TWI426640B - 隔離膜、隔離膜製造方法及有機電池 - Google Patents

隔離膜、隔離膜製造方法及有機電池 Download PDF

Info

Publication number
TWI426640B
TWI426640B TW099143531A TW99143531A TWI426640B TW I426640 B TWI426640 B TW I426640B TW 099143531 A TW099143531 A TW 099143531A TW 99143531 A TW99143531 A TW 99143531A TW I426640 B TWI426640 B TW I426640B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
chlorophyll
separator
fiber material
separator according
film
Prior art date
Application number
TW099143531A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201225382A (en
Inventor
Chungpin Liao
Original Assignee
Innot Bioenergy Holding Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innot Bioenergy Holding Co filed Critical Innot Bioenergy Holding Co
Priority to TW099143531A priority Critical patent/TWI426640B/zh
Publication of TW201225382A publication Critical patent/TW201225382A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI426640B publication Critical patent/TWI426640B/zh

Links

Classifications

    • 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

  • Cell Separators (AREA)

Description

隔離膜、隔離膜製造方法及有機電池
本發明涉及一隔離膜及其製造方法，還涉及一種有機電池。
近年，陸續出現有行動電話，手提式攝影機，筆記型電腦，數位相機，PDA，CD player等輕便型電子機器，並謀求其小型及輕量化。而伴隨此，作為可攜帶之輕便電源-電池則受到注目，電池種類系包括乾電池、鹼性電池、鎳氫電池與抵電池等。但不論是新型強調環保的碳鋅電池、鹼性電池及二次電池，在制程上還是會使用少量的汞或其他重金屬如鋅、錳與鋰等，而且在原料及製程上使用具污染性的物質，對環境以及人體的負荷相當大。
目前，隔離膜材質多為聚烯烴(Polyolefin)，如聚乙烯或聚丙烯為主，隔離膜用於鋰離子電池的電池厚度一般在10~40μm範圍，孔洞大小則分佈在30~200nm之間，聚乙烯隔離膜約在90~130℃間閉孔，而聚丙烯隔離膜則在165℃左右閉孔，當電池內部溫度高過材質之熔點時，隔離膜會熔化收縮導致極板接觸短路，同時引發極板與電解液間之劇烈放熱反應，造成電池爆炸。為防止上述情形發生，開發出更具安全性的先進隔離膜來提升電池安全性，是極為重要的。
近年來隔離膜生產廠商亦開發了數種先進之隔離膜來提升電池之安全性，如Celgard公司開發三層隔離膜，藉由中間聚乙烯層在130℃左右閉孔，並由PP層在165℃前仍能保持機械強度及尺寸安定性。但其缺點是孔隙度過低、對部分電解液潤濕性不佳、及熱安定性局限在165℃以下。Tonen Chemical Nasu公司與ExxonMobili's Affiliate合作開發新材質的隔離膜，可提升熱安定性至185℃，同時保有良好之機械強度。德國Degussa公司使用PET不織布材質作為基材，塗布奈米陶瓷顆粒形成隔離膜，可提升熱安定性至260℃，同時對電解液有相當好之潤濕性，但此種隔離膜機械強度不佳是其缺點。Matsushita Battery Industrial(MBI)公司推出熱阻層(Heat Resistance Layer)技術電池，提升鋰電池之安全性，在極板與隔離膜中間加入一層金屬氧化物層，當電池被異物刺穿造成局部短路時，藉由熱阻層防止聚烯烴隔離膜過熱收縮，造成正負極極板短路引起爆炸。因此，利用隔離膜不同的特性進行複合應用，或在隔離膜上添加化學物質進行修飾，以改善其機械性及熱安定性將是未來鋰電池朝更高能量或功率密度設計的必然趨勢。
