KR950001254B1

KR950001254B1 - 배터리 분리기, 배터리, 배터리 분리기의 제작방법

Info

Publication number: KR950001254B1
Application number: KR1019900004657A
Authority: KR
Inventors: 티이 태스키어 헨리; 엠 멀린즈 스티븐; 에이 랭포오드 엘런; 제이 플레밍 로버트
Original assignee: 획스트 세라니이즈 코오포레이션; 데이빗 에이 젠킨스
Priority date: 1989-04-05
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1995-02-15
Also published as: ES2064617T3; JPH0362449A; IL93987A; US4973532A; KR900017224A; IL93987A0; EP0391694B1; CA2013202C; CA2013202A1; DE69014148T2; EP0391694A3; DE69014148D1; JPH0770309B2; EP0391694A2

Abstract

내용없음.

Description

배터리 분리기, 배터리, 배터리 분리기의 제작방법

제1도는 본 발명에 따르는 분리기를 포함하는 배터리 전지의 개략적 횡단면도.

제2도는 본 발명에 따르는 대표적 분리기의 개략적 횡단면 사시도.

제3도는 본 발명에 따르는 한 가능한 배터리 분리기를 도시한 25x 크기로 취한 현미경 사진.

제4도는 다공성 지지체 상에 대표적인 용융가능한 열 융합 물질 부분을 도시하는 100× 크기로 취한 현미경 사진.

제5도는 특히 다공성 지지체상의 열 융합 물질 부분을 보여주는 300×크기로 취한 현미경 사진.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 배터리 셀 12 : 분리기

14 : 양극 16 : 음극

18 : 컨테이너 20, 22 : 단자

12a : 다공성 지지체 12b : 열 융합 물질 부분

12c : 개방 영역 12d : 개방 구공

본 발명은 일반적으로 전기화학적 배터리 분야에 관한 것이다. 더욱 특히 본 발명은 배터리 내에서 일어나는 조절되지 않는 화학 반응(예컨대 배터리의 외부 또는 내부에 존재하는 단락 상황에 의해 일어날 수 있는 것)의 위험을 최소화(제거할 수 없다면) 시키기에 유용한 배터리 분리기(separatiors)에 관한 것이다.

바람직한 형태에 있어서 본 발명은 다공성 지지체 (예컨대 시이트 또는 필름 형태)로 구체화될 수 있으며, 다공성 지지체의 적어도 한 표면상에는 이에 의해 다공성 지지체의 표면상에 개방영역(open area)(즉, 열융합 물질이 부착되지 않은 표면 영역)의 배열을 한정하는 미리 선택된 기하학적 패턴의 열 융합 물질이 부착된다. 열 융합 물질은 바람직하게는 다공정 지지체의 융점 보다 낮은 미리 결정된 융점을 갖고 바람직한 용융 흐름 지수를 보이는 적어도 하나의 물질로 구성된다. 그러한 방식으로 본 발명의 분리기는 정상적 배터리 작동(normal battery operations)동안에는 양 및 음이온의 이동에 대한 충분한 투과성이 있으면서 비정상적 전지 작동 동안에는( 예컨대 단락 상황 동안)비가역적으로 그러한 이온 이동물이 상당히 및 투과될 수 있어서 배터리 내에 조절되지 않은 화학적 반응을 실질적으로 최소화(정지되지 않는다면)시킨다.

전기화학 배터리는 얼마동안 다양한 전자 소비 제품의 동력 제공 수단으로서 사용되어 왔다. 통상적인 배터리는 보통 양극, 음극, 양극과 음극 사이의 물리적 분리를 유지하는 다공성 분리기 및 사용하는 동안 양극과 음극 사이를 이동하는 양 및 음이온의 급원을 공급하는 적당한 전해질을 갖는 형태이다.

정확하게 사용 될때 (배터리내에 고유한 결합이 없는 것으로 가정) 배터리가 그 사용자에게 안전성 위험을 줄 위험이 거의 없다. 그러나, 부정확하게 사용(사용되는 동안 배터리의 극성을 역전시킴으로써 일어나는 무리한 단락 조건에 의함)되고/ 거나 배터리의 결함이 존재할때(양극 및 음극이 서로서로 물리적으로 접촉하여 생긴 단락 조건에 의함) 잠재적으로 폭발할 양의 비조절된 화학반응이 배터리 내에서 일어날 수 있는 위험이 있다. 이 위험이 보다 전통적인 전기화학적 배터리, 예컨대 니켈- 카드뮴 셀에 대해서도 여전히 존재할 수 있지만 매우 양전기를 띤 양극 예컨대 리튬을 사용하는 배터리에 있어서는 특히 격심하다. 배터리 제조자는 결함이 있게 제조된 배터리를 최소화하도록 품질 관리 과정을 이행하여 이들이 소비자에게 이르는 것을 막을 수 있지만 배터리가 최종 사용자에 의해 정확하게 사용될 것을 절대적으로 보장할 수는 거의 없다.

미 합중국 특허 제4,650,730호 (런드퀴스트 일행, 1987. 3. 17 특허); 제 4,731,304호 (런드퀴스트 일행, 1988. 3. 15특허); 제 4,075,400호 (프리트,1978 .2. 21 특허); 제4,350,888(댐피어 일행, 1982. 9. 28 특허) ; 제4,407,910호 (카탄 자리트, 1983. 10. 4 특허) 및 제 4,741,979호(파우스트 일행, 1988. 5. 3 특허)에 의해 증명되는 바와 같이 전기화학적 배터리 셀의 조절되지 않는 열 반응을 최소화시키기 위한 다양한 제안에 이미 존재한다.

미 합중국 특허 제4,650,730 및 4,731,304호에는 함께 같은 공간에 단일 생성물로 결합된 적어도 2개의 미소 다공성 플라이(ply)를 갖는, 배터리 분리기로서 유용하다고 언급된 시이트 생성물이 공개된다. 시이트가 전기 저장 배터리에서 단락(shorting)이 일어나는 고온을 받게 될때, 플라이들 중 하나는 용융되거나 비-다공성막으로 변형된다. 이 구공 닫힘은 배터리내에서 전류 흐름을 폐쇄하는 경향이 있다.

프리트의 , 400호에 따르면, 직조된 매트 조립체는 반응- 탈활성화 ＂독＂을 캡슐화시킨 다수의 열가소성 글로불(globules)을 함유한다. 배터리의 내부 온도가 미리 결정된 최대점에 도달할 때 ＂독＂이 방출되어 화학 반응을 탈활성화 시킨다.

댐피어 일행의 ,888호에서 비정상적 작동 조건동안 배터리 셀내의 전류 흐름은 전해질 용액내에 첨가물질(예컨대 폴리 염화비닐)의 용해 때문에 제한된다. 그러나 정상적 자동 조건동안에는 이 첨가 물질이 셀 내의 전류 흐름에 역 효과를 미치지 않으면서 전해질 용액 전체에 걸쳐 분산되어 있다.

