聚合物粘结陶瓷颗粒电池隔板涂层的制作方法

聚合物粘结陶瓷颗粒电池隔板涂层的制作方法
【专利摘要】本发明提供了多孔、电绝缘和耐电化学表面涂层，所述涂层加强并保护隔板并且提高使用此类隔板的电化学装置的操作安全性；使用紫外线(UV)或电子束(EB)可固化粘结剂将电绝缘的多孔陶瓷颗粒涂层固定在隔板上；以及通过反应性液体树脂和陶瓷颗粒的UV或EB固化浆料制备聚合物粘结的陶瓷颗粒隔板涂层、隔板和电化学装置的方法。
【专利说明】聚合物粘结陶瓷颗粒电池隔板涂层 相关专利申请数据
[0001 ] 本专利申请要求在2014年7月18日提交的并且名称为"Polymer-Bound Ceramic Particle BatteiT S邱arator Coating"(聚合物粘结陶瓷颗粒电池隔板涂层）的美国专利 申请No. 14/335，367的优先权，所述专利申请要求在2013年10月18日提交的美国临时专利 申请No.61/892,885的优先权和权益。运些优先权专利申请中的每一者均全文W引用方式 并入本文中。
【背景技术】
[0002] 电化学装置，诸如电池，广泛用于便携式电源和辅助性电源中。电池的基本工作单 元是一种电化学电池。电化学电池包括两个电极（阳极和阴极)和一种电解质。电池电解质 可为液体、固体或凝胶。电解质提供离子从阴极流至阳极(充电）W及离子从阳极流至阴极 (放电）的路径。如果阴极和阳极形成电接触，则电池将不工作。
[0003] 隔板用于将阴极与阳极"分开"，其充当阴极和阳极之间的电屏障。尽管隔板为电 屏障，但隔板可W不是离子屏障。在一些情况下，为了使离子流最大化，隔板尽可能薄并且 尽可能多孔。隔板可为多孔聚合物薄膜。
[0004] 隔板聚合物中的空隙空间用电解质填充，电解质还填充阳极涂层和阴极涂层中的 孔。含有所选裡盐的有机烷基碳酸盐是液体电解质的一个例子。电解质提供高离子(如，裡 离子)迁移率，并且被设计为当暴露于阴极表面和阳极表面处的电压电位时是化学惰性的。
[0005] 由于其电存储容量，裡二次(可充电）电池已成为混合动力车辆和电动车辆、电网 存储W及大量便携式消费电子设备诸如膝上型计算机、蜂窝电话和手持工具的优选电存储 设备。更高存储容量来自电极表面内的更高电压电位和更大能量密度(离子密度)的组合。
[0006] 随着更高电压和能量密度而来的是发生火灾的风险更大。隔板为防止火灾的关键 部件。下列情况下可发生火灾：1)电池迅速放电，W使得对应的热使隔板热烙融或收缩，2) 对电池的物理损坏使得阳极和阴极接触，或者3)电解质电锻(不可逆的副反应)使得裡离子 W某种方式将裡金属电锻到阳极上，使得随时间推移在阳极上产生裡增长(如，枝晶、尖峰 等），裡增长持续增长，直至形成至阴极的金属桥。
[0007] 示例性隔板膜包含热塑性聚丙締(PP)、聚乙締或者PE和PP的共挤出共混物。或 PP隔板的优点中的一个是运些热塑性聚合物在暴露于热时流动。运种热引起的流动使得隔 板中的孔闭合。当孔闭合时，隔板为离子流的屏障。因此在轻微或逐渐过热状态的情况下， 热塑性隔板将电池关闭。
[000引然而，热塑性PE-PP具有若干缺点。热塑性PE-PP隔板在强度和耐热性方面与常见 厨房夹层袋非常类似。在电池破裂的情况下，PE-PP隔板提供微不足道的机械强度;并且在 快速放电的情况下，PE-PP隔板不具有耐热性W保留在适当位置。在高热条件下，聚合物隔 板可从烙融转至卷曲、解聚和分解。当聚合物隔板膜卷曲或分解时，阴极和阳极之间的屏障 消失。在运种状态下，如果电池无法立即关闭，则将爆发火灾。
[0009]根据防火安全考虑，需要一种卓越、多孔、机械强度高、耐热并且稳定的隔板，其中 当电化学电池受热或被压缩时不由于收缩形成断裂或导致短路。

【发明内容】

[0010] 提供该
【发明内容】
W便W简化的形式介绍概念的选择，所述概念在下面的具体实施 方式中有进一步描述。该
【发明内容】
并非意图识别关键特征或基本特征。
[0011] 本发明公开了多孔、电绝缘(如，非导电）并且耐电化学表面涂层，所述涂层加强并 保护隔板并且提高使用此类隔板的电化学装置的操作安全性。本发明还公开了通过反应性 液态树脂(如，单体和/或低聚物)和陶瓷颗粒的紫外线化V)或电子束化B)固化浆料来制备 此类涂层、隔板和电化学装置的方法。
[0012] -个或多个实施例设及UV或邸固化涂层，该固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物 材料包含UV或EB固化基质，该固化基质包含UV水性混合物或者一个或多个前体的交联反应 产物，所述一个或多个前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物或者一种或多种单体 与一种或多种低聚物的组合；W及陶瓷颗粒材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料 可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重 量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶 瓷颗粒材料粘结至UV或邸固化基质，并且包含具有电绝缘性的至少一种导热材料。在一些 实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣（如，氧化侣(Ab化）、氧化侣氨氧化物等）、氧化娃、碳化 娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或它们的组合，并且一个或多个前体包括UV水性混合物、UV可 固化环氧树脂、UV可固化有机娃、UV可固化氨基甲酸醋、UV可固化橡胶、UV可固化硫醋、丙締 酸醋化水性树脂共混物、丙締酸醋化聚氨基甲酸醋、丙締酸醋化橡胶、丙締酸醋化单体、月旨 环族环氧封端低聚物、脂环族环氧封端单体、丙締酸醋化封端低聚物、丙締酸醋化封端单体 或者它们的组合。在各种实施例中，UV或邸固化基质为非离子的。
[0013] 另外的实施例设及UV或邸固化涂层，该固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料 包含UV或EB固化基质，该固化基质包含UV可固化环氧树脂的交联反应产物；W及陶瓷颗粒 材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化 涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重 量％的量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料粘结至UV或EB固化基质，并且 包含具有电绝缘性的至少一种导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣（如，氧 化侣(A12化）、氧化侣氨氧化物等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或者它们的组 合。在各种实施例中，UV或邸固化基质为非离子的。
[0014] 另外的实施例设及UV或邸固化涂层，该固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料 包含UV或EB固化基质，该固化基质包含UV可固化有机娃的交联反应产物；W及陶瓷颗粒材 料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂 层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％ 的量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料粘结至UV或邸固化基质，并且包含 具有电绝缘性的至少一种导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣（如，氧化侣 (Ab化）、氧化侣氨氧化物等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或者它们的组合。 在各种实施例中，UV或邸固化基质为非离子的。
[0015] 另外的实施例设及UV或邸固化涂层，该固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料 包含UV或EB固化基质，该固化基质包含UV可固化氨基甲酸醋的交联反应产物；W及陶瓷颗 粒材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固 化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重 量％的量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料粘结至UV或EB固化基质，并且 包含具有电绝缘性的至少一种导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣（如，氧 化侣(A12化）、氧化侣氨氧化物等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或者它们的组 合。在各种实施例中，UV或邸固化基质为非离子的。
[0016] 另外的实施例设及UV或邸固化涂层，该固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料 包含UV或EB固化基质，该固化基质包含UV可固化橡胶的交联反应产物；W及陶瓷颗粒材料。 基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂层 中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的 量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料粘结至UV或邸固化基质，并且包含具 有电绝缘性的至少一种导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣（如，氧化侣 (Ab化）、氧化侣氨氧化物等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或者它们的组合。 在各种实施例中，UV或邸固化基质为非离子的。