本發明的目的是提供一種有機電池用的隔離膜、隔離膜製造方法及具有該隔離膜的有機電池。
為解決上述問題，本發明實施例提供了一種隔離膜，其包括高纖維材質及葉綠素材質，該葉綠素材質與該高纖維材質接觸設置。
根據本發明的一優選實施例，該葉綠素材質為粉末狀葉綠素材質。
根據本發明的一優選實施例，該葉綠素材質為葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c1和、葉綠素c2、葉綠素d及葉綠素e中的一種或多種。
根據本發明的一優選實施例，該粉末狀葉綠素材質顆粒直徑介於0.01微米至1毫米之間。
根據本發明的一優選實施例，該高纖維材質呈層狀結構，該葉綠素材質設置在該高纖維材質的其中一表面。
根據本發明的一優選實施例，該葉綠素材質通過壓合或者塗布方式形成在該高纖維材質表面。
根據本發明的一優選實施例，該葉綠素材質為葉綠素材質溶液。
根據本發明的一優選實施例，該葉綠素材質是通過萃取天然樹葉並經葉綠素分解酶作用後形成。
根據本發明的一優選實施例，該葉綠素材質溶液為飽和溶液。
根據本發明的一優選實施例，該高纖維材質為吸附有機鹽類或無機鹽類水溶液的高纖維材質。
根據本發明的一優選實施例，該有機鹽類或無機鹽類水溶液的導電度為10ms/cm至500ms/cm。
根據本發明的一優選實施例，該高纖維材質的孔徑介於0.01微米至1釐米之間。
根據本發明的一優選實施例，該高纖維材質是紙類材質。
根據本發明的一優選實施例，該葉綠素材質通過滲透或者噴灑方式形成在該高纖維材質上。
根據本發明的一優選實施例，該隔離膜的厚度介於0.01毫米至0.1毫米之間。
根據本發明的一優選實施例，該隔離膜的厚度為0.05毫米。
本發明實施例還提供了一種有機電池，該有機電池具有如上文所述的隔離膜。
本發明實施例還提供了一種隔離膜製造方法，該隔離膜製造方法包括以下步驟：S1.將高纖維材質製造成第一膜片；S2.利用葉綠素材質在所述第一膜片上形成第二膜片。
根據本發明的一優選實施例，該隔離膜製造方法進一步包括以下步驟：S3.將高纖維材質平鋪於第二膜片上形成第三膜片。
根據本發明的一優選實施例，在所述步驟S1中，使用25攝氏度至300攝氏度烘箱烘烤吸附有機鹽類或無機鹽類水溶液的該高纖維材質。
根據本發明的一優選實施例，烘烤該高纖維材質的溫度為100攝氏度。
根據本發明的一優選實施例，烘烤該高纖維材質的時間為4分鐘至10分鐘。
根據本發明的一優選實施例，烘烤該高纖維材質的時間為6分鐘。
根據本發明的一優選實施例，在所述步驟S2中，將葉綠素材質壓合在所述第一膜片上形成第二膜片。
根據本發明的一優選實施例，在所述步驟S2中，將葉綠素材質塗布在所述第一膜片上形成第二膜片。
根據本發明的一優選實施例，在所述步驟S2中，將葉綠素材質滴入或噴灑在所述第一膜片上形成第二膜片。
根據本發明的一優選實施例，在所述步驟S2中，將第一膜片放入烘箱烤乾以使得葉綠素材質形成的第二膜片附著於第一膜片上。
本發明實施例的隔離膜以及具有該隔離膜的有機電池具有製程簡單且成本低廉的優點，此外由於採用天然的環保物質代替傳統電池中的污染成分，用完即使丟棄也不會對環境造成污染，環保程度遠勝於傳統電池以及太陽能電池。
下面結合附圖和實施例對本發明實施例進行詳細說明。
圖1是本發明的隔離膜第一實施例的結構示意圖。如圖1所示，本發明實施例提供了一種隔離膜10，包括第一膜片11、第二膜片12以及第三膜片13。該第二膜片12形成在該第一膜片11上，該第三膜片13形成在該第二膜片12上，該隔離膜10的厚度介於0.01毫米至0.1毫米之間，在本實施例中，該隔離膜10的厚度優選值為0.05毫米。
其中，該第一膜片11包括高纖維材質。高纖維材質呈層狀結構，高纖維材質可以是紙類，如玻璃紙、單光紙、棉紙、絹紙、宣紙及咖啡濾紙等。在本實施例中，高纖維材質吸附了有機鹽類或無機鹽類水溶液，並且高纖維材質孔隙大小優選為0.01μm至1cm。被高纖維材質吸附的有機鹽類或無機鹽類水溶液的導電度為10ms/cm至500ms/cm，而且有機鹽類或無機鹽類為非含鋰的有機鹽類或無機鹽類。有機鹽類或無機鹽類選自以下離子化合物中的一種或多種：碘化鈉和氯化鈉。
