[發(fā)明專利]電池單元用隔膜和具有這種隔膜的電池單元有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201780073636.0 | 申請(qǐng)日： | 2017-11-06 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110088940B | 公開（公告）日： | 2022-10-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 馬蒂亞斯·施羅德;卡林·尤利烏斯·武爾姆;馬丁·曼努埃爾·希勒;弗朗茨·富赫斯 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 羅伯特·博世有限公司;株式會(huì)社杰士湯淺國際 |
| 主分類號(hào)： | H01M50/409 | 分類號(hào)： | H01M50/409;H01M50/403;H01M10/42;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243 | 代理人： | 鐘海勝;李宏軒 |
| 地址： | 德國斯*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 電池 單元 隔膜 具有 這種 | ||
本發(fā)明涉及一種用于電化學(xué)電池單元(10)的隔膜組件(20)，包括可傳導(dǎo)離子且電絕緣的隔膜層(22)，其特征在于，所述隔膜組件(20)還具有包含還原劑的還原層(24)，所述還原層(24)的比表面積大于等于10m2/g、優(yōu)選大于等于100m2/g，例如大于等于1000m2/g，并且所述還原層(24)是多孔的并且開孔率為大于等于10％至小于等于90％、優(yōu)選為大于等于30％至小于等于70％。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于電池單元的隔膜和一種包括這種隔膜的電池單元。這種隔膜和這種電池單元具有長期穩(wěn)定性特別優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
背景技術(shù)
電化學(xué)能量存儲(chǔ)裝置(例如鋰離子電池)在許多日常應(yīng)用中廣泛使用。它們用于例如計(jì)算機(jī)，如筆記本電腦、移動(dòng)電話、智能電話和其他應(yīng)用。這種電池在目前快速發(fā)展的車輛(如機(jī)動(dòng)車輛)電氣化中、如電動(dòng)車輛或混動(dòng)車輛中也提供優(yōu)勢(shì)。
電池單元可以以非常不同的方式進(jìn)行配置，但通常包括具有負(fù)極、正極和布置在其間的隔膜的結(jié)構(gòu)。
例如，文件US 2013/0224632 A1描述了一種電化學(xué)電池單元用隔膜。這種隔膜據(jù)說尤其是要防止枝晶生長對(duì)電池單元造成的機(jī)械損壞。據(jù)說，這是由于包括金屬阻擋層的隔膜而實(shí)現(xiàn)的，該金屬阻擋層阻擋枝晶的直接路徑并因此通過動(dòng)力學(xué)和/或熱力學(xué)手段防止枝晶生長。
US 2014/0335395 A1還描述了一種電池單元，其中，離子可滲透且導(dǎo)電的層被布置為鄰近隔膜。根據(jù)該文件，這在電流分布和重量方面獲得了優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于電化學(xué)電池單元的隔膜排布體，包括可傳導(dǎo)離子且電絕緣的隔膜層，其中，所述隔膜排布體還包括包含還原材料的還原層，其中，所述還原層的比表面積不小于10m2/g、優(yōu)選不小于100m2/g、例如不小于1000m2/g，并且，所述還原層是多孔的并且開孔率為不小于10％至不大于90％、優(yōu)選為不小于30％至不大于70％。
該比表面積是基于還原層的相應(yīng)重量。比表面積可以根據(jù)BET方法(例如根據(jù)DINISO 9277:2003-05)通過氣體吸附來確定。孔隙率涉及自由體積(即未被固體占據(jù)的體積)相對(duì)于總體積的比例，尤其表現(xiàn)出開放的(即向外開口的)孔。開孔率例如可以通過相對(duì)密度，即表觀密度(即多孔密度)與真實(shí)密度(即無孔材料的密度)的商，來確定。
上述隔膜排布體尤其能夠獲得裝配有該隔膜排布體的電池單元的改善的壽命和安全性。
于是提出了一種用于電化學(xué)電池單元的隔膜排布體。隔膜排布體原則上可被提供用于任何電化學(xué)電池單元，非限制性實(shí)例是鋰離子電池。隔膜排布體尤其可被設(shè)置在負(fù)極與正極之間，原則上如已知用于電化學(xué)電池單元中的隔膜，并且如下文關(guān)于電池單元詳細(xì)描述的那樣。
隔膜排布體最初以本身已知的方式包括可傳導(dǎo)離子且電絕緣的隔膜層。所述層原則上可以如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣配置，并且可以具有隔膜通常的離子電導(dǎo)率和電導(dǎo)率，使得電池可以以期望的方式操作。示例性的離子電導(dǎo)率可以例如為≥10mS/cm，而合適的電導(dǎo)率可以例如為≤1μS/cm，其中，可以存在1MOhm的電阻，其中，上述實(shí)例決不是限制性的。
隔膜層可以是例如特別多孔的塑料膜，其例如由聚丙烯制成，其例如可以通過擠出和拉伸聚合物膜而形成。溶劑可用于獲得隔膜層的合適孔隙率。為此，可以制備聚合物與鄰苯二甲酸二丁酯的混合物，隨后可以用合適的溶劑(例如用醇、醚、丙酮、苯、正己烷)溶解鄰苯二甲酸二丁酯。隔膜層還可以由非織造織物制成。
例如，電解質(zhì)可被設(shè)置在隔膜的孔中。同樣，以本身已知的方式，電解質(zhì)可包含溶解有一種或多種離子導(dǎo)電鹽的溶劑。可以使用非質(zhì)子溶劑，如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。六氟磷酸鋰(LiPF6)也可被用作離子導(dǎo)電鹽。
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