카탄자리트의, 910호에 따르는 전기화학적 셀은 양극의 용접 또는 그 근처에서 양극과 흡열하거나 대부분 온화하게 발열하는 반응을 개시하여 이를 중성화시키는 무기 고형 양극-중성화제를 포함한다. 그러나 다른 온도에서 양극-중성화제는 양극을 포함한 모든 셀 성분과 비반응성이다.

배터리 분리기는 파우스트 일행의 979호에 공개되어 있는데 이것은 열 융합물로서 제공된 왁스- 피복된 섬유의 다공성 층을 갖는 다공성 필름(예컨대 미소다공성 필름)을 포함한다. 정상적 작동 동안, 왁스-피복된 섬유 층은 필름의 구공을 폐쇄하지 않는다.

이 분야의 이들 선행 제안에도 불구하고, 여전히 전기 화학적 배터리의 안정성을 개선시킬 필요가 존재한다. 본 발명이 지향하는 바는 그러한 필요를 만족시키는 것이다. 본 발명에 따르면, 완전한 열 융합물(thermal fuse)를 갖는 다공성 지지체를 포함하는 배터리 분리기가 제공된다. 열 융합물은 다공성 지지체의 적어도 한 표면에 미리 결정된 기하학적 패턴으로 부착된 용융 가능한 열 융합 물질의 형태이다.

이에 의해 이 용융가능한 열 융합 물질은 다공성 지지체의 개개의 표면부를 덮는다.( 열 융합 물질에 의해 덮힌 이웃한 지지체 표면부에 접촉될 수도 또는 접촉되지 않을 수도 있음.) 용융 가능한 열 융합 물질이 지지체의 표면상에 기하학적 패턴 형태로 있기 때문에 열 융합 물질에 의해 덮히지 않은 개방 영역은 이웃한 덮힌 표면부 사이에 형성될 것이다. 이러한 방식으로, 이들 개방 영역들은 본 발명의 분리기가 정상적 배터리 작동 동안 양극과 음극 사이의 양 및 음이온의 이동물을 충분히 투과할 수 있도록 허용한다. 그러나, 비정상적 작동동안(예컨대 단락 조건) 배터리의 미리 선택된 높은 내부 온도는 (이용되는 특정 열융합 물질에 의해 주로 결정됨) 열 융합 물질이 용융하고 개방 영역의 충분히 넓은 부분(바람직하게는 전체) 위를 흐르게 되어 양 및 음이온 이동에 대한 분리기의 투과성을 상당히 감소시킨다. 즉, 배터리 셀내의 양 및 음이온 사이의 이온 이동에 대한 분리기의 저항은 미리 선택된 내부의 높은 배터리 온도에서 또는 그 이상에서 상당히 증가하여 배터리 내에서 일어나는 화학 반응을 ( 전부 정지시킬 수 없다면) 본질적으로 최소화 시킨다.

본 발명의 이들 양상 및 기타의 것은 그 바람직한 하기 예시적 실시양태의 상세한 설명에 대한 주의 깊은 고려후에 더 명료해질 것이다.

본 발명에 따르는 신규 분리기(12)가 사용되는 배터리 셀(10)을 첨부한 제1도에서 개략적 횡단면도로 도시했다. 나타낸 바와 같이, 배터리 셀(10)은 양극(14)와 음극(16)과 이들 사이에 끼워진 본 발명의 분리기(12)를 포함한다. 이 조립체 즉 양극(14)/ 분리기(12)/음극(16)--은 양극(14)과 음극(16)에 각각 전기적으로 접속된 적당한 단자(20,22)를 갖는 컨테이너(18)내에 하우징된다. 예컨대, 양극과 음극은 각각 리튬 및 망간 산화물 일수 있으며, 본 발명의 분리기가 임의의 기타 양극 및 음극 물질을 이용하는 배터리에서 만족스럽게 사용될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따르는 분리기(12)의 한 가능한 형태를 도면의 명확성을 위해 크게 확대한 수반한 제2도에서 개략적으로 나타내었다. 분리기(12)는 용융가능한 열 융합 물질로 구성된 기하학적 배열의 다수 부분을 (대표적인 갯수를 제2도에서 참고번호 12b로 나타냄)적어도 하나의 그 표면상에 갖는 다공성 지지체(12a)를 포함한다. 그러므로, 다공성 지지체(12a)의 개방 영역(대표적인 갯수를 제 2도에서 참고번호 (12c)로 나타냄)은 부분 (12b)사이에 노출되도록 남는다. (즉 열 융합 물질에 의해 덮히지 않음). 따라서 개방 영역(12c)에서 지지체(12)의 투과성은 부분(12b)에서 열 융합 물질의 존재로 인해 실질적으로 영향을 받지 않는다. 즉, 열 융합 물질이 지지체의 표면의 일부를 덮을 지라도 개방영역(12c)가 존재하기 때문에 지지체(12a)를 통한 충분한 투과성이 여전히 존재한다. 제2도에 개략적으로 묘사된 분리기(12)의 실제적 샘플은 제3도의 현미경 사진에서 도시했다.

열 융합 물질 부분(12b)의 예시적인 기하학적 배열은 서로 엇갈린 열로 정렬된 다수의 ＂도트＂로서 제2도에서 표현했다. 그러나 본 발명에 따라 기타 어떠한 기하학적 배열이라도 적당히 이용될 수 있음은 물론이다. 그러므로 ＂기하학적 배열＂,＂기하학적 패턴＂등의 용어는 열 융합 물질이 존재하지 않으며 지지체 표면의 개방 영역을 형성하는, 아래에 놓인 다공성 지지체의 표면 위에 열 흉합물질에 의해 형성된 미리 선택된 기하학적 배치의 임의의 정돈된 (즉 비임의적인)패턴을 의미한다. 따라서 열 융합 물질은 수반한 제2도에서 서로 엇갈린 도트 정렬에 의해 나타낸 바와 같은 개개의 연결되지 않은 부분으로 존재하지만, 마찬가지로 각각의 도트가 횡렬과 종렬 모두로 정렬되는 도트 정렬로 존재할 수 있다.

마찬가지로 열 융합 물질은 물질의 교차하는 줄(line)또는 밴드가 개방 영역을 형성하는 격자-형 배열형태를 취할 수있으며, 이 경우 열 융합 물질의 이들 줄은 서로서로 직각을 이루거나 서로서로 및/ 또는 아래있는 지지체의 차원에 대해 사선 방향일 수 있다. 상기 지지체 또는 다른 지지체 표면에 부착된 패턴들의 조합물(예컨대 제2도에서 보여준 ＂도트＂패턴과 격자-형 배열)외에 열 융합 물질의 교차하지 않는 줄 또는 밴드(서로서로 및/ 또는 아래에 있는 지지체의 차원에 대해 평행 또는 사선방향임)도 또한 ＂기하학적 배열＂,＂기하학적 패턴＂등의 용어 정의 내에 포함된다.

