KR20230167125A - 분리막 및 그 제조 방법, 전지 및 전기 장치 - Google Patents

분리막 및 그 제조 방법, 전지 및 전기 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230167125A
KR20230167125A KR1020237038616A KR20237038616A KR20230167125A KR 20230167125 A KR20230167125 A KR 20230167125A KR 1020237038616 A KR1020237038616 A KR 1020237038616A KR 20237038616 A KR20237038616 A KR 20237038616A KR 20230167125 A KR20230167125 A KR 20230167125A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
separator
methacrylate
pressure
plasticizer
Prior art date
Application number
KR1020237038616A
Other languages
English (en)
Inventor
샤오난 쳉
하이이 홍
얀윤 마
지안루이 양
이 젱
쳉동 선
Original Assignee
컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
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
Priority claimed from PCT/CN2022/083171 external-priority patent/WO2023178690A1/zh
Priority claimed from PCT/CN2022/144349 external-priority patent/WO2024138743A1/zh
Application filed by 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 filed Critical 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
Publication of KR20230167125A publication Critical patent/KR20230167125A/ko

Links

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
    • H01M50/446—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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M50/42—Acrylic 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
    • H01M50/443—Particulate 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
    • 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
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/494—Tensile strength
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 출원은 분리막 및 그 제조 방법, 전지 및 전기 장치에 관한 것이고, 분리막은 기재와 감압 코팅을 포함하며, 감압 코팅은 기재의 적어도 일부 표면에 형성되어 있고, 감압 코팅은 복합 입자와 제 1 가소제를 포함하며 복합 입자는 코팅 표면에 돌기를 형성하고, 복합 입자는 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자를 포함하며 적어도 2개의 폴리아크릴산염 입자 사이에 무기질 입자가 있으며, 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2이다.

Description

분리막 및 그 제조 방법, 전지 및 전기 장치
본 발명은 2차 전지 기술 분야에 관한 것으로, 특히 분리막 및 그 제조 방법, 전지 및 전기 장치에 관한 것이다.
전기 화학 소자의 셀 제조 과정에서 자극편과 분리막은 이전하는 과정에서 불가피하게 위치가 어긋날 수 밖에 었으며, 현상이 경미한 경우 자극편이 서로 접촉하면서 건셀이 폐기되고, 심한 경우 자극편이 완전히 충전된 후 구겨지면서 동역학적 성능에 심각한 영향을 미치고 셀의 안전 성능이 저하된다. 따라서, 현재 분리막에 접착 코팅이 코팅되어 있고, 전기 화학 소자의 자극편과 분리막의 첫 번째 복합에서 일반적으로 전기 화학 소자의 자극편과 분리막이 다음 공정에 들어가기 전에 일정하게 접착되어 있도록 적절한 압력의 작용하에 사전 압출을 진행하지만 생산 효율의 요구로 인해 이때의 압력과 작용 시간 모두 전기 화학 소자의 자극편과 분리막의 적절한 접착 요구 사항을 충족할 수 없다.
배경이 되는 기술에 존재하고 있는 기술적 문제를 감안하여 본 출원은 분리막에 관한 것이고, 다양한 압력에서 전기 화학 소자의 자극편과 분리막의 적절한 접착 요구 사항을 충족하기 위해서 이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 출원의 제 1 측면에서 분리막에 관한 것으로, 기재와 감압 코팅을 포함하며 상기 감압 코팅은 상기 기재의 적어도 일부 표면에 형성되어 있고, 상기 감압 코팅은 복합 입자와 제 1 가소제를 포함하며 상기 복합 입자는 상기 감압 코팅 표면에 돌기를 형성하고, 상기 복합 입자는 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자를 포함하며 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자 사이에 상기 무기질 입자가 있으며, 상기 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 상기 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2이다.
종래 기술에 비해 본 출원은 적어도 다음과 같은 유익한 효과를 포함한다. 본 출원의 분리막은 양호한 감압 특성과 압축 계수를 갖고 있고 이는 ≤1MPa의 작용하에 접착력이 0.1N/m이하이므로 분리막의 와인딩 및 보관 과정에서 층과 층 사이의 접착을 피할 수 있으며, 이는 ≥2MPa의 압력 작용 하에 자극편과 선명한 접착 작용을 일으킬 수 있으므로 해당 분리막을 사용하여 셀을 제조할 때 상온 조건 및 적절한 압력 하에 자극편과 분리막을 긴밀히 밀착시켜 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 제 1 가소제는 에스테르류 화합물을 포함하며, 상기 에스테르류 화합물의 용해도 파라미터는 12MPa1/2-30MPa1/2이다. 따라서, 감압 코팅의 감압 특성을 향상시키는 동시에 복합 입자의 용해를 줄일 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅은 또한 유화제를 포함하며, 상기 유화제는 음이온 유화제와 비이온성 유화제 중 적어도 하나를 포함한다. 따라서, 제 1 가소제가 복합 입자에 고르게 분포되어 분리막의 제조 효율과 감압 특성을 한층 더 향상시키는 데 도움이 된다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅은 80-96 중량부의 복합 입자, 5-30 중량부의 에스테르류 화합물 및 0.1-0.5 중량부의 유화제를 포함한다. 따라서, 분리막이 우수한 감압 특성을 가지게 함으로 셀의 동역학적 성능을 향상한다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 복합 입자의 Dv50≥2.5μm이고, 바람직하는 것은 2.5μm-10μm이도 더 바람직하는 것은 3μm-8μm이다. 따라서, 감압 코팅 표면에 돌기 구조를 형성하여 셀의 동역학적 성능을 향상시키는 데 유리하다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 복합 입자는 제 1 애그리게이트를 포함하며 상기 제 1 애그리게이트는 적어도 2개의 상기 무기질 입자를 포함한다. 따라서, 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 0.01μm≤제 1 애그리게이트의 Dv50≤복합 입자의 Dv10이다. 따라서, 분리막의 압축 계수를 높일 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 복합 입자는 1차 입자 모양의 무기질 입자를 포함한다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 1차 입자 모양의 무기질 입자의 Dv50은 0.01μm-1μm이고 바람직하는 것은 0.5μm-1μm이다. 따라서, 복합 입자가 제조 과정에서 융합되어 분리막 이온 운송 통로를 막지 않도록 할 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 복합 입자는 제 2 애그리게이트를 포함하며 상기 제 2 애그리게이트는 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자를 포함한다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 제 2 애그리게이트의 Dv50은 0.3μm-5μm이고 바람직하는 것은 1μm-2μm이다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 폴리아크릴산염 입자는 1차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자 및/또는 2차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자를 포함한다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 1차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50은 50nm-400nm이고 바람직하는 것은 100nm-200nm이다. 따라서, 분리막 감압 코팅 전체의 이온 전도성을 향상시키고 분리막 저항을 낮추며 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 2차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50은 2μm-15μm이고 바람직하는 것은 5μm-8μm이다. 따라서, 자극편 사이의 응력을 방출할 수 있는 버퍼 공간을 제공하여 와인딩된 셀 코너가 응력 축적으로 인해 끊어지는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 복합 입자 중 상기 무기질 입자의 함량은 1wt%-50wt% 이고 바람직하는 것은 1wt%-40wt% 이며 더 바람직하는 것은 2wt%-15wt% 이고 최고로 바람직하는 것은 5wt%-15wt% 이다. 따라서, 분리막이 적당한 압축 계수를 얻을 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 돌기의 양면 높이는 15μm-60μm이다. 따라서, 전지 안전성을 높이는 동시에 셀의 동역학적 성능을 개선할 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 돌기의 표면에는 상기 제 1 애그리게이트가 있다. 따라서, 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 폴리아크릴산염 입자의 유리화 유리화 온도 온도는 20℃-80℃이고 바람직하는 것은 25℃-65℃이다. 따라서, 고온 입자화 과정에서 복합 입자의 접착을 방지하고 분리막의 이온 전도성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅은 또한 4-20 중량부의 압력 민감성 결합재 중합체를 포함하며 상기 압력 민감성 결합재 중합체는 결합재 중합체와 제 2 가소제를 포함한다. 따라서, 분리막의 감압 특성을 한층 더 향상시키고 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 결합재 중합체의 평균 입경은 0.5μm-3.0μm이고, 바람직하는 것은 0.8μm-2.0μm이다. 따라서, 압력 민감성 결합재 중합체가 복합 입자 사이에 고르게 분포되어 분리막의 감압 특성을 향상시키는 데 도움이 된다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 압력 민감성 결합재 중합체의 DSC 융점은 -50℃-100℃이고, 바람직하는 것은 -45℃-60℃이다. 따라서, 상기 압력 민감성 결합재 중합체의 DSC 융점이 상기 범위 내에 있을 때 상온에서의 접착력을 보장하고 1MPa에서 접착력이 너무 강하여 분리막이 와인딩되고 접착되는 것을 피할 수 있다. 동시에 상온 2MPa에서 접착력이 너무 약하여 분리막과 자극편의 접착이 약해져 셀 성형에 불리하는 것을 피할 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 결합재 중합체는 상기 제 2 가소제의 질량비는 (4-19):1이고, 바람직하는 것은 (4-11):1이다. 따라서, 압력 민감성 결합재 중합체에 포함되어 있는 제 2 가소제의 상대적 함량은 상기 범위 내에 있으며 자극편과 분리막이 일정한 압력 작용하에 비교적 큰 접착력을 얻을 수 있고 분리막의 저항 증가 및 전지의 순환 성능 저하를 초래하지 않도록 보장할 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 압력 민감성 결합재 중합체는 코어 쉘 구조이며 상기 코어 쉘 구조의 코어와 쉘은 결합재 중합체와 제 2 가소제를 포함하며, 여기서 코어 구조에서 상기 결합재 중합체와 제 2 가소제의 질량비는 (2-5):1이고, 바람직하는 것은 (3-4):1이며, 쉘 구조에서 상기 결합재 중합체와 제 2 가소제의 질량비는 (6-10):1이고, 바람직하는 것은 (7-9):1이다. 따라서, 압력 민감성 결합재 중합체막의 감압 성능을 한층 더 향상시키고 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 결합재 중합체는 다음의 제 1 단량체 중 적어도 한가지, 제 2 단량체 중 적어도 한가지, 제 3 단량체 중 적어도 한가지 및 반응형 분산제 중 적어도 한가지의 반응 단량체로 형성된 공중합체를 포함한다.
제 1 단량체: 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 하이드록시메틸아크릴아미드, 아크릴아미드, 스티렌, 아크릴로니트릴을 포함하며;
제 2 단량체: C4-C22 알킬 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트(이소옥틸), 사이클로헥실 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴산에틸렌 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐에톡시메타크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트, 트리플루오로에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-(디에틸아미노)에틸메타크릴레이트, 에틸렌우레탄 메타크릴레이트, 프로필렌 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐에톡시 메타크릴레이트, 테트라히드로푸란 메타크릴레이트, 트리플루오로에틸 메타크릴레이트를 포함하고;
제 3 단량체: 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-메틸아크릴아미드, NN-(부톡시메틸)아크릴아미드, 다이아세톤 아크릴라마이드, 에틸 메타크릴레이트 아세토아세트산, 디비닐벤젠, 에폭시 수치가 0.35-0.50인 에폭시 수지, 디비닐벤젠을 포함하며;
반응형 분산제: 폴리비닐알코올, 프로폭실화 글리세린, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올을 포함한다.
따라서, 상기 결합재 중합체의 적절한 팽윤 및 접착을 보장하고 압력 민감성 결합재 중합체가 적절한 팽윤, 감압 및 접착 성능갖도록 보장하며, 동시에 적절한 탄성 계수를 가지며 셀의 성형 효과, 동역학적 성능과 안전 성능을 보장할 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 제 2 가소제는 글리세롤 C4-C10 알킬 디에틸 에테르 글리세롤, C4-C10 알킬 모노에테르, 글리세롤C4- C10 카복실산 모노에스테르, 글리세롤 C4-C10 카복실산 다이에스터, 프로필렌 글리콜 C4-C10 알킬 모노에테르, 글리세린 중 적어도 하나를 포함한다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅은 또한 유기질 입자를 포함하고, 상기 유기질 입자는 폴리테트라플루오로에틸렌 입자, 폴리트리플루오로클로로에틸렌 입자, 폴리불화비닐 입자, 폴리비닐리덴 플루오라이드 입자, 폴리에틸렌 입자, 폴리프로필렌 입자, 폴리아크릴로니트릴 입자, 폴리에틸렌 옥사이드 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 비닐기 단량체 유닛의 공중합체 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 아크릴산 단량체 유닛의 공중합체 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 아크릴레이트류 단량체 유닛의 공중합체 입자 및 상기 각 호모폴리머 또는 공중합체의 개질 화합물 입자 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 유기질 입자와 상기 복합 입자가 상기 코팅 표면에 상기 돌기가 형성된다. 따라서, 셀의 순환 성능과 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
이 출원의 일부 구현 방식에서 상기 유기질 입자는 제 3 애그리게이트를 형성한다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 제 3 애그리게이트의 Dv50은 5μm-30μm이고, 바람직하는 것은 5.0μm-12μm이다.
본 출원의 일부 구현 방식에서, 상기 제 3 애그리게이트에는 1차 입자 모양의 유기질 입자를 포함하고 인접한 2개의 상기 유기질 입자 사이에 간격이 있다. 따라서, 분리막의 이온 전도율을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 1차 입자 모양의 유기질 입자의 Dv50은 50nm-400nm이고, 바람직하는 것은 100nm-200nm이다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 복합 입자와 상기 유기질 입자의 질량비는 (20-90):(0-70)이고, 바람직하는 것은 (45-90):(0-45)이다. 따라서, 전지 원가를 절감하는 동시에 안전 성능과 순환 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅의 평균 두께는 2μm-20μm이고, 바람직하는 것은 2μm-15μm이다. 따라서, 분리막과 자극편 사이의 적절한 접착력을 보장하고 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 제 2 측면에서, 분리막 제조에 관한 것으로, 다음과 같은 단계를 포함한다. 기재의 적어도 일부 표면에 감압 코팅을 형성하며 상기 감압 코팅은 폴리아크릴산염 입자와 제 1 가소제를 포함하고, 상기 복합 입자는 상기 감압 코팅 표면에 돌기를 형성하며, 상기 복합 입자는 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자를 포함하며 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자 사이에 상기 무기질 입자가 있으며, 상기 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 상기 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2이다.
따라서, 본 출원의 분리막은 양호한 감압 특성과 압축 계수를 갖고 있고 이는 ≤1MPa의 작용하에 접착력이 0.1N/m이하이므로 분리막의 와인딩 및 보관 과정에서 층과 층 사이의 접착을 피할 수 있으며, 이는 ≥2MPa의 압력 하에 자극편과 선명한 접착 작용을 일으킬 수 있으므로 해당 분리막을 사용하여 셀을 제조할 때 상온 조건 및 적절한 압력 하에 자극편과 분리막을 긴밀히 밀착시켜 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 제 3 측면에서, 전지에 관한 것으로, 이는 본 출원의 제 1 측면에 따른 분리막 또는 본 출원의 제 2 측면에 따른 방법에 따라 제조된 분리막을 포함한다.
본 출원의 제 4 측면에서 전기 장치에 관한 것으로, 이는 본 출원의 제 3 측면에 따른 전지를 포함하고 상기 전지는 전기 에너지를 공급하는 사용된다. 이 출원의 전기 장치는 본 출원에서 제공되는 전지를 포함하기 때문에 적어도 상기 전지와 동일한 장점이 있다.
본 출원의 기술적 수단을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 아래는 본 출원에서 사용되는 도면에 대하여 간단히 설명하도록 한다. 아래 설명된 도면은 본 출원의 일부 구현 방식에 불과하며, 이 분야의 통상의 지식을 갖춘 자라면 창의적 노력을 들이지 않고도 이런 도면에 근거하여 기타 도면을 도출해낼 수 있음이 분명하다.