[0017] 另外的实施例设及UV或邸固化涂层，该固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料 包含UV或EB固化基质，该固化基质包含UV可固化硫醋的交联反应产物；W及陶瓷颗粒材料。 基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂层 中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的 量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料粘结至UV或邸固化基质，并且包含具 有电绝缘性的至少一种导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣（如，氧化侣 (Ab化）、氧化侣氨氧化物等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或者它们的组合。 在各种实施例中，UV或邸固化基质为非离子的。
[0018] 各种实施例设及包括隔板的涂布隔板；W及粘附至隔板的至少一个表面的上述UV 或邸固化涂层中的任何一者。例如，某些实施例设及包括隔板的涂布隔板；W及粘附至隔板 的至少一个表面的UV或EB固化涂层，所述UV或EB固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料 包含UV或EB固化基质，该固化基质包含一个或多个前体的交联反应产物，所述一个或多个 前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物或者它们的组合；W及陶瓷颗粒材料。基于固 化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂层中。在某 些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的量存在 于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料粘结至UV或EB固化基质，通过UV或邸固化基 质粘结至隔板，并且包含具有电绝缘性的至少一种导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材 料为氧化侣(如，氧化侣(A12化）、氧化侣氨氧化物等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮 化棚或它们的组合，并且一个或多个前体包括UV水性混合物、UV可固化环氧树脂、UV可固化 有机娃、UV可固化氨基甲酸醋、UV可固化橡胶、UV可固化硫醋、丙締酸醋化水性树脂共混物、 丙締酸醋化聚氨基甲酸醋、丙締酸醋化橡胶、丙締酸醋化单体、脂环族环氧封端低聚物、月旨 环族环氧封端单体、丙締酸醋化封端低聚物、丙締酸醋化封端单体或者它们的组合。在各种 实施例中，UV或EB固化基质为非离子的。在一些实施例中，隔板为聚合物膜。在某些实施例 中，隔板为S层隔板。根据一些实施例，UV或EB固化涂层粘附至隔板的顶部表面或底部表 面，但是不粘附至顶部表面和底部表面两者。在其他实施例中，UV或EB固化涂层粘附至隔板 的顶部表面和底部表面两者。UV或EB固化涂层可W连续涂层、图案或它们的组合涂覆到隔 板，并且可完全或部分地覆盖隔板的顶部表面、隔板的底部表面或者它们的组合。根据各种 实施例，涂布隔板抑制离子流穿过隔板的孔，并且响应于被加热至l〇〇°C或更高(如，100°C、 105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130°C、135°C、140°C、145°C、150°C 等）的溫度而保持电 绝缘的。在另外的实施例中，陶瓷颗粒材料保留粘结至UV或EB固化基质并且保留粘结至隔 板，并且涂布隔板在被加热至100°C或更高（如，100°C、105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、 130 °C、135 °C、140 °C、145 °C、150 °C 等）的溫度时保持其形状。
[0019] 某些实施例设及包括隔板的图案涂布隔板；W及W图案粘附至隔板的至少一个表 面的上述UV或邸固化涂层中的任何一者。例如，某些实施例设及包括隔板的涂布隔板；W及 W图案粘附至隔板的至少一个表面的UV或EB固化涂层，所述UV或邸固化涂层包含：聚合物 材料，该聚合物材料包含UV或EB固化基质，该固化基质包含一个或多个前体的交联反应产 物，所述一个或多个前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物或者它们的组合；W及陶 瓷颗粒材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在 于固化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约 95重量％的量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料粘结至UV或邸固化基质， 通过UV或EB固化基质粘结至隔板，并且包含具有电绝缘性的至少一种导热材料。在一些实 施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣（如，氧化侣(Ab化）、氧化侣氨氧化物等）、氧化娃、碳化娃、 二氧化铁、氧化儀、氮化棚或它们的组合，并且一个或多个前体包括UV水性混合物、UV可固 化环氧树脂、UV可固化有机娃、UV可固化氨基甲酸醋、UV可固化橡胶、UV可固化硫醋、丙締酸 醋化水性树脂共混物、丙締酸醋化聚氨基甲酸醋、丙締酸醋化橡胶、丙締酸醋化单体、脂环 族环氧封端低聚物、脂环族环氧封端单体、丙締酸醋化封端低聚物、丙締酸醋化封端单体或 者它们的组合。在各种实施例中，UV或EB固化基质为非离子的。在一些实施例中，隔板为聚 合物膜。在其他实施例中，隔板为S层隔板。根据某些实施例，UV或EB固化涂层W图案粘附 至隔板的顶部表面或底部表面，但是不粘附至顶部表面和底部表面两者。在其他实施例中， UV或EB固化涂层W图案粘附至隔板的顶部表面和底部表面两者。根据各种实施例，图案涂 布隔板抑制离子流穿过隔板的孔，并且响应于被加热至l〇〇°C或更高(如，100°C、105°C、110 °C、115°C、120°C、125 °C、130°C、135°C、140°C、145°C、150 °C等）的溫度而保留电绝缘的。在 另外的实施例中，陶瓷颗粒材料保留粘结至图案化的UV或EB固化基质并且保留粘结至隔 板，并且涂布隔板在被加热至100°C或更高（如，100°C、105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、 130 °C、135 °C、140 °C、145 °C、150 °C 等）的溫度时保持其形状。
[0020] 其他实施例设及具有包括隔板的涂布隔板的电化学装置；W及粘附至隔板的至少 一个表面的上述UV或邸固化涂层中的任何一者。例如，某些实施例设及具有包括隔板的涂 布隔板的电化学装置；W及粘附至隔板的至少一个表面的UV或EB固化涂层，所述UV或EB固 化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料包含UV或EB固化基质，该固化基质包含一个或多个 前体的交联反应产物，所述一个或多个前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物或者 它们的组合；W及陶瓷颗粒材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约 98重量％的量存在于固化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材 料可W从约40到约95重量％的量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料粘结 至UV或EB固化基质，通过UV或邸固化基质粘结至隔板，并且包含具有电绝缘性的至少一种 导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣（如，氧化侣(Ab化）、氧化侣氨氧化物 等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或它们的组合，并且一个或多个前体包括UV 水性混合物、UV可固化环氧树脂、UV可固化有机娃、UV可固化氨基甲酸醋、UV可固化橡胶、UV 可固化硫醋、丙締酸醋化水性树脂共混物、丙締酸醋化聚氨基甲酸醋、丙締酸醋化橡胶、丙 締酸醋化单体、脂环族环氧封端低聚物、脂环族环氧封端单体、丙締酸醋化封端低聚物、丙 締酸醋化封端单体或者它们的组合。在各种实施例中，UV或EB固化基质为非离子的。在某些 实施例中，隔板为聚合物膜。在一些实施例中，隔板为S层隔板。根据某些实施例，UV或邸固 化涂层粘附至隔板的顶部表面或底部表面，但是不粘附至顶部表面和底部表面两者。在其 他实施例中，UV或EB固化涂层粘附至隔板的顶部表面和底部表面两者。UV或EB固化涂层可 W连续涂层、图案或它们的组合涂覆到隔板，并且可完全或部分地覆盖隔板的顶部表面、隔 板的底部表面或者它们的组合。根据各种实施例，涂布隔板抑制离子流穿过隔板的孔，并且 响应于被加热至 l〇〇°C或更高(如，100°C、105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130°C、135°C、 140°C、145°C、15(rC等）的溫度而保留电绝缘的。在另外的实施例中，陶瓷颗粒材料保留粘 结至UV或邸固化基质并且保留粘结至隔板，并且涂布隔板在被加热至100°C或更高（如，100 °C、105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130°C、135°C、140°C、145°C、150°C 等）的溫度时保持 其形状。根据各种实施例，电化学装置包括阳极、阴极、电解质、集电器或它们的组合。在某 些实施例中，电化学装置为碱离子电池(如，裡离子电池）。