마찬가지로 열 융합 물질의 개개 부분(12b)는 제2도에서 보여준 필수적으로 환형인 ＂도트＂ 이외의 기하학적 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로, 예컨대 부분(12b)는 원한다면 삼각형, 직사각형 및 / 또는 다이아몬드-형일 수 있다.

일반적으로, 열 융합 물질은 이것이 부착되는 전체 지지체 표면적의 약 70% 이하를 덮는 것이 바람직하며, 즉 본 발명에 따르는 분리기는 적어도 약 30%이상의 개방 영역을 가져야 한다(즉, 지지체(12a) 표면 전체의 상기 백분율이 열 융합물질로 덮히지 않는다.). 단지 예를 들면 목적으로 제3도의 현미경 사진에서 보여준 특이적 기하학적 패턴(예컨대 도트 매트릭스 패턴)은 6.4516㎠(lin²)당 약 648개의 열 융합 물질 부분(12b)의 밀도, 선 2.54㎝당 25개 부분의 빈도 및 약 52% 개방 영역(즉 제 3도에서(12c)로 표현되는 영역에 의해 표시된 전체 지지체(12a) 표면의 백분율)을 갖는다. 그러나, 상기한 바와 같이 실체적으로 임의의 기하학적 패턴이 본 발명의 실행에서 성공적으로 사용될 수 있다.

특히, 제4도 및 제5도에서 현미경 사진으로부터 나타낸 바와 같이 열융합 물질 부분(12b)은 개방 구공(참고 번호 (12d)를 제4도 및 제5도에서 나타낸 대표적인 수)의 존재 때문에 그 자체가 투과성일 수 있다. 이에 의해 이들 개방 구공(12d)은 정상적 배터리 작동동안 부분(12b)를 통하여 일어나는 적어도 약간의 이온 이동을 허용한다.

그러므로 열 융합 물질 부분(12b)이 그 자체로(즉 구공(12d)의 존재 때문에) 투과될 수 있는 본 발명의 실시양태에서, 정상적 배터리 작동 동안 부분(12b)의 비투과성 형태와 비교할 때 이온 이동에 대한 장애가 보다 적을 것이다. 어떠한 특정 이론에 구속되기를 원하는것은 아니지만, 부분(12b)이 특정 열 융합 물질과 적당한 담체 액체(하기에 더 자세히 기술됨)로 구성된 페이스트 형태로 적용될 때, 담체 액체가 제거되고/ 거나 특정 열융합 물질들이 합착될때(예컨대 특정 열 융합 물질의 융점 근처의 높은 온도에서 건조될때) 구동(12d)이 형성될 수 있는 것으로 추측된다.

임의의 적당한 다공성 지지체가 본 발명의 분리기에서 유리하게 사용될 수 있는데 단, 이것은 (i) 양 및 음이온의 이동에 대해 충분한 투과성이 있고 (ii) 기타 배터리 성분과 양립 가능하며, (iii) 열 융합 물질의 기하학적 배열이 부착될 수 있는 적당한 표면이 제공된다. 그러므로 지지체는 다공성 필름 또는 직물(예컨대 직조 또는 부직형태)일 수 있다.

그러나, 바람직하게는 지지체는 예컨대 미합중국 특허 제3,558,764호(이삭손 일행, 1971. 1. 26특허); 제3,679,538호(드루인 일행, (1972. 7. 25 특허); 및 또는 제3,843,761호(비에튼 바움 일행, 1974. 10. 22특허)(각각의 이들 선형- 특허된 미합중국 특허 전부는 참고로 여기에 첨부했다)에 공개된 형태의 연속-기포(cpen-celled), 미소 다공성 중합체 막이다. 간단히 본 발명의 배터리 분리기로 사용할 수 있는 바람직한 미소 다공성 필름 지지체는 비-다공성 전구체 필름으로 부터, 예컨데 바로 위에 언급한 미합중국 특허의 기술에 따라 제조될 수 있다. 바람직한 미소 다공성 막은 일반적으로 올레핀 수지, 예컨대 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 필름으로 부터 형성될 것이지만, 예컨대 막이 사용될 특정 배터리 성부에 의존하여 다른 수지 필름으로부터 형성된 막이 이용될 수 있다.

바람직한 미소 다공성 필름 지지체의 구공을 필수적으로 한 외부 표면 또는 표면부분으로부터 또 다른 것으로 연장될 수 있는 비틀린 방향을 통해 내부 연결된다(즉, 연속기포). 그러므로 이들 바람직한 미소다공성 필름은 연속 기포 구조를 갖지 않는 이들의 상응하는 전구체 필름의 밀도와 비교할때 감소된 부피 밀도를 보일 것이다. 그러므로 미소 다공성 필름은 바람직하게는 약 95%보다 크지 않고, 보통 출발 비-다공성 전구체 필름의 약 50-70%의 부피 밀도를 가질 것이다.

바람직한 미소 다공성 필름은 보통 약 50걸레이 단위(Gurley units) 보다 적고, 더 전형적으로 약 35걸레이단위 보다 적은 투과성을 보일 것이다. ＂걸레이 단위＂란 공기 10㎤가 막을 가로지르는 물 30.99㎝(12.2인치)의 압력차 하에 막의 외부 표면 중 하나로부터 그의 다른 외부 표면으로의 방향으로 6.4516㎠의 막을 통하여 통과하는데 요구되는 시간(초)이다. 투과성이 막을 통과하는 물질 이동의 용이성을 측정하는 것이기 때문에 보다 낮은 걸레이 단위는 보다 적은 물질 이동 시간에 상당하며, 따라서 보다 높은 투과성과 막을 통과하는 물질 이동이 동반된 보다 큰 용이성에 상당한다.

본 발명의 분리기로 사용할 수 있는 바람직한 미소 다공성 필름 지지체의 구공은 극히 작으며 즉, 구공배치 또는 배열의 설명은 단지 현미경의 차원으로 기술된다. 그러므로 필름의 연속 기포 또는 구공은 통상적 광학 현미경을 사용하여 측정될 수 있는 것 보다 작으며, 이것은 약 5000옴스트롱인 가시광선의 파장이 연속기포 또는 구공의 가장 긴 평면 또는 표면 치수 보다 길기 때문이다. 미소 다공성 필름의 구공 사이즈는 5000옴스트롱 이하의 구공 구조의 상세한 점을 분석할 수 있는 전자 현미경 기술을 사용하거나 수은 포로시미트리(porosimitry) 기술을 사용하여 규정할 수 있다.

본 발명의 실행에서 지지체로서 사용할 수 있는 미소다공성 필름 의 평균 유효 구공 사이즈는 바람직하게는 50-5000옴스트롱, 더 전형적으로 150-5000옴스트롱이다. ＂평균 유효 구공 사이즈＂란 일반적으로 동일 치수의 구형 입자가 구공을 통해 통과할 수 있는 가장 작은 치수의 구공을 의미한다. 구공은 일반적으로 50-5000옴스트롱의 폭과 500-10,000옴스트롱 길이를 갖는 긴 형태를 갖는다. 그러므로, 바람직한 미소 다공성 필름의 평균 ＂유효 구공 사이즈＂는 보통 구공의 폭 치수에 의해 결정될 것이다.

