TW201807868A - 分散性經改善之淤漿及其用途 - Google Patents

Abstract

本案係關於一種有關控制用以製造電化學裝置之淤漿的黏度之發明，其係藉由調整是為該淤漿之成分的無機物質之粒徑，以便使該等無機粒子之下沉速率可明顯變慢及分散性可大幅改善，且因此該等無機粒子的含量可相對增加及該等無機粒子可均勻地分布在基板上之塗層中，從而防止電池性能的降低。

Description

分散性經改善之淤漿及其用途

本案關於具有經改善之分散性的淤漿及其用途，更特別的是，關於藉由將包括無機粒子、有機黏合劑聚合物及溶劑作為成分之淤漿中的無機物質之粒徑控制至預定範圍而具有經改善之無機粒子的分散性之淤漿，以及使用該淤漿所製造之用於電化學裝置的分隔件或電極化合物。

隨著作為電源之電池的需求成長，對於可充電電化學裝置之興趣漸增，且特別是對於鋰二次電池之需求及興趣進一步增加。

鋰二次電池包括由陰極、分隔件及陽極所構成之電極裝配件。該分隔件可藉由以包括無機粒子及有機黏合劑聚合物之淤漿塗覆多孔聚合物基板，接著乾燥來製造，而陰極及陽極係藉由將包括用作活性材料之無機粒子及有機黏合劑聚合物的電極化合物之淤漿施加至電極電流收集器來製造。該淤漿包括無機粒子，其目的在於嵌入(intercalcate)/脫出(deintercalate)鋰離子或改善電解質溶液 之離子導電性，但該等無機粒子易於隨著時間而下沉。因此，當無機粒子因低分散安定性而不均勻分散於該淤漿或下沉時，在該淤漿施加至多孔聚合物基板或電極電流收集器(下文通稱為「基板」)之後發生凝結或沉積。因此，該淤漿中之無機粒子與該基板之間的黏著強度降低，且當電池之充電及放電進行時，該等無機粒子之間或該等無機粒子與該基板之間發生分離，因此該等無機粒子未實現其功能。

為了解決該問題，已進行研究以改善無機粒子之分散性，例如當將活性材料及碳黑分散在溶劑中時使用界面活性劑作為分散劑的技術。然而，因粒子表面上之界面活性劑的吸附性低，故需要大量界面活性劑以獲致良好分散安定性。結果，可包括在淤漿中之無機粒子的量相對減少，因此無機粒子不易實現其固有功能。再者，若界面活性劑在粒子上之吸附性不足，無機粒子易於黏聚。再者，相較於在水溶性溶液中之分散，一般界面活性劑在有機溶劑中具有非常低的分散效果。

本案係設計用以解決在包括無機粒子作為成分之淤漿中，因無機粒子之不充足分散性而過早下沉造成無法實現其固有功能的問題。即，本案係關於提供具有經改善之無機粒子的分散性之淤漿，及使用該淤漿所製造之用於具有 優異電池性能的電化學裝置之分隔件及電極化合物。

根據本案之範例具體實例，提供包括無機粒子、有機黏合劑聚合物及溶劑之淤漿，其中該等無機粒子之直徑在0.01μm至15μm範圍內，及該淤漿具有下限係根據該等無機粒子之直徑從下示方程式獲得的值且上限為10,000cP之黏度：

其中η表示淤漿之黏度，及d表示無機粒子之平均直徑。

該淤漿之特徵在於根據100重量份溶劑計包括10至50重量份之無機粒子及1至10重量份之有機黏合劑聚合物。

該等無機粒子可選自由以下所組成之群組：具有大於或等於5之介電常數的無機粒子、具有鋰離子輸送能力之無機粒子，及彼等之混合物。

該具有大於或等於5之介電常數的無機粒子可選自由以下所組成之群組中的任一者：BaTiO₃、Pb(Zr_x，Ti_1-x)O₃(PZT，0<x<1)、Pb_1-xLa_xZr_1-yTi_yO₃(PLZT，0<x<1，0<y<1)、(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-xPbTiO₃(PMN-PT，0<x<1)、氧化鉿(HfO₂)、SrTiO₃、SnO₂、CeO₂、MgO、NiO、 CaO、ZnO、ZrO₂、SiO₂、Y₂O₃、Al₂O₃、SiC及TiO₂，或彼等之混合物。

