[發明專利]用于鋰離子電池的改進的隔膜和相關方法

有效

• 申請號: 201380038853.8
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN104521028B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 張正銘;李學法;石烈;普瑞曼納恩德·羅摩達斯;保羅·M·哈爾默;張曉民
• 申請（專利權）人: 賽爾格有限責任公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 北京王景林知識產權代理事務所(普通合伙) 11320
• 代理人: 王景林

1.一種用于能量儲存裝置如二次鋰離子電池的陶瓷涂覆的隔板，所述隔板包括：

具有第一表面和第二表面的微孔膜，其中所述微孔膜是單層、多層、單片和/或多片結構中的至少一種；以及，

在所述微孔膜的至少一個表面上的陶瓷涂層，所述陶瓷涂層提供防止或阻止在使用過程中發生進一步氧化或還原反應的氧化清除層，所述陶瓷涂層包括在水性聚合物粘合劑中的陶瓷顆粒的層，所述水性聚合物粘合劑包含聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺-丙烯腈)共聚物；

其中，所述陶瓷涂覆的隔板提供以下中的至少一種：改進的安全性、循環壽命或高溫性能，氧化或還原反應界面、表面或邊界，在使用過程中在所述隔板與電池電極之間氧化的或還原的界面層，在使用過程中防止或阻止發生進一步氧化或還原反應，改進鋰離子電池的安全性、循環壽命或高溫性能，以及在高溫下的高尺寸穩定性。

2.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述聚合物粘合劑進一步包含聚乙烯醇(PVOH)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚丙烯酸鹽、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺或其共聚物、共混物或混合物。

3.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述陶瓷顆粒包括以下中的至少一種：無機顆粒、離子傳導性材料、硅的氧化物、氧化鋁、鋯的氧化物、鈦的氧化物、其混合物、或硅、鋁、鋯、鈣的氮化物或其混合物、和/或其混合物、共混物和/或組合。

4.如權利要求3所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述陶瓷顆粒包括具有直徑為0.01μm至5μm的平均粒度的顆粒。

5.如權利要求4所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述陶瓷顆粒包括具有直徑為0.01μm至5μm的平均粒度的Al₂O₃。

6.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述微孔膜的至少一個表面上的所述陶瓷涂層具有1.5μm至5.5μm的厚度。

7.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述微孔膜的至少一個表面上的所述陶瓷涂層具有1.5μm至5.5μm的厚度，并且其中所述陶瓷涂覆的隔板在≤110℃下具有-2％或更多的TMA MD尺寸變化。

8.如權利要求6所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述陶瓷涂覆的隔板在≤130℃下具有0.5％或更小的TMA TD收縮率。

9.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述微孔膜的至少一個表面上的所述陶瓷涂層具有3.0μm至5.5μm的厚度，并且其中所述陶瓷涂覆的隔板在135℃下持續一小時具有15％或更小的MD收縮率。

10.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述微孔膜是濕法工藝聚乙烯微孔膜，其中所述微孔膜的至少一個表面上的所述陶瓷涂層具有3.0μm至5.5μm的厚度，并且其中所述陶瓷涂覆的隔板在135℃下持續一小時具有2％或更小的MD收縮率。

11.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述微孔膜的至少一個表面上的所述陶瓷涂層具有3.0μm至5.5μm的厚度，并且其中所述陶瓷涂覆的隔板與未涂覆的膜相比在135℃下持續一小時的MD收縮率減少至少40％。

12.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述微孔膜是濕法工藝聚乙烯微孔膜，其中所述微孔膜的至少一個表面上的所述陶瓷涂層具有3.0μm至5.5μm的厚度，并且其中所述陶瓷涂覆的隔板與未涂覆的膜相比在135℃下持續一小時的MD收縮率減少至少10％。

13.如權利要求1所述的陶瓷涂覆的隔板，其中，所述微孔膜的至少一個表面上的所述陶瓷涂層具有5.5μm至9.0μm的厚度，并且其中所述陶瓷涂覆的隔板在135℃下持續一小時具有4％或更小的MD收縮率。