상기 형태의 미소 다공성 중합체 필름은 획스트 세라니즈 코오포레이션, 세퍼레이션 프로덕트 디비젼, (노스켈리포니아주, 캐를로트시)으로부터 등록상표 셀가르드

로 상업적으로 구입할 수 있다

임의의 물질이 본 발명에 따르는 열 융합 물질로서 사용될 수 있는데, 단 이것은 분리기가 이용되는 배터리의 ＂의도된＂ 높은 내부 한계 온도에서 또는 그 부근에서 녹고 지지체 표면상의 보통 개방 영역 위에 충분히 퍼지도록 하기 위해 바람직한 용융 흐름지수를 보인다 (이에 의해 분리기를 통한 양 및 음이온이 이동에 상당히 증가된 저항(감소된 투과성)을 제공한다). 그러므로 ＂열 융합 물질＂ 이란 용어는 배터리의 미리 결정된 내부의 높은 한계 온도에서 또는 그 근처에서, 그러나 밑에 있는 지지체의 용융온도 이하에서 용융하는 임의의 물질을 의미한다. 비정상적으로 높은 내부 온도 동안 지지체가 필수적으로 완전히 남도록 하기 위해 열 융합 물질은 부착되는 아래있는 다공성 지지체의 융점보다 적어도 10℃의 낮은 융점을 갖는 것이 바람직하다.

임의의 특정 아래에 있는 다공성 지지체와 함께 임의의 특정 열 융합 물질의 선택은 당업자의 기술내에 있다. 그러나 열 융합 물질 및 이물질이 부착하는 다공성 지지체는 서로서로 및 기타 배터리 성분과 양립 가능해야만 하며 그렇지 않으면 정상적 및 비정상적 배터리 작동 동안 바람직한 방식으로 부합해야만 한다는 것만을 여기에 언급하겟다. 그러나 이들 의도 표준 내에서 분리기를 사용하고자 하는 특별한 전기 화학적 배터리 타입에 따라 다수의 가능한 열 융합 물질/ 지지체 조합물이 존재한다.

바람직하게는 열 융합 물질은 적어도 약 30℃의, 보통 약 50℃-약 200℃의 융점을 가질 것이다. 따라서 이들 융점은 열적 보호가 바람직한 배터리의 한계 내부 고온또는 그 근처일 것이다. 즉, 바람직한 배터리 한계 온도(비정상적 배터리 작동 조건의 지표)에 있어서 열 융합 물질은 그 동일한 한계 온도 또는 그 근처의 융점을 갖도록 선택될 것이다. 그러므로 열 융합 물질은 반응이 실제적으로 (현실적인 아니라면)중지됨으로써 전기 화학 반응이 배터리 내에서 어느 한도까지 적어도 상당히 감소되는 온도 또는 그 이상에서 배터리의 한계 온도를 미리 결정한다.

임의의 성공적 열 융합 물질에 대한 또다른 중요한 기준은 이것이 지지체 표면의 정상적 개방 영역을 효과적으로 덮도록 용융시 아래있는 다공성 지지체의 표면 위를 ＂덮는＂그 능력이다. 이 점에 있어서, 열 융합 물질은 10분당 적어도 약 10g, 더 바람직하게는 10분당 적어도 약 200g이상의 용융 흐름지수(예컨대 ASTM D-1238, 조건 190/2.16에 의해 정량함)을 보여야 한다.

그러므로 본 발명에서 사용하기 위해 상기 기준에 부합한다면 실제적으로 임의의 열 융합 물질이 선택될 수 있는데 즉, 이는 부착되는 지지체의 융점 이하의 융점을 가지며, 용융시 바람직한 흐름 특성을 보인다.

비제한적 예로서, 열 융합 물질은 다수의 열가소성 중합체 에컨대 폴리에틸렌(올라이드 시그널 Inc. 그레이드 C-9, C-6, C-5, C-18 또는 A-617), 저-밀도 폴리에틸렌(폴라스트 라보르, SA, 코아틸렌^TMHA1591 또는 HX 1591) 또는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(올라이드-시그널 Inc. 그레이드 400,405 또는 430: 플라스트 라보트, SA, 코아틸렌^TMCB 3547)외에 이미 언급한 미합중국 특허 제4,741,979(이것의 전부를 참고로 여기에 병합됨) 에서 확인된 왁스일 수 있다. 보통, 열가소성 물질은 미분된 입자 형태(예컨대 약75미크론 보다 작은 평균 입자 사이즈)일 것이나 원한다면 그러한 열가소성 물질의 왁스도 또한 사용될 수 있다.

열가소성 융합 물질은 불활성 담체 액체(예컨대 물) 내에 미립형태의 대부분 양의 열 융합물질 및 페이스트에 대해 바람직한 효과를 얻기 위한 양(예컨대 약 20중량%보다 적음)으로 임의로 하나 이상의 가공처리 및/ 또는 성질 향상 보조제(예컨대 계면활성제, 중점제, 접착제)등으로 구성된 페이스트 형태로 지지체에 적용되는 것이 바람직하다.

열 가소성 페이스트 배합물에 이용될 수 있는 담체 액체는 실제적으로 사용되는 특별한 열가소성 물질에 대해 비 용매인 임의의 액체일 수 있다. 그 이용성, 비-독성 및 비용 때문에 담체 액체로서 물을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 그러나 유기액체도 이용될 수 있는데, 단 이들은 열가소성 물질에 대해 용매가 아니다. 예를 들면, 폴리에틸렌이 열가소성 물질로서 이용될 때 에탄올 등과 같은 유기 알콜을 이용하는 것이 만족스럽다.

다수의 널리 공지된, 상업적으로 구입할 수 있는 가공처리 보조제 및 성질-향상 보조제가 본 발명에 따르는 열 융합 물질을 갖는 페이스트 배합물에 이용될 수 있다. 비 제한적 예로서 하기 바람직한 가공처리및/ 또는 성질- 향상 보조제가 이용될 수 있다.

[계면활성제]

바람직한 계면활성제는 삼중 결합을 갖는 대칭적으로 치환된 2개의 탄소 백본(backbone),2개의 이웃한 히드록실기 및 4개의 대칭 메틸기로 특징지어지는 것을 포함한다. 이 정의 내에는 단독으로 또는 기타 유기알콜, 예컨대 2-에틸 헥산올,에틸렌 클리콜, 프로필렌 글리콜, 2-부톡시에탄올 및 이소프로필알콜과 혼합한 아세틸렌 디올이 포함된다. 이 형태의 계면 활성제는 상표 스르피놀

하에 에어 프로덕트 앤드 케미컬 Inc. 로 부터 상업적으로 구입할 수 있다.

또 다른 부류의 계면 활성제는 1-히드록시에틸-2-알킬아미다졸린이다. 바람직한 것은 이미다졸린의 2-위치를 차지하는 탄소 원자에 부착된 7-17개의 탄소원자의 알킬라디탈을 갖는 것이다. 이들 계면 활성제는 상표 모나졸린™하에 MONA인더스트리즈 Inc.로부터 상업적으로 구입할 수 있다.

