisen pinnoitteen (21) kiinnitys huokoisen polymeerikalvon (15, 22, 42) pinnalle on toteutettu laserablaation keinoin, jossa la-serablaatio on järjestetty kohdistamalla lyhytkestoisia laserpulsseja (12) epäorgaanista materiaalia käsittävään kohtioon (13) irrottaen kohtiosta (13) epäorgaanista materiaalia (14), suuntaamalla irrotettua epäorgaanista materiaalia (14) polymeerikalvon ainakin yhteen pintaan tai pinnan osaan (15, 22, 42), ja tuottamalla huokoinen pinnoite (21) polymeerikalvon ainakin yhteen pintaan tai pinnan osaan (15, 22, 42) epäorgaanisen materiaalin (14) kiinnittyessä polymeerikalvon kyseiselle pinnalle. Patentkrav
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20145837A FI126659B (fi) | 2014-09-24 | 2014-09-24 | Menetelmä Li-akkujen separaattorikalvojen pinnoittamiseksi ja pinnoitettu separaattorikalvo |
| PCT/FI2015/050636 WO2016046452A1 (en) | 2014-09-24 | 2015-09-23 | Method for coating separator films of lithium batteries and a coated separator film |
| KR1020177010953A KR20170056701A (ko) | 2014-09-24 | 2015-09-23 | 리튬 배터리들의 세퍼레이터 필름들을 코팅하기 위한 방법 및 코팅된 세퍼레이터 필름 |
| EP15845097.3A EP3198668B1 (en) | 2014-09-24 | 2015-09-23 | Method for coating separator films of lithium batteries and a coated separator film |
| US15/513,801 US10573868B2 (en) | 2014-09-24 | 2015-09-23 | Method for coating separator films of lithium batteries and a coated separator film |
| JP2017516951A JP2017533547A (ja) | 2014-09-24 | 2015-09-23 | リチウムバッテリーのセパレーター膜のコーティング方法及びコーティングされたセパレーター膜 |
| CN201580058156.8A CN107112475A (zh) | 2014-09-24 | 2015-09-23 | 用于涂覆锂电池的隔膜的方法和涂覆的隔膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20145837A FI126659B (fi) | 2014-09-24 | 2014-09-24 | Menetelmä Li-akkujen separaattorikalvojen pinnoittamiseksi ja pinnoitettu separaattorikalvo |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20145837A FI20145837A (fi) | 2016-03-25 |
| FI126659B true FI126659B (fi) | 2017-03-31 |
Family
ID=55580364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20145837A FI126659B (fi) | 2014-09-24 | 2014-09-24 | Menetelmä Li-akkujen separaattorikalvojen pinnoittamiseksi ja pinnoitettu separaattorikalvo |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10573868B2 (fi) |
| EP (1) | EP3198668B1 (fi) |
| JP (1) | JP2017533547A (fi) |
| KR (1) | KR20170056701A (fi) |
| CN (1) | CN107112475A (fi) |
| FI (1) | FI126659B (fi) |
| WO (1) | WO2016046452A1 (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10367181B2 (en) * | 2015-10-30 | 2019-07-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lithium-ion battery |
| WO2017188927A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-11-02 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for the production of separators for battery applications |
| FI20165852A (fi) * | 2016-11-14 | 2018-05-15 | Picodeon Ltd Oy | MENETELMÄ Li-IONIAKKUJEN SEPARAATTORIKALVOJEN JA ELEKTRODIEN PINNOITTAMISEKSI JA PINNOITETTU SEPARAATTORI- TAI ELEKTRODIKALVO |
| US10833296B2 (en) | 2017-09-26 | 2020-11-10 | International Business Machines Corporation | Thin film solid-state microbattery packaging |
| KR102550247B1 (ko) | 2018-08-21 | 2023-07-03 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 배터리들을 위한 분리기 상의 초박형 세라믹 코팅 |
| CN115275507A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-01 | 南木纳米科技(北京)有限公司 | 一种干法隔膜涂布机 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3255469B2 (ja) * | 1992-11-30 | 2002-02-12 | 三菱電機株式会社 | レーザ薄膜形成装置 |
| AUPO912797A0 (en) | 1997-09-11 | 1997-10-02 | Australian National University, The | Ultrafast laser deposition method |
| JP2000307215A (ja) | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 配線板の加工方法 |
| US6274207B1 (en) * | 1999-05-21 | 2001-08-14 | The Board Of Regents, The University Of Texas System | Method of coating three dimensional objects with molecular sieves |
| KR100467705B1 (ko) | 2002-11-02 | 2005-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 무기 보호막을 갖는 세퍼레이타 및 이를 채용한 리튬 전지 |
| FI20060177L (fi) * | 2006-02-23 | 2007-08-24 | Picodeon Ltd Oy | Menetelmä tuottaa hyvälaatuisia pintoja ja hyvälaatuisen pinnan omaava tuote |
| EP1993780A1 (en) | 2006-02-23 | 2008-11-26 | Picodeon Ltd OY | Solar cell and an arrangement and a method for producing a solar cell |
| FI20060178L (fi) | 2006-02-23 | 2007-08-24 | Picodeon Ltd Oy | Pinnoitusmenetelmä |
| JP4943242B2 (ja) | 2007-06-20 | 2012-05-30 | ソニー株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| JP5467345B2 (ja) | 2009-06-05 | 2014-04-09 | パナソニック株式会社 | ディスプレイパネルへの塗布方法およびディスプレイパネルの製造方法 |
