[發明專利]包括有機和無機混合物的涂層的隔膜和包括該隔膜的電池

有效

• 申請號: 201310064580.6
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103296237A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 洪起哲;樸明國;樸鎮奎;鄭準鎬
• 申請（專利權）人: 第一毛織株式會社
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;C09D127/16;C09D7/12
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

技術領域

本發明涉及一種包括有機和無機混合物的涂層（涂布層）的隔膜，以及一種包括該隔膜的電池。

背景技術

用于電化學電池的隔膜是指設置在電池內的中間層，其將正極和負極彼此隔離，同時保持離子導電率從而使得電池能夠充電和放電。

近來開發的電化學電池具有更輕更薄的結構，以改善電子設備的便攜性，如移動設備和筆記本計算機，同時確保在電動車輛等中使用的高輸出和高容量。因此，要求電池的隔膜厚度薄重量輕，同時確保高粘附和基于高熱阻的形狀穩定性，以便產生高容量電池。

例如，韓國專利No.0775310公開了一種隔膜，其包括通過在基底膜（base?film）一面或兩面上涂覆無機顆粒和有機粘合劑聚合物形成的有機/無機混合物涂層。

當在易受熱影響的基底膜上形成含有無機顆粒的涂層時，改善了涂層的散熱，但是經受粘附的劣化。另一方面，當增加無機顆粒的含量以獲得足夠的散熱時，降低了涂層中的無機粘合劑聚合物的含量，從而引起粘附的進一步的劣化。

在這種情形下，降低涂層和基底膜之間的粘附，以減弱涂層抑制基底膜的熱收縮的力，從而在包含隔膜的電池過熱后，使得其難以防止正極和負極之間的短路。

因此，與現有的有機粘合劑組分比較，必需使用表現更高的粘附的有機粘合劑，作為用于基底膜的涂覆劑（涂布劑，coating?agent）。然而，提供高粘附的有機粘合劑具有這樣的難題，即不能溶解在低沸點溶劑如丙酮中。此外，當高沸點溶劑用于溶解有機粘合劑時，在其上形成和干燥涂層之后，在隔膜上剩余大量的溶劑，從而引起粘附的劣化。

由于這樣的問題，不能將表現高粘附力的有機粘合劑用作涂覆劑的組分，因而，需要一種包括涂層的隔膜，其中涂層通過克服這樣的問題表現極好的散熱性和粘附性。

發明內容

為了解決背景技術的這樣的難題，本發明人開發了一種隔膜，其包括利用含有聚偏二氟乙烯均聚物和無機顆粒的涂覆劑在基底膜上形成的涂層，以提供極好的散熱性和極好的粘附性。

本發明的一個方面提供一種隔膜，其包括利用含有具有1,000,000g/mol以上的重均分子量的聚偏二氟乙烯，和能夠溶解聚偏二氟乙烯均聚物的溶劑在基底膜上形成的涂層，以提供極好的粘附性，其中涂層中溶劑的剩余量（殘留量）是100ppm以下。

本發明的另一個方面提供一種隔膜，其中利用含有無機顆粒和聚偏二氟乙烯的涂覆劑，在基底膜上形成具有極好的粘附性和極好的散熱性的涂層，因此可以強力地將涂層粘附到基底膜上，以實現隔膜的熱收縮的有效抑制。

本發明的進一步的方面提供一種電化學電池，其包括根據本發明的隔膜，以在電池的使用后，防止由于熱量的產生造成的電極的短路，并且該電化學電池具有輕的重量、纖薄的結構、和/或高的容量。

根據一個方面，本發明提供一種隔膜，其包括含有聚偏二氟乙烯均聚物、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、溶劑、和無機顆粒的有機和無機混合物的涂層，其中所述溶劑以100pm以下的量殘留在涂層中。

根據另一個方面，本發明提供一種電化學電池，其包括隔膜、正極、負極、和電解質。

電化學電池可以是鋰可再充電電池（鋰可充電電池）。

具體實施方式

在下文中，將更詳細地描述本發明的實施方式。此處，將省略本領域的技術人員顯然易見的細節的描述。

本發明的一個方面提供一種隔膜，其包括含有聚偏二氟乙烯均聚物、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、溶劑、和無機顆粒的有機和無機混合物的涂層，其中所述溶劑以100pm以下的量殘留在所述涂層中。

根據本發明，優選地，聚偏二氟乙烯（PVdF）均聚物具有1,000,000g/mol以上的重均分子量，更優選1,000,000g/mol至1,200,000g/mol。

在這個分子量范圍內，聚偏二氟乙烯均聚物可以改善涂層和基底膜之間的粘附性，以實現聚烯烴基底膜的熱收縮的有效抑制，該基底膜易受熱影響，并且可在涂層和電極之間提供良好的粘附性，以實現電極之間的短路的有效抑制。

同樣，在這個分子量范圍內，可以順利地將聚偏二氟乙烯均聚物溶解在DMF中，因此可以防止DMF的過多的使用，和干燥過程期間的可能的缺點。

根據本發明，優選地，聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物具有800,000g/mol以下的重均分子量，更優選600,000g/mol至800,000g/mol。

在聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的這個分子量范圍內，隔膜具有極好的電解質浸漬（impregnation），從而包含隔膜的電池可以實現有效的電力輸出。