또 다른 부류 계면 활성제는 폴리(알킬렌 옥시)알콜을 포함하여 노닐페녹시 폴리(에틸렌 옥시)에탄올 및 도데실페녹시 폴리(에틸렌 옥시)에탄올이 특히 바람직하다.

이들 바람직한 게면활성제는 상표 이게팔

하에 GAF코오포레이션으로 부터 상업적으로 구입할 수 있으며 이게팔

CO-430 및 이게팔

RC-630이 특히 바람직하다.

또다른 종류의 계면활성제는 상표 플루로닉

하에 BASF 코오포레이션으로 부터 상업적으로 구입할 수 있는 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 비이온성 볼록 공중합체를 포함한다. 특히 플루토닉

L- 101 및 플루로닉

L-62 계면활성제로서 확인되는 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 블록 공중합체가 바람직하다.

중점제: 페이스트 배합물이 다공성 지지체에 적용되는 동안 이들이 바람직한 흐름 특성을 보이도록 하기 위해 다양한 중점제가 이용될 수 있다. 예를 들면 전분 및 셀룰로오스-기재 중점제( 예컨대 메틸 셀룰로우스, 카르복시 메틸 셀룰로우스 등)가 사용될 수 있다.

접착제 : 열가소성 물질 입자의 서로서로 및 다공성 지지체와의 결합을 향상시키기 위해 페이스트 배합물에 접착제가 이용될 수 있다. 바람직한 접착제는 비닐 아세테이트 공중합체의 에멀션을 포함하며 부분적으로 아세틸화된 폴리비닐 알콜 및 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체의 에멀션이 특히 바람직하다. 이들 바람직한 접착제는 상표 에어 플렉스

하에 에어 프로덕트 앤드 케미칼로부터 상업적으로 구입할 수 있다. 이들 중 에어 플렉스

400은 접착제로서 특히 유용한 것으로 발견되었다.

열가소성 페이스트 배합물이 미리 선택된 기하학적 배열로 지지체의 표면위로 부착된 후, 담체 액체가 제거되어(예컨대 고온에서의 건조에 의해) 잔류물로서 다공성 지지체의 표면상에 미립 열 융합 물질이 남으며 기하학적 배열로 유지된다.

건조하는 동안 이용되는 높은 온도와 본 발명의 분리기가 그러한 고온에 노출되는 체류시간은 사용되는 열 융합 물질의 특별한 페이스트 배합물에 의존한다. 그러나. 건조 단계동안 담체 액체를 제거하기 위해 이용되는 온도는 열 융합 물질로서 사용되는 특정 열가소성 물질의 융점 이하여야 한다. 그렇지 않으면, 열융합 물질은 제조하는 동안 용융하며 지지체 표면위를 덮는다. 바람직하게는 열 융합 물질 페이스트가 건조되는 고온은 열가소성 융합 물질의 융점보다 적어도 약 2℃(바람직하게는 약 5℃)낮아야 한다.

담체 액체가 페이스트로부터 제거되기위해 즉, 열가소성 재료가 다공성 지지체의 표면상에 건조 잔류물로서 남도록 하기 위해 열 융합 물질이 고온에 노출되는 체류시간은 충분히 길어야 한다.

미립 열가소성 물질은 건조하는 동안 용융되거나 지지체 표면상을 덮어서는 안되는 반면 때때로 하나가 다른 하나 및 지지체의 표면상에 융합되도록 하기 위해 개개의 열가소성 입자가 적어도 부분적으로 용융하는( 즉 합착하는) 것이 바람직하다. 열 융합 물질의 페이스트 배합물이 접착제를 포함할때 보통 미립 열가소성 물질을 합착시킬 필요는 없다. ( 즉, 접착제는 열가소성 물질의 입자가 서로서로와 다공성 지지체의 표면에 결합하도록 히기 위해 제공되기 때문이다). 그러한 상황에서, 온도 및 체류시간은 접착제가 사용되지 않는 건조 페이스트 배합물에 이용되는 온도에 비하여 더 적을 수 있다. 따라서, 일반적으로 지지체 및 열 융합물질은 건조하는 동안 몇분 내지 약 한시간 이하로 고온에 노출된다.

열융합 물질은 대안적으로 고온 용융물 형태로 다공성 지지체의 표면상에 적용될 수 있다. 그러한 경우, 용융물은 형성된 기하학적 배열을 유지하기 위하여 지지체의 표면상에서 고형화(예컨대 냉각에 의해)된다.

열 융합 물질은 임의의 편리한 방식으로 다공성 지지체의 한표면 또는 양쪽 표면에 적용될 수 있다. 한표면에만 적용된다면 열융합 물질이 부착되지 않는 표면을 배터리의 음극을 향하게 하는것이 바람직한데 즉 열융합 물질이 부착하는 표면이 양극을 향하도록 한다.

열 융합 물질의 기하학적 배열은 예컨대 통상적 인쇄기술, 예컨대 스크린 인쇄 및 윤전그라비아 인쇄 기술에 의해 다공성 지지체에 편리하게 적용될 수 있다. 일반적으로 스크린인쇄기술은 원하는 기하학적 배열을 형성시키는 구멍이 있는 스크린을 위에 놓은 것을 포함한다. 그리고 나서 (예컨대 상기한 바와 같음)열 융합 물질의 페이스트 또는 용율물을 스크린 구멍의 기하학적 배열에 상응하는 기하학적 배열로 지지체 표면상에 부착시키기 위해 스크린 구멍을 통하여 힘을 가할 수 있다.

윤전 그라비아 인쇄 기술은 일반적으로 페이스트 형태의 비계량된 량의 열 융합 물질을 회전 가능한 패턴화된 그라비아 실린더의 외부 표면상에 공급하는 것을 포함한다. 닥터 블레이드는 그라비아 실린더의 표면으로부터 과도한 페이스트를 긁어 벗긴다. 그런 다음 그 위에 페이스트가 그라비아 실린더의 표면위의 것과 동일한 패턴으로 지지체의 표면 위로 이동이 일어나도록 하기 위해 다공성 지지체를 실린더의 표면접촉하게 할 수 있다.

사용시 배터리 내의 온도가 한계 온도 또는 그 근처일 때 열 융합 물질은 용융하고 지지체 표면의 정상적으로 개방 영역 상으로 흐를 것이다. 따라서 이 열 융합 물질의 용융 및 흐름은 정상적으로 개방 영역의 투과성을 근본적으로 블로킹시켜 분리기의 전체 저항율을 증가시키고 (전체 투과성을 감소시키고) 다음으로 배터리내에서 일어나는 전기 화학적 반응을 효과적으로 종결시킬 것이다.