도 1은 본 출원의 한 구현 방식에 따른 분리막이 양극 자극편 및 음극 자극편과 스태킹된 후 셀의 와인딩 약도이다.
도 2는 본 출원의 한 구현 방식에 따른 분리막의 모델 구조 약도이다.
도 3은 본 출원의 한 구현 방식에 따른 전지의 구조 약도이다.
도 4는 본 출원의 한 구현 방식에 따른 전지 모듈의 구조 약도이다.
도 5는 본 출원의 한 구현 방식에 따른 전지팩의 구조 약도이다.
도 6은 도 5의 분해도이다.
도 7은 전지를 전원으로 사용하는 전기 장치의 한 구현 방식의 약도이다.
아래 구체적인 구현 방식을 참조하여 본 출원에 대하여 자세히 설명하도록 한다. 이러한 구체적인 구현 방식은 본 출원을 설명하기 위해 사용되지만, 본 출원의 범위를 한정하기 위해 사용되어서는 안 된다는 점을 이해해야 한다.
간단명료하게 하기 위해서, 본 출원은 단지 일부 수치 범위만을 구체적으로 공개하였다. 그러나 임의의 하한은 임의의 상한과 함께 명시되지 않은 범위를 형성할 수 있다. 및 임의의 하한은 다른 하한과 함께 명시되지 않은 범위를 형성할 수 있고, 마찬가지로 임의의 상한은 임의의 다른 상한과 함께 명시되지 않은 범위를 형성할 수 있다. 또한, 각 개별 오픈한 포인트 또는 개별 수치 자체는 하한 또는 상한과 임의 다른 포인트 또는 개별 수치와 조합하거나 다른 하한 또는 상한과 조합하여 명확하게 기재되지 않은 범위를 형성할 수 있다.
본 출원의 설명에서 별도의 설명이 없는 한 '또는(or)'라는 용어는 포괄적인 것이다. 즉, 'A 또는(or) B'라는 구절은 'A, B, 또는 A와 B 둘 다'라는 뜻이다. 보다 구체적으로, 아래 임의의 조건이 모두 'A 또는 B'를 만족한다. A는 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음)이다; A는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B는 참(또는 존재)이다. 또는 A와 B는 모두 참(또는 존재)이다.
본 출원의 설명에서, 별도의 설명이 없는 한 '이상', '이하'는 숫자 그 자체를 포함하고 '한가지 또는 몇가지'에서 '몇가지'란 두가지 및 두가지 이상를 말한다는 점에 유의해야 한다.
별도의 설명이 없는 한 본 출원에 사용된 용어는 이 분야의 기술자가 통상적으로 이해하고 이미 알려진 뜻을 말한다. 별도의 설명이 없는 한 본 출원에서 언급된 각 파라미터의 값은 이 분야에서 일반적으로 사용되는 다양한 측정 방법으로 측정할 수 있다(예: 본 출원의 실시예에서 주어진 방법에 따라 테스트할 수 있다).
본 출원의 실시예는 분리막에 관한 것으로, 기재와 감압 코팅이 포함하며 상기 감압 코팅은 상기 기재의 적어도 일부 표면에 형성되어 있고, 상기 감압 코팅은 복합 입자와 제 1 가소제를 포함하며 상기 복합 입자는 상기 감압 코팅 표면에 돌기를 형성하고 상기 복합 입자는 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자를 포함하며 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자 사이에 상기 무기질 입자가 있으며 상기 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 상기 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2이다.
상기 감압 코팅은 상기 기재의 적어도 일부 표면에 코팅되어 있다는 것은 감압 코팅이 기재 표면에 직접 접촉하는 것이고 이른바 '직접 접촉'이다. 또는 기재 표면과 감압 코팅 사이에 다른 층이 있는 것이고 이른바 '간접 접촉'으로 이해해야 한다는 점에 유의해야 한다. 동시에 '적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자 사이에 무기질 입자가 있고 복합 입자가 감압 코팅 표면에 돌기를 형성한다'는 것은 분리막을 두께 방향으로 자른 다음 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 분리막 감압 코팅 단면을 스캔하면 SEM 이미지에서 복합 입자에 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자가 포함되어 있고 일부 폴리아크릴산염 입자 사이에 무기질 입자가 있고 복합 입자가 감압 코팅 표면에 돌기를 형성하였다는 것을 확인할 수 있다.
구체적으로 ZEISS Sigma300 주사전자현미경을 이용하여 테스트하며 다음 단계에 따라 테스트한다. 우선 테스트할 분리막을 6mm×6mm의 시험 샘플로 자르고 2개의 전도성 구리 포일로 시험 샘플을 집은 후 시험 샘플과 구리 포일 사이를 양면 테이프로 고정하시키고 일정한 400g의 평평한 강철블록으로 1시간 동안 눌러 주어 시험 샘플과 구리 포일 사이의 틈을 최대한 작게 만든 후 가위로 가장자리를 잘라내어 도전성 결합재가 있는 샘플대에 붙인 후 샘플가 샘플대의 가장자리에서 약간 돌출해 나오면 된다. 그런 다음 샘플대를 샘플 랙에 장착한 후 잠그고 고정시키고 IB-19500CP 아르곤 이온 단면 폴리셔의 전원을 켜고 10Pa-4Pa까지 공기를 빼고 아르곤 유량을 0.15MPa, 전압을 8KV로 설정하고 폴리싱 시간을 2시간으로 설정한 후 샘플대를 스윙 모드로 조정하여 폴리싱을 시작하고 폴리싱한 후 ZEISS Sigma300 주사전자현미경을 사용하여 시험 샘플의 이온 폴리싱 단면 형태(CP) 사진을 얻는다.
그 어떤 이론에 국한되지 않기를 바라며, 발명자는 많은 연구에서 본 출원에 사용된 분리막 감압 코팅은 복합 입자와 제 1 가소제를 포함하고 복합 입자는 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자를 포함하며 적어도 2개의 폴리아크릴산염 입자 사이에 무기질 입자가 있어 고온 입자화 과정에서 복합 입자의 접착을 방지하고 분리막 이온 전도성을 향상시키며 복합 입자의 압축 계수를 높일 수 있기에 분리막과 자극편의 접착성이 비교적 적절하게 유지할 수 있다는 것을 발견하였다. 기존의 분리막 코팅이 폴리비닐리덴 디플루오리드 입자를 적용하는 것에 비해, 본 출원의 분리막 코팅은 복합 입자와 제 1 가소제를 포함하며, 한편으로 분리막의 저항을 감소시키는 다른 한편으로는 상기 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 상기 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2이고, 해당 제 1 가소제는 복합 입자를 가소화하여 분리막의 감압 특성을 향상시키고, 셀의 동역학적 성능을 향상시키며 셀의 제조 및 사용 과정에서 해당 분리막과 자극편 사이가 적절하게 접착하게 하고 중요한 것은 해당 분리막이 적절한 압축 계수를 갖도록 하여 셀이 순환 팽창력이 증가하는 상황에서 리튬 이온 전송 통로를 막려 동역학적 성능을 악화시키지 않도록 할 수 있으므로 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다. 동시에 전지의 열폭주로 인해 고온이 발생되면 복합 입자가 코팅 표면에 형성된 돌기가 넓은 면적의 접착 필름 구조를 형성하여 이온 전송 통로를 줄이거나 차단하여 전지의 열확산을 지연시켜 전지의 순환 성능과 고온에서의 안전 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 출원의 분리막은 양호한 감압 특성과 압축 계수를 갖고 있고 이는 ≤1MPa의 작용하에 접착력이 0.1N/m이하이므로 분리막의 와인딩 및 보관 과정에서 층과 층 사이의 접착을 피할 수 있으며, 이는 ≥2MPa의 압력 하에 자극편과 선명한 접착 작용을 일으킬 수 있으므로 해당 분리막을 사용하여 셀을 제조할 때 상온 조건 및 적절한 압력 하에 자극편과 분리막을 긴밀히 밀착시켜 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명자는 심도 있는 연구를 통해 본 출원의 분리막이 위의 조건을 충족하는 것을 기반으로 할 때 다음 조건 중 하나 또는 몇개를 선택적으로 충족할 수 있다면 전지의 성능을 한층 더 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
일부 구현 방식에서 상기 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2, 예를 들어 0.4MPa1/2-3.8MPa1/2, 0.5MPa1/2-3.6MPa1/2, 0.7MPa1/2-3.5MPa1/2, 0.9MPa1/2-3.2MPa1/2, 1MPa1/2-3MPa1/2, 1.2MPa1/2-2.8MPa1/2, 1.5MPa1/2-2.5MPa1/2, 1.8MPa1/2-2.2MPa1/2, 2MPa1/2-2.2MPa1/2이다. 발명자는 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 복합 입자의 용해도 파라미터의 차이가 너무 크면(4MPa1/2 초과) 제 1 가소제가 복합 입자에 대한 가소 효과가 작고 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 복합 입자의 용해도 파라미터의 차이가 너무 작으면(0.3MPa1/2 미만) 복합 입자가 용해되기 쉬워 해당 분리막이 보관 중에 부착되고 심지어 분리막이 코팅될 때 슬러리가 뭉쳐져 생산에 어려움을 초래한다는 것을 발견하였다. 따라서, 복합 입자의 용해도 파라미터와 위의 차이를 충족하는 제 1 가소제를 사용하면 복합 입자에 대한 제 1 가소제의 가소 효과를 보장하여 분리막의 감압 특성을 향상시키고 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 예시에 따르면 제 1 가소제의 용해도 파라미터 SP=(E/V)1/2에서 E는 응집 에너지이고 단위는 J이며 V는 체적이고 단위는 m3이며 E/V는 응집 에너지 밀도이고 측정 방법은 여러 가지가 있으며 예를 들어 물질의 끓는점을 측정하고 끓는점 Tb와 기화열 ΔH의 경험 공식 ΔH=-2950 + 23.7Tb + 0.02Tb 2를 이용하여 상온에서 기화열 ΔH를 구한 후 다음 공식에 따라 용해도 파라미터 SP=(E/V)1/2=((ΔH-RT)/Vm)12를 추가로 얻을 수 있으며, 여기서 R은 기체 상수를 나타내며 값은 8.31J/(mol·K)를 취하고 T는 상온 온도이고 단위는 K이며 Vm은 상온에서 제 1 가소제의 단위 몰 액체 체적(m³/mol)이고 T는 상온 온도(K)이다.
복합 입자의 용해도 파라미터는 그중 폴리아크릴산염 입자의 용해도 파라미터와 동일하며 폴리아크릴산염 입자의 용해도 파라미터 SP는 해당 폴리아크릴산염 입자의 단량체 호모폴리머의 용해도 파라미터를 조회하여 얻을 수 있고, 폴리아크릴산염 입자가 여러 가지 단량체를 포함하는 경우 용해도 파라미터는 단량체 질량 비율*단량체 호모폴리머의 용해도 파라미터의 제곱합의 제곱근으로 구할 수 있다. 예를 들어, 폴리아크릴산염가 세가지 단량체인 A, B 및 C를 포함하고 단량체 A의 질량 비율은 a이고 단량체 A의 호모폴리머의 용해도 파라미터는 SPA이다; 단량체 B의 질량 비율은 b이고 단량체 B의 호모폴리머의 용해도 파라미터는 SPb이다; 단량체 C의 질량 비율은 c이고 단량체 C의 호모폴리머의 용해도 파라미터는 SPc일 경우 폴리아크릴산염 입자의 용해도 파라미터 SP=(a*SPa 2 + b*SPb 2 + c*SPc 2) 1/2이다.
일부 구현 방식에서 상기 제 1 가소제는 에스테르류 화합물을 포함하며 상기 에스테르류 화합물의 용해도 파라미터는 12MPa1/2-30MPa1/2, 예를 들어 13MPa1/2-29MPa1/2, 14MPa1/2-28MPa1/2, 15MPa1/2-27MPa1/2, 16MPa1/2-26MPa1/2, 17MPa1/2-25MPa1/2, 18MPa1/2-24MPa1/2, 19MPa1/2-23MPa1/2, 20MPa1/2-22MPa1/2 등이다. 따라서, 복합 입자에 대한 가소 효과를 구현하고 분리막의 감압 특성을 향상시킬 수 있다. 예시적으로 에스테르류 화합물은 탄산 에틸렌류 화합물, 카르복실산 에스테르류 화합물, 락톤류 화합물 등 타입을 포함하지만 이에 한하지 않는다. 예를 들어 에틸렌 카보네이트, 프로필렌카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 프로피온에이트, 아세트산뷰틸, 카프로락톤, (2-부톡시에톡시)에틸아세테이트 등이다.
본 출원의 일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅은 또한 유화제를 포함하며, 상기 유화제는 음이온 유화제와 비이온성 유화제 중 적어도 하나를 포함한다. 유화제를 첨가하면 에스테르류 화합물이 복합 입자에 고르게 분포되어 분리막의 감압 특성과 제조 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 예시적으로 음이온 유화제는 알킬벤젠 설포네이트를 포함한다. 비이온성 유화제에는 지방 알코올 폴리옥시에틸렌 에테르, 알킬페놀에톡실레이트, 지방산 폴리옥시에틸렌 에테르, 글리세리드류, 폴리글리세롤 지방산 에스테르 중 한가지 또는 몇가지가 포함된다.
일부 구현 방식예에서 상기 감압 코팅은 80 중량부-96 중량부인 복합 입자, 5 중량부-30 중량부인 에스테르류 화합물 및 0.1 중량부-0.5 중량부인 유화제, 예를 들어 82 중량부-94 중량부인 복합 입자, 84 중량부-92중량부인 복합 입자, 86 중량부-90 중량부인 복합 입자, 88 중량부-90 중량부인 복합 입자; 6 중량부-28 중량부인 에스테르류 화합물, 8 중량부-26 중량부인 에스테르류 화합물, 10 중량부-25 중량부인 에스테르류 화합물, 12 중량부-22 중량부인 에스테르류 화합물, 15 중량부-20 중량부인 인 에스테르류 화합물, 15 중량부-18 중량부인 인 에스테르류 화합물; 0.2 중량부-0.5 중량부인 유화제, 0.3 중량부-0.5 중량부인 유화제, 0.4 중량부-0.5 중량부인 유화제를 포함한다. 따라서, 감압 코팅 중 복합 입자, 에스테르류 화합물과 유화제가 상기 구성을 채택하면 감압 코팅의 감압 특성을 한층 더 향상시킬 수 있어 분리막과 자극편 사이의 접착력이 적절하게 하여 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
한 예시에 따르면, 본 출원의 복합 입자의 제조는 다음 단계를 참조할 수 있다.
(1) 폴리아크릴산염 입자를 제조하는 중합체 단량체를 제공하여 중합체 단량체를 중합시켜 폴리아크릴산염의 중합체를 얻는다.
(2) 단계 (1)에서 얻은 폴리아크릴산염의 중합체에 용매와 무기질 입자를 첨가하고 교반한 후 혼합 슬러리를 얻는다.
(3) 단계 (2)의 혼합 슬러리를 건조시켜 용매를 제거한 다음 연마, 분쇄한 후 본 출원에 설명된 복합 입자를 얻는다.
중합체 단량체의 중합은 이 분야에서 일반적으로 사용되는 중합 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어 에멀젼 중합 또는 현탁 중합 방법을 사용하여 중합할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
일부 구현 방식에서는 단계 (1)에서 또한 중합체 단량체의 중합 시스템에 첨가제, 예를 들어 도데실황산소듐과 같은 유화제, 과황산암모늄와 같은 중합 개시제을 추가할 수도 있다.
일부 구현 방식에서는 단계 (1)에서 폴리아크릴산염 입자를 제조하는 중합체 단량체는 적어도 다음 중합체 단량체를 포함한다.