該具有鋰離子輸送能力之無機粒子可選自由以下所組成之群組中的任一者：磷酸鋰(Li₃PO₄)、磷酸鋰鈦(Li_xTi_y(PO₄)₃，0<x<2，0<y<3)、磷酸鋰鋁鈦(Li_xAl_yTi_z(PO₄)₃，0<x<2，0<y<1，0<z<3)、以(LiAlTiP)_xO_y為底質之玻璃(0<x<4，0<y<13)、鈦酸鋰鑭(Li_xLa_yTiO₃，0<x<2，0<y<3)、硫磷酸鋰鍺(Li_xGe_yP_zS_w，0<x<4，0<y<1，0<z<1，0<w<5)、氮化鋰(Li_xN_y，0<x<4，0<y<2)、以SiS₂(Li_xSi_yS_z，0<x<3，0<y<2，0<z<4)為底質之玻璃及以P₂S₅(Li_xP_yS_z，0<x<3，0<y<3，0<z<7)為底質之玻璃，或彼等之混合物。

該等無機粒子可選自由以下所組成之群組中的任一者：鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、鋰銅氧化物、氧化釩及二硫化物，或彼等之混合物。

該等無機粒子可選自由以下所組成之群組中的任一者：非可石墨化的碳、以石墨為底質之碳、金屬複合物氧化物、鋰金屬、鋰合金、以矽為底質之合金、以錫為底質之合金、導電性聚合物及以Li-Co-Ni為底質之化合物，或彼等之混合物。

該有機黏合劑聚合物可選自由以下所組成之群組中的任一者：以聚偏二氟乙烯(PVdF)為底質之聚合物化合物、聚偏二氟乙烯-共聚-三氯乙烯、聚偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯啶酮、 聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共聚-乙酸乙烯酯、聚環氧乙烷、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、氰乙基聚三葡萄糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纖維素、氰乙基蔗糖、聚三葡萄糖、羧甲基纖維素、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物及聚醯亞胺，或彼等之混合物。

該溶劑可為選自以下之任一者：丙酮、四氫呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、環己烷及水，或彼等之混合物。

根據本案之範例具體實例，提供使用前文描述之淤漿所製造的用於電化學裝置之複合分隔件。

根據本案之範例具體實例，提供使用前文描述之淤漿所製造的用於電化學裝置之陰極化合物。

根據本案之範例具體實例，提供使用前文描述之淤漿所製造的用於電化學裝置之陽極化合物。

根據本案之範例具體實例，提供電化學裝置，其包含陰極、陽極及插在該陰極與該陽極之間的分隔件，其中該陰極、該陽極及該分隔件中至少一者係使用前文描述之淤漿製造。

淤漿之黏度係藉由在該淤漿中使用具有根據本案之預定直徑範圍的無機粒子而調整至預定範圍，因此，該等無機粒子之分散性係顯著改善且其下沉速率亦顯著降低。再者，在使用該淤漿所製造之分隔件及電極化合物中，可使 用相對大量之無機粒子，且抑制無機粒子之間或無機粒子與基板之間的分離現象，從而有效防止電池性能降低。

圖1a及1b顯示在製備具體實例1-1之後立即獲得之淤漿(圖1a)以及在一天後所獲得之淤漿(圖1b)。

圖2a及2b顯示在製備對照實例1-1之後立即獲得之淤漿(圖2a)以及在一天後所獲得之淤漿(圖2b)。

應暸解本說明書及附錄申請專利範圍中所使用之術語不應視為受限於一般及字典字義，而是基於容許本發明人適當界定術語以求最佳解釋的原則而根據對應於本案之技術樣態的意義及概念做闡釋。

再者，本文中提出之說明僅為說明目的的較佳實例，不希望限制本案範圍，因此應理解在不違背本案精神及範疇的情況下可對其做出其他等效物及修改。

根據本案之範例具體實例的淤漿可用以製造用於電化學裝置之分隔件或電極化合物，且該包括無機粒子、有機黏合劑聚合物及溶劑之淤漿的特徵在於該等無機粒子之直徑在0.01μm至15μm範圍內，且該淤漿具有下限係根據該等無機粒子之直徑從下示方程式獲得的值且上限為10,000cP之黏度：

其中 η 表示淤漿之黏度，及d表示無機粒子之平均直徑。

方程式1係根據以下方程式3，該方程式3係藉由放大定律以下示方程式2之Stoke-Einstein方程式的簡單形式表示，該方程式2表示下沉速率通常為粒度及流體黏度的函數：