該第二膜片12由葉綠素材質形成，且該第二膜片12設置在該第一膜片11的其中一表面上。在本實施例中，葉綠素材質為葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c1和、葉綠素c2、葉綠素d及葉綠素e中的一種或多種，葉綠素材質可以為葉綠素粉末或溶液，所採用的葉綠素材質是通過萃取天然樹葉並經葉綠素分解酶作用後形成，且葉綠素材質以去除葉綠素氧化酶，粉末狀葉綠素顆粒直徑介於0.01微米至1毫米之間，葉綠素材質溶液為飽和溶液。
該第三膜片13與該第一膜片11是同一材質都是高纖維材質，該第三膜片13與該第一膜片11夾持設置該第二膜片12。
圖2是本發明的隔離膜第二實施例的結構示意圖。本發明的第二實施例與第一實施例基本相同，不同點在於，第一實施例中的該隔離膜10是三層結構，第二實施例中的該隔離膜20為二層結構，第一實施例中的該隔離膜10包括二層高纖維材質與一層葉綠素材質，而第二實施例中的隔離膜包括一層高纖維材質與一層葉綠素材質。
可以將如上實施例所獲得的該隔離膜10、20用於製備有機電池。本發明還提供了具有如上實施例所獲得的該隔離膜10、20的有機電池。
圖3是製造本發明第一實施例隔離膜的方法的流程圖。如圖3所示，該方法包括以下步驟：步驟S1：將高纖維材質製造成第一膜片11；步驟S2：利用葉綠素材質在第一膜片上形成第二膜片12；步驟S3：將高纖維材質平鋪於第二膜片上形成第三膜片13。
圖4是製造本發明第二實施例隔離膜的方法的流程圖。如圖4所示，該方法包括以下步驟：步驟S1：將高纖維材質製造成第一膜片21；步驟S2：利用葉綠素材質在第一膜片21上形成第二膜片22。
如上所述方法中，在步驟S1中，將高纖維材質吸附有機鹽類或無機鹽類水溶液，然後利用25至300攝氏度烘箱烘烤吸附有有機鹽類或無機鹽類水溶液的高纖維材質。在本發明實施例中，烘烤吸附有有機鹽類或無機鹽類水溶液的高纖維材質較佳溫度為100攝氏度。烘烤時間為4至10分鐘，較佳時間為6分鐘。
在步驟S2中，將葉綠素塗布或壓合在該第一膜片11、21上，然後將塗布或壓合含有葉綠素的該第一膜11、21片放入烘箱烤乾以使得葉綠素形成的該第二膜片12、22附著於該第一膜片11、21上。
在步驟S3中，製造高纖維材質的方法與製造第一膜片11的方法相同，然後將高纖維材質平鋪於第二膜片12上形成第三膜片13。
如上所述方法中，可以通過任何已知技術將葉綠素形成在該第一膜片11、21上，例如當葉綠素材質為粉末狀時將葉綠素材質通過壓合的方式在該第一膜11、21片上形成第二膜片12、22；當葉綠素材質為液狀時將葉綠素材質通過塗布的方式在該第一膜片11、21上形成該第二膜片12、22。除了上述將葉綠素材質塗布或壓合在該第一膜片11、21上，還可以選擇將葉綠素材質滴入或噴灑在該第一膜片11、21上形成該第二膜片12、22。
將高纖維材質和葉綠素材質製造成膜片狀的目的包括提高葉綠素材質的使用量，增大接觸面積以提高電池的反應面積等。還可以通過任何已知技術提高葉綠素材質的使用量，增大接觸面積以提高電池的反應面積等。
本發明實施例的該隔離膜10、20以及具有該隔離膜10、20的有機電池具有製程簡單且成本低廉的優點，此外由於採用天然的環保物質代替傳統電池中的污染成分，用完即使丟棄也不會對環境造成污染，環保程度遠勝於傳統電池以及太陽能電池。
上文所揭露之主題可被認為是說明性的而不是限制性的，且預期所附申請專利範圍涵蓋屬於本發明之真實精神和範疇內之所有修改、改進和其他實施例。因此，在法律允許的最大範圍，可藉由對所附申請專利範圍和其均等物之最廣泛許可之理解來確定本發明之範疇且並不受到前述實施方式的詳細描述的局限或限制。
10、20．．．隔離膜
11、21．．．第一膜片
12、22．．．第二膜片
13．．．第三膜片
S1、S2、S3．．．步驟
包括附圖以提供對於本發明的進一步理解，且附圖併入本說明書中並且構成本說明書的一部份。附圖說明本發明之示範性實施例。在諸圖中：
圖1是本發明的隔離膜第一實施例的結構示意圖；
圖2是本發明的隔離膜第二實施例的結構示意圖；
圖3是製造本發明第一實施例隔離膜的方法的流程圖；以及
圖4是製造本發明第二實施例隔離膜的方法的流程圖。
10．．．隔離膜
11．．．第一膜片
12．．．第二膜片
13．．．第三膜片