광범위한 감소된 투과성이 가능할지라도(즉 임의의 주어진 형태의 배터리 시스템에 대해 선택된 특정 열 융합 물질 및/ 또는 다공성 지지체 때문), 본 발명의 분리기는 ＂폐쇄(shutdown)＂ 조건동안 (즉 완전한 열융합물이 활성화 되는 조건 동안) 걸레이 단위의 견지에서 보면 정상적 작업 조건 동안 분리기의 걸레이 단위 보다 적어도 약 100% 더 큰 증가를 제공해야 한다. 특별한 예로서 약 120℃의 한계 온도에 있어서 분리 걸레이 단위로 약 500% 증가를 보여야 한다.

단지 예증하고자 하며 비제한적인 하기 실시예는 본 발명의 이해를 더 제공할 것이다.

[실시예들]

하기 실시예들에서 배터리 분리기 샘플은 하기 질적 시험을 받는다. 다른 언급이 없다면 하기 실시예의 열가소성 페이스트 배합물의 모든 성분은 배합물의 전체 중량을 기준으로 성분의 중량%의 용어로 나타내었다.

A. 배터리 결합(failure) 모의 시험

분리기 샘플을 배터리 셀 내에 존재하고 본 발명에 따르는 완전한 열 융합물의 활성화를 필요로 하는 비정상적 내부 온도 조건으로 가장한 고온 조건을 받게 했다.

이점에 있어서, 분리기의 7.62㎝×15.24㎝ (3인치×6인치) 샘플들을 샘플이 5.4℃/분의 속도로 주위 온도 -70℃ 또는 150℃의 조정 온도까지 증가하는 온도에 노출시키도록 조절된 상업적 고온 플레이트(블랙 앤드 엑터 그릴 와플러베이커,Cat, #ZIG48TD)의 플레이트들 사이에 놓았다.

열 융합 물질이 고온 플레이트의 리드에 대해 위로 향하도록 테플론

피복된 직물(이때 열전대는 실질적으로 그의 중심선에서 나아간다)의 상부에 열 융합 물질이 부착되는 분리기의 면을 놓았다. 고온 플레이트의 가장 아래있는 플레이트를 6.36㎜(0.25인치) 두께 알루미늄 플레이트를 놓은 유사한 테플론 피복된 직물로 덮었다. 약 그 중앙선에서 1.27㎝(0.5인치) 슬릿을 갖는 포스터 판 층을 알루미늄 플레이트와 시험되는 분리기 샘플을 가진 테플론

피복된 직물 사이에 놓았다. 열전대가 고온 플레이트의 온도를 더 정밀하게 측정하기 위해 포스터 판의 슬릿이 제공되어 분리기 샘플이 노출되는 온도보다 높게 더 정확한 조절이 제공되었다.

B. 투과성 시험

각 분리기 샘플에 대한 투과성 측정은 고압 걸레이 비중계(NO.4120, W.＆ L,F걸레이사., 뉴욕주 트로이시)를 사용하여 상기 배터리 결함 모의 시험 전과 후에 얻어지며 ASTM D-726-58, 방법 B에 따라 실시된다. 배터리 결함 모의 시험을 받기 전과 후에 샘플의 투과성은 ＂초기 걸레이 단위＂ 및 ＂폐쇄 걸레이 단위＂로서 각각 아래 나타나 있다.

따라서 이들 투과성 측정량은 고온에 노출될때 분리기 샘플의 투과성의 백분률감소(즉 걸레이 단위로 백분율 증가)를 측정하기 위한 기준을 제공하며 본 발명 분리기의 열 융합 물질의 효과를 측정하는 수단을 제공한다.

C. 접착 시험

제조 테이프를 열 융합 물질이 적용되는 면의 분리기에 적용시킨 후 이것이 제거될 때 테이프에 접착된 열 융합 물질의 양을 가시적으로 측정함으로써 접착값이 측정된다. 4(열 융합 물질이 테이프에 들러붙지 않음을 의미) 내지 0(테이프에 의해 열 융합 물질의 전체 제거를 의미)의 값은 이 시험에 따르는 샘플에 기인된다.

[실시예 1]

56% 미립 저밀도 폴리에틸렌(플라스트-라보르, S,A, 코아틸렌™ HA1591), 1% 계면활성제 (모노아졸린™O, MONA 인더스트리즈 Inc.) 및 나머지 량의 물로 구성된 페이스트를 제조했다. 페이스트를 미소 다공성 폴리프로필렌 필름(셀가르드

2500, 훽스트 세라니즈 코오포레이션)의 표면에 83메쉬 스트린을 사용하여 스크린 인쇄 시킴으로써 적용시켰다. 그리고 나서 열 융합 물질을 약 50분 동안 90-95℃에서 실험실 오븐(피셔모델 116G)내에 스크린-인쇄된 지지체(스테인레스 강 플레이트에 테이핑됨)를 놓음으로써 건조시켰다. 분리기는 건조 후 7.0밀의 전체 두께를 갖는다. 분리기는 3의 부착가와 13.1초의 걸레이 단위의 투과성을 보였다. 분리 배터리 결함 모의 시험을 받게한 후 125℃에서 8400보다 큰 폐쇄 걸레이 단위의 투과성을 보이는데, 이는 만족스런 열 융합 성질을 지시한다.

[실시예 2]

저밀도 폴리에틸렌 62%로 존재하고, 0.4% 계면활성제(이게팔

, RC630, CAF 코포레이션)이 열융합 페이스내에 이용되는 점을 제외하고 실시예 1을 반복했다. 페이스트를 미소 다공성 폴리프로필렌 필름(셀가르드

2500)의 표면에 60메쉬 스크린을 사용하여 스크린 인쇄시키고 실시예 1에 기술된 방식으로 건조시켰다. 분리기는 건조 후 8.0밀의 전체 두께를 가졌다. 분리기는 건조 후 8.0밀의 전체 두께를 가졌다. 분리기는 3의 부착기와 10.4초기 걸레이 단위의 투과성을 보였다. 분리 배터리 결함 모의 시험을 받게한 후 125℃에서 12000보다 큰 폐쇄 걸레이 단위의 투과성을 보이는데, 이는 만족스런 열 융합 성질을 지시한다.

[실시예 3]

56% 왁스 (이스트맨 코닥 컴퍼니, 에풀렌™ 왁스 C-13), 1.7% 계면활성제 (모노아졸린™O,MONA 인더스트리즈 Inc.)및 나머지량의 물로 구성된 페이스트를 제조했다. 페이스트를 미소 다공성 폴리프로필렌 필름 (셀가르드

2500)의 표면에 60메쉬 스트린을 사용하여 스크린 인쇄시킴으로써 적용시키고, 실시예 I에 기술된 방식으로 건조시켰다. 분리기는 건조 후 18.0밀의 전체 두께를 갖는다. 분리기는 4의 부착가와 18.0초기 걸레이 단위의 투과성을 보였다. 그리고나서 분리 배터리 결함 모의 시험을 받게하고 125℃에서 3.392의 폐쇄 걸레이 단위의 투과성을 보이는데 이는 만족스런 열 융합 성질을 지시한다.