其中 v _s 表示球形無機粒子之下沉速率(單位：μm/s)， ρ _p 表示粒子密度(單位：kg/m³)， ρ _f 表示流體密度(單位：kg/m³)， η 表示流體黏度(單位：Ns/m²)，g表示重力加速度(單位：μm/s²)，及r表示該等球形無機粒子之半徑(單位：μm)。

其中 η 表示流體黏度(單位：cP)，d表示球形無機粒 子之直徑(單位：μm)，以及 η ₀ 及分別表示初始流體黏度(單位：cP)及初始球形無機粒子之直徑(單位：μm)。

根據本案之範例具體實例的淤漿之特徵在於使用直徑在0.01μm至15μm範圍內的無機粒子。例如，如本案具體實例1-1及2-1所使用，可使用直徑在200至500nm範圍內之無機粒子，亦可使用直徑大於10μm且小於或等於15μm之無機粒子。該實例中，該淤漿之黏度從10,000cP的上限至根據該等無機粒子之直徑使用方程式1所設定的下限。

再者，該淤漿可包括根據100重量份溶劑計包括10至50重量份之無機粒子及1至10重量份之有機黏合劑聚合物。

使用少於10重量份無機粒子不足以藉由該等無機粒子改變黏度，及使用高於50重量份之無機粒子不容易製造電極化合物或分隔件。

包括在淤漿中之有機黏合劑聚合物粒子有助於該淤漿之黏度改變，且使用根據100重量份該淤漿溶劑計為少於1重量份之有機黏合劑聚合物不足以藉由該等有機黏合劑聚合物粒子改變黏度，及使用高於10重量份之有機黏合劑聚合物會降低電池性能。

根據本案之範例具體實例，根據本案之範例具體實例的淤漿可施加於包括多孔聚合物基板及形成於該多孔聚合物基板之至少一個表面上的多孔塗層之複合分隔件，且包括無機粒子及有機黏合劑聚合物之混合物。

該複合分隔件係藉由包括以下步驟之方法來製造：製備具有孔之平面聚合物基板，及藉由將包括無機粒子、有機黏合劑聚合物及溶劑之淤漿塗覆在該多孔聚合物基板的至少一個表面上來形成多孔塗層。

本文所使用的術語「多孔塗層」包括無機粒子及黏合劑聚合物之混合物，且代表該等無機粒子係藉由該黏合劑聚合物彼此結合同時該等無機粒子係以彼此接觸之方式堆積的結構，其中從而該等無機粒子之間的間隙體積，且此種無機粒子之間的間隙體積係定義為空白空間且形成孔。

可用於用以製造複合分隔件之淤漿(亦稱為「分隔件之淤漿」)的無機粒子可選自由以下所組成之群組：具有大於或等於5之介電常數的無機粒子、具有鋰離子輸送能力之無機粒子，及彼等之混合物。

作為特殊實例，具有大於或等於5之介電常數的無機粒子可選自由以下所組成之群組中的任一者：BaTiO₃、Pb(Zr_x，Ti_1-x)O₃(PZT，0<x<1)、Pb_1-xLa_xZr_1-yTi_yO₃(PLZT，0<x<1，0<y<1)、(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-xPbTiO₃(PMN-PT，0<x<1)、氧化鉿(HfO₂)、SrTiO₃、SnO₂、CeO₂、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO₂、SiO₂、Y₂O₃、Al₂O₃、SiC及TiO₂，或彼等之混合物。

再者，作為特殊實例，具有鋰離子輸送能力之無機粒子可選自由以下所組成之群組中的任一者：磷酸鋰(Li₃PO₄)、磷酸鋰鈦(Li_xTi_y(PO₄)₃，0<x<2，0<y<3)、磷酸鋰鋁鈦(Li_xAl_yTi_z(PO₄)₃，0<x<2，0<y<1，0<z<3)、以 (LiAlTiP)_xO_y為底質之玻璃(0<x<4，0<y<13)、鈦酸鋰鑭(Li_xLa_yTiO₃，0<x<2，0<y<3)、硫磷酸鋰鍺(Li_xGe_yP_zS_w，0<x<4，0<y<1，0<z<1，0<w<5)、氮化鋰(Li_xN_y，0<x<4，0<y<2)、以SiS₂(Li_xSi_yS_z，0<x<3，0<y<2，0<z<4)為底質之玻璃及以P₂S₅(Li_xP_yS_z，0<x<3，0<y<3，0<z<7)為底質之玻璃，或彼等之混合物。

