[發(fā)明專利]用于鋰電池的改進的帶涂層隔板及相關(guān)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580074209.5
• 申請日: 2015-12-04
• 公開（公告）號: CN107210411A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張正銘;何金波;李學(xué)法;全寅植;石烈;吉爾·V·沃森
• 申請（專利權(quán)）人: 賽爾格有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525
• 代理公司: 北京王景林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11320
• 代理人: 王景林

相關(guān)申請交叉引用

本申請要求2014年12月5日提交的共同未決美國臨時專利申請No.62/087,953的優(yōu)先權(quán)及權(quán)益，該臨時申請通過全文引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請公開了多種用在鋰電池(如鋰離子電池或鋰離子聚合物電池)中的新的、優(yōu)化的或改進的帶涂層的隔板、膜、薄膜等，新的或改進的包括這種帶涂層的隔板、膜、薄膜等的電池，以及制造或使用這種帶涂層的隔板、膜、薄膜等的方法。根據(jù)至少選定的實施方式、方面或目標(biāo)，本申請公開了用在鋰電池(如鋰離子電池或鋰離子聚合物電池)中的新的、優(yōu)化的和/或改進的帶陶瓷涂層的隔板、膜、薄膜等，新的或改進的包括這種帶陶瓷涂層的隔板、膜、薄膜等的電池，以及制造和使用這種帶陶瓷涂層的隔板、膜、薄膜等的方法。根據(jù)至少特定的實施方式、方面或目標(biāo)，本申請公開了用在鋰電池(如鋰離子電池或鋰離子聚合物電池)中的新的、或改進的帶水性或水基聚合涂層的隔板、膜、薄膜等，新的或改進的包括這種帶水性或水基聚合涂層的隔板、膜、薄膜等的電池，以及制造和使用這種帶水性或水基聚合涂層的隔板、膜、薄膜等的方法。根據(jù)至少特別的實施方式、方面或目標(biāo)，本申請公開了用在鋰電池(如鋰離子電池或鋰離子聚合物電池)中的新的、或改進的帶水性或水基聚偏氟乙烯(PVDF)聚合涂層的隔板、膜、薄膜等，新的或改進的包括這種帶水性或水基聚偏氟乙烯(PVDF)聚合涂層的隔板、膜、薄膜等的電池以及制造和使用這種帶水性或水基聚偏氟乙烯(PVDF)聚合涂層的隔板、膜、薄膜等的方法；新的或改進的帶涂層的隔板、膜、薄膜等，其涂層為聚偏氟乙烯或聚偏二氟乙烯(PVDF)均聚物或PVDF和/或偏二氟乙烯(VF₂)與六氟丙烯(HFP或[-CF(CF₃)-CF₂-])、氯三氟乙烯(CTFE)、四氟乙烯(TFE)等的共聚物、其摻和物和/或其混合物；新的或改進的用在鋰電池中的多孔隔板；新的或改進的在用于鋰電池中的隔板上涂布涂層或陶瓷涂層的涂覆方法；新的或改進的PVDF或PVDF:HFP薄膜或膜等。

背景技術(shù)

有多種方法用來改變用作鋰電池(如鋰離子電池)中的隔板的多孔或微孔膜的表現(xiàn)性能。這類方法之一是在多孔或微孔膜的表面上涂覆多孔涂層，以改變或提高可充電鋰離子電池中帶涂層的多孔隔板的化學(xué)和物理性能。在聚合物基體或粘合劑中包含陶瓷顆粒的多孔涂層可因陶瓷顆粒的存在而具有熱穩(wěn)定性。在高于聚合物基體熔點的溫度下，陶瓷顆粒可維持其物理完整性，并用來保持鋰離子電池內(nèi)部電極間的物理分隔屏障，防止陰極和陽極接觸，這類接觸很可能導(dǎo)致嚴(yán)重的內(nèi)部短路。

在陶瓷顆粒/聚合物基體或粘合劑涂覆組合物中，聚合物基體或粘合劑可用來提供鋰離子電池內(nèi)部陶瓷顆粒之間的粘附力、涂層對多孔底膜的粘附力、和/或帶陶瓷涂層的隔板對單個電極或多個電極(與陶瓷涂層相鄰或鄰接的)的粘附力。在鋰電池中，由于隔板和電極之間存在的空隙或間隙會對長期循環(huán)壽命或電池性能有不利影響，因此，隔板和電極間的良好接觸對最佳循環(huán)壽命來說會很重要。

已知的陶瓷/聚偏氟乙烯(PVDF)涂層通常為非水性的溶劑基體系，其使用諸如丙酮、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或上述組合等為溶劑。由于，舉例來說，PVDF在鋰離子電池體系中是惰性且穩(wěn)定的，PVDF已被用于這類涂覆層中。但是，用來溶解PVDF的非水性溶劑通常是揮發(fā)性的，因此可能需要小心使用、處置和/或回收，原因在于這些溶劑可能不是環(huán)境友好的，如果處置不當(dāng)，則可能產(chǎn)生不希望的排放。基于非水性體系的涂覆工藝可能成本高昂，可能有不宜的環(huán)境足跡，并且，因與其可燃性相關(guān)的安全考慮，可能難于處置。

因此，對至少特定的用途來說，存在對新的、優(yōu)化的和/或改進的帶涂層的隔板的需求，其具有或采用水性的或水基涂覆體系制造，相較于某些非水性的或溶劑基涂覆體系而言，因例如性能、成本、環(huán)境、安全和/或經(jīng)濟因素等，其至少在選定的情形下可能是優(yōu)選的。

發(fā)明概述

本發(fā)明至少選定的實施方式、方面或目標(biāo)可能致力于上述對至少特定的用途來說存在的對新的、優(yōu)化的和/或改進的帶涂層的隔板的需求，該隔板具有或采用水性或水基涂覆體系制造，相較于某些非水性的或溶劑基涂覆體系而言，因例如性能、成本、環(huán)境、安全和/或經(jīng)濟因素等，其至少在選定的情形下可能是優(yōu)選的。根據(jù)至少一個可能的優(yōu)選特別實施方式，至少在一面被涂覆的帶陶瓷涂層的隔板通過采用水性或水基涂覆混合物、漿液或體系被制造出來。