제 1 중합체 단량체 - 이는 적어도 하나의 에스테르 결합을 갖고 있고 바람직하는 것은 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 아크릴산부틸이소부틸 아크릴레이트, SEC-부틸 아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴산, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴산, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 메칠 메타크릴레이트, 에틸메 타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 아세트산비닐, 2-메틸-2-프로펜산 2,2,2-트리플루오로에틸, 글리시딜 메타크릴레이트 또는 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 중 한가지 또는 몇가지를 선택할 수 있고, 더 바람직하는 것은 메칠 메타크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트 또는 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 중 한가지 또는 몇가지를 선택할 수 있다.
제 2 중합체 단량체 - 적어도 하나의 수소 결합을 갖고 있고 바람직하는 것은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에틸아크릴로니트릴 중 한가지 또는 몇가지를 선택할 수 있고, 더 바람직하는 것은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 중 한가지 또는 몇가지를 선택할 수 있다.
제 3 중합체 단량체 - 적어도 하나의 아미드 결합을 갖고 있고 바람직하는 것은 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N-부톡시메틸아크릴아미드 중 한가지 또는 몇가지를 선택할 수 있고, 더 바람직하는 것은 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드 중 한가지 또는 몇가지를 선택할 수 있다.
따라서, 폴리아크릴산염 입자는 적어도 상기 세가지 중합체 단량체를 중합하여 형성되었고 분리막이 자극편과 적절한 접착성을 얻어 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 구현 방식에서 상기 폴리아크릴산염 입자를 형성하는 과정에서 제 1 중합체 단량체, 제 2 중합체 단량체와 제 3 중합체 단량체의 중량비는 1:0-0.8:0.05-0.75, 예를 들어 1:0.1-0.8:0.05-0.75, 1:0.1-0.7:0.05-0.75, 1:0.2-0.6:0.05-0.75, 1:0.3-0.5:0.05-0.75, 1:0.3-0.4:0.05-0.75, 1:0-0.8:0.05-0.7, 1:0-0.8:0.1-0.7, 1:0-0.8:0.15-0.65, 1:0-0.8:0.2-0.6, 1:0-0.8:0.3-0.5, 1:0-0.8:0.4이다. 따라서, 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다. 다른 일부 구현 방식에서 상기 폴리아크릴산염 입자가 형성되는 과정에서 제 1 중합체 단량체, 제 2 중합체 단량체 및 제 3 중합체 단량체의 중량비는 1:0.1-0.6:0.1-0.6이다.
일부 구현 방식에서는 단계 (2)에서 상기 무기질 입자는 규소, 알루미늄, 칼슘, 아연, 마그네슘의 산화물과 황산나트륨, 벤조산나트륨, 탄산칼슘 및 그 개질 물질 중 가지 또는 몇가지를 포함하고, 바람직하는 것은 이산화규소, 실리카졸, 알루미나, 산화아연, 산화마그네슘, 벤조산나트륨 중 한가지 또는 몇가지이고, 더 바람직하는 것은 기상휘발법 이산화규소, 마이크로실리카, 알루미나, 벤조산나트륨 중 한가지 또는 몇가지이다.
일부 구현 방식에서는 본 출원에 따른 분리막에서 상기 복합 입자는 Dv50≥2.5μm, 예를 들어 2.5μm-10μm, 2.5μm-8μm, 2.5μm-6μm, 2.5μm-5μm, 2.5μm-4μm, 2.5μm-3μm 등이다. 따라서, 한편으로는 해당 Dv50 범위 내의 복합 입자를 만족시키면 분리막 감압 코팅과 자극편의 적절한 접착력을 제공할 수 있고, 다른 한편으로는 감압 코팅 표면에 돌기 구조를 형성하여 셀의 동역학적 성능을 향상시키는 데 유리하다.
일부 구현 방식에서는 본 출원에 따른 분리막에서 상기 폴리아크릴산염 입자 사이에 제 1 애그리게이트가 있고 상기 제 1 애그리게이트는 적어도 2개의 무기질 입자를 포함한다. 따라서, 한편으로는 복합 입자가 너무 부드럽지 않도록 하여 전지가 팽창하거나 비교적 큰 외력에서 복합 입자와 자극편, 복합 입자와 기재 사이의 적절한 작용을 보장하여 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다. 다른 한편으로 복합 입자가 제조 과정에서 융합되지 않고 이온 운송 통로를 막히지 않도록 보장하고 복합 입자 내부 또는 표면에 무기질 입자 물질로 형성된 제 1 애그리게이트가 있는 경우, ≥45℃와 같은 고온 및 힘을 받는 상태가 ≥0.4MPa일 때 복합 입자의 구형 본체가 연화되어 붕괴되지 않도록 하여 복합 입자와 자극편, 복합 입자와 기재 사이의 적절한 작용을 보장하여 전지 순환 성능의 악화를 억제하고 전지의 동역학적 성능을 한층 더 향상시킬 수 있다.
일부 구현 방식에서 0.01μm≤제 1 애그리게이트의 Dv50≤복합 입자의 Dv10이다. 따라서, 분리막의 압축 계수를 높일 수 있다.
일부 구현 방식에는 본 출원에 따른 분리막에서 상기 복합 입자는 1차 입자 모양의 무기질 입자를 포함한다. 또한, 상기 1차 입자 모양의 무기질 입자의 Dv50은 0.01μm-1μm, 예를 들어 0.01μm-0.8μm, 0.05μm-1μm, 0.1μm-1μm, 0.2μm-1μm, 0.3μm-1μm, 0.4μm-1μm, 0.5μm-1μm, 0.6μm-1μm, 0.7μm-1μm, 0.8μm-1μm, 0.9μm-1μm 등이다. 따라서, 해당 Dv50을 충족하는 무기질 입자는 분리막이 적절한 압축 계수를 얻게 할 수 있어 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다. 다른 일부 구현 방식에는 상기 1차 입자 모양의 무기질 입자의 Dv50은 0.5μm-1μm이다. 따라서, 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
1차 입자와 2차 입자는 이 분야에서 알려진 의미를 가지고 있다는 점에 유의해야 한다. 1차 입자란 어글라머레이션 상태로 형성되지 않은 입자를 말한다. 2차 입자란 2개 또는 2개 이상의 1차 입자가 응집되어 형성된 어글라머레이션형 입자를 말한다. 1차 입자와 2차 입자는 주사전자현미경(SEM) 이미지로 쉽게 구별할 수 있다.
일부 구현 방식에서 본 출원에 따른 분리막에서 상기 복합 입자는 제 2 애그리게이트를 포함하며 상기 제 2 애그리게이트는 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자를 포함한다. 따라서, 복합 입자가 너무 부드럽지 않도록 하여 전지가 팽창하거나 비교적 큰 외력에서 복합 입자와 자극편, 복합 입자와 분리막 기재 사이의 적절한 작용을 보장하여 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제 2 애그리게이트의 Dv50은 0.3μm-5μm, 예를 들어 0.5μm-5μm, 0.7μm-4.5μm, 1μm-4μm, 1.3μm-3.5μm, 1.5μm-3.2μm, 1.7μm-3μm, 2μm-2.8μm, 2μm-2.5μm, 5μm-10μm, 5μm-9μm, 5μm-8μm, 5μm-7μm, 5μm-6μm 등이다. 다른 일부 구현 방식에서 상기 제 2 애그리게이트의 Dv50은 1m-2μm이다.
일부 구현 방식에서는 본 출원에 따른 복합 입자에서 상기 폴리아크릴산염 입자는 1차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자 및/또는 2차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자를 포함한다. 여기서 상기 1차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50은 50nm-400nm, 예를 들어 50nm-375nm, 75nm-375nm, 100nm-350nm, 125nm-325nm, 150nm-300nm, 175nm-275nm, 200nm-250nm, 200nm-225nm 등이다. 다른 일부 구현 방식에는 상기 1차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50은 100nm-200nm이다. 상기 2차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50은 2μm-15μm, 예를 들어 3μm-15μm, 4μm-12μm, 5μm-10μm, 5μm-8μm, 5μm-7μm, 5μm-6μm 등이다.
일부 구현 방식에서는 상기 복합 입자 중 상기 무기질 입자의 함량은 1wt%-50wt%, 예를 들어 1wt%-48wt%, 1wt%-45wt%, 1wt%-40wt%, 1wt%-35wt%, 1wt%-30wt%, 1wt%-25wt%, 1wt%-20wt%, 1wt%-15wt%, 2wt%-15wt%, 3wt%-15wt%, 4wt%-15wt%, 5wt%-15wt%, 7wt%-15wt%, 10wt%-15wt%, 12wt%-15wt% 등이다. 따라서, 복합 입자 중 무기질 입자의 함량은 상기 함량 범위 내에서 통제되며, 한편으로는 폴리아크릴산염 입자가 입자화 과정의 고온 처리로 인해 접착되지 않도록 할 수 있어 분리막의 이온 전도성을 향상하였다. 다른 한편으로는 분리막이 적절한 압축 계수를 갖도록 하여 전지 모듈이 힘을 받는 상태에서 분리막 코팅과 양극 사이에 적절한 작용력을 갖도록 할 수 있다.
일부 구현 방식에서 폴리아크릴산염 입자의 유리화 온도는 20℃-80℃, 예를 들어 25℃-75℃, 30℃-70℃, 35℃-65℃, 40℃-60℃, 45℃-55℃, 45℃-50℃이며, 따라서 해당 유리화 온도를 충족하는 폴리아크릴산염 입자를 사용하면 고온 입자화 과정에서 복합 입자가 접착되는 것을 피할 수 있고 분리막 이온 전도성을 향상시킬 수 있다. 다른 일부 구현 방식에는 상기 폴리아크릴산염 입자의 유리화 온도는 25℃-65℃이다.
일부 구현 방식에서 본 출원에 따른 분리막 코팅 표면에 돌기를 형성하고 해당 돌기의 양면 높이는 15μm-60μm, 예를 들어 15μm-58μm, 16μm-56μm, 18μm-55μm, 20μm-52μm, 22μm-40μm, 25μm-40μm, 25μm-38μm, 25μm-36μm, 28μm-35μm, 30μm-32μm 등이다. 따라서 해당 높이 범위의 돌기는 한편으로는 분리막과 자극편 사이에 적절한 공간을 제공하여 응력을 방출하여 자극편 와인딩 과정의 끊어지지 않도록 방지하고 안전성을 향상시킬 수 있다. 다른 한편으로는 분리막과 자극편 사이에 적절한 간격을 두어 전해액의 흐름과 침윤을 촉진하고 셀의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 돌기의 표면에는 제 1 애그리게이트가 있다. 따라서, 해당 돌기는 분리막과 자극편 사이에 적절한 접착력을 제공하여 전지의 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 기재의 두 상대 표면에 모두 감압 코팅이 형성되어 있고, 양측 감압 코팅에 있는 돌기 높이의 합이 바로 돌기의 양면 높이이며, 돌기의 양면 높이의 테스트 방법은 다음을 포함한다. 도1을 참조하여 우선 음극 자극편, 분리막과 양극 자극편을 셀로 순차적으로 스태킹한 후 와인딩하고(셀의 가장 바깥층은 양극 자극편의 돌기면으로 마감) CT 장비(ZEISS-1500)를 이용하여 와인딩된 셀의 코너에서 음극 자극편의 가장자리에서 아래로 15±1mm 떨어진 위치를 스캔하고 얻어진 CT도에서 수평 & 사선(30-45°)를 따라 샘플링하여 최대 간격이 있는 방향으로 선을 긋는다. 안에서 밖으로 접은 5번째 층의 샘플링 위치는 가장 안쪽 양극 자극편의 돌기면에서 5번째 층의 양극 자극편의 돌기면까지이고 4번 접힌 층의 평균값을 취한다. 6번 접은힌 후의 샘플링 위치는 내부 양극 자극편의 돌기면에서 바깥층 양극 자극편의 돌기면까지이고, 5번 접힐 때마다의 값을 취한다.
안에서 밖으로의 5층 간격 평균값=[CT 측정 거리-4*냉압 후 음극 자극편 두께*(1 + 음극 자극편 반발률)-4*냉압 후 양극 자극편 두께(1 + 양극 자극편 반발률)-8*분리막 두께]/8
안에서 밖으로 6-10층 이후의 간격 평균값=[CT 측정 거리-5*냉압 후 음극 자극편 두께*(1 + 음극 자극편 반발률)-5*냉압 후 양극 자극편 두께(1 + 양극 자극편 반발률)-10*분리막 두께]/10
여기서, 음극 자극편 반발률=(케이스에 들어가기 전 음극 자극편 두께-냉압 후 음극 자극편 두께)/냉압 후 음극 자극편 두께.
양극 자극편 반발률=(케이스에 들어가기 전 양극 자극편 두께-냉압 후 양극 자극편 두께)/냉압 후 양극 자극편 두께.
분리막의 돌기 양면 높이=(안에서 밖으로의 5층 간격 평균값 + 안에서 밖으로 6-10층 이후의 간격 평균값)/2.
일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅은 또한 4-20 중량부의 압력 민감성 결합재 중합체, 예를 들어 5-18 중량부, 7-16 중량부, 9-15 중량부, 11-15 중량부를 포함하고 상기 압력 민감성 결합재 중합체는 결합재 중합체와 제 2 가소제를 포함한다. 결합재 중합체와 제 2 가소제의 시너지 효과는 압력 민감성 결합재 중합체가 우수한 감압 특성을 갖도록 할 수 있고, 나아가서 분리막이 우수한 감압 특성을 갖도록 할 수 있고 나아가서 분리막이 우수한 감압 특성을 갖도록 할 수 있어 ≤1MPa의 작용하에 접착력이 0.1N/m 이하로 되도록 할 수 있으므로 분리막이 와인딩 및 보관 과정에서 층과 층 사이가 접착하는 것을 피할 수 있으며, 또한 ≥2MPa의 압력 하에서 자극편과 선명한 접착 작용을 일으킬 수 있으므로 해당 분리막을 사용하여 셀을 제조할 때 상온 조건과 적절한 압력에서 자극편을 분리막에 밀착시킬 수 있다. 한편으로 자극편과 분리막의 위치가 어긋나 셀를 폐기하거나 셀의 성능과 안전 위험을 유발하는 현상을 방지할 수 있으며, 다른 한편으로는 전통적인 셀의 생산 공정에서 터널오븐 및 두 번째 복합 공정을 생략할 수 있어 생산 공간과 생산 시간을 절약하고 에너지 소비를 줄이며 셀 생산 능력을 크게 향상시킬 수 있고 동시에 셀 성형 성능, 안전 성능과 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다. 나아가서 해당 셀을 포함하는 2차 전지 및 해당 2차 전지를 포함하는 전기 장치의 안전 성능과 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 구현 방식에서 상기 압력 민감성 결합재 중합체에 포함된 결합재 중합체와 제 2 가소제의 질량비는 (4-19):1, 예를 들어 (4-18):1, (4-15):1, (4-12):1, (4-11):1, (4-10):1, (4-8):1, (4-6):1일 수 있다. 압력 민감성 결합재 중합체에 포함된 제 2 가소제의 상대적 함량은 상기 범위 내에서 자극편과 분리막이 비교적 큰 접착력을 갖도록 하고 분리막의 저항이 증가하지 않으며 2차 전지의 순환 성능이 저하되지 않도록 보장할 수 있다.
여기서 제 2 가소제의 함량은 일본시마즈주식회사의 기기 모델이 STA449F3인 열중량 분석기를 사용할 수 있다. 구체적인 예시로 테스트 방법은 다음과 같다. 약 10mg의 압력 민감성 결합재 중합체 고체를 취하고 초기 질량을 M0으로 기록하고 온도를 200℃로 올린 후 질량을 M1로 기록하며 가소제의 함량은 M0-M1이고 결합재 중합체의 함량은 M0-(M0-M1)이다. 테스트 조건은 온도 범위가 -100-400℃이고 질소가스 환경이며 10℃/min으로 설정한다.