[0021 ]另外其他实施例设及具有包括隔板的涂布隔板的裡离子电池；W及粘附至隔板的 至少一个表面的上述UV或邸固化涂层中的任何一者。例如，某些实施例设及具有包括隔板 的涂布隔板的裡离子电池；W及粘附至隔板的至少一个表面的UV或EB固化涂层，所述UV或 邸固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料包含UV或EB固化基质，该固化基质包含一个或 多个前体的交联反应产物，所述一个或多个前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物 或者它们的组合；W及陶瓷颗粒材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30 到约98重量％的量存在于固化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗 粒材料可W从约40到约95重量％的量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒材料 粘结至UV或邸固化基质，通过UV或邸固化基质粘结至隔板，并且包含具有电绝缘性的至少 一种导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣(如，氧化侣(A12化）、氧化侣氨氧化 物等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或它们的组合，并且一个或多个前体包括 UV水性混合物、UV可固化环氧树脂、UV可固化有机娃、UV可固化氨基甲酸醋、UV可固化橡胶、 UV可固化硫醋、丙締酸醋化水性树脂共混物、丙締酸醋化聚氨基甲酸醋、丙締酸醋化橡胶、 丙締酸醋化单体、脂环族环氧封端低聚物、脂环族环氧封端单体、丙締酸醋化封端低聚物、 丙締酸醋化封端单体或者它们的组合。在各种实施例中，UV或EB固化基质为非离子的。在某 些实施例中，隔板为聚合物膜。在一些实施例中，隔板为S层隔板。根据某些实施例，UV或邸 固化涂层粘附至隔板的顶部表面或底部表面，但是不粘附至顶部表面和底部表面两者。在 其他实施例中，UV或EB固化涂层粘附至隔板的顶部表面和底部表面两者。UV或EB固化涂层 可W连续涂层、图案或它们的组合涂覆到隔板，并且可完全或部分地覆盖隔板的顶部表面、 隔板的底部表面或者它们的组合。根据各种实施例，涂布隔板抑制离子流穿过隔板的孔，并 且响应于被加热至 l〇〇°C 或更高（如，100°C、105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130°C、135 1：、1401：、1451：、150°(：等)的溫度而保留电绝缘的。在另外的实施例中，陶瓷颗粒材料保留 粘结至UV或邸固化基质并且保留粘结至隔板，并且涂布隔板在被加热至10(TC或更高（如， 100°C、105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130°C、135°C、140°C、145°C、150°C 等）的溫度时 保持其形状。根据各种实施例，裡离子电池包括阳极、阴极、电解质、集电器或它们的组合。
[0022] 各种实施例包括制备上述的涂布隔板中每一者和任何一者或者结合了上述涂布 隔板中任何一者的电化学装置中的任何一者的方法，所述方法包括:将陶瓷颗粒材料与可 固化粘结剂混合物混合W形成浆料，所述可固化粘结剂混合物包含一种或多种单体、一种 或多种低聚物或者它们的组合;将浆料涂布于隔板的至少一个表面W形成浆料涂布隔板； 并且使浆料涂布隔板经受UV或邸福射，从而固化可固化粘结剂混合物并且形成UV或邸固化 基质。UV或邸固化基质粘附至隔板的至少一个表面并且陶瓷颗粒材料基本上遍及UV或邸固 化基质分布。在一些实施例中，浆料还包含溶剂、光引发剂、自由基引发剂、分散剂、粘附促 进剂、润湿剂、硅烷涂布颗粒、暗固化添加剂、共引发剂、发泡剂或它们的组合。在其他实施 例中，浆料不包含溶剂。浆料可W连续涂层、图案或它们的组合涂覆到隔板，并且可完全或 部分地覆盖隔板的顶部表面、隔板的底部表面或者它们的组合。在各种实施例中，通过筛 网、帘式涂布、凹版印刷、反向凹版印刷、柔性版印刷机、凸版印刷、胶印机或它们的组合将 浆料W印刷图案涂覆至隔板。根据某些实施例，方法还可包括将涂布隔板定位在电化学装 置中并且随后对电化学装置充电和放电。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从 约30到约98重量％的量存在于固化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶 瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的量存在于固化涂层中。在各种实施例中，陶瓷颗粒 材料粘结至UV或邸固化基质，通过UV或EB固化基质粘结至隔板，并且包含具有电绝缘性的 至少一种导热材料。在一些实施例中，陶瓷颗粒材料为氧化侣(如，氧化侣(A12化）、氧化侣氨 氧化物等）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或它们的组合，并且可固化粘结剂混 合物包括UV水性混合物、UV可固化环氧树脂、UV可固化有机娃、UV可固化氨基甲酸醋、UV可 固化橡胶、UV可固化硫醋、丙締酸醋化水性树脂共混物、丙締酸醋化聚氨基甲酸醋、丙締酸 醋化橡胶、丙締酸醋化单体、脂环族环氧封端低聚物、脂环族环氧封端单体、丙締酸醋化封 端低聚物、丙締酸醋化封端单体或者它们的组合。在各种实施例中，UV或EB固化基质为非离 子的。在一些实施例中，隔板为聚合物膜。在其他实施例中，隔板为=层隔板。根据某些实施 例，UV或EB固化涂层粘附至隔板的顶部表面或底部表面，但是不粘附至顶部表面和底部表 面两者。在其他实施例中，UV或邸固化涂层粘附至隔板的顶部表面和底部表面两者。
[0023] 各种实施例设及固化涂层，该固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料包含固化 基质，该固化基质包含前体和交联剂的交联反应产物；W及陶瓷颗粒材料。基于固化涂层的 总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂层中。在某些实施例 中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的量存在于固化涂 层中。各种各样的交联剂都可用，并且可在各种实施例中使用。可用于各种实施例中的示例 性交联剂包括但不限于(聚)氮丙晚、金属干燥剂或过氧化物。在某些实施例中，前体为水性 丙締酸、水性氨基甲酸醋或它们的组合。
[0024] 另外其他实施例设及包括隔板的涂布隔板；W及粘附至隔板的至少一个表面的固 化涂层，所述固化涂层包含：固化基质，该固化基质包含前体和交联剂的交联反应产物；W 及陶瓷颗粒材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量 存在于固化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40 到约95重量％的量存在于固化涂层中。各种各样的交联剂都可用，并且可在各种实施例中 使用。可用于各种实施例中的示例性交联剂包括但不限于(聚)氮丙晚、金属干燥剂或过氧 化物。在某些实施例中，前体为水性丙締酸、水性氨基甲酸醋或它们的组合。根据一些实施 例，固化涂层粘附至隔板的顶部表面或底部表面，但是不粘附至顶部表面和底部表面两者。 在其他实施例中，固化涂层粘附至隔板的顶部表面和底部表面两者。固化涂层可W连续涂 层、图案或它们的组合涂覆到隔板，并且可完全或部分地覆盖隔板的顶部表面、隔板的底部 表面或者它们的组合。
[0025] 某些实施例设及包括隔板的图案涂布隔板；W及W图案粘附至隔板的至少一个表 面的固化涂层，所述固化涂层包含：固化基质，该固化基质包含前体和交联剂的交联反应产 物；W及陶瓷颗粒材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％ 的量存在于固化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从 约40到约95重量％的量存在于固化涂层中。各种各样的交联剂都可用，并且可在各种实施 例中使用。可用于各种实施例中的示例性交联剂包括但不限于（聚)氮丙晚、金属干燥剂或 过氧化物。在某些实施例中，前体为水性丙締酸、水性氨基甲酸醋或它们的组合。根据某些 实施例，固化涂层W图案粘附至隔板的顶部表面或底部表面，但是不粘附至顶部表面和底 部表面两者。在其他实施例中，固化涂层W图案粘附至隔板的顶部表面和底部表面两者。
[0026] 其他实施例设及具有包括隔板的涂布隔板的电化学装置；W及粘附至隔板的至少 一个表面的固化涂层，所述固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料包含固化基质，该固 化基质包含前体和交联剂的交联反应产物；W及陶瓷颗粒材料。基于固化涂层的总重量计， 陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂层中。在某些实施例中，基于固 化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的量存在于固化涂层中。各种 各样的交联剂都可用，并且可在各种实施例中使用。可用于各种实施例中的示例性交联剂 包括但不限于(聚)氮丙晚、金属干燥剂或过氧化物。在某些实施例中，前体为水性丙締酸、 水性氨基甲酸醋或它们的组合。根据一些实施例，固化涂层粘附至隔板的顶部表面或底部 表面，但是不粘附至顶部表面和底部表面两者。在其他实施例中，固化涂层粘附至隔板的顶 部表面和底部表面两者。固化涂层可W连续涂层、图案或它们的组合涂覆到隔板，并且可完 全或部分地覆盖隔板的顶部表面、隔板的底部表面或者它们的组合。在一些实施例中，电化 学装置为碱离子电池(如，裡离子电池）。