Claims (26)

  1. 一種隔離膜，其中，所述隔離膜包括：高纖維材質及葉綠素材質，所述葉綠素材質與所述高纖維材質接觸設置，所述高纖維材質是紙類材質。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之隔離膜，其中：所述葉綠素材質為粉末狀葉綠素材質。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之隔離膜，其中：所述葉綠素材質為葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c1和、葉綠素c2、葉綠素d及葉綠素e中的一種或多種。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之隔離膜，其中：所述粉末狀葉綠素材質顆粒直徑介於0.01微米至1毫米之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之隔離膜，其中：所述高纖維材質呈層狀結構，所述葉綠素材質設置在所述高纖維材質的其中一表面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之隔離膜，其中：所述葉綠素材質通過壓合或者塗布方式形成在所述高纖維材質表面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之隔離膜，其中：所述葉綠素材質為葉綠素材質溶液。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之隔離膜，其中：所述葉綠素材質是通過萃取天然樹葉並經葉綠素分解酶作用後形成。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之隔離膜，其中：所述葉綠素材質溶液為飽和溶液。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之隔離膜，其中：所述高纖維材質為吸附有機鹽類或無機鹽類水溶液的高纖維材質。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之隔離膜，其中，所述有機鹽類或無機鹽類水溶液的導電度為10ms/cm至500ms/cm。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之隔離膜，其中：所述高纖維材質的孔徑介於0.01微米至1釐米之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之隔離膜，其中：所述葉綠素材質通過滲透或者噴灑方式形成在所述高纖維材質上。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之隔離膜，其中：所述隔離膜的厚度介於0.01毫米至0.1毫米之間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之隔離膜，其中：所述隔離膜的厚度為0.05毫米。
  16. 一種有機電池，其中：所述有機電池包括根據申請專利範圍第1-15項中任一項所述之隔離膜。
  17. 一種隔離膜製造方法，其中：所述隔離膜製造方法包括以下步驟：S1.將高纖維材質製造成第一膜片，所述高纖維材質是紙類材質； S2.利用葉綠素材質在所述第一膜片上形成第二膜片。
  18. 如申請專利範圍第17项所述之隔離膜製造方法，其中：所述隔離膜製造方法進一步包括以下步驟：S3.將高纖維材質平鋪於第二膜片上形成第三膜片。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之隔離膜製造方法，其中：在所述步驟S1中，使用25攝氏度至300攝氏度烘箱烘烤吸附有機鹽類或無機鹽類水溶液的所述高纖維材質。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之隔離膜製造方法，其中：烘烤上述高纖維材質的溫度為100攝氏度。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之隔離膜製造方法，其中：烘烤上述高纖維材質的時間為4分鐘至10分鐘。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之隔離膜製造方法，其中：烘烤上述高纖維材質的時間為6分鐘。
  23. 如申請專利範圍第17項所述之隔離膜製造方法，其中：在所述步驟S2中，將葉綠素材質壓合在所述第一膜片上形成第二膜片。
  24. 如申請專利範圍第17項所述之隔離膜製造方法，其中：在所述步驟S2中，將葉綠素材質塗布在所述第一膜片上形成第二膜片。
  25. 如申請專利範圍第17項所述之隔離膜製造方法，其中： 在所述步驟S2中，將葉綠素材質滴入或噴灑在所述第一膜片上形成第二膜片。
  26. 如申請專利範圍第17項所述之隔離膜製造方法，其中：在所述步驟S2中，將第一膜片放入烘箱烤幹以使得葉綠素材質形成的第二膜片附著於第一膜片上。
TW099143531A 2010-12-13 2010-12-13 隔離膜、隔離膜製造方法及有機電池 TWI426640B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW099143531A TWI426640B (zh) 2010-12-13 2010-12-13 隔離膜、隔離膜製造方法及有機電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW099143531A TWI426640B (zh) 2010-12-13 2010-12-13 隔離膜、隔離膜製造方法及有機電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201225382A TW201225382A (en) 2012-06-16
TWI426640B true TWI426640B (zh) 2014-02-11