일부 구현 방식에서 상기 압력 민감성 결합재 중합체는 코어 쉘 구조이며 해당 코어 쉘 구조의 코어와 쉘은 모두 결합재 중합체와 제 2 가소제를 포함할 수 있다. 여기서 코어 구조에서 상기 결합재 중합체와 제 2 가소제의 질량비는 (2-5):1, 예를 들어 (3-4):1이고 쉘 구조에서 상기 결합재 중합체와 제 2 가소제의 질량비는 (6-10):1, 예를 들어 (7-9):1, (7-8):1일 수 있다. 코어 쉘 구조의 코어와 쉘은 결합재 중합체와 제 2 가소제로 구성되어 있어 압력 민감성 결합재 중합체의 감압 성능을 한층 더 향상시켜 분리막의 동역학적 성능을 한층 더 향상시킬 수 있다. 다른 한편으로 압력 민감성 결합재 중합체에는 제 2 가소제가 포함되어 있고, 특정한 압력(예: 1MPa-2MPa에서)의 작용하에 제 2 가소제는 결합재 중합체와 분리막 주재료 사이로 빠르게 이동하여 결합재 중합체이 가소성을 증강시켜 분자 사슬을 확장시키고 음극 자극편 중의 SBR 결합재, CMC 증점제, 양극 자극편 중의 PVDF와 분자간 수소 결합 작용을 일으키고 계면 습도를 향상시켜 두 계면 사이의 리벳 합성 작용을 향상시킬 수 있다. ≥2MPa의 작용 하에 코어 구조가 깨지고 코어 중의 제 2 가소제가 방출되면서 위의 효과를 한층 더향상시킬 수 있다.
일부 구현 방식에서 일부 상기 제 2 가소제는 상기 결합재 중합체에 그래프팅되어 있다. 예를 들어, 상기 가소제 중량 기준으로 적어도 5wt%의 제 2 가소제가 상기 결합재 중합체에 그래프트되어 있다. 일부 상기 제 2 가소제가 상기 결합재 중합체에 그래프팅될 때 제 2 가소제가 순환 과정에서 전해액으로 대량 이동하여 전해액의 다양한 기능성 첨가제를 소비하고 분리막의 저항값을 증가시키고 셀의 동역학적 성능에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 여기서 적어고 5wt% 인 제 2 가소제가 결합재 중합체 메인 체인에 그래프핑될 때 분리막과 자극편은 '떨어져 있지만 연결되어 있는' 효과를 형성하여 상온 접착의 지속성을 향상시키고 반발력을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 너무 많은 제 2 가소제가 순환 과정에서 전해액으로 이동하여 셀의 성능에 영향을 미치지 않도록 보장할 수 있다. 여기서 그래프핑율은 적외선 테스트 방법으로 측정할 수 있다. 구체적으로 결합재 중합체, 제 2 가소제, 압력 민감성 결합재 중합체의 각 테스트에서 푸리에 적외선 스펙트럼을 얻을 수 있고 압력 민감성 결합재 중합체 1,500cm-1-1,700cm-1 위치에 결합재 중합체와 별도의 제 2 가소제와 다른 피크가 나타나며, 해당 피크는 그래프핑된 제 2 가소제를 나타내고 피크 아래 면적은 그래프팅된 제 2 가소제의 양을 나타내며, 이를 통해 제 2 가소제의 그래프팅율을 계산해 낼 수 있다.
일부 구현 방식에서 상기 결합재 중합체의 평균 입경은 0.5μm-3.0μm, 예를 들어 0.8μm-2.8μm, 1μm-2.5μm, 1.2μm-2.3μm, 1.5μm-2μm, 1.8μm-2μm이다. 본 출원의 평균 입경을 만족하는 결합재 중합체는 압력 민감성 결합재 중합체가 복합 입자에 고르게 분포되어 일정한 압력에서 그의 코어 및 쉘이 자극편과 접착하는 데 도움이 된다. 일부 구현 방식에서 상기 압력 민감성 결합재 중합체의 평균 입경은 0.8μm-2μm일 수 있다.
여기서 압력 민감성 결합재 중합체의 평균 입경은 표준 GB/T 19077.1-2016을 참조하고 레이저 입도 분석기(예: Malvern Master Size 3000)를 사용하여 측정할 수 있다.
일부 실시예에서 상기 압력 민감성 결합재 중합체의 DSC 융점은 -50℃-100℃, 예를 들어 -45℃-95℃, -40℃-90℃, -35℃-85℃, -30℃-80℃, -25℃-75℃, -20℃-70℃, -15℃-65℃, -10℃-60℃, -5℃-55℃, 0℃-50℃, 5℃-45℃, 10℃-40℃, 15℃-35℃, 20℃-30℃, 25℃-30℃일 수 있다. 따라서, 상기 DSC 융점을 만족하는 압력 민감성 결합재 중합체는 상온에서의 접착력을 보장할 수 있고, 1MPa에서 접착력이 너무 강하여 분리막이 와인딩되고 접착되는 것을 피할 수 있다. 동시에 상온 2MPa에서 접착력이 너무 약해 분리막과 자극편의 접착 상태가 비교적 약하여 셀 성형에 불리하는 것을 피할 수 있다.
일부 실시예에 따르면 DSC 융점은 이 분야에서 알려진 의미를 가지고 있고 이 분야에서 알려진 계측기와 방법으로 측정할수 있다. 예를 들어 독일 NETZSC 회사의 모델이 DSC 200F3인 DSC 융점 측정기로 측정할 있다. 구체적인 예시로서 테스트 방법은 다음과 같다. 10mg의 샘플을 취하여 테스트한다. 테스트 조건은 온도 범위가 -100-200℃이고 질소가스 환경이며 10℃/min으로 설정한다. 최초로 온도를 높일 때 흡수 피크의 해당 온도를 선택하여 해당 DSC 융점으로 한다.
일부 구현 방식에서 상기 결합재 중합체는 다음의 제 1 단량체 중 적어도 한가지, 제 2 단량체 중 적어도 한가지, 제 3 단량체 중 적어도 한가지 및 반응형 분산제 중 적어도 한가지의 반응 단량체 혼합물이 중합하여 형성된 공중합체를 포함한다.
제 1 단량체: 그의 융점은 아크릴산, 메타크릴산, 메칠 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 하이드록시메틸아크릴아미드, 아크릴아미드, 스티렌, 아크릴로니트릴을 포함하여 일반적으로 80℃ 이상이다.
제 2 단량체: 그의 융점은 C4-C22 알킬 아크릴레이트, 아이소부틸 아크릴레이트, 아이소틸 아크릴산염, tert-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴산(아이소틸 아크릴산염), 사이클로헥실 아크릴산, 에틸 메타크릴레이트, 2-메틸-2-프로펜산 2-메틸프로필 에스터, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴산, 2-하이드록시프로필 아크릴산에틸렌 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐에톡시메타크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트, 2-메틸-2-프로펜산 2,2,2-트리플루오로에틸, 2-다이메틸아미노에틸 메타크릴 산, 2-(디에틸아미노)에틸메타크릴레이트, 에틸렌 메타크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐에톡시메타크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트, 2-메틸-2-프로펜산 2,2,2-트리플루오로에틸을 포함하여 일반적으로 80℃ 이하이다.
제 3 단량체: 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-메틸아크릴아미드, NN-(부톡시메틸)아크릴아미드, 다이아세톤 아크릴라마이드, 에틸 메타크릴레이트 아세토아세트산, 디비닐벤젠, 에폭시 수치가 0.35-0.50인 에폭시 수지, 디비닐벤젠을 포함하며;
반응형 분산제: 폴리비닐알코올, 프로폭실화 글리세린, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올을 포함한다. 선택적으로, 이러한 반응형 분산제의 알코올 분해도는 ≥85%이고 평균 중합도는 400-2,000이다. 바람직한 것은 알코올 분해도가 ≥88%이고 평균 중합도는 500-1,600이다.
따라서, 해당 구성의 결합재 중합체는 적절한 팽윤, 감압 및 접착 특성을 가지면서 적절한 탄성 계수를 가지므로 셀이 우수한 성형 효과, 동역학적 성능과 안전 성능을 갖도록 한다.
본 출원에서 '알코올 분해도'라는 용어는 알코올을 분해한 후 얻은 제품 중 기존 그룹에서 수산기가 차지하는 백분율을 말하고, 단위는 몰 분율 %이다는 점을 유의해야 한다. 예를 들어 기존 그룹(에스테르기)이 100개이고 알코올을 분해한 후 수산기가 60개라면 알코올 분해도는 60%이다.
본 출원에서 '평균 중합도'란 중합체가 중합도가 다른 동종 중합체 분자로 구성되어 있다는 것을 말하고, 해당 중합도는 통계적 평균값이다는 점을 유의해야 한다. 평균 중합도를 나타내는 가장 일반적인 방법은 두가지 가 있다. 분자 수의 평균값으로 얻은 중합도를 수량 평균 중합도라고 한다. 중량의 평균값으로 얻은 중합도를 중량 평균 중합도라고 한다. 본 출원에서 상기 '평균 중합도'는 수량 평균 중합도이다.
일부 구현 방식에서 상기 제 2 가소제는 글리세롤 C4-C10 알킬 디에틸 에테르 또는 모노에테르, 글리세롤 C4-C10 카복실산 모노에스테르 또는 다이에스터, 프로필렌 글리콜 C4-C10 알킬 모노에테르, 글리세린 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서 압력 민감성 결합재 중합체는 다음 합성 방법으로 합성할 수 있다. 다음 단계를 포함한다.
단계 1 - 용매(예: 탈이온수)에 0.1 질량 %-1 질량 %(이는 압력 민감성 결합재 중합체를 합성할 때 첨가한 반응 단체량 혼합물(제 1 단량체, 제 2 단량체, 제 3 단량체 및 반응형 분산제 포함), 보조제(유화제, 안정제, 수성 개시제 포함) 및 제 2 가소제의 총 중량에 비해, 아래 동일)인 유화제와 2 질량 %-3 질량 %, 수량 평균 분자량≤1,000이고 융점이 0℃-30℃인 올리고머(예: 옥타데실 메타크릴레이트)을 순차적으로 첨가하고 균질기 회전 속도는 8,000r/min-12,000r/min, 예를 들어 10,000r/min으로 분산시킬 때 분산 시간은 20min-60min, 예를 들어 50min일 때 분산 반응 온도는 20℃-40℃, 예를 들어 25℃일 때 제 1 혼합액을 얻는다.
단계 2 - 제 1 혼합액에 1 질량 %-4 질량 %인 안정제를 첨가한다. 예를 들어 폴리옥시에틸렌옥사이드, 아릴폴리에테르황산염, 메틸렌숙신산(이타콘산), 스티렌술폰산, 비닐술폰산나트륨 및 나노셀룰로오스나트륨 중 적어도 한가지를 포함한다. 균질기 회전 속도는 6,000r/min-8,000r/min으로 제어하고 6,500r/min으로 혼합할 때 시간은 20min-60min, 예를 들어 30min이고 혼합 반응 온도는 20℃-60℃, 예를 들어 45℃이며 제 2 혼합액을 얻는다.
단계 3 - 제 2 혼합액에 0.05 질량 %-0.5 질량 %인 수성 개시제를 첨가한다. 예를 들어 탄산수소나트륨, 과산화 벤조일, 과산화로로일, 이소프로필 벤젠 하이드로퍼옥시드, tert-부틸 하이드로퍼옥시드, 비스(1,1-다이메틸에틸)퍼옥사이드, 과산화다이쿠밀, tert-부틸 과산화벤조에이트, tert-뷰틸 퍼옥시피발레이트, 과산화메틸에틸케톤, 과산화 에폭시 과산화 탄산 이소프로필 에스테르, 디시클로헥실 퍼옥시디카보네이트, 과황산칼륨, 과황산나트륨, 과황산암모늄, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴) 중 적어도 한가지를 포함한다. 균질기 회전 속도는 8,000r/min-12,000r/min, 예를 들어 8,000r/min으로 제어하여 혼합할 때 시간은 20min-60min, 예를 들어 30min이다. 반응 온도는 60℃-80℃, 예를 들어 72℃이고 제 3 혼합액을 얻는다.
단계 4 - 균질기 회전 속도가 100r/min-1000r/min, 예를 들어 400r/min인 조건에서 제 3 혼합액에 35 질량 %-45 질량 %인 반응 단량체 혼합물을 차차 균일하게 적하(60min 때 마침 다 떨어지도록 제어함)하고 반응 시간이 80min-100min, 예를 들어 80min이며 제 4 혼합물을 얻는다.
단계 5 - 제 4 혼합물을 반응 온도가 80℃-90℃, 예를 들어 84℃이고 균질기 회전 속도가 12,000r/min-18,000r/min, 예를 들어 15,000r/min인 조건에서 계속 반응하고, 시간은 120min-240min, 예를 들어 180min이며 제 5 혼합물을 얻는다.
단계 6 - 제 5 혼합물에 10 질량%-20 질량 %의 제 2 가소제, 예를 들어 글리세린을 첨가하고 반응 온도는 80℃-90℃, 예를 들어 84℃ 로 제어한다. 균질기 회전 속도 제어는 12,000r/min-18,000r/min, 예를 들어 15000r/min이고 반응 시간은 120min-240min, 예를 들어 180min이며 제 6 혼합물을 얻는다.
단계 7 - 제 6 혼합물에 0.05 질량 %-0.5 질량 %인 수성 개시제, 예를 들면 과황산암모늄-탄산수소나트륨을 첨가한다. 균질기 회전 속도는 8,000r/min-12,000r/min, 예를 들어 8,000r/min으로 제어하고 시간은 20-60min, 예를 들어 30min이다. 반응 온도는 60℃-80℃, 예를 들어 72℃이며 제 7 혼합물을 얻는다.
단계 8 - 균질기 회전 속도가 100r/min-1,000r/min, 예를 들어 400r/min인 조건에서 제 7 혼합물에 30 질량 %-40 질량 %인 반응 단량체 혼합물을 차차 균일하게 적하(60min 때 마침 다 떨어지도록 제어함)하고 반응 시간은 100min-160min, 예를 들어 120min이며 제 8 혼합물을 얻는다.
단계 9 - 제 8 혼합물에 5 질량%-20 질량 %의 제 2 가소제, 예를 들어 글리세린을 첨가하고 반응 온도는 80℃-90℃, 예를 들어 84℃ 로 제어한다. 균질기 회전 속도 제어는 12,000r/min-18,000r/min, 예를 들어 15000r/min이고 반응 시간은 120min-240min, 예를 들어 180min이며 제 9 혼합물을 얻는다.
단계 10 - 제 9 혼합물의 온도를 50℃ 이하로 낮추고 여과하면 코어 쉘 구조인 압력 민감성 결합재 중합체를 얻는다. 이 분야의 기술자도 상기 방법(단계 7 내지 단계 9를 생략하고 이에 상응하게 첨가한 제 2 가소제와 반응 단량체 혼합물의 질량 분을 변경한다)으로 합성하여 코어 쉘 구조가 아인 압력 민감성 결합재 중합체를 얻을 수 있다.
일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅의 평균 두께는 2μm-20μm, 예를 들어 4μm-18μm, 5μm-15μm, 7μm-12μm, 10μm-12μm이다. 따라서, 적절한 압력 하에 자극편을 분리막과 긴밀히 밀착시켜 셀의 동역학적 성능을 향상할 수 있다. 일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅의 평균 두께는 2μm-15μm이다.
일부 구현 방식에서 본 출원에 따른 분리막 코팅은 또한 유기질 입자를 포함하고, 여기서 상기 유기질 입자는 폴리테트라플루오로에틸렌 입자, 폴리트리플루오로클로로에틸렌 입자, 폴리불화비닐 입자, 폴리비닐리덴 플루오라이드 입자, 폴리에틸렌 입자, 폴리프로필렌 입자, 폴리아크릴로니트릴 입자, 폴리에틸렌 옥사이드 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 비닐기 단량체 유닛의 공중합체 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 아크릴산 단량체 유닛의 공중합체 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 아크릴레이트류 단량체 유닛의 공중합체 입자 및 상기 각 호모폴리머 또는 공중합체의 개질 화합물 입자 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 복합 입자와 상기 유기질 입자가 상기 감압 코팅 표면에 상기 돌기가 형성된다. 따라서, 전지의 순환 성능과 안전 성능을 향상할 수 있다.