[0027] 各种实施例包括制备涂布隔板或结合了涂布隔板的电化学装置的方法，所述方法 包括:将包含前体和交联剂的可固化粘结剂混合物与陶瓷颗粒材料混合W形成浆料;将浆 料涂覆于隔板的至少一个表面W形成浆料涂布隔板；W及将浆料涂布隔板固化，从而固化 可固化粘结剂混合物。各种交联剂都可用，并且可在各种实施例中使用。可用于各种实施例 中的示例性交联剂包括但不限于(聚)氮丙晚、金属干燥剂或过氧化物。在某些实施例中，前 体为水性丙締酸、水性氨基甲酸醋或它们的组合。浆料可W连续涂层、图案或它们的组合涂 覆到隔板，并且可完全或部分地覆盖隔板的顶部表面、隔板的底部表面或者它们的组合。在 各种实施例中，通过筛网、帘式涂布、凹版印刷、反向凹版印刷、柔性版印刷机、凸版印刷、胶 印机或它们的组合将浆料W印刷图案涂覆至隔板。根据某些实施例，方法还可包括将涂布 隔板定位在电化学装置中并且随后对电化学装置充电和放电。
[0028] 另外的实施例在本文有所描述。
【附图说明】
[0029] -些实施例W举例的方式，而非W限制的方式，在附图的各个图中示出。
[0030] 图1示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的剖视图。
[0031] 图2为根据一个或多个实施例的示意图，该示意图示出了用于涂布隔板的系统。
[0032] 图3为根据一个或多个实施例的流程图，该流程图示出了用于制备具有涂布隔板 的电池的步骤。
[0033] 图4A示出了未涂布基准隔板的电压分布。
[0034] 图4B示出了未涂布基准隔板的充电速率性能。
[0035] 图4C示出了未涂布基准隔板的循环性能。
[0036] 图5示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0037] 图6示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0038] 图7示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0039] 图8示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0040] 图9示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0041] 图10示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0042] 图IlA示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0043] 图IlB示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0044] 图IlC示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0045] 图12A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0046] 图12B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0047] 图12C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0048] 图13A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0049] 图13B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0050] 图13C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0051] 图14A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0052] 图14B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0053] 图14C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0054] 图15A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0055] 图15B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0056] 图15C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0057] 图16A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0058] 图16B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0059] 图16C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0060] 图17A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0061] 图17B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0062] 图17C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0063] 图18A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0064] 图18B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0065] 图18C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0066] 图19A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0067] 图19B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0068] 图19C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0069] 图20A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0070] 图20B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0071] 图20C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0072] 图21A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0073] 图21B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0074] 图21C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
[0075] 图22A示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的电压分布。
[0076] 图22B示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的充电速率性能。
[0077] 图22C示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板的循环性能。
【具体实施方式】
[0078] 可使用反应性液态树脂（如，单体和/或低聚物)和陶瓷颗粒的紫外线(UV)或电子 束巧B)固化浆料加强和保护隔板并且提高使用此类隔板的电化学装置的操作安全性。本文 呈现了具有高溫尺寸稳定性、关闭机构、高孔隙度和机械强度的涂布隔板。此类涂布隔板可 通过使用UV或邸固化材料的改进工艺制造，W将陶瓷颗粒涂层粘结至聚合物膜隔板。
[0079] 现在将详细参照各种实施例，其一个或多个例子在下文示出。每个实例均W对本 公开进行说明而非限制的方式提供。对于本领域内的技术人员将显而易见的是，在不脱离 本公开范围或精神的前提下，可做出各种修改和变型。例如，作为一个实施例一部分示出或 描述的特征，可用于另一个实施例中W得出又一个实施例。因此，预期本公开涵盖此类修改 和变型。
[0080] 某些变型设及利用特定邸或光化UV可固化粘结剂的电化学装置(如，裡二次电池） 隔板，W及制造所述隔板的方法。根据各种实施例，在制备具有薄陶瓷涂布层的涂布隔板时 可利用特定的EB和/或UV可固化材料作为粘结剂，因为特定的EB和/或UV可固化材料在固化 时对聚合物(如，聚乙締、聚丙締或它们的组合)隔板展示出良好粘附力，同时对存在于电化 学装置中的苛刻电解材料提供必要抗性并保持必要的隔板孔隙度。
[0081] 各种实施例设及UV或邸固化涂层，所述UV或邸固化涂层包含:聚合物材料，该聚合 物材料包含UV或EB固化基质，该固化基质包含一个或多个前体的交联反应产物，所述一个 或多个前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物或者它们的组合；W及陶瓷颗粒材料。 基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂层 中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的 量存在于固化涂层中。
[0082] UV或EB固化涂层可用于加强和保护隔板并且提高使用此类隔板的电化学装置的 操作安全性。图11示出了根据一个或多个实施例的涂布隔板1的剖视图。图11的多孔隔板膜 2被涂布在顶侦杉和底侦U4两者上，并且在多孔UV固化粘结剂6中有陶瓷颗粒5。
[0083] 虽然陶瓷颗粒不限于任何特定形状，但是当组装电池时W及当电池在正常操作中 膨胀或收缩时，圆形颗粒或倒圆颗粒使隔板的脆性聚合物(如，聚締控)膜的撕裂应力降至 最低。图1的陶瓷颗粒5为圆形颗粒或倒圆颗粒的例子。在一些实施例中，UV或EB固化涂层可 具有全部具有相同或类似形状的陶瓷颗粒。在其他实施例中，UV或EB固化涂层的陶瓷颗粒 可具有不同形状。根据另外的实施例，隔板顶侧上的涂层的陶瓷颗粒可为不同于隔板底侧 上的涂层的陶瓷颗粒的形状。在一些实施例中，陶瓷颗粒可为中空的W向最终的UV或邸固 化涂层提供更大孔隙度。可用于各种实施例中的陶瓷颗粒形状的例子包括但不限于简单的 球体或更复杂形状诸如沸石。