[실시예 4]

83 메쉬 스크린을 사용하여 지지체의 표면상에 페이스트를 스크린 인쇄시키는 점을 제외하고 실시예 III을 반복했다. 분리기는 건조 후 5.0밀의 전체 두께를 가지며 3의 부착가와 12.3초기 걸레이 단위의 투과성을 보였다. 그리고 나서 분리기를 배터리 결함 모의 시험을 받게 하고 125℃에서 354의 폐쇄 걸레이 단위의 투과성을 보이는데, 이는 만족스런 열 융합 성질을 지시한다.

[실시예 5]

45% 미립 폴리에틸렌 왁스(샴락 S- 394, 샴락 테크놀러지, Inc.), 9.5%의 접착제 (에어플럭스

400,에어 프로덕트 앤드 케미칼 Inc.), 0.6% 전체 계면활성제 ( 즉, 0.2% 이게팔

RC630, 0.2% 이게팔

CO430, GAF 코포레이션 및 0.2% 수르피놀

, 에어프로덕트 앤드 케이칼 Inc.) 및 나머지량의 물을 혼합함으로써 열 융합 물질 페이스트를 제조했다. 15.24㎝×30.48㎝×0.064㎝(6인치×12인치×1/4인치)의 고무 조각을 실험실 벤치 상부에 단단히 놓고 유사한 크기로 된 조각의 미소다공실 폴리프로필렌 필름(셀가르드

2500)을 고무위에 단단히 놓았다. 필름의 표면을 가로질러 수동 그라비아 적용기롤을 움직이면서 적은양의 페이스트를 롤에 공급함으로써 필름 표면에 페이스트를 적용했다. 적용기롤은 2.54㎝당 18개의 사각형 셀을 함유하며 각 셀은 약 1㎜×1㎜이며 0.1㎜ 떨어져 있다.

그리고 나서 그라비아 인쇄된 필름을 약 15분 동안 80℃에서 실험실 오븐(피셔모델 116G) 내에서 제조시켰다. 결과 배터리 분리기는 건조후 6.5밀의 두께를 갖고 3의 부착가와 8.1 초기 걸레이 단위의 투과성을 보였다. 그리고 나서 분리기를 배터리 결함 모의 시험을 받게 하고 110℃에서 24걸레이단위, 115℃에서 1000걸레이 단위, 125℃에서 30000보다 큰 걸레이 단위의 투과성을 보이며 이는 각각 196%, 12.246%, 370.000%의 초기 걸레이 단위의 증가에 상당한다.

[실시예 6]

56% 미립 저밀도 폴리에틸렌(플라스트-라보드, S,A, 코아틸렌™ HA1591), 0.4% 계면활성제 (플루로닉

L-101 ) 및 나머지 량의 물로 구성된 페이스트를 제조했다. 페이스트를 미소 다공성 폴리프로필렌 필름(셀가르드

2500)의 표면에 60메쉬 스크린을 사용하여 스크린 인쇄 시킴으로써 적용시켰다. 그리고 나서 샘플을 약 50분 동안 90-95℃에서 실험실 오븐내에서 건조시켰다. 결과 분리기는 건조 후 6.3밀의 전체 두께를 갖는다. 분리기는 3의 부착가와 9.7초기 걸레이 단위의 투과성을 보였다. 그리고 나서 분리기를 배터리 결함 모의 시험을 받게하고 125℃에서 가열후 12,000보다 큰 걸레이 단위의 투과성을 보이는데, 이는 만족스런 열 융합 성질을 지시한다.

[실시예 7]

48% 미립 저밀도 폴리에틸렌(플라스트-라보드, S,A, 코아틸렌™ HA1591), 0.4% 계면활성제 (플루로닉

L-62) 및 나머지 량의 물로 구성된 페이스트 배합물을 사용하여 실시예 6을 반복했다. 분리기는 3의 부착가와 9.0초기 걸레이 단위의 투과성을 보였다. 125℃로 불리기를 배터리 결함 모의 시험을 받게 한 후 분리기의 투과성은 12,000보다 큰 걸레이 단위를 보이는데, 이는 만족스런 열 융합 성질을 지시한다.

[실시예 8]

45% 미립 저밀도 폴리에틸렌(플라스트-라보드, S,A, 코아틸렌™ HA1591), 0.4% 계면활성제 (플루로닉

L-101) 및 나머지 량의 물로 구성된 페이스트를 제조했다. 페이스트를 미소 다공성 폴리프로필렌 필름(셀가르드

K-864)의 표면에 60메쉬 스크린을 사용하여 스크린 인쇄 시킴으로써 적응시켰다. 그리고나서 샘플을 약 50분 동안 90-95℃에서 실험실 오븐내에서 건조시켰다. 결과 분리기는 건조 후 7.2밀의 전체 두께를 갖는다. 분리기는 3의 부착가와 5.0초기 걸레이 단위의 투과성을 보였다. 그리고나서 분리기를 배터리 결함 모의 시험을 받게 하고 100℃에서 가열후 23.2 보다 큰 걸레이 단위의 투과성을 보이며, 110℃로 가열후 488.8걸레이 단위를 보이는데 , 이는 만족스런 열 융합 성질을 지시한다.

상기 자료는 통상적 온도하에서 만족스런 투과성을 보이면서 고온에 대응하여 투과성을 상당히 검소시키는 본 발명 분리기의 효과를 예증한다. 그러므로 고온에서 그러한 감소된 투과성이 배터리내의 양극과 음극 사이의 이온 이동을 감소시켜 배터리 기능장애 및/ 또는 부적당한 배터리 사용의 경우에 배터리에 대해 ＂폐쇄＂ 능력을 제공하므로서 본 발명의 분리기는 열 융합 물질을 제공하는 수단으로서 배터리내에 사용하기에 매우 적당하다.

본 발명은 가장 실제적이고 바람직한 실시 양태를 고려한 것과 관련하여 기술했지만, 본 발명은 기술된 실시양태에 제한되지 않고 오히려 첨부된 청구 범위의 정신과 영역내에 포함된 다양한 변경 및 장치배열을 망라하고자 한다.