基於形成具有均勻厚度及確保適當孔隙度以及調整淤漿之黏度的目的，無機粒子較佳具有0.01μm至15μm範圍內之直徑。當該直徑小於0.01μm時，表面積增加，此阻礙有機/無機複合多孔分隔件之物理性質的調整，且當直徑超過15μm時，由相同固體含量所製造之有機/無機複合多孔分隔件的厚度增加且機械性質變差，且過大之孔徑提高電池充電及放電期間會發生內部短路的可能性。

當使用此等無機粒子時，即使該等無機粒子以較高濃度包括在分隔件之淤漿中，該等無機粒子可以物理及化學安定之方式存在該分隔件的淤漿中。

可用於分隔件之淤漿的有機黏合劑聚合物可為選自由以下所組成之群組中的任一者：聚偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共聚-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共聚-乙酸乙烯酯、聚環氧乙烷、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、氰乙基聚三葡萄糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纖維素、氰乙基蔗糖、聚三葡萄糖、羧甲基纖維素、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物及聚醯亞胺，或 彼等之混合物。

若可用於複合分隔件之多孔聚合物基板為本技術中所使用之一者基板，其不局限於特殊類型，例如從諸如聚乙烯或聚丙烯之聚烯烴所形成且在80至130℃之溫度下實施停機功能的多孔聚合物膜。很明顯地該多孔聚合物膜可使用有別於聚烯烴之其他聚合物(例如聚酯等)製造。再者，作為多孔聚合物基板，亦可使用從本技術中常用之聚烯烴或聚對苯二甲酸乙二酯所製造的多孔聚合物不織基板。

可用以製造複合分隔件的溶劑各自可獨立地為選自以下之任一者：丙酮、四氫呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、環己烷及水，或彼等之混合物。

在本案之其他範例具體實例中，淤漿可對應於用於電極化合物之淤漿(下文稱為「電極化合物之淤漿」)。該電極化合物之淤漿包括無機粒子，諸如陽極活性材料或陰極活性材料，以及有機黏合劑聚合物，且所製備之電極化合物的淤漿係施加至陽極電流收集器或陰極電流收集器。

根據本案之範例具體實例之陰極化合物的淤漿中所使用之無機粒子(即陰極活性材料)可包括但不局限於層狀化合物，諸如鋰鈷氧化物(LiCoO₂)及鋰鎳氧化物(LiNiO₂)或經至少一種過渡金屬取代之化合物；以下式化學表示之鋰錳氧化物：Li_1+xMn_2-xO₄(此處，x=0~0.33)或LiMnO₃、LiMn₂O₃及LiMnO₂；鋰銅氧化物(Li₂CuO₂)；氧化釩，諸 如LiV₃O₈、LiFe₃O₄、V₂O₅及Cu₂V₂O₇；以下示化學式表示之Ni位型鋰鎳氧化物：LiNi_1-xM_xO₂(此處，M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，x=0.01~0.3)；以下式化學表示之鋰錳複合氧化物：LiMn_2-xM_xO₂(此處，M=Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，x=0.01~0.1)或Li₂Mn₃MO₈(此處，M=Fe、Co、Ni、Cu或Zn)；LiMn₂O₄，其中化學式中一部分Li係經鹼土金屬離子取代；二硫化物；Fe₂(MoO₄)₃等。

再者，陽極化合物之淤漿中所使用的無機粒子(即，陽極活性材料)可使用例如碳，諸如非可石墨化的碳及以石墨為底質之碳；金屬複合物氧化物，諸如Li_xFe₂O₃(0x1)、Li_xWO₂(0x1)、及Sn_xMe_1-xMe'_yO_z(Me：Mn、Fe、Pb、Ge；Me'：Al、B、P、Si、週期表第1、2及3族之元素；鹵素；0<x1；1y3；1z8)；鋰金屬；鋰合金；以矽為底質之合金；以錫為底質之合金；金屬氧化物，諸如SnO、SnO₂、PbO、PbO₂、Pb₂O₃、Pb₃O₄、Sb₂O₃、Sb₂O₄、Sb₂O₅、GeO、GeO₂、Bi₂O₃、Bi₂O₄及Bi₂O₅；導電性聚合物，諸如聚乙炔；以Li-Co-Ni為底質之材料等，然而本案不局限於此。該石墨可具有非晶形、平面形、小片形或顆粒形等。再者，可使用藉由混合石墨與矽或錫且粉碎並燒結該混合物所製造的矽-石墨或錫-石墨複合活性材料。

