[發(fā)明專利]復(fù)合式多孔性材料、制備方法以及于能量?jī)?chǔ)存設(shè)備的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210005797.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103129041A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃曉鳳;方家振;陳品誠(chéng);蔡麗端
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B32B9/04
• 分類號(hào): B32B9/04;B32B27/00;B32B3/24;C23C14/08;H01M2/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明系關(guān)于一種隔離膜材，尤其是關(guān)于一種具有復(fù)合式多孔性材料的隔離膜材、以及其制備方法及應(yīng)用。

【背景技術(shù)】

隔離膜為一種多孔性的絕緣材料，應(yīng)用于電池和其他能量?jī)?chǔ)存設(shè)備中，主要功能是隔絕設(shè)備中的正負(fù)兩電極，防止正負(fù)極接觸而造成電流短路，于此同時(shí)又可以維持良好的離子傳導(dǎo)性。除此之外，也需具備好的機(jī)械強(qiáng)度、對(duì)溫度的尺寸穩(wěn)定性以及對(duì)設(shè)備系統(tǒng)中使用的化學(xué)物質(zhì)與溶劑有良好的穩(wěn)定性與耐受性，同時(shí)，為了制造與加工簡(jiǎn)便也需兼具可撓曲特性。隔離膜的配置使用于電池使用壽命中扮演相當(dāng)重要的角色，現(xiàn)今使用的隔離膜材主要是采用多孔性的高分子膜材以及多孔性無(wú)機(jī)膜材。使用多孔性高分子膜材作為隔離膜會(huì)遭遇與電解液潤(rùn)濕(wetting)不佳進(jìn)而影響離子導(dǎo)電率和其他電池的表現(xiàn)特性。單純使用多孔性無(wú)機(jī)膜材作為隔離膜雖然可以解決與電解液潤(rùn)濕的問(wèn)題，但卻存在易脆的問(wèn)題，且無(wú)法適當(dāng)提供高溫閉孔的安全阻絕功能。

為了改善隔離膜的潤(rùn)濕性、耐溫性或是可撓曲性，目前使用的方法主要是通過(guò)利用無(wú)紡布搭配表面無(wú)機(jī)材料涂層，或是經(jīng)由高分子和無(wú)機(jī)粒子共混(blend)再制成膜材等方式達(dá)到改良的目的。使用無(wú)紡布搭配無(wú)機(jī)材料涂層作為隔離膜雖提升了電解液和隔離膜材的潤(rùn)濕性，卻需要高溫烘烤制程與黏結(jié)劑(binder)的使用，也會(huì)遭遇材料易脆的問(wèn)題。高分子材料和無(wú)機(jī)粒子混煉后制作的隔離膜材，使用的無(wú)機(jī)粒子量多且制程中會(huì)遭遇分散的問(wèn)題。例如美國(guó)專利公開(kāi)US20050084761中披露的，在結(jié)構(gòu)上乃利用無(wú)紡布作為基材，其表層再涂覆多孔性的金屬氧化物(至少含兩種金屬氧化物)，制程上需要黏結(jié)劑的使用以及烘烤制程。又例如美國(guó)專利公開(kāi)US20080190841披露的，在高分子無(wú)紡布表面進(jìn)行等離子體表面活化處理以改善高分子無(wú)紡布與無(wú)機(jī)物質(zhì)之間的附著性后，需涂覆含有粘著劑的無(wú)機(jī)物質(zhì)。

因此，業(yè)界亟需一種兼具高分子膜材優(yōu)異的機(jī)械性能與無(wú)機(jī)材料優(yōu)異的潤(rùn)濕性能的復(fù)合隔離膜材料，且無(wú)需使用黏結(jié)劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提供一種復(fù)合式多孔性材料，包括：多孔性膜材，該多孔性膜材包含微孔洞(microporous)高分子膜材或無(wú)紡布，上述多孔性膜材具有上表面及下表面，其中此上、下表面以及上述多孔性膜材內(nèi)的多個(gè)孔洞表面包括連續(xù)相無(wú)機(jī)鍍層。

本發(fā)明尚提供一種能量?jī)?chǔ)存設(shè)備，包括隔離膜材，其系由前述的復(fù)合式多孔性材料所組成。

本發(fā)明亦提供一種復(fù)合式多孔性材料的制備方法，包括：提供多孔性膜材，該多孔性膜材包含微孔洞(microporous)高分子膜材或無(wú)紡布，上述多孔性高分子膜材具有上表面及下表面；對(duì)上述多孔性膜材進(jìn)行干式鍍膜制程，使上述多孔性高分子膜材的上、下表面及內(nèi)部的多個(gè)孔洞表面上形成連續(xù)相無(wú)機(jī)鍍層。

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更加明顯易懂，下文特舉出實(shí)施例，作詳細(xì)說(shuō)明如下：

【附圖說(shuō)明】

圖1系根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，顯示本發(fā)明的復(fù)合式多孔性材料。

圖2a、2b系本發(fā)明的復(fù)合式多孔性材料的掃描電子顯微鏡(scanning?electron?microscope，SEM)圖。

圖3系根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所形成的二次電池的示意圖。

【主要附圖標(biāo)記說(shuō)明】

100～復(fù)合式多孔性材料；

11～孔洞；

12～多孔性膜材；

13～連續(xù)相無(wú)機(jī)鍍層；

11a～孔洞表面；

12a～上表面；

12b～下表面；

302～正極極板；

304～負(fù)極極板；

306～隔離膜。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明提供一種兼具高分子膜材優(yōu)異的機(jī)械性能與無(wú)機(jī)材料優(yōu)異的潤(rùn)濕性能的復(fù)合式隔離膜材，可應(yīng)用于能量?jī)?chǔ)存設(shè)備。如圖1所示，上述復(fù)合式隔離膜材由復(fù)合式多孔性材料100所組成，包括：多孔性膜材12，該多孔性膜材包含微孔洞(microporous)高分子膜材或無(wú)紡布，上述多孔性膜材具有上表面12a及下表面12b，其中此上、下表面12a、b以及多孔性膜材12內(nèi)的孔洞11的孔洞表面11a包括連續(xù)相無(wú)機(jī)鍍層13。在一實(shí)施例中，上述連續(xù)相無(wú)機(jī)鍍層13可包括含碳元素的類無(wú)機(jī)鍍層(quasi-inorganic?coating)。