[0084] 陶瓷颗粒材料的颗粒的尺寸很大程度上受限于UV或EB固化涂层的厚度。例如，可 能无需使用将显著超出涂层厚度的颗粒。实际粒度在电化学装置的设计中确定。例如，被设 计为单次使用的临时电池可使用非常薄的涂布隔板(如，Iwii厚度），并且因此，相对小的陶 瓷颗粒(如，0.1皿)可能是适当的。然而，动力工具(高放电）或车辆电池(高能量密度)可能 需要较长寿命和更大安全性考虑，并且因此，一些实施例包括在涂层中具有IOwii陶瓷颗粒 的25WI1厚涂布隔板。在一些实施例中，陶瓷颗粒全部为大约相同尺寸。在其他实施例中，陶 瓷颗粒材料包含不同尺寸的颗粒。例如，图1的多孔UV固化粘结剂6用具有不同尺寸的陶瓷 颗粒5填充。根据另外的实施例，隔板顶侧上的涂层的陶瓷颗粒可为不同于隔板底侧上的涂 层的陶瓷颗粒的尺寸。添加不同尺寸的颗粒增大颗粒与颗粒接触和堆积密度，从而增大涂 层的导热性和安全性。
[0085] 在某些实施例中，陶瓷颗粒材料的颗粒具有从约Inm到约IOwii的粒度。在其他实施 例中，陶瓷颗粒材料的颗粒具有从约1 nm到约9.5皿、从约1皿到约9皿、从约1 nm到约8.5皿、 从约1 nm到约8皿、从约1 nm到约7.5皿、从约1 nm到约7皿、从约1 nm到约6.5皿、从约1 nm到约化 m、从约1 nm到约5.5皿、从约1 nm到约5皿、从约1 nm到约4.5皿、从约1 nm到约4皿、从约1 nm到约 3.5皿、从约1皿到约化m、从约1皿到约2.5皿、从约1皿到约化m、从约1皿到约1.5皿、从约1 nm 到约1 Mi、从约2nm到约1 Oum、从约2nm到约9.5皿、从约2nm到约9]im、从约2nm到约8. Sum、从约 2皿到约8皿、从约2皿到约7.化m、从约2皿到约7皿、从约2皿到约6.化m、从约2皿到约6皿、从 约2皿到约5.扣m、从约2皿到约5皿、从约2皿到约4.化m、从约2皿到约4皿、从约2皿到约3.5]i m、从约化m到约化m、从约化m到约2.化m、从约0.1皿到约1化m、从约0.1皿到约9.化m、从约 0.1皿到约9皿、从约0.1皿到约8.5皿、从约0.1皿到约8皿、从约0.1皿到约7.5皿、从约0.1皿 到约7皿、从约0.1皿到约6.5皿、从约0.1皿到约6皿、从约0.1皿到约5.5皿、从约0.1皿到约5 皿、从约0.1皿到约4.5皿、从约0.1皿到约4皿、从约0.1皿到约3.5皿、从约0.1皿到约3皿、从 约0.1皿到约2.5皿、从约0.1皿到约2皿、从约0.1皿到约1.5皿、从约0.1皿到约1皿或它们的 组合的粒度。
[0086] 在一些实施例中，陶瓷颗粒材料的颗粒具有约10皿、约9.5皿、约9皿、约8.5皿、约8 皿、约7.扣m、约化m、约6.!5皿、约化m、约5.!5皿、约!5皿、约4.!5皿、约4皿、约3.!5皿、约化m、约 2.扣m、约化m、约1.扣m、约1曲1、约0.9曲1、约0.8曲1、约0.7曲1、约0.6曲1、约0.5曲1、约0.4曲1、约 0.：3皿、约0.化111、约0.1曲1、约0.0化111、约0.0祉111、约0.0化111、约0.0化111、约0.0扣111、约0.04皿、 约0.03皿、约0.02皿、约0.01皿、约Inm或它们的组合的粒度。
[0087] 各种陶瓷材料都可用，并且可在各种实施例中使用。根据某些实施例，陶瓷颗粒材 料包括具有电绝缘性（如，具有至少IO7欧姆的电阻）的至少一种导热材料。在各种实施例 中，陶瓷颗粒材料具有小于可固化粘结剂混合物并且小于未涂布隔板膜的导电率。在某些 实施例中，涂层的陶瓷颗粒允许隔板的导热率提高而不提高隔板的导电率。可用于各种实 施例中的陶瓷材料的例子包括但不限于氧化侣(如，氧化侣(Ab化）、氧化侣氨氧化物等）、氧 化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚、具有电绝缘性但具有可观导热率的其他化合物， 或者它们的组合。各种实施例的固化涂层包含至少一种类型的陶瓷材料。在一些实施例中， 固化涂层可包含两种或更多种类型陶瓷材料的组合，包括本文所述的陶瓷材料类型中的任 何两种或更多种、=种或更多种、四种或更多种、五种或更多种等的组合。例如，在某些实施 例中，固化涂层可包含氧化侣、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚或者具有电绝缘 性但具有可观导热率的另一种化合物中的一种。在其他实施例中，固化涂层可包含两种陶 瓷材料(如，氧化侣(Al2〇3)和氧化侣氨氧化物、氧化侣和氧化娃、氧化侣和碳化娃、氧化侣和 二氧化铁、氧化侣和氧化儀、氧化侣和氮化棚、氧化侣和具有电绝缘性但具有可观导热率的 另一种化合物、氧化娃和二氧化铁、氧化娃和氧化儀等）、=种陶瓷材料(如，氧化侣(Al2〇3)、 氧化娃和氧化侣氨氧化物;氧化侣、氧化娃和碳化娃;氧化侣、氧化娃和二氧化铁;氧化侣、 氧化娃和氧化儀;氧化侣、氧化娃和氮化棚;氧化侣、氧化娃和具有电绝缘性但具有可观导 热率的另一种化合物;氧化娃、二氧化铁和氧化儀;等）、四种陶瓷材料(如，氧化侣(Ab化）、 氧化娃、碳化娃和氧化侣氨氧化物;氧化侣、氧化娃、碳化娃和二氧化铁;氧化侣、氧化娃、碳 化娃和氧化儀;氧化侣、氧化娃、碳化娃和氮化棚;氧化侣、氧化娃、碳化娃和具有电绝缘性 但具有可观导热率的另一种化合物;氧化娃、碳化娃、二氧化铁和氧化儀;氧化娃、碳化娃、 二氧化铁和氮化棚;等）、五种陶瓷材料(如，氧化侣(Ab化）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁和氧 化侣氨氧化物;氧化侣、氧化娃、碳化娃、二氧化铁和氧化儀;氧化侣、氧化娃、碳化娃、二氧 化铁和氮化棚;氧化侣、氧化娃、碳化娃、二氧化铁和具有电绝缘性但具有可观导热率的另 一种化合物;等）、六种陶瓷材料(如，氧化侣(A12化）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀和氧 化侣氨氧化物;氧化侣、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀和氮化棚;氧化侣、氧化娃、碳化 娃、二氧化铁、氧化儀和具有电绝缘性但具有可观导热率的另一种化合物;等）、屯种陶瓷材 料(如，氧化侣(Ab化）、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚和氧化侣氨氧化物;氧化 侣、氧化娃、碳化娃、二氧化铁、氧化儀、氮化棚和具有电绝缘性但具有可观导热率的另一种 化合物;等）。
[0088]基于固化涂层的总重量计，各种实施例的固化涂层包含的陶瓷颗粒材料的量为从 约30到约98重量％。在一些实施例中，固化涂层包含的陶瓷颗粒材料的量为从约30到约95 重量％、从约30到约90重量％、从约30到约85重量％、从约30到约80重量％、从约30到约75 重量％、从约30到约70重量％、从约30到约65重量％、从约30到约60重量％、从约30到约55 重量％、从约30到约50重量％、从约30到约45重量％、从约30到约40重量％、从约30到约35 重量％、从约40到约98重量％、从约40到约95重量％、从约40到约90重量％、从约40到约85 重量％、从约40到约80重量％、从约40到约75重量％、从约40到约70重量％、从约40到约65 重量％、从约40到约60重量％、从约40到约55重量％、从约40到约50重量％、从约40到约45 重量％、从约50到约98重量％、从约50到约95重量％、从约50到约90重量％、从约50到约85 重量％、从约50到约80重量％、从约50到约75重量％、从约50到约70重量％、从约50到约65 重量％、从约50到约60重量％、从约50到约55重量％、从约60到约98重量％、从约60到约95 重量％、从约60到约90重量％、从约60到约85重量％、从约60到约80重量％、从约60到约75 重量％、从约60到约70重量％、从约60到约65重量％、从约70到约98重量％、从约70到约95 重量％、从约70到约90重量％、从约70到约85重量％、从约70到约80重量％、从约70到约75 重量％、从约80到约98重量％、从约80到约95重量％、从约80到约90重量％、从约80到约85 重量％、从约90到约98重量％、从约90到约95重量％或从约95到约98重量％。在某些实施例 中，固化涂层包含的陶瓷颗粒材料的量为约30重量％、约35重量％、约40重量％、约45重 量％、约50重量％、约55重量％、约60重量％、约65重量％、约70重量％、约75重量％、约80重 量％、约85重量％、约90重量％、约95重量％、约96重量％、约97重量％或约98重量％。
[0089] 在一些实施例中，基于固化涂层的总重量计，其他固体也可W约20到约95重量％ 的量添加至陶瓷颗粒W提高裡电池性能。在其他实施例中，其他固体可W约25到约95重 量％、约30到约95重量％、约35到约95重量％、约40到约95重量％、约45到约95重量％、约50 到约95重量％、约55到约95重量％、约60到约95重量％、约65到约95重量％、约70到约95重 量％、约75到约95重量％、约80到约95重量％、约85到约95重量％、约90到约95重量％、约20 到约30重量％、约20到约40重量％、约20到约50重量％、约20到约60重量％、约20到约70重 量％、约20到约80重量％或约20到约90重量％的量添加至陶瓷颗粒。
[0090] 可用于各种实施例中的其他固体的例子包括但不限于娃渗杂型陶瓷氧化物或裡 渗杂型陶瓷氧化物。在一些实施例中，固化涂层可包括一种其他固体(如，娃渗杂型陶瓷氧 化物或裡渗杂型陶瓷氧化物等）。在其他实施例中，固化涂层可包括两种或更多种类型的其 他固体的组合，包括本文所述的其他固体类型中的任何两种或更多种(如，娃渗杂型陶瓷氧 化物和裡渗杂型陶瓷氧化物等）、=种或更多种、四种或更多种、五种或更多种等的组合。
[0091] 在某些实施例中，陶瓷颗粒与由具体单体和低聚物构成的可固化粘结剂组合物混 合，所述单体和低聚物用作最终交联聚合物粘结剂的前体，W及光引发剂、分散剂、粘附促 进剂、润湿剂或它们的组合。涂布颗粒(如，硅烷涂布颗粒)可用于各种实施例中W提高固化 粘结剂组合物与陶瓷颗粒之间的粘附力。
