用于锂二次电池的隔板、锂二次电池和其制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年8月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2014-0105425的优先权和权益，其全部内容通过参考引入本文。
技术领域
[0003] 本公开内容的一个或多个实施方式涉及用于锂二次电池的隔板、包括所述隔板的 锂二次电池、和制造包括所述隔板的所述锂二次电池的方法。
【背景技术】
[0004] 锂二次电池是高电压和高能量密度的电池，且从而具有在各种各样的领域中的应 用。例如，电动车（包括混合动力电动车（HEV)和插电式电动车（PHEV))在高温下运行，具 有长期可用性，且能够充或放大量的电，且从而需要具有高的放电容量和改善的寿命特性 的锂二次电池。
[0005] 锂二次电池可通过将隔板安置在正极与负极之间而组装。隔板可用作用于锂二次 电池中的离子的通道，和可直接接触正极和负极以防止在正极与负极之间的短路。
[0006] 使用具有涂布有粘合剂聚合物的表面的隔板来改善对正极和负极的粘结强度可 进一步简化锂二次电池的制造过程。
[0007] 然而，粘合剂聚合物也可阻塞隔板的孔，且从而可降低隔板的透气性和锂离子的 迀移率，并必然地可降低锂二次电池的性能。另外，涂布有粘合剂聚合物的隔板的表面可为 如此粘性的以至于隔板可粘附到自身，且因此可难以卷起或展开隔板。
【发明内容】
[0008] 本公开内容的一个或多个实施方式涉及用于锂二次电池的隔板，所述隔板具有改 善的对电极的粘结强度。
[0009] 本公开内容的一个或多个实施方式涉及包括所述隔板并具有改善的充电-放电 效率和容量保持率的锂二次电池。
[0010] 本公开内容的一个或多个实施方式涉及制造所述锂二次电池的方法。
[0011] 额外的方面将在随后的描述中部分地阐明，和部分地将从所述描述明晰，或者可 通过所提供的实施方式的实践获悉。
[0012] 根据本公开内容的一个或多个实施方式，用于锂二次电池的隔板包括多孔基底和 在所述多孔基底的表面上的第一涂层。所述第一涂层可包括具有约10°c -约60°C的玻璃 化转变温度的基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物。
[0013] 所述隔板的所述第一涂层可对着所述锂二次电池的正极安置。
[0014] 所述基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物可具有约20°C_约60°C的玻璃化转变温度。
[0015] 所述第一涂层可为包括以间隔布置的多个点的点图案的（点-图案化的）层。
[0016] 所述多个点可具有约0. 1mm-约1mm的平均直径和约0. 3 μ m-约10 μ m的平均厚 度，和所述点之间的间隔的至少一个可为约0. 1mm-约1〇_。
[0017] 所述隔板可进一步包括在所述多孔基底的与所述第一涂层相反的表面上并且包 括基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物的第二涂层。
[0018] 所述第二涂层可为包括以间隔布置的多个点的点图案的层。
[0019] 所述第二涂层的所述多个点可具有约0. 1mm-约1mm的平均直径和约0. 3 μm-约 10 μπι的平均厚度，和所述点之间的间隔的至少一个可为约0. 1mm-约10mm。
[0020] 所述隔板可进一步包括在所述多孔基底与所述第二涂层之间的无机涂层，所述无 机涂层包括选自如下的至少一种的无机颗粒：胶体二氧化硅、α -氧化铝（α -Α1203)、γ -氧 化铝（γ -Α1203)、勃姆石（γ -Α10(0Η))、水铝矿（三水铝石）（γ -Α1 (0Η)3)、氧化锆、氟化镁、 BaTi03、Sn02、Ce02、MgO、NiO、CaO、ZnO、Y 203、Ti02、SiC、及其组合。
[0021] 所述隔板可进一步包括在所述多孔基底与所述第一涂层之间的无机涂层，所述无 机涂层包括选自如下的至少一种的无机颗粒：胶体二氧化硅、α -氧化铝（α -Α1203)、γ -氧 化铝（γ-Α1203)、勃姆石（γ-ΑΙΟ(ΟΗ))、水铝矿（γ-Α1(0Η)3)、氧化锆、氟化镁、BaTi0 3、 Sn02、Ce02、MgO、NiO、CaO、ZnO、Y203、Ti0 2、SiC、及其组合。
[0022] 所述基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物可包括烯属不饱和羧酸酯和能与所述烯属不 饱和羧酸酯共聚的单体之间的聚合产物。
[0023] 所述第一涂层和所述第二涂层可包括相同的基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物。
[0024] 根据本公开内容的一个或多个实施方式，锂二次电池包括：正极；负极；和根据上 述实施方式的任意隔板。
[0025] 根据本公开内容的一个或多个实施方式，制造锂二次电池的方法包括：形成包括 正极、负极、和根据上述实施方式的任意隔板的电极组件；将所述电极组件卷起或堆叠以获 得经卷起或堆叠的电极组件；将所述经卷起或堆叠的电极组件在约80°C -约120°C的温度 下热压以获得组合的电极组件；和将所述组合的电极组件用电解质浸渍。
[0026] 所述用于锂二次电池的隔板可通过如下获得：将包括基于（甲基）丙烯酸酯的聚 合物的含水乳液（水乳胶体）涂布在多孔基底的表面上和将经涂布的基于（甲基）丙烯酸 酯的聚合物干燥。
【附图说明】
[0027] 由结合附图考虑的实施方式的下列描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容 易理解，在附图中：
[0028] 图1为根据本公开内容的一些实施方式的隔板的第一涂层的截面示意图；和
[0029] 图2为根据本公开内容的一些实施方式的锂二次电池的示意性透视图。
【具体实施方式】
[0030] 现在将对其实例图解于附图中的实施方式进行介绍，其中相同的附图标记始终是 指相同的元件。然而，本实施方式可具有不同的形式且不应被解释为限于本文中阐明的描 述。因此，下面仅通过参照附图描述所述实施方式以说明本说明书的方面。如本文中使用 的，术语"和/或"包括所列举的要素的一个或多个的任何和全部组合。表述例如"的至少一 种（个）"当在要素列表之前或之后时，修饰整个要素列表且不修饰所述列表的单独要素。 此外，在描述本发明的实施方式时"可"的使用指的是"本发明的一个或多个实施方式"。术 语"（甲基）丙烯酸酯"可指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。另外，如本文中使用的，术语 "使用"可被认为与术语"利用"同义。
[0031] 在下文中，将描述用于锂二次电池的隔板、包括所述隔板的锂二次电池、和制造所 述锂二次电池的方法的示例性实施方式。
[0032] 在对比性的相关技术的用于锂二次电池的隔板中，涂层可包括具有处于或低于室 温（约25°C )、例如处于约_15°C的玻璃化转变温度的粘合剂聚合物，且从而，所述涂层可具 有粘性的表面。因此，当所述隔板为本领域技术人员已知的卷起的隔板时，所述涂层的粘性 可导致所述隔板粘住自身且可阻碍所述隔板被适当地卷起。为了减轻所述涂层的粘性，可 将脱模层附着到所述涂层。然而，附着这样的脱模层可需要层叠所述脱模层的额外过程，这 可增加电池制造成本。另外，所述涂层中的所述粘合剂聚合物的低的玻璃化转变温度可导 致所述粘合剂聚合物的颗粒聚集在一起且所述颗粒的界面彼此粘附，从而降低包括所述粘 合剂聚合物的所述涂层的透气性，且因此降低锂二次电池的锂离子的迀移率，从而导致呈 现出差的特性的锂二次电池。
[0033] 因此，本公开内容的实施方式涉及具有改善的粘结强度和降低的粘性的隔板。在 本公开内容的一些实施方式中，用于锂二次电池的隔板包括多孔基底和在所述多孔基底的 表面上的第一涂层。所述第一涂层可包括具有约l〇°C -约60°C的玻璃化转变温度的基于 (甲基）丙烯酸酯的聚合物。所述第一涂层可对着所述锂二次电池的正极安置。
[0034] 在一些实施方式中，所述基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物可具有约20°C-约60°C、 例如约30°C -约50°C的玻璃化转变温度。
[0035] 当所述基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物具有小于10°C的玻璃化转变温度时，包括 所述基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物的涂层的表面可在室温下变成粘性的，和可在隔板被 卷起时导致所述隔板粘住自身，从而使得将包括所述隔板和电极的电极组件以卷形式卷绕 是非常困难的或不可能的。当所述基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物具有大于60°C的玻璃化 转变温度时，电极与隔板之间的粘结强度可不够强。
[0036] 在本公开内容的一些实施方式中，当所述隔板的所述第一涂层包括具有在任意以 上定义的范围内的玻璃化转变温度的基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物时，所述第一涂层在 室温下将不具有粘性或具有低的粘性，且因此，可优先防止颗粒的界面彼此粘附的问题，和 所述隔板在被卷起时将不粘住自身。另外，其中第一涂层包括具有在任意以上定义的范围 内的玻璃化转变温度的基于（甲基）丙烯酸酯的聚合物的隔板可防止或减少所述第一涂层 的透气性的降低和锂离子的迀移率的降低，且从而可改善所述电极与所述隔板之间的粘结 强度。所述电极与所述隔板之间的改善的粘附可促进锂离子在所述电极的每一个与所述隔 板之间的界面处的迀移，和可改善所述电池的充电-放电效率。此外，即使当所述电池长时 间使用时也可保持这样的改善的粘附，从而改善所述电池的寿命特性，且可抑制所述隔板 在高温下的收缩，从而改善所述电池的热稳定性。
[0037] 在一些实施方式中，所述隔板的所述第一涂层可对着所述锂电池的正极安置。
[0038] 在一些实施方式中，所述隔板中的所述多孔基底的表面可全部或部分地被所述第 一涂层覆盖。
[0039] 在一些实施方式中，所述第一涂层可在所述多孔基底的整个表面上，和/或可填 充所述多孔基底的一些或全部孔。
[0040] 在一些实施方式中，所述第一涂层可为包括以规则的（例如设定的或预定的）间 隔布置的多个点的点图案的层，和可进一步改善所述隔板的锂离子渗透性。
[0041] 当所述第一涂层呈现点图案时，所述图案可为多种形状或尺寸的点的任何合适的 阵列图案，只要其不干扰具有所述第一涂层的所述隔板的锂离子迀移。例如，所述点图案的 第一涂层中的所述点的形状可没有限制地为圆形的、三角形的、长方形的、椭圆形的、扇状 的或菱形状的。在一些实施方式中，所述点图案的第一涂层的所述点可连接在一起以形成 多个连接的点。
[0042] 图1为根据本公开内容的实施方式的用于隔板的第一涂层12的截面示意图。参 照图1，第一涂层12可作为点图案的层形成且可包括以规则的（例如设定的或预定的）间 隔布置的多个圆形的点。
[0043] 所述点图案的第一涂层的所述点可具有约0. 1mm-约1mm的平均直径，可以约 0. 1mm-约10mm的间隔布置，和可具有约0. 3 μ m-约10 μ m的平均厚度，以促进所述隔板对 目标电极的改善的粘结强度和减轻所述锂二次电池的性能劣化的可能性。当所述点图案的 第一涂层的所述点的尺寸