| JP2011060668A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Fujikura Ltd | レーザー蒸着法による長尺酸化物超電導導体の製造方法 |
| CN102918614B (zh) * | 2010-05-31 | 2016-09-28 | 住友电气工业株式会社 | 电容器及其制造方法 |
| WO2011152280A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 住友電気工業株式会社 | 三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた電極、該電極を用いた非水電解質電池、及び該電極を用いた非水電解液キャパシタ |
| CN103270637A (zh) | 2010-12-03 | 2013-08-28 | 埃纳德尔公司 | 用于非水和固态电池的耐热层及其制造方法 |
| US8900743B2 (en) | 2011-10-27 | 2014-12-02 | Sakti3, Inc. | Barrier for thin film lithium batteries made on flexible substrates and related methods |
| CN103137929A (zh) | 2011-11-24 | 2013-06-05 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法、含有该隔膜的锂离子电池 |
| CN103137930A (zh) * | 2011-11-24 | 2013-06-05 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法、含有该隔膜的锂离子电池 |
| JP5935872B2 (ja) | 2012-03-06 | 2016-06-15 | ソニー株式会社 | 電池用セパレータ、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| US9209443B2 (en) * | 2013-01-10 | 2015-12-08 | Sabic Global Technologies B.V. | Laser-perforated porous solid-state films and applications thereof |
| US10164231B2 (en) | 2013-02-05 | 2018-12-25 | Hrl Laboratories, Llc | Separators for lithium-sulfur batteries |
| US20140272595A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Basf Se | Compositions for use as protective layers and other components in electrochemical cells |
-
2014
- 2014-09-24 FI FI20145837A patent/FI126659B/fi active IP Right Grant
-
2015
- 2015-09-23 US US15/513,801 patent/US10573868B2/en active Active
- 2015-09-23 JP JP2017516951A patent/JP2017533547A/ja active Pending
- 2015-09-23 EP EP15845097.3A patent/EP3198668B1/en active Active
- 2015-09-23 WO PCT/FI2015/050636 patent/WO2016046452A1/en active Application Filing
- 2015-09-23 CN CN201580058156.8A patent/CN107112475A/zh active Pending
- 2015-09-23 KR KR1020177010953A patent/KR20170056701A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10573868B2 (en) | 2020-02-25 |
| CN107112475A (zh) | 2017-08-29 |
| EP3198668A4 (en) | 2018-04-11 |
| US20180233729A1 (en) | 2018-08-16 |
| WO2016046452A1 (en) | 2016-03-31 |
| EP3198668B1 (en) | 2024-03-27 |
| JP2017533547A (ja) | 2017-11-09 |
| KR20170056701A (ko) | 2017-05-23 |
| FI20145837A (fi) | 2016-03-25 |
| EP3198668A1 (en) | 2017-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI126659B (fi) | Menetelmä Li-akkujen separaattorikalvojen pinnoittamiseksi ja pinnoitettu separaattorikalvo | |
| Jeon et al. | Plasma-assisted water-based Al2O3 ceramic coating for polyethylene-based microporous separators for lithium metal secondary batteries | |
| Lee et al. | Effect of Al 2 O 3 coatings prepared by RF sputtering on polyethylene separators for high-power lithium ion batteries | |
| US20190148694A1 (en) | Ceramic coating on battery separators | |
| US8900740B2 (en) | Multilayer porous film | |
| JP5431581B2 (ja) | 高耐熱性有機／無機被覆層を有するポリエチレン系複合微多孔膜 | |
| CN106063012B (zh) | 使用抑制电解质的离子导体的电极保护 | |
| JP5134526B2 (ja) | コーティング膜の製造方法及び非水系二次電池用セパレータの製造方法 | |
| KR102366306B1 (ko) | 전기화학소자용 세퍼레이터 및 이의 제조방법 | |
| JP2019040876A (ja) | リチウムイオン再充電可能電池セパレータおよび使用方法 | |
| US20110033743A1 (en) | Method of manufacturing the microporous polyolefin composite film with a thermally stable layer at high temperature | |
| KR101661671B1 (ko) | 나노증기를 이용한 이차 전지용 다공성 분리막의 제조 방법, 이를 이용해 제조된 분리막, 및 이차 전지 | |
| JP2006289985A (ja) | 多成分系複合フィルム、それを含む高分子分離膜及びそれを含む高分子電解質システム | |
| KR20090107442A (ko) | 고내열성 다공성 피복층을 갖는 폴리올레핀계 복합 미세다공막 | |
| JP2009120816A (ja) | 物性に優れ、透過度及び表面エネルギーの高いポリエチレン微多孔膜 | |
| JP2005209570A (ja) | 非水系二次電池用セパレータ、その製造法および非水系二次電池 | |
| KR101945212B1 (ko) | 다공질막의 제조 방법 및 그 다공질막, 전지용 세퍼레이터 및 전지 | |
| WO2018087427A1 (en) | Method for coating separator films and electrodes of li ion batteries and a coated separator or electrode film | |
| JP2017533547A5 (fi) | ||
| KR20180030533A (ko) | 리튬 이온 배터리용 분리막과 그 제조 방법, 및 리튬 이온 배터리 | |
| EP4024597A1 (en) | Separator comprising flame-retardant layer, and manufacturing method therefor | |
| FI126759B (fi) | Menetelmä ohutkalvojen valmistukseen hyödyntäen lyhytkestoisia laserpulsseja ja komposiittikohtiomateriaaleja | |
| CN113812038A (zh) | 蓄电装置用分隔件及蓄电装置 | |
| KR101765817B1 (ko) | 고온 안전성이 향상된 이차전지용 세퍼레이터 및 그의 제조방법 | |
| FI130187B (fi) | Menetelmä litiumia sisältävän materiaalikerroksen tai monikerrosrakenteen valmistamiseksi laserablaatiopinnoitusta käyttäen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 126659 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: PULSEDEON OY |