锂二次电池的隔膜、包括该隔膜的锂二次电池和制备锂二次电池的隔膜的方法与流程

本公开涉及一种锂二次电池的隔膜、包括该隔膜的锂二次电池和制备锂二次电池的隔膜的方法。

背景技术：

1、电化学电池的隔膜不仅用作将电池中的正电极和负电极彼此隔离并且连续地保持离子导电性以使电池能够充电和放电的插入膜，而且防止短路。

2、通常使用的基板(诸如聚烯烃类织物)在高温下容易热收缩并且具有差的物理耐久性。因此，当发生异常并且电池中的内部温度升高时，隔膜容易变形，并且在严重的情况下可能爆炸。为了改善隔膜的耐热性和安全性，正在进行无机颗粒和粘结剂以单层或双层涂覆在基板上的涂覆隔膜的开发。

3、然而，当用无机颗粒和粘结剂以两层同时连续地涂覆基板时，难以在无机颗粒的湿涂覆层上进行呈水溶液状态的粘结剂浆料的均匀涂覆。

4、因此，仍然需要一种锂二次电池的隔膜、包括该隔膜的锂二次电池和制备锂二次电池的隔膜的方法，该隔膜通过在包括无机颗粒的第一层与包括聚合物粘结剂颗粒的第二层之间实施均匀涂覆而具有改善的隔膜与电极之间的粘附性，从而引起改善的弯曲强度。

技术实现思路

1、技术问题

2、一方面提供了一种锂二次电池的隔膜，其中，包括无机颗粒的第一层具有降低的表面粗糙度和提高的堆积密度，从而能够实现均匀涂覆。

3、另一方面提供了一种锂二次电池，该锂二次电池通过包括隔膜来改善隔膜与电极之间的粘附性而具有增强的弯曲强度。

4、另一方面提供了一种制备锂二次电池的隔膜的方法。

5、技术方案

6、根据一方面，锂二次电池的隔膜包括：

7、基板；

8、第一层，设置在基板的至少一个表面上并且包括无机颗粒；以及

9、第二层，设置在第一层上并且包括聚合物粘结剂颗粒，其中，

10、无机颗粒的平均粒径(d50)小于300nm，并且聚合物粘结剂颗粒的平均粒径(d50)是约200nm至约500nm。

11、第一层的厚度可以是1.5μm至4.0μm。

12、第二层的厚度可以是1.0μm至3.0μm。

13、第一层的表面粗糙度(ra)可以是70nm或更小。

14、第二层的已经渗透到第一层的无机颗粒中的聚合物粘结剂颗粒可以从第一层与第二层之间的界面在基板的方向上渗透到0.5μm或更小的深度。

15、无机颗粒可以包括选自于氧化铝(al2o3)、勃姆石、baso4、mgo、mg(oh)2、粘土、二氧化硅(sio2)、tio2、sno2、ceo2、nio、cao、zno、zro2、y2o3、srtio3、batio3和mgf2中的至少一种。

16、聚合物粘结剂颗粒可以包括丙烯酸酯类粘结剂、氟类粘结剂、橡胶类粘结剂、纤维素类粘结剂或它们的组合。

17、根据另一方面，锂二次电池包括：

18、正电极，包括正电极活性物质；

19、负电极，包括负电极活性物质；以及

20、上述隔膜，设置在正电极与负电极之间。

21、锂二次电池的弯曲强度可以是400n或更大。

22、根据另一方面，制备锂二次电池的隔膜的方法包括以下步骤：

23、制备基板；

24、制备包括具有小于300nm的平均粒径(d50)的无机颗粒的第一组合物；

25、制备包括具有200nm至500nm的平均粒径(d50)的聚合物粘结剂颗粒的第二组合物；

26、通过用第一组合物涂覆基板的至少一个表面来形成包括无机颗粒的第一层；以及

27、通过用第二组合物涂覆第一层的一个表面并且使其干燥来形成包括聚合物粘结剂颗粒的第二层，从而制备上述锂二次电池的隔膜。

28、基于总计100wt％，第一组合物中的固体含量可以是40wt％至50wt％。

29、第一层的表面粗糙度ra可以是70nm或更小。

30、第一层的厚度可以是1.5μm至4.0μm，并且第二层的厚度可以是1.0μm至3.0μm。

31、有益效果

32、根据一方面的锂二次电池的隔膜包括：基板；第一层，设置在基板的至少一个表面上并且包括无机颗粒；以及第二层，设置在第一层上并且包括聚合物粘结剂颗粒，其中，无机颗粒的平均粒径(d50)小于300nm，并且聚合物粘结剂颗粒的平均粒径(d50)是200nm至500nm。由于包括无机颗粒的第一层具有降低的表面粗糙度ra和提高的堆积密度，因此可以均匀地涂覆锂二次电池的隔膜。包括该隔膜的锂二次电池可以具有改善的隔膜与电极之间的粘附性，从而引起改善的弯曲强度。

技术特征：

1.一种锂二次电池的隔膜，所述隔膜包括：

2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述第一层的厚度是1.5μm至4.0μm。

3.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述第二层的厚度是1.0μm至3.0μm。

4.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述第一层的表面粗糙度(ra)是70nm或更小。

5.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述第二层的已经渗透到所述第一层的所述无机颗粒中的所述聚合物粘结剂颗粒从所述第一层与所述第二层之间的界面在所述基板的方向上渗透到0.5μm或更小的深度。

6.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述无机颗粒包括选自于氧化铝(al2o3)、勃姆石、baso4、mgo、mg(oh)2、粘土、二氧化硅(sio2)、tio2、sno2、ceo2、nio、cao、zno、zro2、y2o3、srtio3、batio3和mgf2中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述聚合物粘结剂颗粒包括丙烯酸酯类粘结剂、氟类粘结剂、橡胶类粘结剂、纤维素类粘结剂或它们的组合。

8.一种锂二次电池，所述锂二次电池包括：

9.根据权利要求8所述的锂二次电池，其中，所述锂二次电池的弯曲强度是400n或更大。

10.一种制备锂二次电池的隔膜的方法，所述方法包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，基于总计100wt％，所述第一组合物中的固体含量是40wt％至50wt％。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一层的表面粗糙度(ra)是70nm或更小。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一层的厚度是1.5μm至4.0μm，并且所述第二层的厚度是1.0μm至3.0μm。

技术总结
公开了一种锂二次电池的隔膜、包括该隔膜的锂二次电池和用于制备锂二次电池的隔膜的方法。锂二次电池的隔膜包括：基板；第一层，在基板的表面上由无机颗粒组成；以及第二层，在第一层上由聚合物粘结剂颗粒组成，其中，无机颗粒具有小于300nm的平均粒径，并且聚合物粘结剂颗粒具有200nm至500nm的平均粒径。由于包括无机颗粒的第一层的降低的表面粗糙度和提高的堆积密度，隔膜可以具有均匀涂覆。包括该隔膜的锂二次电池具有改善的隔膜与电极之间的接合强度，使得可以改善锂二次电池的弯曲强度。

技术研发人员：洪大玄,刘昇旻,李雨星
受保护的技术使用者：三星SDI株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1