电池单元分隔器的制作方法

本发明涉及一种用于电池单元的热制造分隔器、形成包括分隔器的锂离子电池单元的方法、以及包括上述电池单元和分隔器的电池。

背景技术：

1、具有凝胶电解质的锂离子电池单元可以包括在电极之间的独立的聚合物分隔器。

2、us2003/0157410a1描述了用于这种凝胶电解质电池单元的分隔器的制造。制造方法包括凝胶电解质前体的溶剂浇铸和蒸发。通过将聚合物溶解到溶剂中并随后蒸发来生产分隔器增加了加工成本和复杂性。

3、ep1320905a1描述了通过挤出制造电池部件。挤出可能是有利的，因为没有蒸发/相转化步骤，减少了所需的加工和总成本。然而，挤出通常需要升高的加工温度(以获得适当的粘度)，这限制了组合物(因为一些组分如聚合物或电解质盐可能在升高的温度下分解)。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了一种用于电池单元的热制造分隔器，该分隔器包括聚合物基质和增塑剂，并且其中该分隔器基本上不含电解质。

2、在一些情况下，本发明的第一方面提供了一种用于电池单元的挤出的分隔器，该分隔器包括聚合物基质和增塑剂，并且其中该分隔器基本上不含电解质。

3、在一些情况下，聚合物基质包含选自聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-共六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯和聚丙烯的一种或多种化合物。

4、在一些情况下，增塑剂包含选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙烯酯、氟碳酸乙烯酯、磷酸三甲酯、环丁砜、四甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚和乙基甲氧基乙基砜的一种或多种化合物。在一些这样的情况下，增塑剂包含碳酸盐。

5、本发明的第二方面提供了一种形成包括分隔器的锂离子电池单元的方法，该方法包括以下步骤：

6、i)形成包含聚合物基质和增塑剂的分隔器，并且其中该分隔器基本上不含电解质；其中，在形成步骤期间，将包含聚合物和增塑剂并且基本上不含电解质的组合物加热到超过约60℃的温度；

7、ii)使分隔器与电解质溶液接触，使得电解质溶液扩散到分隔器中。

8、在一些情况下，本发明的第二方面提供了一种形成包括分隔器的锂离子电池单元的方法，该方法包括以下步骤：

9、i)挤出包含聚合物和增塑剂且基本上不含电解质的组合物，以形成包含聚合物基质和增塑剂的分隔器，其中分隔器基本上不含电解质；

10、ii)使分隔器与电解质溶液接触，使得电解质溶液扩散到分隔器中。

11、在一些情况下，在挤出过程中，组合物被加热到至少60℃，适当地至少85℃。

12、在一些情况下，电解质溶液包含溶剂，该溶剂包含选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙酯甲酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸氟乙烯酯、磷酸三甲酯、环丁砜、四甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚和乙基甲氧基乙基砜的一种或多种化合物。

13、在一些情况下，该方法还包括在阴极和阳极之间设置分隔器。

14、本发明的第三方面提供了一种电池单元，包括阳极、阴极及阳极和阴极之间的分隔器，其中分隔器通过第二方面的方法形成。

15、本发明的进一步特征和优点将从以下参考附图对本发明优选实施例的描述中变得显而易见，这些描述仅以示例的方式给出。

1.一种用于电池单元的热制造分隔器，所述分隔器包括聚合物基质和增塑剂，并且其中，所述分隔器基本上不含电解质。

2.一种用于电池单元的挤出分隔器，所述分隔器包括聚合物基质和增塑剂，并且其中，所述分隔器基本上不含电解质。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的分隔器，其中，所述聚合物基质包含选自聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-共六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯和聚丙烯的一种或多种化合物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的分隔器，其中，所述增塑剂包含选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙烯酯、氟碳酸乙烯酯、磷酸三甲酯、环丁砜、四甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚和乙基甲氧基乙基砜的一种或多种化合物。

5.根据权利要求4所述的分隔器，其中，所述增塑剂包括碳酸盐。

6.一种形成包括分隔器的锂离子电池单元的方法，所述方法包括以下步骤：

7.一种形成包括分隔器的锂离子电池单元的方法，所述方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在挤出过程中将组合物加热到至少85℃。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，所述电解质溶液包含溶剂，所述溶剂包含选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙酯甲酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸氟乙烯酯、磷酸三甲酯、环丁砜、四甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚和乙基甲氧基乙基砜的一种或多种化合物。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，还包括在阴极和阳极之间设置分隔器。

11.一种电池单元，包括阳极、阴极及在阳极和阴极之间的分隔器，其中，所述分隔器通过根据权利要求6至10中任一项所述的方法形成。