Family

ID=46726156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099143531A TWI426640B (zh) 2010-12-13 2010-12-13 隔離膜、隔離膜製造方法及有機電池

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI426640B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1588684A (zh) * 2004-09-29 2005-03-02 北京理工大学 一种降低镍氢电池内压的添加剂
TW201042802A (en) * 2009-01-12 2010-12-01 A123 Systems Inc Laminated battery cell and methods for creating the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1588684A (zh) * 2004-09-29 2005-03-02 北京理工大学 一种降低镍氢电池内压的添加剂
TW201042802A (en) * 2009-01-12 2010-12-01 A123 Systems Inc Laminated battery cell and methods for creating the same

Also Published As

Publication number Publication date
TW201225382A (en) 2012-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5655088B2 (ja) セパレータの製造方法、その方法によって形成されたセパレータ、及びそれを含む電気化学素子
JP6208663B2 (ja) セパレータの製造方法、その方法で形成されたセパレータ、及びそれを含む電気化学素子
US20170098857A1 (en) Coated stacks for batteries and related manufacturing methods
TW411636B (en) Cell and production method thereof
CN108352484B (zh) 非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池
JP5971662B2 (ja) リチウム二次電池用セパレータの製造方法、その方法で製造されたセパレータ、及びそれを含むリチウム二次電池
JP5752815B2 (ja) 電極組立体及びその製造方法
US9728757B2 (en) Separator having heat-resistant insulating layer and electric device comprising the same
KR20170141636A (ko) 다공질층, 적층체, 다공질층을 포함하는 비수 전해액 이차 전지용 부재, 및 다공질층을 포함하는 비수 전해액 이차 전지
JP2008300300A5 (zh)
JP7484809B2 (ja) 全固体電池
JP2007048738A (ja) 電子部品用セパレータおよびその製造方法
JP2016522553A (ja) リチウム二次電池用セパレーターの製造方法、その方法により製造されたセパレーター、及びこれを含むリチウム二次電池
WO2000079618A1 (en) Separator for cell, cell, and method for producing separator
JP5711254B2 (ja) リチウム二次電池用セパレータ及びこれを含むリチウム二次電池
JP2016541087A (ja) 有機−無機複合多孔性膜、これを含むセパレーター及び電極構造体
JP2011048967A (ja) 積層型二次電池および製造方法
CN109301139B (zh) 一种锂离子电池用聚合物涂层隔膜
CN110783530A (zh) 固体电池用电极的制造方法
TWI426640B (zh) 隔離膜、隔離膜製造方法及有機電池
KR101522451B1 (ko) 분리막의 제조공정 및 그 제조장치, 상기 분리막을 포함하는 전기화학소자
KR101521684B1 (ko) 분리막 제조공정 및 이에 따른 분리막을 포함하는 전기화학소자
TW201302971A (zh) 絕緣性接著層組合物、蓄電裝置用元件、蓄電裝置、及其等之製造方法
JP6071172B2 (ja) セパレータ、セパレータの製造方法及び有機電池
TWI464938B (zh) 電能儲存裝置之隔離膜

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees