径迹物部分的膜(b)浸入或经过含有蚀刻液的浴器3，以形成多孔膜(C)，其中孔由径迹物部分形成。基于膜的种类，蚀刻液可以不相同，且应溶解形成于膜上的径迹物但不与膜发生化学反应。所述蚀刻液可包括(作为非限制性实例)氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化妈(Ca (OH) 2)、次氯酸钠(NaClO)和过氧化氢(H2O2)tj优选地，所述蚀刻液为氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)。
[0050]浓度为I至1M或2至7M的蚀刻液可有效地除去径迹物同时防止对膜的损害。
[0051]优选的蚀刻温度在40至80°C范围内。
[0052]基于所需的孔的直径和膜的厚度可改变蚀刻时间，但就避免不必要的时间浪费同时基本上形成孔而言，优选I至30分钟。
[0053]在本发明的一实施方案的方法中，将在每个方法阶段中膜(I)产生的变化，也就是，径迹物形成前的膜(a)、径迹物形成后的膜(b)和孔形成后的膜(C)各自示于图2a、2b和2c中，且可从图2b上看到形成于膜I上的径迹物11，可从图2c上看到形成于膜I上的孔12。
[0054]通过本领域常规的方法洗涤并干燥以上述方式形成孔的膜。
[0055]本发明一实施方案的多孔基板可用作用于电化学装置的隔板。可采用本发明的一实施方案的隔板的电化学装置的非限制性实例可包括所有引起电化学反应的装置，具体为例如所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容器，例如超级电容器。特别是在二次电池中，优选锂二次电池，其包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池等。
[0056]本发明一实施方案的电化学装置待使用的电极没有特别限制，且可通过本领域已知的常规方法将电极活性材料粘合至电极集流器的形式制造电极。
[0057]电极活性材料的正极活性材料可包括(作为非限制性实例)在现有电化学电池的正极中可用的常规的正极活性材料，特别是锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物或将这些组合的锂复合氧化物。
[0058]负极活性材料可包括(作为非限制性实例)在现有电化学电池的负极中可用的常规的负极活性材料，特别是锂吸附材料，例如锂金属或锂合金、碳、石油焦(petroleumcoke)、活性炭(activated carbon)、石墨(graphite)或其他碳元素类。
[0059]正极集流器可为(作为非限制性实例)由铝、镍或其组合制得的金属箔片以及负极集流器可为(作为非限制性实例)由铜、金、镍或铜合金或其组合制得的金属箔片。
[0060]本发明可用的电解质溶液可为电解质盐溶解于或离解于电解质溶剂中的电解质溶液，所述电解质盐为例如A+Bl吉构的盐，其中A+代表碱金属阳离子例如Li +、Na+和K+或其组合，且 B -代表阴离子，例如 PF 6-、BFp Cl' Br' Γ、C104\ AsF6\ CH3CO2' CF3SO3'N(CF3SO2) 2_和C (CF 2S02) 3_或其组合，所述电解质溶剂选自碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸乙基甲酯(EMC)、y-丁内酯及其混合物，但不限于此。
[0061]基于制备方法和最终产品所需的物理性质，可在电池制造过程中合适的步骤中进行电解质的注入。换句话说，可在电池组装前或者在电池组装的最后步骤等中采用电解质溶液的注入。
[0062]任选地，本发明的电极根据需要还可包括导电材料、粘合剂、填料等成分。
[0063]所述导电材料可包括乙炔黑、炭黑等，但不限于此。
[0064]优选地，在负极和正极中所用的粘合剂可为下列的至少一种:聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯腈、丁腈橡胶、聚丁二烯、聚苯乙烯、苯乙烯丁二烯橡胶、聚硫橡胶、丁基橡胶、氢化的苯乙烯丁二烯橡胶、硝化纤维和羧甲基纤维素。
[0065]本发明的电池可通过本领域已知的常规方法制备，例如通过将电极活性材料和粘合剂分散至有机溶剂中以制备浆液，将浆液涂覆至电极集流器上，干燥并压缩所得物，使用插在正极和负极之间的隔板组装电池，并注入非水性电解质溶液。
[0066]本发明的实施方案
[0067]在下文中，参照实施方案详细描述隔板和制造包括该隔板的电化学装置的方法，但应理解本发明不限于以下实施方案。
[0068]实施方案实施例1-1:隔板的制造
[0069]制备5cmX5cm的以膜形式制造的12 μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)样品。将所述样品放入真空度保持在0.0lmTorr以下的真空室中，并在离子真空室中用170MeV氙离子以固定的垂直方向照射样品的表面。