在根據本發明之範例具體實例的電極化合物之淤漿中，可使用本技術中之一般有機黏合劑聚合物，只要其滿 足本案提供包括具有預定直徑範圍之無機粒子及具有預定黏度範圍的淤漿之目的即可，但較佳有機黏合劑聚合物可為選自由以下所組成之群組中的任一者：聚偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共聚-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共聚-乙酸乙烯酯、聚環氧乙烷、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、氰乙基聚三葡萄糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纖維素、氰乙基蔗糖、聚三葡萄糖、羧甲基纖維素、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物及聚醯亞胺，或彼等之混合物。

除了無機粒子之外，根據本案之電極化合物的淤漿可另外選擇性或合併包括其他成分，例如導電性材料、黏度調節劑、填料、偶合劑、黏著促進劑等。

作為溶劑，以在室溫及常壓下使該淤漿維持液態的溶劑為佳，且該溶劑可包括例如但不局限於水；醇類，諸如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、二級丁醇、三級丁醇、戊醇、異戊醇及己醇；酮類，諸如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、乙基丙基酮、環戊酮、環己酮及環庚酮；醚類，諸如甲基乙基醚、二乙醚、二丙醚、二異丙醚、二丁醚、二異丁醚、二正戊醚、二異戊醚、甲基丙基醚、甲基異丙基醚、甲基丁基醚、乙基丙基醚、乙基異丁基醚、乙基正戊基醚、乙基異戊基醚及四氫呋喃；內酯類，諸如γ-丁內酯及δ-丁內酯；內醯胺類，諸如β-內醯胺；環脂族化合物，諸如環戊烷、環己烷及環庚烷；芳族 烴類，諸如苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙苯、丙苯、異丙苯、丁苯、異丁苯及正戊苯；脂族烴類，諸如庚烷、辛烷、壬烷及癸烷；鏈狀及環狀醯胺類，諸如二甲基甲醯胺及N-甲基吡咯烷酮；酯類，諸如乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯及苯甲酸甲酯；用以製造下述電解質溶液之溶劑的液態材料等，且在此實例中，可使用約二至五種種類之溶劑的混合物。就電極製造程序而言，較佳係使用具有高於或等於80℃，較佳係高於或等於85℃之沸點的溶劑。

該導電性材料為進一步改善無機粒子之導電性的組分，且可包括熟悉本技術之一般人士已知的含量。若該導電性材料具有導電性同時不會造成對應電池中之化學變化，該導電性材料不局限於特殊種類，且可使用例如石墨、碳黑、導電性纖維、導電性金屬氧化物等。

填料為抑制電極膨脹的補充組分，且可使用例如以烯烴為底質之聚合物，諸如聚乙烯及聚丙烯；纖維材料，諸如玻璃纖維及碳纖維等。

偶合劑為提高無機粒子與有機黏合劑聚合物之間的黏著強度之補充組分。

黏著促進劑為經添加以改善電極化合物之淤漿中的無機粒子對於電流收集器之黏著強度，且可使用例如草酸、己二酸等。

根據本案之電極化合物的淤漿係施加至電極電流收集器(諸如電極箔)，且該電流收集器可根據電極種類而分類 成陽極電流收集器及陰極電流收集器。

該陽極電流收集器通常具有3至500μm範圍中之厚度。若陽極電流收集器具有導電性同時不會造成對應電池中之化學變化，該陽極電流收集器不局限於特殊種類，且可使用例如銅、不鏽鋼、鋁、鎳、鈦、經燒結碳、表面上經碳、鎳、鈦或銀處理之銅或不鏽鋼、鋁-鎘合金等。

該陰極電流收集器通常具有3至500μm範圍中之厚度。若陰極電流收集器具有高導電性同時不會造成對應電池中之化學變化，該陰極電流收集器不局限於特殊種類，且可使用例如不鏽鋼、鋁、鎳、鈦、經燒結碳、表面上經碳、鎳、鈦或銀處理之鋁或不鏽鋼等。