일부 구현 방식에서 본 출원에 따른 분리막 코팅의 유기질 입자는 제 3 애그리게이트를 형성한다. 여기서, 상기 제 3 애그리게이트의 Dv50은 5μm-30μm, 예를 들어 5μm-28μm, 5μm-25μm, 5μm-22μm, 5μm-20μm, 5μm-20μm, 5μm-18μm, 5μm-15μm, 5μm-12μm, 5μm-10μm, 5μm-8μm, 5μm-6μm 등이다.
일부 구현 방식에서, 제 3 애그리게이트에는 1차 입자 모양의 유기질 입자를 포함하고 인접한 2개의 상기 유기질 입자 사이에 간격이 있다. 해당 간격은 이온 전송 통로로 사용할 수 있어 분리막의 이온 전도율을 높일 수 있다. 일부 구현 방식에서 상기 1차 입자 모양의 유기질 입자의 Dv50은 50nm-400nm, 예를 들어 50nm-375nm, 75nm-375nm, 100nm-350nm, 125nm-325nm, 150nm-300nm, 175nm-275nm, 200nm-250nm, 200nm-225nm 등이고, 다른 일부 구현 방식에서 상기 1차 입자 모양의 유기질 입자의 Dv50은 100nm-200nm이다.
이 출원에서 Dv50은 누적 체적 분포 백분율이 50%에 도달했을 때 해당하는 입경을 말하고, Dv10은 누적 체적 분포 백분율이 10%에 도달했을 때 해당하는 입경을 말한다. 본 출원에서 복합 입자의 Dv10, 복합 입자의 Dv50은 모두 레이저 회절 입도 분석법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 표준 GB/T 19077-2016을 참조하여 레이저 입도 분석기(예: Malvern Master Size 3000)를 사용하여 측정한다. 1차 입자 모양의 무기질 입자의 Dv50, 1차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50, 2차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50은 분리막 SEM 이미지에서 통계하여 얻을 수 있다. 예를 들어 확대 배수가 10Kx인 분리막 SEM 이미지를 취하고 샘플당 5개의 평행 샘플을 사용하고 평행 샘플당 10개의 위치를 사용하며 위치당 20개의 포인트를 선택하여 통계한 후 마지막으로 평균값을 취하여 해당 입경으로 한다. 제 1 애그리게이트의 Dv50, 제 2 애그리게이트의 Dv50 및 제 3 애그리게이트의 Dv50은 상기 분리막 CP 이미지에서 통계하여 얻을 수 있다. 예를 들어 확대 배수가 5Kx인 분리막 CP 이미지를 취하고 샘플당 5개의 평행 샘플을 사용하고 평행 샘플당 10개의 위치를 사용하며 위치당 20개의 포인트를 선택하여 통계한 후 마지막으로 평균값을 취하여 해당 입경으로 한다.
일부 구현 방식에서 상기 복합 입자와 유기질 입자의 질량비는 (20-90):(0-70)이고, 예를 들어 상기 복합 입자와 상기 폴리비닐리덴 디플루오리드 입자의 질량비는 (20-90):(5-65), (20-90):(10-60), (20-90):(20-50), (20-90):(30-40), (30-80):(0-70), (40-70):(0-70), (50-60):(0-70), (30-80):(5-65), (40-65):(10-55), (45-60):(20-45), (55-60):(30-45)이다 따라서, 전해액의 합침성 및 분포 균일성을 향상하고 전지의 고온 보관 성능을 개선하며 전지 안전 성능과 순환 성능을 향상시킬 수 있다. 다른 일부 구현 방식에서 상기 복합 입자와 상기 유기질 입자의 질량비는 (45-90):(0-45)이다. 따라서, 전지의 안전 성능과 순환 성능을 향상할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 분리막은 기재와 감압 코팅 (표시하지 않았음)을 포함하고, 상기 감압 코팅은 복합 입자, 유기질 입자, 제 1 가소제, 유화제와 결합재를 포함하고, 상기 제 1 가소제와 유화제는 상기 복합 입자 내부 및 간극 사이에 고르게 분포되어 있으며, 상기 복합 입자와 유기질 입자는 결합재를 통해 기재와 연결되어 있고, 상기 복합 입자와 상기 유기질 입자는 상기 감압 코팅 표면에 돌기를 형성한다.
일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅에는 또한 기타 유기 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어 내열성을 개선하는 중합체, 분산제, 윤습제 및 기타 종류의 결합재 등도 포함할수 있다. 상기 기타 유기 화합물은 감압 코팅에서 모두 입자 모양이 아닌 물질이다. 본 출원은 상기 기타 유기 화합물의 종류에 대하여 특별한 제한이 없고, 임의의 알려진 양호한 개선 성능이 있는 재료를 선택할 수 있다.
본 출원에서 기재는 양호한 화학적 안정성과 기계적 안정성을 갖춘 다공성 구조인 필름 재료이다. 일부 구현 방식에서 기재는 단층막 재료일수도 있고 다층 복합막 재료일수도 있다. 기재가 다층 복합막 재료일 경우 각 층의 재료는 같거나 다를수 있다.
일부 구현 방식에서는 본 출원에 따른 분리막에서 상기 기재는 다음과 같은 한가지 또는 몇가지의 다공막 또는 다공성 비방직망인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르 테르케톤, 폴리아릴 레더 테더케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르술폰, 폴리페닐에테르, 사이클로 올레핀 공중합체, 폴리페닐렌설파이드, 폴리비닐나프탈렌을 포함할 수 있다. 다른 일부 구현 방식에서 상기 기재는 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌을 포함하는 다공막 필름 또는 다공성 비방직망이다. 사기 기재를 선택하여 분리막을 제조하는것은 기재가 결합재와 코팅의 결합을 통해 적절하게 치밀하고 다공질이며 리튬 이온을 전도할수 있는 분리막을 형성하는데 유리하다.
일부 구현 방식에서는 본 출원에 따른 분리막에 상기 기재가 10% 내지 95%, 바람직하는 것은 35% 내지 45%의 공극률을 갖고 있다. 따라서 분리막의 이온 전도 성능을 향상하는 동시에 양극, 음극 자극편이 접촉할 확률을 낮출 수 있다. 일부 구현 방식에서는 본 출원에 따른 분리막에 상기 기재가 0.1μm 내지 50μm, 바람직하는 것은 0.1μm 내지 5μm의 구멍 직경을 갖고 있다. 상기 공극 구조를 가진 기재를 선택하여 분리막이 양호한 이온 전도 성능을 가지도록 하고 양극, 음극 자극편이 직접 접촉할 확률을 낮추어 셀의 동역학적 성능과 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 구현 방식에서 상기 기재의 두께는 ≤10μm이다. 예를 들어 상기 기재의 두께는 5μm-10μm, 5μm-9μm, 7μm-10μm일 수 있다. 상기 기재의 두께를 주어진 범위 내로 통제할 경우 전지의 순환 성능과 안전 성능을 확보하는 전제 하에 전지의 에네르기 밀도를 한층 더 높일 수 있다.
일부 구현 방식에서 감압 코팅의 박리력은 40N/m 이상이다. 분리막은 클램핑되지 않고 150℃ 환경에 1시간 동안 방치한 후 세로(MD) 또는 가로(TD) 방향의 열 수축률은 모두 5% 이하이다. 200℃ 열총 파괴 크기는 0이다. 분리막과 자극편의 접착력은 1.0N/m 이상이고 25℃에서의 분리막 저항은 2옴 이하이다.
일부 구현 방식에 따르면 분리막의 통기성, 가로 인장 강도(MD), 세로 인장 강도 (TD), 가로 파단신도, 세로 파단신도은 모두 이 분야에서 알려진 뜻을 갖고 있으므로 이 분야에서 이미 알고 있는 방법으로 측정할수 있다. 예를 들어 모두 표준 GB/T36363-2018을 참조하여 테스트할 수 있다.
일부 구현 방식에 따르면 폴리아크릴산염 입자, 에스테르류 화합물, 유화제, 압력 민감성 결합재 중합체와 유기질 입자의 물질 종류는 이 분야에서 이미 알고 있는 장비와 방법으로 트스트할수 있다. 예를 들어, 재료의 적외선 스펙트럼을 테스트하여 그가 포함한 특성 피크를 확정하여 재료 종류를 확정할 수 있다. 구체적으로, 적외선 스펙트럼과 같은 이 분야의 알려진 기기 및 방법으로 유기질 입자에 대해 적외선 스펙트럼 분석을 진행할 수 있다. 미국 니콜레(Nicolet) 사의 IS10형 푸리에 변환 적외선 분광기를 사용하는 경우 GB/T6040-2002 적외선 분광 분석 방법 통칙에 따라 테스트할 수 있다.
본 출원의 제 2 측면에서, 또한 분리막 제조 방법에 관한 것이고, 다음 단계를 포함한다.
(1) 기재 제공:
(2) 기재의 적어도 일부 표면에 감압 코팅을 형성하고 상기 감압 코팅은 폴리아크릴산염 입자와 제 1 가소제를 포함하며 상기 복합 입자는 상기 감압 코팅 표면에 돌기를 형성하고, 상기 복합 입자는 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자를 포함하며 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자 사이에상기 무기질 입자가 있고, 상기 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 상기 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2이다.
구체적으로 기재, 제 1 가소제, 복합 입자는 위에서 설명한 것과 같으며, 여기서 이 내용에 대해 다시 반복 설명하지 않는다.
일부 구현 방식에서 분리막은 기재와 감압 코팅을 포함하고 상기 감압 코팅은 상기 기재의 한개 표면에만 있다.
일부 구현 방식에서 분리막은 기재와 감압 코팅을 포함하고 상기 감압 코팅은 동시에 상기 기재의 두 표면에 있다.
일부 구현 방식에서 단계 (2)는 다음 단계를 적용하여 진행할수 있다. (2-1) 감압 코팅 슬러리를 제공하고 상기 감압 코팅 슬러리에는 복합 입자와 제 1 가소제가 포함되어 있다. (2-2) 상기 감압 코팅 슬러리를 상기 기재의 적어도 한쪽에 코팅하고 건조시켜 상기 분리막을 얻는다.
일부 구현 방식에서는 단계 (2-1)에서 상기 감압 코팅 슬러리의 용매가 물, 예를 들어 탈이온수일 수 있다.
일부 구현 방식에서는 단계 (2-1)에서 상기 감압 코팅 슬러리에는 또한 기타 유기 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어 내열성을 개선하는 중합체, 분산제, 윤습제, 에멀젼 상태의 결합재도 포함할수 있다. 여기서, 기타 유기 화합물은 건조한 후의 코팅에서 모두 입자 모양이 아니다.
일부 구현 방식에서는 단계 (2-1)에서 상기 감압 코팅 슬러리의 고체 함량은 10-20%로 제어할 수 있다. 예를 들어 중량계 기준으로 12-15%일 수 있다. 감압 코팅 슬러리의 고체 함량이 상기 범위 내에 있을 경우, 코팅 제조 효율을 높이고 코팅 접착 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 실시 방식에서는 단계 (2-1)에서 상기 제 1 가소제는 에스테르류 화합물을 포함하고, 상기 에스테르류 화합물의 용해도 파라미터는 12MPa1/2-30MPa1/2이다.
일부 구현 방식에서는 단계 (2-1)에서 상기 감압 코팅 슬러리는 또한 유화제를 포함할 수 있으며, 상기 유화제는 음이온 유화제와 비이온성 유화제 중 적어도 하나를 포함한다. 유화제를 첨가하면 에스테르류 화합물이 복합 입자에 고르게 분포되어 있게 할 수 있고 나아가서 분리막의 감압 특성과 제조 효율을 한층 더 높일 수 있다. 예시적으로 음이온 유화제는 알킬벤젠 설포네이트가 포함된다. 비이온성 유화제에는 지방 알코올 폴리옥시에틸렌 에테르, 알킬페놀에톡실레이트, 지방산 폴리옥시에틸렌 에테르, 글리세리드류, 폴리글리세롤 지방산 에스테르 중 한가지 또는 몇가지가 포함된다.
일부 구현 방식에서는 단계 (2-1)에서 상기 감압 코팅 슬러리는 또한 압력 민감성 결합재 중합체를 포함하고 상기 압력 민감성 결합재 중합체는 결합재 중합체와 제 2 가소제를 포함한다. 결합재 중합체와 제 2 가소제의 시너지 효과는 압력 민감성 결합재 중합체가 우수한 감압 특성을 갖도록 할 수 있고, 나아가서 분리막이 우수한 감압 특성을 갖도록 할 수 있고 나아가서 분리막이 우수한 감압 특성을 갖도록 할 수 있어 ≤1MPa의 작용하에 접착력이 0.1N/m 이하로 되도록 할 수 있으므로 분리막이 와인딩 및 보관 과정에서 층과 층 사이가 접착하는 것을 피할 수 있으며, 또한 ≥2MPa의 압력 하에서 자극편과 선명한 접착 작용을 일으킬 수 있으므로 해당 분리막을 사용하여 셀을 제조할 때 상온 조건과 적절한 압력에서 자극편을 분리막에 밀착시킬 수 있다. 한편으로 자극편과 분리막의 위치가 어긋나 셀를 폐기하거나 셀의 성능과 안전 위험을 유발하는 현상을 방지할 수 있으며, 다른 한편으로는 전통적인 셀의 생산 공정에서 터널오븐 및 두 번째 복합 공정을 생략할 수 있어 생산 공간과 생산 시간을 절약하고 에너지 소비를 줄이며 셀 생산 능력을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 셀 성형 성능, 안전 성능과 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다. 나아가서 해당 셀을 포함하는 2차 전지 및차 해당 2차 전지를 포함하는 전기 장치의 안전 성능과 동역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 구현 방식에서 상기 감압 코팅 슬러리는 또한 유기질 입자를 포함하고, 상기 유기질 입자는 폴리테트라플루오로에틸렌 입자, 폴리트리플루오로클로로에틸렌 입자, 폴리불화비닐 입자, 폴리비닐리덴 플루오라이드 입자, 폴리에틸렌 입자, 폴리프로필렌 입자, 폴리아크릴로니트릴 입자, 폴리에틸렌 옥사이드 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 비닐기 단량체 유닛의 공중합체 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 아크릴산 단량체 유닛의 공중합체 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 아크릴레이트류 단량체 유닛의 공중합체 입자 및 상기 각 호모폴리머 또는 공중합체의 개질 화합물 입자 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 구현 방식에서는 단계 (2-2)에서 상기 코팅은 코팅기로 구현한다.
본 출원의 실시예에서 코팅기의 모델에 대해 특별한 제한이 없으며 시장에서 구매한 코팅기를 사용할수 있다.
일부 구현 방식에서는 단계 (2-2)에서 상기 코팅은 트랜스퍼 코팅, 회전 스프레이 코팅, 딥 코팅 등 공정을 적용할 수 있다. 예를 들어 상기 코팅은 트랜스퍼 코팅을 적용용한다.
일부 구현 방식에서 상기 코팅기는 그라비어 롤러를 포함한다. 상기 그라비어 롤러는 코팅 슬러리를 기재로 옮기는 데 사용된다.
상기 각 공정 파라미터를 주어진 범위 내에 제어하면 본 출원에 따른 분리막의 사용 성능을 한층 더 개선할 수 있다. 이 분야의 기술자는 실제 생산 상황에 따라 상기 하나 또는 몇개의 공정 파라미터를 선택적으로 조절할 수 있다.