[0092] 根据各种实施例，UV或EB可固化粘结剂混合物可选自S个通用类别：1)UV可固化 水性，2)由UV可固化有机娃或UV可固化环氧树脂构成的UV可固化环氧树脂，W及3)UV可固 化（甲基）丙締酸醋（如，丙締酸醋化氨基甲酸醋、聚醋、橡胶和硫醋），其中"（甲基）丙締酸 酷'是指甲基丙締酸醋、丙締酸醋、丙締酷胺、丙締酷吗嘟、乙締基醋W及它们的组合。
[0093] 可用于各种实施例中的可固化粘结剂混合物组分的例子包括但不限于丙締酸醋 化水性树脂共混物、脂环族环氧封端低聚物和单体W及阳离子光引发剂、丙締酸醋化封端 低聚物和单体W及自由基引发剂、丙締酸醋化聚氨基甲酸醋、丙締酸醋化橡胶、丙締酸醋化 单体W及它们的组合。各种实施例的可固化粘结剂混合物包含至少一种类型的前体组分。 在某些实施例中，可固化粘结剂混合物包含一种类型的前体组分(如，一种类型的UV可固化 水性氨基甲酸醋、一种类型的丙締酸醋化聚氨基甲酸醋、一种类型的丙締酸醋化单体、一种 类型的丙締酸醋化橡胶、一种类型的脂环族环氧低聚物、一种类型的丙締酸类树脂、一种类 型的脂环族环氧有机娃、一种类型的聚醋丙締酸醋、一种类型的=聚氯胺丙締酸醋、一种类 型的脂族氨基甲酸醋丙締酸醋等）。在其他实施例中，可固化粘结剂混合物可包括两种或更 多种类型的前体组分的组合，包括本文所述的前体组分类型中的任何两种或更多种(如，月旨 环族环氧封端低聚物和单体;丙締酸醋化单体和丙締酸醋化橡胶;丙締酸醋化封端低聚物 和单体;等）、=种或更多种(如，聚醋丙締酸醋、脂族氨基甲酸醋丙締酸醋和丙締酸类树脂； =聚氯胺丙締酸醋、脂族氨基甲酸醋丙締酸醋和丙締酸类树脂;等）、四种或更多种、五种或 更多种等的组合。前体成分的混合物可用于优化涂层特性，诸如柔性、初性、伸长率、颗粒粘 附力、隔板粘附力、孔隙度和离子导电率。受益于此类的混合物的前体的一个非限制性例子 为丙締酸醋化成分。
[0094]根据某些实施例，UV或EB固化涂层可包含橡胶聚合物（如，基于聚异戊二締的橡 胶、基于聚下二締的橡胶等）。可用于基于橡胶聚合物的UV或邸固化涂层制备的可固化粘结 剂混合物组分的例子包括但不限于异戊二締、下二締、环戊二締、亚乙基降冰片締、乙締基 降冰片締 W及它们的组合。在一些实施例中，可固化粘结剂混合物组分可被官能化为包含 反应性基团（如，簇酸醋基团、丙締酸醋基团、乙締基基团、乙締基酸基团或环氧基团），所述 基团提高陶瓷颗粒粘附力并且/或者提高UV或邸引起的交联。
[00%]橡胶聚合物不限于任何特定聚合物主链。在一个或多个实施例中，UV或EB固化涂 层可包含橡胶聚合物，该橡胶聚合物具有带一个或多个反应性官能团的异戊二締主链。示 例性橡胶聚合物主链包括但不限于簇基化甲基丙締酸醋化异戊二締主链、簇基化甲基丙締 酸醋化下二締主链、下二締主链W及它们的组合。在某些实施例中，UV或邸固化涂层可包含 多个不同的聚合物主链链段(如，异戊二締-下二締共聚物）。
[0096] 在一个或多个实施例中，脂环族环氧封端低聚物和单体W及阳离子光引发剂包含 在树脂混合物中。该混合物与非碱性陶瓷砂石混合、涂覆于隔板并且在隔板上进行UV或邸 固化。脂环族环氧封端基团可事实上位于任何聚合物主链上。在某些实施例中，聚合物主链 为控主链或有机娃主链。脂环族环氧成分的混合物也可用于优化涂层特性，诸如柔性、初 性、伸长率、颗粒粘附力、隔板粘附力和离子导电率。
[0097] 在一些实施例中，丙締酸醋化水性树脂共混物与陶瓷颗粒混合、涂覆于隔板并且 在隔板上进行UV或邸固化。
[0098] 在其他实施例中，丙締酸醋化封端低聚物和单体W及自由基引发剂包含在树脂混 合物中。该树脂混合物与陶瓷混合、涂覆于隔板并且在隔板上进行UV或邸固化。在某些实施 例中，丙締酸醋化组合物为EB固化的，并且因此，光引发剂为不必要的并且不应当包含在配 方中。
[0099] 丙締酸醋化封端基团可事实上位于任何聚合物主链上。在某些实施例中，聚合物 主链可抵抗热的电解质并且不与离子(如，裡离子)反应。示例性主链包括但不限于橡胶、有 机娃、硫醋、丙締酸醋、苯乙締丙締酸醋、氨基甲酸醋、氣化控、控W及聚醋。
[0100] 在某些实施例中，不使用聚偏二氣乙締(PVDF)粘结剂。PVDF要求溶解于N-甲基-2-化咯烧酬(NMP)中，其为一种危险溶剂。当使用NM即寸，在某些情况下必须捕集并循环NMP，因 为对于工人呼吸而言太危险并且是一种无法排放到环境中的危害性污染物。
[0101] 另外，各种实施例并非主要利用热塑性粘结剂将陶瓷颗粒保持在适当位置。当达 到热塑性塑料的烙点时，陶瓷颗粒将自由移动。相比之下，不含热塑性粘结剂的各种本发明 实施例的陶瓷颗粒保留粘附至UV或邸固化涂层的聚合物W及隔板两者。
[0102] 如上所述，附加成分可在各种实施例中与可固化粘结剂组合物混合。可用于各种 实施例的涂层中的示例性附加成分包括但不限于反应性稀释剂、分散剂、润湿剂、暗固化添 加剂、另选光引发剂、共引发剂、溶剂、发泡剂、交联剂W及它们的组合。此类添加剂的非限 制性例子在本文的实例中有详述。在一些实施例中，涂层可包含一种类型的附加成分(如， 一种分散剂、润湿剂、暗固化添加剂、可选光引发剂、溶剂或发泡剂等）。在其他实施例中，涂 层可包含两种或更多种类型的附加成分的组合，包括本文所述的附加组分类型中的任何两 种或更多种(如，分散剂和阳离子光引发剂;分散剂和溶剂;光引发剂和溶剂;等）、=种或更 多种（分散剂、光引发剂和消泡剂；分散剂、pH调节剂和交联剂；分散剂、光引发剂和溶剂； 等）、四种或更多种(分散剂、光引发剂、共引发剂和溶剂;等）、五种或更多种(分散剂、光引 发剂、共引发剂、P的周节剂和溶剂;等)等的组合。运些中的大部分为微量成分并且可能在从 约O到约10重量％、从约O到约5重量％或者从约O到约2重量％的范围内。在一些实施例中， 浆料不包含光引发剂。
[0103] 可用作附加成分的示例性反应性稀释剂包括但不限于丙締酸异冰片醋、聚乙二醇 二丙締酸醋、二丙締酸己二醇醋、烷氧基化二丙締酸己二醇醋W及它们的组合。可用作附加 成分的交联剂的例子包括但不限于单官能丙締酸醋、双官能丙締酸醋、多官能丙締酸醋、其 他乙締基化合物W及它们的组合。如果使用，丙締酸醋可W是直链的、支链的（如，丙締酸2-乙基己醋、丙締酸异十八烷基醋等）、环状的（如，丙締酸二环戊醋、n-乙締基己内酷胺等)或 芳族的（如，丙締酸苯氧基乙醋）。示例性双官能和多官能丙締酸醋包括但不限于1,6-己二 醇二（甲基）丙締酸脂、1,9-己二醇二（甲基）丙締酸脂、S环葵烧二甲醇二丙締酸醋W及它 们的组合。
[0104] 可用作附加成分的示例性光引发剂包括但不限于二苯甲酬、径基苯乙酬、甲基二 苯甲酬、4-苯基二苯甲酬、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酬、米蛋酬、4-(2-?乙氧基)苯基-(2-径基-2-甲基丙基)酬、其他二苯甲酬衍生物、苄基二甲基缩酬、2-苄基-2-N，N-二甲基氨 基-1-(4-吗嘟代苯基)-1下酬、2-琉基苯并挫、精脑酿、2-径基-2-甲基-1-(4-叔下基)苯基-1-丙酬、2-甲基-1-[4-(甲硫基苯基)-2-吗嘟代丙酬、马来酷亚胺、2,4,5-S甲基苯甲酯-二 苯基氧化麟、双(2,6-二甲基氧基苯甲酯基）2,4,4-=甲基戊基)氧化麟、双（2,4,6-=甲基 苯甲酯基)-苯基氧化麟、丙酬光引发剂(如，低聚(2-径基-2-甲基甲基乙締基)苯 基]丙酬、2-径基-2-甲基-1-苯基丙-1-酬W及它们的组合）、氧化物光引发剂（如，双（2,4， 6-S甲基苯甲酯基））、衍生自上述光引发剂的聚合物光引发剂，W及它们的组合。
[0105] 可用作附加成分的润湿剂的例子包括但不限于丙酬、异丙醇、碳酸二甲醋W及它 们的组合。
[0106] 另外其他实施例设及包括隔板的涂布隔板；W及粘附至隔板的至少一个表面的上 述UV或EB固化涂层中的任何一者。例如，某些实施例设及包括隔板的涂布隔板；W及粘附至 隔板的至少一个表面的UV或EB固化涂层，所述UV或邸固化涂层包含:聚合物材料，该聚合物 材料包含UV或EB固化基质，该固化基质包含一个或多个前体的交联反应产物，所述一个或 多个前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物或者它们的组合；W及陶瓷颗粒材料。基 于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约98重量％的量存在于固化涂层中。 在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约40到约95重量％的量 存在于固化涂层中。
[0107] 其他实施例设及具有包括隔板的涂布隔板的电化学装置；W及粘附至隔板的至少 一个表面的上述UV或邸固化涂层中的任何一者。例如，某些实施例设及具有包括隔板的涂 布隔板的电化学装置；W及粘附至隔板的至少一个表面的UV或EB固化涂层，所述UV或EB固 化涂层包含:聚合物材料，该聚合物材料包含UV或EB固化基质，该固化基质包含一个或多个 前体的交联反应产物，所述一个或多个前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物或者 它们的组合；W及陶瓷颗粒材料。基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材料可W从约30到约 98重量％的量存在于固化涂层中。在某些实施例中，基于固化涂层的总重量计，陶瓷颗粒材 料可W从约40到约95重量％的量存在于固化涂层中。其他实施例设及制备涂布隔板或结合 了涂布隔板的电化学装置的方法，所述方法包括:将陶瓷颗粒材料与可固化粘结剂混合物 混合W形成浆料，所述可固化粘结剂混合物包含一种或多种单体、一种或多种低聚物或者 它们的组合;将浆料涂布于隔板的至少一个表面W形成浆料涂布隔板;并且使浆料涂布隔 板经受UV或邸福射，从而固化可固化粘结剂混合物并且形成UV或邸固化基质。UV或邸固化 基质粘附至隔板的至少一个表面并且陶瓷颗粒材料遍及UV或邸固化基质分布。
[0108] 图2示出了可在上面进行浆料涂布和固化工序的系统，并且多孔隔板膜2从第一线 轴7退绕、使用液体涂布机9用浆料8涂布、使浆料涂布膜隔板10在任选鼓风机/加热器11下 方经过W去除溶剂(未示出），并且随后使浆料涂布膜隔板10在UV或邸源12(如，灯)下方经 过W固化浆料8。然后可将涂布隔板1任选地卷绕在第二线轴13上。在某些实施例中，系统不 具有和/或利用任选鼓风机/加热器11。