該等電流收集器可具有強化作為活性材料之無機粒子的結合強度之細微表面紋理，且可以各種不同形狀使用，例如膜、薄片、箔、網、多孔產物、發泡體、不織布產物等。

本案亦提供如前文所述般製造之分隔件及電極。該分隔件及電極係藉由在陰極與陽極之間插入該分隔件而形成電極裝配件，而鋰二次電池可藉由將含鋰鹽之非水性電解質溶液注入該電極裝配件來製造。

該含鋰鹽之非水性電解質溶液包括非水性電解質及鋰鹽。作為非水性電解質，可使用非水性有機溶劑、固態電解質、無機固態電解質等。

鋰為在非水性電解質中良好溶解的材料，可使用例如LiCl、LiBr、LiI、LiClO₄、LiBF₄、LiB₁₀Cl₁₀、LiPF₆、 LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂、LiAsF₆、LiSbF₆、LiAlCl₄、CH₃SO₃Li、CF₃SO₃Li、(CF₃SO₂)₂NLi、氯硼酸鋰、碳酸低碳脂族鋰、四苯硼酸鋰、醯亞胺等。

有機溶劑不局限於特殊種類，且只要滿足本案目的，可使用本技術中之一般有機溶劑。

再者，非水性電解質中可另外包括添加劑，其具有係改善充電及放電特徵、阻燃性等。

雖然提供前文說明僅以舉例說明方式描述本案之原理，但對於熟悉本技術之人士很顯而易見的是可在不違背本案之精神及範圍下進行各種不同變化及修改。因此，應清楚地暸解本案所揭示之範例具體實例係舉例說明且只為實例，無意限制本案之精神及範圍，以及本案不局限於此。應暸解本案之精神及範圍係由附錄之申請專利範圍界定，且該等申請專利範圍的等效物應包括在內。

具體實例1-1：分隔件之淤漿的製造

淤漿係藉由將80g具有500nm直徑之尺寸的氧化鋁無機粒子(Nippon Light Metal，LS-235)及20g之聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)(下文稱為PVdF-HFP)(Arkema，LBG2)分散在400g之丙酮中而獲得。所製備之淤漿的黏度為38cP且滿足方程式3。該實驗係以一式三份進行，且實驗後立即獲得之淤漿係顯示於圖1a，而在一天後獲得之淤漿係顯示於圖1b。

具體實例1-2：分隔件之製造

使用16μm厚之聚烯烴膜(Celgard，C210)作為多孔聚合物基板，且使用具體實例1-1製備後立即獲得之淤漿塗覆該多孔共聚物基板然後乾燥以移除溶劑以最終獲得複合分隔件。相對於26μm，所製造之分隔件的厚度均勻測得在0.5μm內。

具體實例2-1：分隔件之淤漿的製造

淤漿係藉由將80g具有200nm直徑之尺寸的軟水鋁石無機粒子(Nabaltec，Actilox 200SM)及20g之聚(偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯)(下文稱為PVdF-HFP)(Arkema，Kynar 2751)分散在400g之丙酮中而獲得。所製備之淤漿的黏度為9cP且滿足方程式3。

具體實例2-2：分隔件之製造

使用16μm厚之聚烯烴膜(Celgard，C210)作為多孔聚合物基板，且使用具體實例2-1製備後立即獲得之淤漿塗覆該多孔共聚物基板然後乾燥以移除溶劑以最終獲得複合分隔件。相對於26μm，所製造之分隔件的厚度均勻測得在0.5μm內。

對照實例1-1：分隔件之淤漿的製造

淤漿係以與具體實例1-1相同之方式但使用分子量為287,000之PVdF-HFP(Arkema，Kynar 2751)獲得。所製備 之淤漿的黏度為7cP，且不滿足方程式3。該實驗係以一式三份進行，且實驗後立即獲得之淤漿係顯示於圖2a，而在一天後獲得之淤漿係顯示於圖2b。

對照實例1-2：分隔件之製造

使用16μm厚之聚烯烴膜(Celgard，C210)作為多孔聚合物基板，且使用對照實例1-1製備後立即獲得之淤漿塗覆該多孔共聚物基板然後乾燥以移除溶劑以最終獲得複合分隔件。相對於26μm，所製造之分隔件的厚度不均勻地測得在24μm至35μm範圍內，因此未能獲得可靠數據。

Claims (12)

