[發明專利]隔膜及具備其的電化學器件

有效

• 申請號: 201380022181.1
• 申請日: 2013-04-30
• 公開（公告）號: CN104254933B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 河廷玟;金鐘勛;尹秀珍;趙炳奎;洪章赫;韓達景
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明涉及一種用于電化學器件(例如鋰二次電池)的隔膜及具備其的電化學器件。更具體而言，本發明涉及一種包括具有多個孔的非織造布基材的隔膜、及具備其的電化學器件。

本發明要求于2012年4月30日在韓國提交的韓國專利申請第10-2012-0045311號、和于2013年4月30日在韓國提交的韓國專利申請第10-2013-0047941號的優先權，其公開內容通過引用的方式全文納入本說明書中。

背景技術

近來，對能源存儲技術已有越來越濃厚的興趣。能源存儲技術的應用領域已經擴展到移動電話、攝像機、筆記本電腦PC和電動汽車，對電化學器件的研究和開發已經進行了越來越多的努力。在這方面，電化學器件是饒有興趣的課題之一。特別是，可充電的二次電池的開發已是關注的焦點。近來，對這類電池的廣泛的研究和開發集中在設計新的電極和電池以提高容量密度和比能上。

目前，在正使用的二次電池之中，二十世紀九十年代早期開發的鋰二次電池，由于與常規的基于含水電解質的電池(例如，Ni-MH、Ni-Cd和H₂SO₄-Pb電池等)相比，具有更高的工作電壓和更高的能量密度的優勢，已引起了特別的關注。

許多公司已生產出具有不同安全特性的各種電化學器件。評估并確保這些電化學器件的安全性是非常重要的。對安全性最重要的考慮在于電化學器件的操作故障或故障不會引起對用戶的傷害。為此，監管指南嚴格限制了電化學器件的危險(例如著火或冒煙)。電化學器件的過熱可引起熱失控或者隔膜的擊穿可造成爆炸風險的增加。特別是，非織造布多孔基材用作電化學器件的隔膜，可降低隔膜的制備成本，但是由于多孔基材的低的拉伸強度、拉伸模量和撓性模量以及在多孔基材上纖維束的不足夠的粘合，其機械強度變差。為此，在電化學器件的制備過程中使用非織造、多孔基材的隔膜可斷裂。而且，由于非織造布基材具有大孔，在電池運轉過程中可產生泄漏電流(leak current)以劣化隔膜的絕緣性能。

發明內容

技術問題

因此，設計本發明旨在解決現有技術的這些問題，因此本發明的一個目的是提供一種隔膜，其可以通過改善在制備隔膜中使用的非織造布基材的機械強度和控制該基材的孔徑來防止泄漏電流的發生，以及提供一種具備所述隔膜的電化學器件。

技術方案

根據本發明的一方面，其提供了一種隔膜，其包括：非織造布基材，其由纖維形成，并具有形成在纖維之間的多個孔；和聚合物涂層，其形成在所述纖維的部分或整個表面，其中，聚合物涂層包含具有拉伸強度為80MPa以上、拉伸模量(modulus)為3,000MPa以上且撓性模量為3,000MPa以上的聚合物。

本發明中，纖維可以具有0.01μm至10μm的厚度。

非織造布基材可包含50％以上的0.05μm至70μm的大直徑孔，基于總孔數計。此外，非織造布基材可具有30至80％的孔隙率以及10至30μm的厚度。

本發明所使用的聚合物可以選自聚酰胺醚酮類(Polyamide etherketone，PAEK)、聚酰亞胺類(Polyimide，PI)、聚酰胺類(Polyamide，PA)、聚亞苯基砜類(Polyphenylene sulfone，PPSU)、聚亞苯基醚類(Polyphenylene ether，PPE)、聚醚砜類(Polyether sulfone，PES)、聚醚醚酮類(Polyether etherketone，PEEK)、聚苯并咪唑類(Polybenzo imidazole，PBI)、聚醚酰亞胺類(Polyether imide，PEI)、聚酰胺酰亞胺類(Polyamideimide，PAI)、聚(對亞苯基-2,6-苯并二噁唑類)(Poly(p-phenylene benzobisoxazole))、環氧樹脂(Epoxy resine)中的任意一個或其兩種以上的混合物。

隔膜還可包含粘附在聚合物涂層上的多種無機顆粒。