상기 기재, 복합 입자, 에스테르류 화합물, 유화제, 유기질 입자, 압력 민감성 결합재 중합체와 유기질 입자는 모두 시장 구매를 통해 얻을 수 있다.
본 출원의 제 3 측면에서, 전지에 관한 것으로, 이는 상기 제 1 측면에 따른 분리막 또는 제 2 측면에 따른 방법에 따라 제조된 분리막을 포함한다.
전지란 방전 후 충전하는 방식으로 활성 재료를 활성화시켜 계속 사용할 수 있는 전지를 말한다.
일반적으로 전지는 양극 자극편, 음극 자극편, 분리막 및 전해질을 포함한다. 전지를 충방전하는 과정에서 활성 이온은 양극 자극편과 음극 자극편 사이에 왕복으로 삽입되고 배출된다. 분리막은 양극 자극편과 음극 자극편 사이에 설치되어 있고 격리의 역할을 한다. 전해질은 양극 자극편과 음극 자극편 사이에서 이온을 전도하는 역할을 한다.
[양극 자극편]
전지에서 상기 양극 자극편은 일반적으로 양극 집전체와 양극 집전체에 설치된 양극 코팅층을 포함하며 상기 양극 코팅층은 양극 활성 재료를 포함한다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 금속 포일이나 복합 집전체(금속 재료를 고분자 기재에 설치하여 복합 집전체를 형성할 수 있다)를 적용할 수 있다. 예시적으로, 양극 집전체는 알루미늄 포일을 적용할 수 있다.
상기 양극 활성 재료의 구체적인 종류는 제한하지 않고 이 분야에서 이미 알고 있는 전지 양극에 사용할수 있는 활성 재료를 적용할수 있으며, 이 분야의 기술자는 실제 수요에 따라 선택할 수 있다.
예시적으로, 상기 양극 활성 재료는 리튬 전이 금속 산화물, 올리빈 구조의 리튬인산염 및 각각의 개질 화합물 중 한가지 또는 몇가지를 포함하지만 이에 한하지 않는다. 리튬 전이 금속 산화물의 예시는 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬망간산화물, 리튬니켈코발트산화물, 리튬망간코발트산화물, 리튬니켈망간산화물, 리튬니켈코발트망간산화물, 리튬니켈코발트알루미늄산화물 및 그 개질 화합물 중 한가지 또는 몇가지를 포함하지만 이에 한하지 않는다. 올리빈 구조의 리튬인산염을 함유한 예시는 리튬 인산철, 리튬 인산철과 탄소의 복합 재료, 인산망간리튬, 인산망간리튬과 탄소의 복합 재료, 리튬-철-망간 인산화합물, 리튬-철-망간 인산화합물과 탄소의 복합 재료 및 그 개질 화합물 중 한가지 또는 몇가지를 포함하지만 이에 한하지 않는다. 이러한 재료들은 모두 상업적 경로를 통해 얻을 수 있다.
상기 각 재료의 개질 화합물은 재료에 대한 혼합 개질 및/또는 표면 코팅 개질일 수 있다.
상기 양극 코팅층에는 일반적으로 결합재, 전도제 및 기타 선택 가능한 보조제도 선택적으로 포함된다.
예시적으로, 전도제는 초전도 탄소, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 탄소 양자점, 탄소 나노 튜브, Super P(SP), 그래핀 및 탄소 나노 섬유 중 한가지 또는 몇가지일 수도 있다.
예시적으로, 결합재는 스티렌부타디인 고무(SBR), 수성 아크릴 수지(water-based acrylic resin), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 폴리아크릴산(PAA), 카복시메틸셀룰로오스(CMC), 폴리비닐알코올(PVA) 및 폴리비닐 부티랄(PVB) 중 한가지 또는 몇가지일 수 있다.
[음극 자극편]
전지에서 상기 음극 자극편은 일반적으로 음극 집전체와 음극 집전체에 설치된 음극 코팅층을 포함하며 상기 음극 코팅층은 음극 활성 재료를 포함한다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 금속 포일이나 복합 집전체(예를 들어 금속 재료를 고분자 기재에 설치하여 복합 집전체를 형성할 수 있다)를 적용할 수 있다. 예시적으로, 음극 집전체는 구리 포일을 적용할 수 있다.
상기 음극 활성 재료의 구체적인 종류는 제한하지 않고 이 분야에서 이미 알고 있는 전지 음극에 사용할수 있는 활성 재료를 적용할수 있으며, 이 분야의 기술자는 실제 수요에 따라 선택할 수 있다. 예시적으로, 상기 음극 활성 재료는 인공 흑연, 천연 흑연, 하드 카본, 소프트 카본, 실리콘계 재료 및 주석계 재료 중 한가지 또는 몇가지를 포함하지만 이에 한하지 않는다. 상기 실리콘계 재료는 단체 실리콘, 실리콘 산화물(예: 일산화규소), 실리콘-탄소 복합체, 실리콘-질소 복합체, 실리콘 합금 중 한가지 또는 몇가지를 선택할 수 있다. 상기 주석계 재료는 단체 주석, 주석 산화물, 주석 합금 중 한가지 또는 몇가지를 선택할 수 있다. 이러한 재료들은 모두 상업적 경로를 통해 얻을 수 있다.
일부 구현 방식에서 전지의 에너지 밀도를 한층 더 높이기 위해 상기 음극 활성 재료에 실리콘계 재료가 포함될 수 있다.
상기 음극 코팅층에는 일반적으로 결합재, 전도제 및 기타 선택 가능한 보조제도 선택적으로 포함된다.
예시적으로, 전도제는 초전도 탄소, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 탄소 양자점, 탄소 나노 튜브, 그래핀 및 탄소 나노 섬유 중 한가지 또는 몇가지를 포함할 수 있다.
예시적으로, 결합재는 스티렌부타디인 고무(SBR), 수성 아크릴 수지(water-based acrylic resin), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 폴리비닐알코올(PVA) 및 폴리비닐 부티랄(PVB) 중 한가지 또는 몇가지를 포함할 수 있다.
예시적으로, 다른 선택 가능한 보조제는 증점제 및 분산제(예: 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨(CMC-Na)), PTC 서미스터 재료일 수 있다.
[전해액]
전지는 전해액을 포함할 수 있고 전해액은 양극과 음극 사이에서 이온을 전도하는 역할을 한다. 상기 전해액은 전해염과 용매를 포함할 수 있다.
예시적으로, 전해염은 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4), 과염소산리튬(LiClO4), 리튬 헥사플루오로아르세네이트(LiAsF6), 리튬 비스(플루오로설포닐)이미드(LiFSI), 리튬 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(LiTFSI), 리튬 트리플루오로메탄설포네이트(LiTFS), 리튬 디플루오로(옥살라토)보레이트(LiDFOB), 리튬 비스(옥살레이트)보레이트(LiBOB), 리튬 디플루오로포스페이트(LiPO2F2), 리튬 디플루오로 옥살레이트 포스페이트(LiDFOP) 및 리튬 테트라플루오로(옥살라토)포스페이트(LiTFOP) 중 하나 또는또는 몇가지를 포함할 수 있다.
예시적으로, 상기 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트(DEC), 다이메틸 카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 메틸프로필카보네이트(MPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 부틸렌카보네이트(BC), 플루오로에틸카보네이트(FEC), 포름산메틸(MF), 메틸아세테이트(MA), 에틸아세테이트(EA), n-프로필 아세테이트(PA), 메틸 프로피온에이트(MP), 에틸 프로피온에이트(EP), n-프로필 폴리프로필렌(PP), 메틸 부티레이트(MB), 에틸 부티레이트(EB), 감마-부티롤락톤(GBL), 술포란(SF), 다이메틸 설폰(MSM), 에틸 메틸 설폰(EMS) 및 다이에틸 설폰(ESE) 중 한가지 또는 몇가지다.
일부 구현 방식에서 전해액은 또한 첨가제도 포함함다. 예를 들어, 첨가제는 음극 성막 첨가제를 포함할 수 있고 양극 성막 첨가제를 포함할 수도 있으며, 또한 전지의 일부 성능을 개선하는 첨가제, 예를 들어 전지 과충전 성능을 개선하는 첨가제, 전지의 고온 성능을 개선하는 첨가제, 전지의 저온 성능을 개선하는 첨가제를 포함할 수도 있다.
일부 구현 형태에서 전지는 리튬 이온 2차 전지일 수 있다.
본 출원의 실시예는 전지의 모양에 대해 특별히 제한하지 않으며 이는 원통형, 사각형 또는 기타 임의의 모양일 수 있다. 도 3은 한 예시의 사각형 구조인 전지(1)이다.
일부 구현 방식에서 전지는 외부 포장을 포함할 수 있다. 해당 외부 포장은 양극 자극편, 음극 자극편 및 전해질을 패키징하는 데 사용된다.
일부 구현 방식에서 외부 포장은 케이스와 커버패널을 포함할 수 있다. 여기서, 케이스는 밑판 및 밑판에 연결된 측판을 포함할 수 있으며 밑판과 측판이 둘러싸여 수용 공간을 형성한다. 케이스에는 수용 공간과 연결되는 개구부가 있고 커버패널은 상기 수용 공간을 봉쇄하기 위해 상기 개구부를 덮을 수 있다.
양극 자극편, 음극 자극편, 분리막은 와인딩 방식 또는 스태킹 공정을 통해 전극 조립체을 형성할 수 있다. 전극 조립체는 상기 수용 공간에 패키징되어 있다. 전해질은 전해액을 적용할 수 있고 전해액은 전극 조립체에 합침되어 있다. 전지에 포함되어 있는 전극 조립체의 수는 하나 또는 여러 개일 수 있고 필요에 따라 조정할 수 있다.
일부 구현 방식에서 전지의 외부 포장은 하드 케이스, 예를 들어 하드 플라스틱 케이스, 알루미늄 케이스, 스틸 케이스일 수 있다.
전지의 외부 포장은 소프트 패키지, 예를 들어 파우치형 소프트 패키지일 수도 있다. 소프트 패키지의 재질은 플라스틱, 예를 들어 폴리프로필렌(PP)일 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 중 한가지 또는 몇가지를 포함한다.
일부 구현 방식에서 전지는 전지 모듈로 조립될 수 있고 전지 모듈에 포함되어 있는 전지의 수는 복수 개일 수 있으며 구체적은 수량은 전지 모듈의 적용 및 용량에 따라 조정할 수 있다.
도 4는 한 예시로의 전지 모듈(2)이다. 도 4를 참조하여 전지 모듈(2)에서 복수개의 전지(1)은 전지 모듈(2)의 길이 방향을 따라 순서대로 배열하여 설정할 수 있다. 물론 다른 임의의 방식대로 배열할 수도 있다. 또한 체결부품으로 해당 복수개의 전지(1)을 고정할 수 있다.
전지 모듈(2)는 또한 수용 공간이 있는 쉘을 포함할 수 있고, 복수개의 2차 전지(1)은 해당 수용 공간에 수용되어 있다. 일부 구현 방식에서 상기 전지 모듈은 전지팩으로 조립될 수 있고 전지팩에 포함되어 있는 전지 모듈의 수는 전지팩의 적용 및 용량에 따라 조정할 수 있다.
도 5와 도 6는 한 예시로의 전지팩(3)이다. 도 5와 도 6을 참조하여 전지팩(3)에는 전지 박스와 전지 박스에 설전되어 있는 복수 개의 전지 모듈(2)를 포함할 수 있다. 전지 박스는 상단 박스(4)와 하단 박스(5)를 포함하고 상단 박스(4)는 하단 박스(5)를 덮을 수 있으며, 전지 모듈(2)를 수용하는 데 사용되는 폐쇄 공간을 형성할 수 있다. 복수개의 전지 모듈(2)는 임의의 방식으로 전지 박스에 배열할 수 있다.
[전기 장치]
본 출원은 또한 전기 장치에 관한 것으로, 상기 전기 장치는 상기 전지를 포함하고, 상기 전지는 전기 에너지를 공급하는 데 사용된다. 구체적으로, 상기 전지는 상기 전기 장치의 전원으로 될 수 있고, 상기 전기 장치의 에너지 저장 유닛으로 될 수도 있다. 상기 전기 장치는 모바일 장비(예: 휴대폰, 노트북), 전기 차량(예: 전기 자동차, 하이브리드 전기차, 플러그인 하이브리드 전기차, 전기 자전거, 전기 스쿠터, 전기 골프 카트, 전기 트럭), 전기 열차, 선박 및 위성, 에너지 저장 시스템 등일 수 있지만 이에 한하지 않는다.
도 7은 한 예시로의 전기 장치이다. 해당 전기 장치는 전기 자동차, 하이브리드 전기차 또는 플러그인 하이브리드 전기차이다.
다른 한 예시로의 전기 장치로서 휴대폰, 태블릿, 노트북일 수 있다 해당 전기 장치는 일반적으로 가볍고 얇으며 전지를 전원으로 사용할 것으로 요구된다.
본 출원의 실시예에서 해결된 기술적 문제, 기술적 수단 및 유익한 효과를 보다 명확하게 하기 위해 다음은 실시예와 도면을 결부하여 자세히 설명합니다. 설명된 실시예는 본 출원의 모든 실시예가 아니라 일부 실시예에 불과함이 분명하다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에 대한 다음 설명은 사실상 예시일 뿐이고 본 출원 및 그 적용에 대해 어떠한 제한도 하지 않는다. 본 출원에 따른 실시예를 기반으로, 이 분야에 있어서의 통상의 기술을 가진 자가 창조성 노력이 없는 전제하에서 취득한 기타 모든 실시예는 전부 본 출원의 보호 범위에 속한다.
첫째, 분리막의 제조
(1) PE 기재를 제공하고, 그의 두께는 9μm이고 기공 직경은 50nm이며 공극률은 38%이다.
(2) 코팅 슬러리 제조: 복합 입자, 제 1 가소제, 유화제, 압력 민감성 결합재 중합체(그 유리화 유리화 온도 온도는 약 10℃이고, 평균 입경은 1.1μm이며, 질량비가 5:1인 결합재 중합체와 제 2 가소제(여기서 제 2 가소제 중량에 비해 8wt% 인 제 2 가소제가 결합재 중합체에 그래프핑됨) 및 약간의 탈이온수를 포함하며, 여기서 결합재 중합체는 30wt% 이소부틸 아크릴레이트 + 25wt% 이소옥틸 아크릴레이트 + 5wt% 2-하이드록시프로필 아크릴산2-하이드록시프로필 아크릴산 + 15wt% 스티렌 + 22wt% 아크릴아미드 + 3% 폴리에틸렌 글리콜 공중합체이고, 제 2 가소제는 글리세린임), 유기질 입자, 분산제(BYK-22136)를 적당량의 용매 탈이온수에 균일하게 혼합하여 고체 함량이 12%(중량 기준)인 감압 코팅 슬러리를 얻는다.
(3) 단계 (2)에서 제조된 감압 코팅 슬러리를 코팅기로 PE 기재의 두 표면에 코팅한 후 건조시켜 분리막 1을 얻고, 해당 분리막의 한쪽 감압 코팅의 두께는 3μm이다.
여기서 상기 복합 입자는 다음 단계로 제조된다.
a. 실온에서 중량 백분율 2-히드록시에틸아크릴레이트 10wt%, n-부틸 아크릴레이트 66wt%, 메틸메타크릴레이트 8wt%, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 1wt%, 아크릴로니트릴 10wt% 및 아크릴아미드 5wt% 의 비율로 원하는 단량체를 균일하게 교반하여혼합시켜 혼합 단량체를 얻는다.
b. 기계적 교반 장치, 온도계 및 응축 튜브가 장착된 10L 4구 플라스크에 혼합 단량체 2kg, 십이알킬황산나트륨 유화제 60g, 과황산암모늄 개시제 20g 및 탈이온수 2.40kg을 넣고 1,600rpm의 회전 속도로 30min간 교반하여 유화시킨 후 질소가스의 보호 하에 75℃로 가열하고 4h동안 반응시킨 후 농도가 1wt% 인 NaOH 수용액을 사용하여 pH=6.5를 조정하고 즉시 40℃ 이하로 냉각하면 유액 상태의 유기 중합체를 얻고 그의 고체 함량은 약 45wt% 이다.
c. 상기 유기 중합체의 건조 중량과 산화규소를 질량비 9:1의 비율로 적당량의 탈이온수에 넣고 1h 교반하여 충분히 혼합시킨 후 분무 건조를 거쳐 용매 제거하여 분말을 제조해 낸다. 그런 다음 연마하고 분쇄하여 Dv50이 5μm인 복합 입자를 얻는다.