[0109] 图3示出了根据某些实施例的制备涂布隔板的方法。所述方法包括:将陶瓷颗粒材 料与可固化粘结剂混合物组合并且混合W形成浆料(步骤101)，所述混合物包含选自单体、 低聚物W及它们的组合的至少一者;将浆料涂布于隔板的至少一个表面W形成浆料涂布隔 板(步骤102); W及使浆料涂布隔板经受UV或邸福射(步骤104)，从而固化可固化粘结剂混 合物。方法可任选地包括在步骤101中添加溶剂W例如控制浆料的稠度。如果在步骤101中 添加溶剂，则方法可任选地包括在步骤104中固化浆料之前，在任选步骤103中去除溶剂。方 法也可包括将电池与涂布隔板组装在一起的步骤105。电池可包括例如阳极、阴极、电解质 和涂布隔板。图3中示出的示例性方法无需包括每个步骤，并且步骤可在不进行其他步骤的 情况下单独进行。
[0110] 根据各种实施例，可使用常规混合技术制备UV或邸可固化粘结剂组分和陶瓷颗粒 的浆料。随后将浆料涂布在隔板上并且使用UV光化福射或EB福射进行固化。在各种实施例 中，浆料的涂层厚度标称小于IOwii并且通常小于4皿。在某些实施例中，最小浆料涂层厚度 为0.1到0.3皿。在一个或多个实施例中，使用胶印机实现该最小涂层厚度。隔板的一侧或两 侦幡常被涂布并且对涂层进行UV或EB固化。UV固化是指从200到500nm的光谱。尽管4005U 46化m在技术上位于紫蓝色可见光内，但UV灯在该区域中也发出大量能量，并且精选的"Ur 光引发剂吸收运些频率下的光。UV可见光引发剂尤其适于该应用，因为运些长波长更能够 更深地渗透进入液体涂层内。在各种实施例中的一些中，运极其关键，因为导热颗粒中的许 多为白色的并且在阻挡UV光方面非常有效。对于运些应用而言，通常最好使用输出最大值 在UVC和可见范围内的灯。光引发剂的混合物通常用于利用通过颗粒渗透进入涂层内的任 何光。
[0111] 还可将水或溶剂添加至UV或邸可固化粘结剂组合物，W例如增加固化涂层的孔隙 度或者W调节液体涂层的流动特性和流变特性W使其适于不同的涂覆方法。不同浆料涂覆 方法的例子包括但不限于：帘式涂布、漉、凹版印刷、柔性版印刷、筛网、旋转筛、凸版印刷、 橡皮版印刷、狭缝涂布W及适用于涂布膜的任何其他印刷方法。如果将水或溶剂添加至粘 结剂，则在一些实施例中它们可在UV或EB固化之前从涂层中去除。合适溶剂中的一些为具 有低毒性、具有最小调节、迅速蒸发并且对于浆料中的涂层成分或颗粒不具有高亲和力的 那些。各种溶剂均都可用，并且可在各种实施例中使用。可用于各种实施例中的溶剂的例子 包括但不限于乙二醇酸和醇类(如，异丙醇）。如上所述，在某些实施例中溶剂不包含NMP。停 止NMP的使用消除了溶剂捕集和循环W及因此与此类工艺相关的任何成本和时间的必要 性。
[0112] 如果利用水或溶剂，则其可W最多至约70%的量存在于浆料中。在一些实施例中， 溶剂W介于约15与20%之间、介于约10与20%之间或介于约5与20%之间的量存在于浆料 中。在某些实施例中，溶剂W小于约20%、小于约15%、小于约10%或小于约5%的量存在于 浆料中。小于约20%的溶剂或水的量允许迅速蒸发。
[0113] 在各种实施例中，隔板包括顶部表面和底部表面，并且将浆料涂布于隔板的至少 一个表面W形成浆料涂布隔板包括将浆料涂覆于顶部表面或底部表面，但是不涂覆于顶部 表面和底部表面两者。在其他实施例中，将浆料涂布于隔板的至少一个表面W形成浆料涂 布隔板包括将浆料涂覆于顶部表面和底部表面两者。浆料可W连续涂层、图案或它们的组 合涂覆到隔板，并且可完全或部分地覆盖隔板的顶部表面、隔板的底部表面或者它们的组 合。在一些实施例中，将浆料W连续涂层涂覆于顶部表面并且W连续涂层涂覆于底部表面。 在其他实施例中，将浆料W图案涂覆于顶部表面并且W图案涂覆于底部表面。在另外其他 实施例中，将浆料W图案涂覆于顶部表面并且W连续涂层涂覆于底部表面。在另外的实施 例中，将浆料W图案涂覆于底部表面并且W连续涂层涂覆于顶部表面。
[0114] 在一些实施例中，将所得浆料W连续涂层涂覆于在聚合物隔板上。可用于涂覆该 液体浆料的示例性涂覆方法包括但不限于:漉涂、筛网、帘式、凹版印刷、反向凹版印刷、狭 缝涂布、柔性版印刷、凸版印刷、橡皮版印刷W及它们的组合。在一些实施例中，存在短暂干 燥期（如，整个幅材上的空气或热空气）W馈出水或溶剂并且制备多孔液体涂层。随后使浆 料暴露于UV光化福射或EB福射，W使树脂聚合并且将陶瓷颗粒粘结至彼此W及粘结至隔 板。在一个或多个实施例中，在UV或邸固化暴露期间使用冷硬社漉。可通过该连续涂层方法 涂布隔板的一侧或两侧。
[0115] 在各种实施例中，将所得浆料W图案印刷在隔板上。可用于W印刷图案涂覆该液 体浆料的涂覆方法的例子包括但不限于:筛网、帘式涂布、凹版印刷、反向凹版印刷、柔性版 印刷、凸版印刷、橡皮版印刷W及它们的组合。不同印刷方法用于实现不同厚度和分辨率的 涂层。所列印刷技术的次序是从最厚到最薄W及从分辨率的最粗到最精细。在暴露更多表 面时，印刷图案可能需要更少气流和干燥。在涂覆之后，随后使浆料暴露于UV光化福射或EB 福射，W使树脂聚合并且将陶瓷颗粒粘结至彼此W及粘结至隔板。在一个或多个实施例中， 在UV或邸固化暴露期间使用冷硬社漉。可通过该图案印刷工艺涂布隔板的一侧或两侧。
[0116] 在某些实施例中，浆料包含UV水性基质组分并且使用柔性版印刷W图案印刷在隔 板上。在其他实施例中，浆料包含氨基甲酸醋/或橡胶基质组分并且使用橡皮版印刷W图案 印刷在隔板上。根据一些实施例，浆料包含水性基质组分并且使用除橡皮版印刷之外的涂 覆方法W图案印刷在隔板上。
[0117] 现有技术方法不教导或利用本公开中示出的图案化固化隔板涂层。将浆料W图案 涂布于隔板具有许多优点。例如，使浆料图案化允许使用更少浆料(如，更少粘结剂和陶瓷 颗粒材料），并且因此材料成本降低。在一些实施例中，在图案涂层的情况下使用的粘结剂 量比在连续涂层的情况下使用的粘结剂量少两倍。与连续涂层相比较，在作为连续涂层提 供相同安全性有益效果的同时，图案涂层允许改善的涂布隔板孔隙度和增大的浆料涂覆速 率。
[0118] 各种实施例的隔板在类型、组成或形式方面没有特别限制。然而，隔板在功能方面 可受到限制。例如，在某些实施例中，隔板必须至少能够充当电化学装置(如，电池）的阴极 和阳极之间的电屏障，同时允许离子(如，裡离子)流动穿过隔板的孔。换句话讲，当用于电 化学装置(如，电池）中时，隔板必须为电屏障，而非离子屏障。多种隔板可商购获得并且在 各种实施例中适用。在某些实施例中，隔板具有关闭机构。例如，隔板可由在暴露于热时流 动的热塑性聚合物构成。运种热引起的聚合物流动使得隔板中的孔闭合，并且因此，隔板变 成离子流的屏障。因此，在轻微或逐渐过热的情况下，热塑性隔板将电池关闭。在一些实施 例中，隔板被配置成在特定溫度下关闭。例如，在某些实施例中，隔板被配置成响应于被加 热至100°C或更高的溫度而关闭。在其他实施例中，隔板被配置成响应于被加热至105°C或 更高、110°C或更高、115°C或更高、120°C或更高、125°C或更高、130°C或更高、135°C或更高、 140°C或更高、145°C或更高、150°C或更高、155°C或更高、160°C或更高、165°C或更高、170°C 或更高、175°C或更高、180°C或更高、185°C或更高、190°C或更高、195°C或更高、或者200°C 或更高的溫度而关闭。在各种实施例中，关闭溫度上限为所用特定电解质或电池壳体的易 燃性。在某些实施例中，隔板被配置成响应于被加热至从ioo°c到2〇o°c、从Iior到200°C、 从120 °C到200 °C、从100 °C到140 °C、从110 °C到140 °C或从120 °C到140 °C的溫度而关闭。在其 他实施例中，隔板被配置成响应于被加热至100°C、105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130 °C、135°C、14(TC、145°C、15(rC、155°C、16(rC、165°C、17(rC、175°C、18(rC、185°C、19(rC、 195°C或200°C的溫度而关闭。根据各种实施例，关闭溫度取决于用于制备隔板的特定聚合 物。例如，=层隔板的关闭溫度通常由中屯、层(如，聚乙締）的烙融溫度确定。
[0119] 可用于各种实施例中的隔板的例子包括但不限于包含聚乙締(PE)、聚丙締(PP)或 它们的组合(如，阳和PP的共挤出共混物）的聚合物隔膜或膜。在一些实施例中，隔板可具有 单一层(如，单一聚合物膜）。在其他实施例中，隔板可包括两层或更多层，包括两层或更多 层、=层或更多层、四层或更多层、五层或更多层等。在某些实施例中，隔板为=层隔板。= 层隔板的非限制性例子为PP\PE\PPS层隔板。
[0120] 未涂布隔板可具有介于约5和约25皿之间的厚度。在某些实施例中，未涂布隔板的 厚度介于约5和约20皿之间、介于约10和约20皿之间、介于约15和约20皿之间、介于约10和 约2 5皿之间或者介于约15和约2 5皿之间。
[0121] 各种实施例的固化涂层包括至少一种类型的可固化粘结剂混合物。在一些实施例 中，固化涂层可包含两种或更多种类型可固化粘结剂混合物的组合，包括本文所述的可固 化粘结剂混合物类型中的任何两种或更多种、=种或更多种、四种或更多种、五种或更多种 等的组合。
[0122] 如果没有光可渗透到涂层的基部，则可使用电子束固化。剂量为约10至约40kGy的 高能量电子(75-300kV)可穿透液体浆料并且对涂层固化直到隔板(如，聚締控膜或S层隔 板)。
[0123] 在某些实施例中，固化可在室溫下W介于约5和约2000英尺/分钟的速度进行。在 一些实施例中，如果使用邸，则惰性环境可能是必要的。然而，在使用UV固化的各种实施例 中，不需要惰性环境。
[0124] 在各种实施例中，介于约1和约IOOkGy之间的福射剂量为适当的。在某些实施例 中，灯可在约50和约1000瓦/英寸之间进行照明。
[0125] 根据各种实施例，UV或EB固化涂层粘附至隔板的顶部表面或底部表面，但是不粘 附至顶部表面和底部表面两者。在其他实施例中，UV或EB固化涂层粘附至隔板的顶部表面 和底部表面两者。UV或EB固化涂层可W连续涂层、图案或它们的组合存在于隔板上，并且可 完全或部分地覆盖隔板的顶部表面、隔板的底部表面或者它们的组合。根据各种实施例，涂 布隔板抑制离子流穿过隔板的孔，并且响应于被加热至l〇〇°C或更高(如，100°C、105°C、110 °C、115°C、120°C、125 °C、130°C、135°C、140°C、145°C、150 °C等）的溫度而保持电绝缘的。在 另外的实施例中，陶瓷颗粒材料保持粘结至UV或邸固化基质并且保持粘结至隔板，并且涂 布隔板在被加热至 100°c 或更高（如，100°C、105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130°C、135 °C、140°C、145 °C、150°C等）的溫度时保持其形状。
