[發明專利]二次電池用多孔性隔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201710245907.8
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107452924B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 金惠真;郭元燮;樸珉相
• 申請（專利權）人: SK新技術株式會社;愛思開高新信息電子材料株式會社
• 主分類號: H01M50/449
• 分類號: H01M50/449;H01M50/431;H01M50/403
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;王朋飛

本發明涉及二次電池用多孔性隔膜及其制備方法。本發明涉及通過原子層沉積工藝在多孔性基材形成無機氧化物層的二次電池用多孔性隔膜，本發明可通過調節工藝上的特定條件和多孔性隔膜的表面及內部的無機氧化物的厚度來提供熱穩定性、透過性及電解液浸漬性優秀的薄的隔膜。

技術領域

本發明涉及電化學元件，尤其，涉及適合于二次電池的多孔性隔膜及其制備方法。并且，本發明的目的在于，提供上述高耐熱性得到顯著提高的同時提供高容量電池的新的鋰二次電池用隔膜。

背景技術

在電化學元件中，電池的隔膜對電池的穩定性、壽命、性能的提高極為重要。隔膜的主要功能為在電池內提供離子的移動路徑并防止正極和負極的物理接觸，可通過提高隔膜的特性來制備性能優秀的電池。

為了提高用于電池隔膜的特性，通過層疊聚烯烴類或聚丙烯類等多孔性高分子來形成多層隔膜，或者開發出將多孔性高分子作為基材來混合粘結劑和無機物粒子等來形成涂覆層的隔膜。與單層隔膜相比，多層隔膜或混合粘結劑等的涂覆層可提高隔膜的多種特性，但是，隔膜的厚度有可能會增加，因低透過性、低音性的減少、浸漬性的降低，電池的性能反而會減少。

如上所述，很難制備隔膜的多種特性充分適合于電池的隔膜，厚度薄并滿足機械、化學穩定性來提高電池的性能的隔膜。在美國公開專利第2013-0037312號中公開了在單層多動性高分子基材通過氣體狀態的金屬前驅體沉積氧化鋁來制備熱收縮率優秀的隔膜，但是，并非因熱收縮率的提高帶來電池性能的大幅提高。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：美國公開專利第2013-0037312號

發明內容

本發明涉及在多孔性基材形成無機氧化物層的多孔性隔膜，本發明的目的在于，提供通過調節前驅體的沉積量、無機氧化物的厚度、工藝上的條件等來具有優秀的特性，尤其，可提高二次電池的性能的多孔性隔膜及其制備方法。

本發明為通過原子層沉積工藝在多孔性基材上形成無機氧化物層的多孔性隔膜，本發明提供如下隔膜：在上述多孔性基材的表面，朝向中心方向無機氧化物層的厚度減少，并滿足以下關系式Ⅰ及Ⅱ：

關系式Ⅰ：8≤{(10ts+tr)×C}/100

ts為注入金屬前驅體的時間，單位為s，tr為注入氧化劑的時間，單位為s，C為原子層沉積工藝的反復次數。

關系式Ⅱ：Th/Ts≤0.80

Ts為多孔性隔膜的表面的無機氧化物層的厚度，單位為nm，Th為在多孔性隔膜的表面朝向多孔性隔膜中心方向在與多孔性隔膜總厚度的1/2相對應的位置的內部氣孔形成的無機氧化物層的厚度，單位為nm。

本發明的多孔性隔膜的透過性、電解液浸漬性優秀，可使隔膜薄膜化，從而可提高電池的性能。并且，通過高熔點及致密的氣孔結構來確保電流隔斷性，從而提高穩定性卓越的電池以及可適用于多種電化學元件。

附圖說明

圖1示出實施例1的隔膜的表面的電子顯微鏡照片。

圖2示出實施例25的隔膜的表面的電子顯微鏡照片。

圖3示出實施例25的隔膜內部的電子顯微鏡找平。

圖4示出使用實施例39和比較例8的隔膜來制備的電池的直流內阻(DCIR，directcurrent internal resistance)值的比較。

具體實施方式

相同的，類似的或相似的元件在圖與圖之間保持相同的參考標記。此外，應當注意到，附圖是示意性的，因此并不按照比例。

說明對于本發明的具體內容。在本發明中，并未單獨定義時，術語可解釋為本發明所屬技術領域通常使用的含義。