실시예에 사용된 모든 재료는 상업적으로 구매할 수 있다. 예:
무기질 입자는 안후이이에스톤테크놀러지유한회사에서 구매할 수 있다.
유기질 입자는 루위안둥양광불소레진유한회사에서 구매할 수 있다.
기재는 상하이에너지신소재유한회사에서 구매할 수 있다.
분산제는 창수워이이테크놀로지유한회사에서 구매할 수 있다.
윤습제는 다우케미컬회사에서 구매할 수 있다.
제 1 가소제는 헌츠만회사에서 구매할 수 있다.
유화제는 바스프회사에서 구매할 수 있다.
압력 민감성 결합재 중합체는 쓰촨인디고테크놀러그룹유한회사에서 구매할 수 있습니다.
분리막 1-63의 제조 공정에서 해당 파라미터는 표 1-7과 같다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[표 4]
[표 5]
[표 6]
[표 7]
둘째, 전지의 제조
실시예 1
1. 양극 자극편의 제조
양극 활성 재료인 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2, 전도제인 아세틸렌 블랙, 결합재인 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)을 94:3:3인 질량비로 용매 N N-메틸피롤리돈(NMP)에 균일하게 혼합하여 양극 슬러리를 얻고 양극 슬러리를 양극 집전체 알루미늄 포일에 코팅코팅하고 건조, 냉압, 스트립핑, 절단 공정을 통해 양극 자극편을 얻는다. 양극 자극편에 있는 양극 활성 재료의 부하량은 0.32g/1540.25mm2이고 밀도는 3.45g/cm3이다.
2. 음극 자극편의 제조
활성 물질 인조흑연, 전도제인 아세틸렌 블랙, 결합재인 스티렌부타디엔고무(SBR), 증점제인 카르복시메틸셀룰로오스나트륨(CMC)을 95:2:2:1인 중량비로 용매 탈이온수에 충분히 균일하게 교반하여 혼합신 후 음극 슬러리를 얻고 해당 슬러리를 음극 집전체 Cu포일에 코팅하고 건조, 냉압시켜 음극 자극편을 얻는다. 음극 자극편에 있는 흑연의 부하량은 0.18g/1540.25mm2이고 밀도는 1.65g/cm3이다.
3. 분리막
분리막은 상기 제조된 분리막 1을 사용한다.
4. 전해액의 제조
에틸렌카보네이트(EC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트(DEC)를 3:5:2인 체적비로 혼합한 후 LiPF6을 상기 용액에 균일하게 용해시켜 전해액을 얻는다. 해당 전해액에서 LiPF6의 농도는 1mol/L이다.
5. 전지의 제조
양극 자극편, 분리막, 음극 자극편을 순서대로 스태킹하여 분리막을 양극 자극편과 음극 자극편 사이에 있게끔 한 후 와인딩하여 전극 조립체를 얻는다. 전극 조립체를 외부 포장 안에 넣고 상기 제조된 전해액을 건조한 후의 2차 전지에 주입하고 진공 포장, 재우기, 화성, 성형 공정을 거쳐 2차 전지를 얻는다.
실시예 2-60 및 비교예 1-3의 2차 전지는 실시예 1의 전지의 제조 방법과 유사하고, 다른 점은 서로 다른 분리막을 사용한다는 점이며, 실시예 2-60의 2차 전지는 분리막 2-60을 사용하였고 비교예 1-3의 2차 전지는 분리막 61-63을 사용하였다.
셋째, 분리막과 양극 자극편 또는 음극 자극편의 접착 성능 평가
테스트 과정은 다음과 같다.
1. 길이가 300mm이고 폭이 100mm인 상기 분리막과 상기 제조된 양극 자극편과 음극 자극편을 취한다.
2. 분리막을 위아래를 종이로 싸서 커팅과 프레스 기계를 사용하여 54.2mm*72.5mm인 샘플로 절단한다.
3. 절단된 분리막 샘플을 양극 자극편 또는 음극 자극편과 가지런히 스태킹하고 분리막이 위를 향하도록 주의하고 상하에 각각 크기가 130mm*130mm인 테프론을 깔고 스태킹한 샘플을 판지 중앙은 후 150mm*160mm 판지로 덮어준다.
4. 스태킹한 샘플을 평압기에 넣어 압력을 조절하고 기압을 조절하며 압력=1,150KG±10KG(약 3MPa에 해당) 또는 압력=2,650Kg±10KG(약 7MPa에 해당)로 조절하고 T=25℃ 또는 95℃로 설정하고 시간은 10s로 설정한 후 열간프레싱한다.
5. 열간프레싱한 샘플을 커팅과 프레스 기계를 사용하여 72.5mm*15mm인 작은 스트립로 절단한다.
6. 자극편의 한쪽 면을 양면테이프로 강판에 고정시키고 다른 쪽 면에 분리막이 접착되어 있고 양면테이프를 사용하여 폭이 15mm인 A4 종이 스트립과 분리막을 접착하여 테스트 샘플 제작을 완료한다. 테스트할 때 자극편을 고정하는 강판을 고정시키고 인장기는 A4 종이 스트립을 위로 당겨 분리막이 자극편에서 분리시킨다.
7. 고테크(Gotech) 인장기를 작동하여 접착력 테스트, 속도 50mm/min, 시작 지그 간격 40mm로 차례로 설정한다.
8. 테스트 샘플을 클램프 사이에 놓고 강판의 끝을 하단 클램프에 고정시키고 A4 용지를 상단 클램프에 고정시킨다. 상단 및 하단 클립을 각각 클램프로 고정시킨다.
9. 컴퓨터 바탕화면 스트레칭의 조작 인터페이스를 클릭하여 힘, 변위 등을 0으로 설정한 후 '시작'을 클릭하여 약 5mm를 미리 스트레칭한다. 미리 스트레칭한 후 힘, 변위 등을 다시 0으로 설정한 후 테스트를 시작하고 테스트가 끝나면 전체 데이터를 내보내고 보관한다.
10. 각 그룹에서 적어도 5개의 테스트 샘플을 측정하고 5개의 테스트 샘플의 접착력 테스트 곡선의 반복성이 더 좋으면 다음 그룹을 테스트한다. 그렇지 않으면 5개의 테스트 샘플의 반복성이 비교적 좋을 때까지 테스트해야 합니다.
11. 테스트가 완료된 후 접착 강도(N/m)-변위 곡선을 작성하고 접착력의 크기를 계산한다.
넷째, 분리막의 저항 성능 평가
테스트 과정은 다음과 같다.
(1) 분리막 준비: 테스트할 분리막을 동일한 크기의 샘플(45.3mm*33.7mm)로 자르고 샘플을 60℃에서 최소 4h 동안 구운 다음 나중에 사용하도록 25℃ 100등급의 깨끗한 글러브 박스에 신속하게 옮긴다.
(2) 대칭 전지 제한 Pocket 백(대칭 전지 제한성 알루미늄 플라스틱 팩키지(알루미늄 플라스틱 팩키지는 플렉시블 전지용 폴리프로필렌과 알루미늄 포일을 복합한 범용 상품)) 제조: Cu Foil 대 Cu Foil(구리 포일 대 구리 포일)을 사용하여 집진체로 조립한 블랭크에 전지를 대칭한다. 이 Pocket 백의 위치제한성은 그린 젤 중간 펀칭에 의해 구현한다. Pocket 백은 사용 전에 60℃에서 최소 4h 동안 구운 다음 나중에 사용도록 상기 (1)에 설명된 25℃ 100 등급의 깨끗한 글러브 박스에 신속하게 옮겨야 한다.
(3) 대칭 전지 조립: 양극 자극편을 전극으로 사용하여 위의 (1)에 설명된 대로 글러브 박스에서 원위치로 분리막 층수가 서로 다른(1, 2, 3, 4, 5층) 대칭 전지 샘플 5개를 조립하고 그룹당 샘플은 5개의 평행 샘플이 있다. 간의 포장기로 Pocket 백의 측면을 밀봉하고 피펫으로 액체(300μL)를 주입하고 하단을 밀봉한다.
(4) 조립된 대칭 전지를 클램프에 장착: 조립된 대칭 전지를 전해액이 분리막을 적시도록 위의 (1)에 설명된 글러브 박스에 넣고 하루밤을 지낸다. 다음날 금속 클램프를 장착하고 클램프의 압력을 0.7MPa로 조절한다.
(5) 전기 화학적 임피던스 스펙트럼(EIS) 측정:
측정하기 전에 분리막 층수가 서로 다른 대칭 배터리를 25℃의 항온 박스에 30min 동안 넣고 설정 온도(25℃)에서의 EIS(저온(예: -25℃-0℃)일 경우 항온 시간을 예를 들어 2시간 좌우로 상응하게 연장할 수 있음)를 측정한다.
(6) 프랑스 Bio-Logic VMP3 전기화학 워크스테이션을 사용하고 전압은 <5V이고 전류는 <400mA이며 전류 정확도는 0.1%*100μA이다. 측정할 때 EIS의 측정 조건은 전압 주파수를 1MHz-1kHz로 설정하고 교란 전압을 5MV로 설정하며 클램프의 압력을 0.7MPa로 제어한다.
(7) EIS 데이터의 실제 부분으로 음의 허수 부분에 대한 산점도를 만들고, 동시에 서로 다른 층수와 동일한 층수의 평행 샘플 데이터를 하나의 그림에 그리며 이렇게 하여 얻은 EIS 도면을 EIS 원시 데이터의 비교로 사용한다.
(8) 위의 (7)에서 얻은 EIS 도면에서 제 1 사분면이 아닌 점을 제거하여 새로운 EIS 도면을 얻는다. 상기 새로운 EIS 도면에서 제 1 사분면의 산점을 선형으로 오버 피팅하여 상관식을 얻고 y=0으로 하면x값을 얻을 수 있으며 바로 필요한 전해액이 분리막에서의 저항 값이다. 순차적으로 유추하면 측정된 EIS 데이터를 선형 피팅하여 서로 다른 층수의 평행 샘플 사이의 저항 값을 얻을 수 있다.
다섯째, 전지 성능 평가
순환 성능 테스트:
제조된 전지를 그룹당 5개를 취하여 다음 단계를 통해 전지를 충방전을 반복하고 25℃ 또는 45℃ 조건에서 전지의 순환 용량 유지율을 계산한다.
25℃의 환경에서 실시예 및 비교예로 제조된 2차 전지를 3개 스틸 클램프로 고정시키고 클램프와 전지 사이에 1mm의 단열 패드가 있으며 0.1MPa의 예압력을 가하여 첫 번째 충방전을 수행하고, 0.7C(즉, 2h 이내에 이론 용량의 전류값을 완전히 방출함)의 충전 전류에서 상한 전압이 4.4V로 될 때까지 항류 및 항압 충전을 수행한 후 0.5C의 방전 전류에서 최종 전압이 3V로 될 때까지 항류 방전을 수행하고 첫 사이클의 방전 용량을 기록한다. 그다음 1,000회 충방전을 진행하여 1,000번째의 방전 용량을 기록한다. 사이클 용량 유지율=(1,000번째 사이클의 방전 용량/첫 번째 사이클의 방전 용량)×100%.
45℃의 환경에서 실시예 및 비교예로 제조된 2차 전지를 3개 스틸 클램프로 고정시키고 클램프와 전지 사이에 1mm의 단열 패드가 있으며 0.1MPa의 예압력을 가하여 첫 번째 충방전을 수행하고, 0.7C(즉, 2h 이내에 이론 용량의 전류값을 완전히 방출함)의 충전 전류에서 상한 전압이 4.4V로 될 때까지 항류 및 항압 충전을 수행한 후 0.5C의 방전 전류에서 최종 전압이 3V로 될 때까지 항류 방전을 수행하고 첫 사이클의 방전 용량을 기록한다. 그다음 1,000회 충방전을 진행하여 1,000번째의 방전 용량을 기록한다. 사이클 용량 유지율=(1,000번째 사이클의 방전 용량/첫 번째 사이클의 방전 용량)×100%.
표 8은 측정된 실시예 1-60 및 비교예 1-3의 분리막과 전지 성능 데이터를 보여주었다.
[표 8]
표 8에서 알 수 있다싶이 25℃, 7MPa에서 실시예 1-60 중 양극 자극편에 대한 분리막의 접착력은 0.3N/m-2.3N/m 사이이다. 25℃, 7MPa에서 실시예 1-60 중 음극 자극편에 대한 분리막의 접착력은 0.1N/m-0.9N/m 사이이다. 95℃, 3MPa에서 실시예 1-60 중 양극 자극편에 대한 분리막의 접착력은 1N/m-4.8N/m 사이이다. 95℃, 3MPa에서 실시예 1-60 중 음극 자극편에 대한 분리막의 접착력은 0.4N/m-2.0N/m 사이이다. 실시예 1-60의 분리막 저항은 2.5Ω 이하이다. 실시예 1-60의 전지 순환 용량 유지율은 모두 비교예 1-3보다 우수하다. 이로부터 본 출원의 분리막과 자극편 사이의 접착력이 적합하고 저항이 비교적 낮기 때문에 전지의 동역학적 성능과 안전 성능을 향상시킬 수 있음을 나타낸다.
마지막으로, 상기 실시예는 본 출원의 기술적 수단을 설명하기 위해 사용된 것일 뿐이고, 이를 제한하지 않는다; 비록 상기 각 실시예를 결부하여 본 출원에 대해 자세하게 설명하였지만, 이 분야에 있어서의 통상의 기술을 가진 자는 여전히 상기 각 실시예에서 설명된 기술적 수단을 수정하거나 일부 또는 모든 기술적 특징을 동등하게 대체할 수 있다. 그러나 이러한 수정 또는 대체는 해당 기술적 수단의 본질이 본 출원의 실시예에 따른 기술적 수단의 범위를 벗어게 하지 않으며 모두 본 출원의 청구항과 명세서의 범위에 포함되어야 한다는 점에 유의해야 한다. 특히, 구조상의 충돌이 없는 한, 여러 실시예에서 언급된 각종의 기술적 특징은 어떠한 임의의 방식으로 조합할 수 있다. 본 출원은 여기에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 기술적 수단을 포함한다.