[0070]随后，在60 °C下在4M氢氧化钠溶液中添加0.05重量％的Dowfax 2A1 (DowChemicals))保持10分钟蚀刻样品。随后，使用蒸馏水洗涤形成孔的膜并干燥以获得用于隔板的多孔基板。
[0071]具有平均30nm直径的孔的多孔基板具有120s/100cc的渗透时间，并且在横截面上测量时孔的曲率等于I。
[0072]实施例1-2:锂二次电池的制造
[0073]负极的制造
[0074]将由96重量％的碳粉作为负极活性材料、3重量％的聚偏二氟乙烯(PVdF)作为粘合剂聚合物、以及I重量％的炭黑作为导电材料，添加至作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中制备负极混合浆液。将所述负极混合浆液涂覆至作为负极集流器的1ym厚的铜(Cu)金属箔片上并干燥以制备负极，随后进行辊压。
[0075]lH极的制造
[0076]将由92重量％的锂钴复合氧化物作为正极活性材料、4重量％的炭黑作为导电材料、以及4重量％的PVdF作为粘合剂聚合物，添加至作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中制备正极混合浆液。将所述正极混合浆液涂覆至作为正极集流器的20 μ m厚的铝(Al)金属箔片上并干燥以制备正极，随后进行辊压。
[0077]电池的制造
[0078]使用在实施例1-1中制造的隔板，以及上述制造的正极和负极制造电池。通过堆叠(stacking)方法组装正极、负极和隔板，并将电解质溶液(碳酸亚乙酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC) = 1/2 (容积比)，六氟磷酸锂(LiPF6)Imol)倒入组装的电池中以制造电池。
[0079]对比实施例1-1:隔板的制造
[0080]通过与实施例1-1相同的方法制造用于隔板的多孔基板，不同之处在于蚀刻时间变为12小时。
[0081]所得到的多孔基板中具有平均500nm的孔直径的孔，并且具有0s/100cc的渗透时间，且在横截面上观察时，测定孔的曲率等于I。
[0082]对比实施例1-2:锂二次电池的制造
[0083]通过与实施例1-2相同的方法制造锂二次电池，不同之处在于使用对比实施例1-1的隔板。
[0084]实骀实施例1
[0085]当实施例1-1的隔板和对比实施例1-1的隔板的每一个都插入正极和负极后，通过注入电解质溶液进行活化。实施例的锂二次电池进行正常的充电和放电，但是对比实施例的锂二次电池在CV(恒压)范围内发生不能终止充电的问题。
【主权项】
1.一种用于电化学装置的隔板，其包括一种膜，所述膜具有直径为I至10nm且曲率在I至2范围内的孔，并且所述隔板具有5至500s/100cc的渗透时间。
2.根据权利要求1所述的用于电化学装置的隔板，其特征在于，所述孔以圆柱形形成。
3.根据权利要求1所述的用于电化学装置的隔板，其中由选自下列任何一种或两种以上的混合物作为基板:含氟聚合物、聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙烯萘、聚砜、纤维素乙酸酯和聚苯乙烯。
4.一种电化学装置，其特征在于， 其包括:正极、负极、插入正极和负极之间的隔板、以及电解质溶液， 其中所述隔板为权利要求1至3中任一项所述的隔板。
5.根据权利要求4所述的电化学装置，其特征在于， 所述电化学装置为锂二次电池。
6.一种制造用于电化学装置的隔板的方法，所述方法包括: 向用于隔板基板的膜上照射离子束以获得形成有径迹物的膜的步骤；以及 将蚀刻液施用至所述形成有径迹物的膜上以在膜上形成孔。
7.根据权利要求6所述的制造用于电化学装置的隔板的方法，其特征在于， 所述离子束具有100至300MeV范围内的加速电压。
8.根据权利要求6所述的制造用于电化学装置的隔板的方法，其特征在于， 所述蚀刻液为选自下列的任何一种或两种以上的混合物:氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化妈(Ca(OH)2)、次氯酸钠(NaClO)和过氧化氢(H2O2)tj
9.根据权利要求6所述的制造用于电化学装置的隔板的方法，其特征在于， 所述蚀刻液具有I至1M的浓度。
10.根据权利要求6所述的制造用于电化学装置的隔板的方法，其中将所述蚀刻液施用至膜上I至30分钟。
11.根据权利要求6所述的制造用于电化学装置的隔板的方法，其特征在于， 将所述离子束以直角照射至膜上。
【专利摘要】本发明涉及一种用于电化学装置的隔膜及其制备方法。所述隔膜含有具有预定的直径、渗透时间和曲率的孔，以使得锂离子能够在其间平稳移动。可通过电化学装置的隔板使锂离子的平稳移动最优化。
【IPC分类】H01M2-16, H01M2-14
【公开号】CN104756284
【申请号】CN201480002789
【发明人】李柱成, 尹秀珍, 成东昱, 韩达景, 贾炅仑, 金钟勋
【申请人】株式会社Lg化学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年3月20日
【公告号】EP2897197A1, US20150280192