1. 一種淤漿，包含無機粒子、有機黏合劑聚合物及溶劑，其中，該等無機粒子之直徑在0.01μm至15μm範圍內，根據100重量份該溶劑計包括10至50重量份之該等無機粒子及1至10重量份之該有機黏合劑聚合物，及該淤漿具有下限係根據該等無機粒子之直徑從下示方程式獲得的值且上限為10,000cP之黏度： 其中η表示淤漿之黏度，及d表示無機粒子之平均直徑。
2. 如申請專利範圍第1項之淤漿，其中該等無機粒子係選自由以下所組成之群組：具有大於或等於5之介電常數的無機粒子、具有鋰離子輸送能力之無機粒子，及彼等之混合物。
3. 如申請專利範圍第2項之淤漿，其中該具有大於或等於5之介電常數的無機粒子係選自由以下所組成之群組中的任一者：BaTiO₃、Pb(Zr_x，Ti_1-x)O₃(PZT，0<x<1)、Pb_1-xLa_xZr_1-yTi_yO₃(PLZT，0<x<1，0<y<1)、(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-xPbTiO₃(PMN-PT，0<x<1)、氧化鉿(HfO₂)、SrTiO₃、SnO₂、CeO₂、MgO、NiO、CaO、ZnO、 ZrO₂、SiO₂、Y₂O₃、Al₂O₃、SiC及TiO₂，或彼等之混合物。
4. 如申請專利範圍第2項之淤漿，其中該具有鋰離子輸送能力之無機粒子係選自由以下所組成之群組中的任一者：磷酸鋰(Li₃PO₄)、磷酸鋰鈦(Li_xTi_y(PO₄)₃，0<x<2，0<y<3)、磷酸鋰鋁鈦(Li_xAl_yTi_z(PO₄)₃，0<x<2，0<y<1，0<z<3)、以(LiAlTiP)_xO_y為底質之玻璃(0<x<4，0<y<13)、鈦酸鋰鑭(Li_xLa_yTiO₃，0<x<2，0<y<3)、硫磷酸鋰鍺(Li_xGe_yP_zS_w，0<x<4，0<y<1，0<z<1，0<w<5)、氮化鋰(Li_xN_y，0<x<4，0<y<2)、以SiS₂(Li_xSi_yS_z，0<x<3，0<y<2，0<z<4)為底質之玻璃及以P₂S₅(Li_xP_yS_z，0<x<3，0<y<3，0<z<7)為底質之玻璃，或彼等之混合物。
5. 如申請專利範圍第1項之淤漿，其中該等無機粒子係選自由以下所組成之群組中的任一者：鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、鋰銅氧化物、氧化釩及二硫化物，或彼等之混合物。
6. 如申請專利範圍第1項之淤漿，其中該等無機粒子係選自由以下所組成之群組中的任一者：非可石墨化的碳、以石墨為底質之碳、金屬複合物氧化物、鋰金屬、鋰合金、以矽為底質之合金、以錫為底質之合金、導電性聚合物及以Li-Co-Ni為底質之化合物，或彼等之混合物。
7. 如申請專利範圍第1項之淤漿，其中該有機黏合劑聚合物係選自由以下所組成之群組中的任一者：以聚偏二氟乙烯(PVdF)為底質之聚合物化合物、聚偏二氟乙烯- 共聚-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共聚-乙酸乙烯酯、聚環氧乙烷、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、氰乙基聚三葡萄糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纖維素、氰乙基蔗糖、聚三葡萄糖、羧甲基纖維素、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物及聚醯亞胺，或彼等之混合物。
8. 如申請專利範圍第1項之淤漿，其中該溶劑為選自以下之任一者：丙酮、四氫呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、環己烷及水，或彼等之混合物。
9. 一種用於電化學裝置之複合分隔件，其係使用如申請專利範圍第1至4、7及8項中任一項之淤漿製造。
10. 一種用於電化學裝置之陰極化合物，其係使用如申請專利範圍第1、5、7及8項中任一項之淤漿製造。
11. 一種用於電化學裝置之陽極化合物，其係使用如申請專利範圍第1及6至8項中任一項之淤漿製造。
12. 一種電化學裝置，其包含陰極、陽極及插在該陰極與該陽極之間的分隔件，其中該陰極、該陽極及該分隔件中至少一者係使用如申請專利範圍第1至8項中任一項之淤漿製造。