Claims

다공성 지지체 및 상기 다공성 지지체의 적어도 한 표면에 개방 영역을 형성하기 위해서 미리 결정된 기하학적 배열로 상기 다공성 지지체의 적어도 한 표면에 부착되는 열 융합 물질로 구성된 배터리 분리기.
제1항에 있어서, 상기 열 융합 물질의 기하학적 배열이 다공성인 배터리 분리기.
제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 기하학적 배열이 각각 필수적으로 상기 열 융합 물질로 구성된 다수의 개개 부분이며, 다수의 열로 정렬된 배터리 분리기.
제3항에 있어서, 상기 열중 하나의 부분이 상기 열의 이웃한 다른 열의 부분에 대해 서로 엇갈려 있는 배터리 분리기.
제1항에 있어서, 상기 열 융합 물질의 미리 결정된 기하학적 배열로 형성된 상기 개방 영역이 상기 지지체 표면의 적어도 약 30%인 배터리 분리기.
제1항에 있어서, 상기 다공성 지지체가 필름 또는 직물인 배터리 분리기.
제1항에 있어서, 상기 다공성 지지체가 연속 기포(Opencelled), 미소 다공성 중합체 필름인 배터리 분리기.
제7항에 있어서, 상기 필름이 폴리올레핀인 배터리 분리기.
제8항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌인 배터리 분리기.
제1항에 있어서, 상기 열 융합 물질이 왁스 및 열가소성 물질로 구성된 군으로부터 선택되는 배터리 분리기.
제10항에 있어서, 상기 열가소성 물질이 미립물인 배터리 분리기.
다공성 지지체 및 상기 지지체의 융점 이하의 미리 결정된 한계 온도에의 노출에 대한 상기 다공성 지지체의 상당히 감소한 투과성을 위해 상기 다공성 지지체와 일체가 되도록 결합되어 있고, 상기 한계 온도에서 실질적으로 용융가능한 물질을 포함하며, 상기 용융 가능한 물질로 덮혀있지 않은 상기 지지체 표면상의 개방 영역을 형성하는, 기하학적 패턴 형태의 상기 지지체의 적어도 한 표면에 부착되어 있는 열 융합수단으로 구성된 배터리 분리기.
제12항에 있어서, 상기 기하학적 배열 형태의 용융 가능한 물질이 다공성인 배터리 분리기.
제12항 또는 제15항에 있어서, 상기 미리 결정된 기하학적 배열이 각각 필수적으로 상기 열 융합 물질로 구성된 다수의 개개부분이며, 다수의 열로 정열된 배터리 분리기.
제14항에 있어서, 상기 열중 하나의 부분이 상기 열의 이웃한 다른 열의 부분에 대해 서로 엇갈려 있는 배터리 분리기.
제12항에 있어서, 상기 개방 영역이 상기 적어도 한 지지체 표면의 적어도 약 30%인 배터리 분리기.
제12항에 있어서, 상기 다공성 지지체가 필름 또는 직물인 배터리 분리기.
제12항에 있어서, 상기 다공성 지지체가 연속 기포, 미소다공성 중합체 필름인 배터리 분리기.
제18항에 있어서, 상기 필름이 폴리올레핀인 배터리 분리기.
제19항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌인 배터리 분리기.
제12항에 있어서, 상기 열 융합 물질이 왁스 및 열가소성물질로 구성된 군으로부터 선택되는 배터리 분리기.
제21항에 있어서, 상기 열가소성 물질이 미립물인 배터리 분리기.
양극, 음극, 양극과 음극 사이에 끼워진 분리기로 구성되는 배터리에 있어서, 상기 분리기가 다공성 지지체 및 적어도 한 다공성 지지체 표면의 개방 영역을 형성하기 위해 그 위에 미리 결정된 기하학적 배열로 상기 다공성 지지체의 적어도 한 표면에 부착된 열 융합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제23항에 있어서, 상기 미리 결정된 기하학적 배열의 열 융합물질로 형성된 상기 개방 영역이 상기 지지체 표면의 적어도 약 30%인 배터리.
제23항에 있어서, 상기 미리 결정된 기하학적 배열로 상기 지지체에 부착된 상기 열 융합 물질이 다공성인 배터리.
제23항 또는 제25항에 있어서, 상기 미리 결정된 기하학적 배열이 각각 필수적으로 상기 열 융합 물질로 구성된 다수의 개개 부분이며, 다수의 열로 배열된 배터리.
제26항에 있어서, 상기 열 중 하나의 부분이 상기 열의 이웃한 다른 열의 부분에 대해 서로 엇갈려 있는 배터리.
제23항에 있어서, 상기 열 융합 물질이 왁스 및 미립열가소성물질로 구성된 군으로부터 선택되는 배터리.
제23항에 있어서, 상기 다공성 지지체가 필름 또는 직물인 배터리.
제23항에 있어서, 상기 다공성 지지체가 연속 기포, 미소다공성 중합체 필름인 배터리.
제30항에 있어서, 상기 필름이 폴리올레핀인 배터리.
제31항에 있어서,상기 폴리올레핀이 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌인 배터리.
다공성 지지체의 적어도 한 표면상의 미리 결정된 기하학적 패턴의 용융가능한 열 융합 물질을 적용시키는 것으로 구성된 배터리 분리기 제작방법.
제33항에 있어서, 상기 용융 가능한 열 융합 물질이 각각 필수적으로 상기 열 융합물질로 구성된 다수의 개개 부분의 형태로 적용되고 다수의 열로 배열된 방법.
제34항에 있어서, 상기 열 융합 물질이 상기 열 중 하나의 부분이 상기 열 중, 이웃한 다른 열의 부분에 대해 엇갈려 있도록 적용된 방법.
제33항에 있어서, 상기 열 융합 물질이, 패턴률의 표면에 액체 열 융합물질을 적용하고 나서, 상기 액체 열 융합 물질이 상기 기하학적 패턴 형태의 지지체 표면상에 이동되도록 상기 지지체를 상기 패턴률과 접촉시킴으로써 적용되는 방법.
제33항에 있어서, 상기 열 융합 물질이 상기 적어도 한 표면을 상기 미리 결정된 기하학적 패턴을 규정하는 구멍이 있는 부재(member)로 덮고 나서, 열 융합물질이 상기 미리 결정된 기하학적 패턴의 상기 적어도 한 표면상에 부착되도록 상기 부재의 구멍을 통하여 액체 열 융합 물질에 힘을 가함으로써 적용되는 방법.
제36항 또는 제37항에 있어서, 상기 열 융합 물질이 불활성 담체 액체의 미립 열 가소성 물질로 필수적으로 구성된 액체 페이스트의 형태로 적용되는 방법.
제38항에 있어서, 상기 적어도 한 표면상에 미립 열가소성 물질이 잔류물로서 남아 있도록 담체 액체를 제거하는 것이 포함되는 방법.
제39항에 있어서, 열가소성 물질이 지지체 표면상에 잔류물로서 남아있도록 패에스트가 그 위에 적용된 지지체를 담체 액제를 제거하기에 충분히 높은 온도를 받게 함으로써 적용된 페이스트를 건조시키는 것이 포함되는 방법.
제40항에 있어서, 상기 적용된 페이스트를 건조시키는 단계가 분리기를 약 1시간 보다 적은 시간동안 열가소성 물질의 융점보다 적어도 약 2℃ 낮은 고온을 받게 하는 것을 포함하는 방법.
제40항에 있어서, 적용된 페이스트를 건조시키는 상기 단계가 상기 미립 열 가소성 물질을 부분적으로 용융시키는 온도에서 실행되는 방법.
제39항에 있어서, 열 융합 물질이 필수적으로 계면 활성제, 중점제 및 접착제로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제로 구성되 수성 혼합물로서 적용되는 방법.
제36항 또는 제37항에 있어서, 상기 열 융합 물질이 용융물 형태로 적용되고, 용융물이 상기 적어도 한 지지체 표면상에서 고형화되는 것이 포함되는 방법.