1: 2차 전지; 2: 전지 모듈; 3: 전지팩; 4: 상단 박스; 5: 하단 박스

Claims (34)

  1. 분리막에 관한 것이고,
    기재:
    감압 코팅 - 상기 감압 코팅은 상기 기재의 적어도 일부 표면에 형성되어 있고, 상기 감압 코팅은 복합 입자와 제 1 가소제를 포함하며 상기 복합 입자는 상기 감압 코팅 표면에 돌기를 형성하고, 상기 복합 입자는 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자를 포함하며 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자 사이에 상기 무기질 입자가 있으며, 상기 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 상기 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2인 것을 포함하는 분리막.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가소제는 에스테르류 화합물을 포함하며, 상기 에스테르류 화합물의 용해도 파라미터는 12MPa1/2-30MPa1/2인 것을 특징으로 하는 분리막.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 감압 코팅은 또한 유화제를 포함하며, 상기 유화제는 음이온 유화제와 비이온성 유화제 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 감압 코팅은 80 중량부-96 중량부의 복합 입자, 5 중량부-30 중량부의 에스테르류 화합물 및 0.1 중량부-0.5 중량부의 유화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 복합 입자의 Dv50≥2.5μm이고, 바람직하는 것은 2.5μm-10μm이며 더 바람직하는 것은 3μm-8μm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 복합 입자는 제 1 애그리게이트를 포함하며 상기 제 1 애그리게이트는 적어도 2개의 상기 무기질 입자를 포함한다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  7. 제 6 항에 있어서, 0.01μm≤제 1 애그리게이트의 Dv50≤복합 입자의 Dv10인 것을 특징으로 하는 분리막.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 복합 입자는 1차 입자 모양의 무기질 입자를 포함한다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 1차 입자 모양의 무기질 입자의 Dv50은 0.01μm-1μm이고 바람직하는 것은 0.5μm-1μm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 복합 입자는 제 2 애그리게이트를 포함하며 상기 제 2 애그리게이트는 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자를 포함한다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 애그리게이트의 Dv50은 0.3μm-5μm이고 바람직하는 것은 1μm-2μm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 폴리아크릴산염 입자는 1차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자 및/또는 2차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자를 포함한다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 1차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50은 50nm-400nm이고 바람직하는 것은 100nm-200nm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 2차 입자 모양의 폴리아크릴산염 입자의 Dv50은 2μm-15μm이고 바람직하는 것은 5μm-8μm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 폴리아크릴산염 입자의 유리화 온도 온도는 20℃-80℃이고 바람직하는 것은 25℃-65℃인 것을 특징으로 하는 분리막.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 복합 입자 중 상기 무기질 입자의 함량은 1wt%-50wt% 이고 바람직하는 것은 1wt%-40wt% 이며 더 바람직하는 것은 2wt%-15wt% 이고 최고로 바람직하는 것은 5wt%-15wt% 인 것을 특징으로 하는 분리막%。
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 돌기의 양면 높이는 15μm-60μm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 감압 코팅은 또한 4중량부-20 중량부의 압력 민감성 결합재 중합체를 포함하며 상기 압력 민감성 결합재 중합체는 결합재 중합체와 제 2 가소제를 포함한다는 것을 특징으로 하는 분리막
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 결합재 중합체의 평균 입경은 0.5μm-3.0μm이고, 바람직하는 것은 0.8μm-2.0μm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 압력 민감성 결합재 중합체의 DSC 융점은 -50℃-100℃이고, 바람직하는 것은 -45℃-60℃인 것을 특징으로 하는 분리막.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 결합재 중합체는 상기 제 2 가소제의 질량비는 (4-19):1이고, 바람직하는 것은 (4-11):1인 것을 특징으로 하는 분리막.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 압력 민감성 결합재 중합체는 코어 쉘 구조이며 상기 코어 쉘 구조의 코어와 쉘은 결합재 중합체와 제 2 가소제를 포함하며,
    여기서 코어 구조에서 상기 결합재 중합체와 제 2 가소제의 질량비는 (2-5):1이고, 바람직하는 것은 (3-4):1이며,
    쉘 구조에서 상기 결합재 중합체와 제 2 가소제의 질량비는 (6-10):1이고, 바람직하는 것은 (7-9):1인 것을 특징으로 하는 분리막.
  23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 결합재 중합체는 다음의 제 1 단량체 중 적어도 한가지, 제 2 단량체 중 적어도 한가지, 제 3 단량체 중 적어도 한가지 및 반응형 분산제 중 적어도 한가지의 반응 단량체로 형성된 공중합체를 포함하고;
    제 1 단량체: 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 하이드록시메틸아크릴아미드, 아크릴아미드, 스티렌, 아크릴로니트릴을 포함하며;
    제 2 단량체: C4-C22 알킬 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트(이소옥틸), 사이클로헥실 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴산, 에틸렌 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐에톡시메타크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트, 트리플루오로에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-(디에틸아미노)에틸메타크릴레이트, 에틸렌우레탄 메타크릴레이트, 프로필렌 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐에톡시 메타크릴레이트, 테트라히드로푸란 메타크릴레이트, 트리플루오로에틸 메타크릴레이트를 포함하고;
    제 3 단량체: 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-메틸아크릴아미드, NN-(부톡시메틸)아크릴아미드, 다이아세톤 아크릴라마이드, 에틸 메타크릴레이트 아세토아세트산, 디비닐벤젠, 에폭시 수치가 0.35-0.50인 에폭시 수지, 디비닐벤젠을 포함하며;
    반응형 분산제: 폴리비닐알코올, 프로폭실화 글리세린, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올을 포함한다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  24. 제 18 항 내지 제 23 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 제 2 가소제는 글리세롤C4- C10 알킬 디에틸 에테르, 글리세롤 C4- C10 알킬 모노에테르, 글리세롤 C4-C10 카복실산 모노에스테르, 글리세롤 C4-C10 카복실산 다이에스터, 프로필렌 글리콜 C4-C10 알킬 모노에테르 및 글리세린 중 적어도 하나를 포함한다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 감압 코팅은 또한 유기질 입자를 포함하고, 상기 유기질 입자는 폴리테트라플루오로에틸렌 입자, 폴리트리플루오로클로로에틸렌 입자, 폴리불화비닐 입자, 폴리비닐리덴 플루오라이드 입자, 폴리에틸렌 입자, 폴리프로필렌 입자, 폴리아크릴로니트릴 입자, 폴리에틸렌 옥사이드 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 비닐기 단량체 유닛의 공중합체 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 아크릴산 단량체 유닛의 공중합체 입자, 플루오로에틸렌 함유 단량체 유닛과 아크릴레이트류 단량체 유닛의 공중합체 입자 및 상기 각 호모폴리머 또는 공중합체의 개질 화합물 입자 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 유기질 입자와 상기 복합 입자가 상기 코팅 표면에 상기 돌기가 형성된다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 유기질 입자는 제 3 애그리게이트를 형성한다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 3 애그리게이트의 Dv50은 5μm-30μm이고, 바람직하는 것은 5.0μm-12μm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  28. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 제 3 애그리게이트에는 1차 입자 모양의 유기질 입자를 포함하고 인접한 2개의 상기 유기질 입자 사이에 간격이 있다는 것을 특징으로 하는 분리막.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 1차 입자 모양의 유기질 입자의 Dv50은 50nm-400nm이고, 바람직하는 것은 100nm-200nm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  30. 제 25 항 내지 제 29 항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 복합 입자와 상기 유기질 입자의 질량비는 (20-90):(0-70)이고, 바람직하는 것은 (45-90):(0-45)인 것을 특징으로 하는 분리막.
  31. 제 1항 내지 제 30 항에 임의의 한 항에 있어서, 상기 감압 코팅의 평균 두께는 2μm-20μm이고, 바람직하는 것은 2μm-15μm인 것을 특징으로 하는 분리막.
  32. 제 1 항 내지 제 31 항의 임의의 한 항에 따른 분리막 제조 방법에 관한 것으로, 기재의 적어도 일부 표면에 감압 코팅을 형성하며 상기 감압 코팅은 폴리아크릴산염 입자와 제 1 가소제를 포함하고, 상기 복합 입자는 상기 감압 코팅 표면에 돌기를 형성하며, 상기 복합 입자는 폴리아크릴산염 입자와 무기질 입자를 포함하며 적어도 2개의 상기 폴리아크릴산염 입자 사이에 상기 무기질 입자가 있으며, 상기 제 1 가소제의 용해도 파라미터와 상기 복합 입자의 용해도 파라미터 차이의 절대치는 0.3MPa1/2-4MPa1/2인 것을 포함하는 분리막 제조 방법.
  33. 전지에 관한 것으로,
    제 1 항 내지 제 31항 중 임의의 한 항에 따른 분리막 또는 제 32 항에 설명된 방법으로 얻은 분리막을 포함하는 전지.
  34. 전기 장치에 관한 것으로,
    제 33 항에 따른 전지을 포함하고 상기 전지는 전기 에너지를 공급하는 데 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
KR1020237038616A 2022-03-25 2023-03-02 분리막 및 그 제조 방법, 전지 및 전기 장치 KR20230167125A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNPCT/CN2022/083171 2022-03-25
PCT/CN2022/083171 WO2023178690A1 (zh) 2022-03-25 2022-03-25 粘结剂及相关的隔离膜、极片、电池、电池模块、电池包和用电装置
CNPCT/CN2022/144349 2022-12-30
PCT/CN2022/144349 WO2024138743A1 (zh) 2022-12-30 隔离膜及其制备方法、电池和用电装置
PCT/CN2023/079397 WO2023179333A1 (zh) 2022-03-25 2023-03-02 隔离膜及其制备方法、电池和用电装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230167125A true KR20230167125A (ko) 2023-12-07

Family

ID=88099811

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237038616A KR20230167125A (ko) 2022-03-25 2023-03-02 분리막 및 그 제조 방법, 전지 및 전기 장치
KR1020237039011A KR20230170739A (ko) 2022-03-25 2023-03-09 분리막 및 이의 제조 방법, 배터리 및 전기기기
KR1020247003322A KR20240027097A (ko) 2022-03-25 2023-03-24 분리막 및 이의 제조 방법, 전지 및 전기기기

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237039011A KR20230170739A (ko) 2022-03-25 2023-03-09 분리막 및 이의 제조 방법, 배터리 및 전기기기
KR1020247003322A KR20240027097A (ko) 2022-03-25 2023-03-24 분리막 및 이의 제조 방법, 전지 및 전기기기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240162566A1 (ko)
EP (3) EP4318776A1 (ko)
JP (2) JP2024517980A (ko)
KR (3) KR20230167125A (ko)
CN (3) CN117397109A (ko)
WO (3) WO2023179333A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117253652B (zh) * 2023-11-16 2024-04-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘胶液及制备方法、绝缘胶膜、正极极片、二次电池及用电装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050100794A1 (en) * 2003-11-06 2005-05-12 Tiax, Llc Separator for electrochemical devices and methods
WO2010098380A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池用電極
JP2011028883A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Panasonic Corp 非水電解質二次電池
CN103441230B (zh) * 2013-08-21 2016-03-09 东莞新能源科技有限公司 有机/无机复合多孔隔离膜及其制备方法及电化学装置
JP6273956B2 (ja) * 2014-03-26 2018-02-07 日本ゼオン株式会社 二次電池多孔膜用バインダー、二次電池多孔膜用スラリー組成物、二次電池用多孔膜及び二次電池
CN104064709B (zh) * 2014-06-09 2017-06-20 东莞市魔方新能源科技有限公司 陶瓷隔膜及其制备锂离子二次电池的方法及电池
KR20160128135A (ko) * 2015-04-28 2016-11-07 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 세퍼레이터 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN105047845A (zh) * 2015-06-19 2015-11-11 深圳市星源材质科技股份有限公司 一种高介电常数的纳米复合涂层隔膜及其制备方法
CN105958000B (zh) * 2016-07-11 2019-05-03 东莞市魔方新能源科技有限公司 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法
KR102414896B1 (ko) * 2017-11-29 2022-07-01 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지용 복합분리막 및 이를 포함하는 리튬이차전지
KR102210884B1 (ko) * 2018-02-26 2021-02-02 삼성에스디아이 주식회사 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬전지
KR102209826B1 (ko) * 2018-03-06 2021-01-29 삼성에스디아이 주식회사 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬전지
CN110859053A (zh) * 2018-06-26 2020-03-03 深圳市星源材质科技股份有限公司 一种复合锂电池隔膜及其制备方法
CN109004164A (zh) * 2018-07-26 2018-12-14 中航锂电技术研究院有限公司 一种锂离子动力电池用压敏型复合隔膜
CN209929388U (zh) * 2018-12-07 2020-01-10 银隆新能源股份有限公司 一种锂离子电池隔膜及锂离子电池
CN109742290A (zh) * 2018-12-13 2019-05-10 中航锂电（洛阳）有限公司 一种压敏耐高温型功能隔膜、压敏耐高温颗粒及制备方法
JP7383501B2 (ja) * 2020-01-16 2023-11-20 パナソニックホールディングス株式会社 蓄電装置及び蓄電モジュール
CN113224466B (zh) * 2020-01-19 2023-06-16 厦门大学 一种压敏高分子改性隔膜及其制备方法和应用
CN111653717B (zh) * 2020-07-10 2022-08-12 东莞市魔方新能源科技有限公司 一种复合隔膜的制备方法、复合隔膜和锂离子电池
KR102534840B1 (ko) * 2020-07-20 2023-05-26 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 세퍼레이터, 이의 제조방법, 이를 포함하는 이차전지의 제조방법 및 이에 의해 제조된 이차전지
CN113130843B (zh) * 2021-04-10 2022-06-10 中国科学院福建物质结构研究所 一种电极及其制备方法
CN113583532B (zh) * 2021-07-13 2022-05-27 珠海恩捷新材料科技有限公司 一种锂电池陶瓷隔膜用耐高温粘结剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024517980A (ja) 2024-04-23
US20240162566A1 (en) 2024-05-16
EP4354627A1 (en) 2024-04-17
WO2023179333A1 (zh) 2023-09-28
CN117378086A (zh) 2024-01-09
CN117397112A (zh) 2024-01-12
JP2024517973A (ja) 2024-04-23
EP4318776A1 (en) 2024-02-07
WO2023179373A1 (zh) 2023-09-28
KR20230170739A (ko) 2023-12-19
WO2023179780A1 (zh) 2023-09-28
EP4318779A1 (en) 2024-02-07
CN117397109A (zh) 2024-01-12
KR20240027097A (ko) 2024-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102496375B1 (ko) 리튬전지용 전극 복합분리막 어셈블리 및 이를 포함한 리튬전지
WO2022141448A1 (zh) 电化学装置、电子装置及电化学装置的制备方法
WO2022141473A1 (zh) 一种电化学装置、电子装置及电化学装置制备方法
KR20160020283A (ko) 리튬이차전지용 세퍼레이터, 이를 채용한 리튬이차전지 및 그 제조방법
WO2022110050A1 (zh) 一种电化学装置和电子装置
WO2022141508A1 (zh) 一种电化学装置和电子装置
US20180233727A1 (en) Separator for a non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
KR20130092245A (ko) 높은 전극 접착력을 갖는 세퍼레이터 및 이의 제조방법
WO2022205156A1 (zh) 一种隔离膜及包含该隔离膜的电化学装置和电子装置
KR20190062310A (ko) 젤 폴리머 전해질용 조성물 및 이를 포함하는 젤 폴리머 전해질 및 리튬 이차 전지
WO2023123205A1 (zh) 隔离膜及其制备方法以及包含该隔离膜的二次电池和用电装置
WO2022205165A1 (zh) 一种隔离膜及包含所述隔离膜的电化学装置和电子装置
KR102536847B1 (ko) 분리막, 이를 포함하는 이차 전지 및 장치
WO2022205163A1 (zh) 隔离膜及包含该隔离膜的电化学装置和电子装置
WO2022120651A1 (zh) 一种卷绕式电极组件、电化学装置及电子装置
US20240162566A1 (en) Separator and preparation method therefor, battery, and electric apparatus
US20230231145A1 (en) Electrochemical apparatus and electronic apparatus
KR20220033688A (ko) 리튬이차전지용 분리막과 이의 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
KR102543248B1 (ko) 겔 고분자 전해질용 고분자, 이를 포함하는 겔 고분자 전해질 및 리튬 이차전지
JP2023515152A (ja) セパレータ、その製造方法およびその関連する二次電池、電池モジュール、電池パックならびに装置
WO2023179248A1 (zh) 隔离膜及其制备方法、电池和用电装置
KR20210056165A (ko) 음극 및 이를 포함하는 이차전지
US20240145868A1 (en) Separator, preparation method thereof, and secondary battery, battery module, battery pack, and electric apparatus
KR102544264B1 (ko) 전해질용 공중합체, 이를 포함하는 전해질 조성물 및 이로부터 형성된 겔 폴리머 전해질
WO2024119286A1 (zh) 聚合物、隔离膜及其相关的二次电池和用电装置