[發明專利]有機/無機復合多孔膜以及包含該膜的隔膜和電極結構

有效

• 申請號: 201480036739.6
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105324870B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 陳善美;庾亨均;李柱成
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;穆德駿

本發明提供一種有機/無機復合多孔膜，其包含：選自無機粒子和有機粒子中的一種或多種粒子；以及粘合劑聚合物，其中所述選自無機粒子和有機粒子中的一種或多種粒子通過包圍粒子表面的粘合劑聚合物互相粘合，且所述一種或多種粒子以60％～70％的比率填充在膜中。

技術領域

本發明涉及一種用于電化學裝置諸如鋰二次電池中的有機/無機復合多孔膜，更特別地涉及一種其中均勻混合無機粒子和粘合劑的有機/無機復合多孔膜，以及包含其的隔膜和電極結構。

本申請要求2013年10月31日在韓國提交的韓國專利申請案10-2013-0131527的優先權，通過引用將其并入本文中。

并且，本申請要求2014年10月31日在韓國提交的韓國專利申請案10-2014-0150289的優先權，通過引用將其并入本文中。

背景技術

近來，對儲能技術的關注正在增加。隨著將儲能技術擴展至諸如移動電話、攝影機及筆記本電腦的裝置及進一步擴展至電動車，對用作這種裝置的電源的電池的高能量密度的需求正在提高。因此，對最滿足該需求的鋰二次電池的研究和開發正在積極進行。

在現有的二次電池中，在九十年代早期開發的鋰二次電池因其比常規水性電解質類電池(例如Ni-MH、Ni-Cd和H₂SO₄-Pb電池)高的工作電壓及高得多的能量密度的優點已經受到了特別關注。然而，當這種鋰離子電池使用有機電解質時遭受諸如起火和爆炸的安全性問題，并且不利的是制造復雜。在嘗試克服鋰離子電池的缺點中，已開發了鋰離子聚合物電池作為下一代電池。仍迫切需要更多研究，以提高與鋰離子電池相比的相對低的容量和不足的低溫放電容量。

為解決以上與安全性相關的電化學裝置的問題，已經提出了一種隔膜，所述隔膜具有通過利用無機粒子和粘合劑聚合物的混合物涂布具有多個孔的多孔基材的至少一個表面而形成的有機/無機多孔涂層(韓國專利申請公告10-2007-231)。在所述隔膜中，在多孔基材上形成的多孔活性層中的無機粒子作為一種保持多孔活性層的物理形狀的間隔件(spacer)，因此當電化學裝置過熱時，無機粒子遏止聚烯烴多孔基材的熱收縮。

同時，有機/無機多孔涂層由無機粒子和粘合劑聚合物的混合物獲得，其中為了制備高性能的隔膜，維持無機粒子和粘合劑聚合物在有機/無機多孔涂層中的均勻分布是重要的。然而，因為多種因素可影響無機粒子和粘合劑聚合物在有機/無機多孔涂層中的均勻分布，所以難以獲得維持所述成分均勻分布的有機/無機多孔涂層。因此，需要開發一種制備其中無機粒子和粘合劑聚合物均勻分布的有機/無機多孔涂層的方法。

發明內容

技術問題

本發明旨在解決上述問題，因此本發明的目的為提供一種其中無機粒子和粘合劑均勻分布的有機/無機復合多孔膜，以及其制備方法。

本發明的另一個目的為提供一種包含所述有機/無機復合多孔膜的隔膜。

本發明的又一個目的為提供一種包含所述有機/無機復合多孔膜的電極結構。

技術方案

為實現以上目的，根據本發明的一方面，提供一種有機/無機復合多孔膜，其包含：選自無機粒子和有機粒子中的一種或多種粒子；以及粘合劑聚合物，其中所述選自無機粒子和有機粒子中的一種或多種粒子通過包圍所述粒子的表面的粘合劑聚合物互相粘合，且以60至70％的比率將所述一種或多種粒子填充在膜中。

根據本發明的優選實施方案，基于100重量份的選自無機粒子和有機粒子中的一種或多種粒子，粘合劑聚合物的含量為1至30重量份。

根據本發明的優選實施方案，無機粒子選自介電常數為5以上的無機粒子、具有傳輸鋰離子的能力的無機粒子及它們的混合物。