[0126] 根据各种实施例，UV或邸固化基质为非离子的。在某些实施例中，陶瓷颗粒材料粘 结至UV或邸固化基质，通过UV或邸固化基质粘结至隔板，并且遍及UV或邸固化基质均匀分 布。运不同于使用离子材料诸如离子聚合物层的现有技术方法，所述离子聚合物层形成沟 槽/孔口。离子聚合物层本身有助于离子传输并且不具有粘结功能。如果有什么区别的话， 现有技术的此类离子材料将聚合物粘结至自身。使用现有技术的此类隔板的电池充电和放 电速率受到限制，因为离子必须在聚合物上行进。
[0127] 某些实施例不需要使用UV或邸固化。例如，前体混合物可包含水性丙締酸醋、水性 氨基甲酸醋或它们的组合，其通过除UV或EB固化之外的方法进行固化。在压机不具有用于 UV或EB固化的设备的情况下此类实施例为可用的。然而，在不使用UV或EB固化的一个或多 个实施例中，为了获得经受苛刻电解质和裡离子环境的耐化学性，交联剂为必要的。用于该 类型化学物质的通用交联剂的例子包括但不限于(聚)氮丙晚、金属干燥剂和过氧化物。除 了不包括UV或邸固化的方法W外，不使用UV或EB固化的某些实施例不限于任何特定固化方 法。适用于不使用UV或邸固化的各种实施例的固化方法的非限制性例子为强迫通风固化。
[0128] 利用除UV或EB固化之外的固化方法的实施例的浆料可包含与UV或EB固化实施例 相同类型和量的陶瓷颗粒材料。运些浆料还可W连续涂层、图案或它们的组合涂覆到隔板， 并且可完全或部分地覆盖隔板的顶部表面、隔板的底部表面或者它们的组合。在各种实施 例中，通过筛网、帘式涂布、凹版印刷、反向凹版印刷、柔性版印刷机、凸版印刷、胶印机或它 们的组合将浆料W印刷图案涂覆至隔板。如上所述，现有技术方法不教导或利用本公开中 示出的图案化固化隔板涂层。根据一些实施例，固化涂层粘附至隔板的顶部表面或底部表 面，但是不粘附至顶部表面和底部表面两者。在其他实施例中，固化涂层粘附至隔板的顶部 表面和底部表面两者。
[0129] 根据各种实施例，相比于经由除UV或邸固化之外的固化方法的固化图案化隔板涂 层，UV或EB固化图案化隔板涂层允许更清晰、更确定的图案。在某些实施例中，与经由除UV 或EB固化之外的方法固化的图案化隔板涂层相比较，经由UV或EB固化图案化隔板涂层获得 的更清晰、更确定的图案产生改善的隔板性能。
[0130] 现有技术的很大缺点中的一者为隔板涂层工艺。此类现有技术涂层工艺利用PVDF 粘结剂并且极其缓慢。它比用于制备隔板的共挤出和双轴取向工艺慢得多。因此，涂层工艺 变成离线工艺。事实上，现有技术的溶剂蒸发工艺需要多条线(每一者都比足球场长)跟上 每个挤出机。运是极其资本密集型工艺，该工艺需要大量人力、设备和不动产来操作。因为 各种本发明实施例的粘结剂瞬间固化，因此各种本发明实施例克服了其他隔板涂布方法的 时间和经济约束中的一些。此前的涂布方法需要具有相关干燥时间的干燥烘箱。涂布/干燥 越快，烘箱必须越长并且因此资本成本越大。
[0131] 根据各种实施例，固化涂层可具有介于约0.1和约IOwii之间的厚度。在某些实施例 中，固化涂层的厚度介于约巧日约3皿之间、介于约巧日约3皿之间、介于约巧日约4皿之间、介 于约2和约5皿之间、介于约2和约6皿之间、介于约2和约7皿之间、介于约2和约8皿之间、介 于约2和约9皿之间。在一些实施例中，固化涂层的厚度为约0.1皿、约0.2皿、约0.3皿、约0.4 皿、约0.5曲1、约0.6曲1、约0.化m、约0.8曲1、约0.9曲1、约1曲1、约2曲1、约3曲1、约4曲1、约!5皿、约化 m、约7]im、约8皿、约9皿或约10皿。固化涂层可包含不止一层涂层，并且每个层不一定需要相 同。在一些实施例中，涂布隔板可包括两层或更多层涂层，包括本文所述涂层中任何一者的 两层或更多层、=层或更多层、四层或更多层、五层或更多层等。当涂覆多个涂层时，每个层 不一定必须具有相同厚度、组成或形式(如，图案化的或连续的）。
[0132] 根据各种实施例，固化涂布隔板可具有介于约6和约30皿之间的厚度。在某些实施 例中，固化涂布隔板可具有介于约6和约7WI1之间、介于约6和约8皿之间、介于约6和约9皿之 间、介于约6和约10皿之间、介于约6和约15皿之间、介于约6和约20皿之间、介于约6和约25]i m之间、介于约10和约30皿之间、介于约15和约30皿之间、介于约20和约30WI1之间、介于约25 和约30皿之间、介于约10和约15皿之间、介于约10和约20皿之间、介于约10和约25皿之间的 厚度。在一些实施例中，固化涂层的厚度为约6皿、约7皿、约8皿、约9皿、约10皿、约11皿、约 12曲1、约13曲1、约14曲1、约15曲1、约16曲1、约17皿、约1祉m、约19曲1、约20曲1、约21曲1、约22曲1、约 23皿、约24曲1、约25皿、约26皿、约27皿、约28皿、约29皿或约30皿。
[0133] 各种实例在下面示出。每个实例均W对本公开进行说明而非限制的方式提供。对 于本领域内的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开范围或精神的前提下，可做出各 种修改和变型。例如，作为一个实例一部分示出或描述的特征可用于另一个实例中。因此， 预期本公开涵盖此类修改和变型。 实例 实例1:水性，UV可固化。隔板上的氧化侣填充涂层
[0134] 制备水性UV可固化粘结剂组合物，并且W下表1中示出的比率与氧化侣粉末混合 W形成浆料。
[0135] 将表1的所得浆料涂覆在被设计为用于裡离子电池中的25WI1微孔PP\PE\PPS层隔 板膜(CELGARD 2325)上。对于各种样品隔板制备单面或双面涂层。如表2中所见，针对样品1 和样品3的=层隔板的单面制备涂层。相比之下，样品2和样品4的=层隔板涂布在两面上 (如，双面涂层）。另外，涂覆于隔板的涂层为连续多孔涂层或图案化涂层。如表2中所见，针 对样品3和样品4的=层隔板制备连续多孔涂层。相比之下，对样品1和样品2的=层隔板进 行图案涂布。如表2中汇总，样品号1的=层隔板在单面上用表1的涂层图案涂布，样品号2的 =层隔板在两面上用表1的涂层图案涂布，样品号3的=层隔板在单面上用表1的涂层连续 涂布，并且样品号4的=层隔板在两面用表1的涂层连续涂布。
[0136] 使用服Con化〇1 Koater通过1号K条杆涂覆连续涂层。随后W150英尺/分钟的传 送带速度在Miltec MUVI传送带上将涂层固化，该传送带具有配备有Miltec 380-0004UV灯 泡的单一Miltec MP1-400灯。每个所得氧化侣填充UV涂层为4至6WI1厚。例如，连续涂布在单 面上的样品隔板在该单面具有所得4-6WI1厚的氧化侣填充UV涂层，并且连续涂布在双面上 的样品隔板在每一面具有所得4-6WI1厚的氧化侣填充UV涂层。
[0137] 通过得自泊姆克公司（Pamarco)的柔性版印刷手打样机实现图案化涂层。网纹漉 和橡胶漉的位置颠倒，使得所涂覆图案为网纹图案而非可能得自于橡胶漉的平滑涂层。使 用200行/英寸（lpi)5.3bcm网纹。运产生2至4皿厚的氧化侣填充UV涂层。例如，图案涂布在 单面上的样品隔板在该单面上具有所得2-4WI1厚的氧化侣填充UV涂层，并且图案涂布在双 面上的样品隔板在每一面上具有所得2-4WI1厚的氧化侣填充UV涂层。
[0138] 得自连续涂布的陶瓷涂层和得自图案涂布的陶瓷涂层两者看起来均一、稳定并且 强效粘附至隔板。将涂布和未涂布的25皿微孔PP\PE\PPS层隔板膜的样品置于100°C下的 烘箱中。未涂布样品卷曲并且显示部分烙融的迹象，W斑点的形式变得清晰。涂布样品保持 平坦并且具有极少卷曲。
[0139] 将未涂布隔板组装到18650裡离子纽扣电池中。阴极为标准的14mg/cm^MC涂布 侣。阳极为裡金属。WC/10速率对电池充电和放电。图4A、图4B和图4C分别示出了未涂布基 准隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循环性能(C/5)。
[0140] 将涂布隔板样品组装至Ijl8650裡离子纽扣电池中。阴极为标准的14mg/cm^MC涂布 侣。阳极为裡金属。WC/10速率对电池充电和放电。图5至图8示出了被涂布样品隔板的电压 分布。如表2W及图4A和图5至图8的电压分布(C/10)所示，利用涂布隔板的电池能够充电和 放电并且充电容量和放电容量与对照物的充电容量和放电容量类似。
[0141] 实例帥示出了 UV可固化水性涂层的另一个非限制性例子。 实例2:隔板上的具有氧化侣粉末的UV可固化水性氨基甲酸醋丙締酸醋涂层
[0142] 制备UV可固化水性氨基甲酸醋丙締酸醋粘结剂组合物，并且W下表3中示出的比 率台氧,化铅粉未溜合LU化成浆魁。
[0143] 将表3的所得浆料涂覆在25皿微孔PP\PE\PPS层隔板膜(CELGA畑2325)上。通过 1201pi =螺旋网纹实现单面和双面图案化涂层。如在实例1中一样，在NMC裡金属半电池中 测试涂布隔板。表4和表5W及图IlA和图12A的结果证明单面和双面陶瓷图案涂布隔板在裡 离子电池中起作用。图IlB和图12B示出了涂布隔板允许W从0.1到至少2C的速率进行裡离 子充电和放电。在运些速率下，涂层不会妨碍在未涂布隔板涂层上方的离子流（图4B)。图 IlC和图12C示出电池成功充电和放电超过50次循环。
[0144] 图11A、图IlB和图IlC分别示出了样品号7的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速 率性能和循环性能(C/5)。样品号7的S层隔板在单面上用表3的氧化侣填充UV涂层的4至祉 m厚涂层进行图案涂布。
[0145] 图12A、图12B和图12C分别示出了样品号8的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速 率性能和循环性能(C/5)。样品号8的S层隔板在两个面上每面用表3的氧化侣填充UV涂层 的Sum厚給居讲斤图塞給布。
实例3:UV可固化的。隔板上的氧化侣填充橡胶丙締酸醋涂层
[0146] 制备UV可固化组合物，并且W下表6中示出的比率与氧化侣粉末混合W形成浆料。 该高度填充产物既不包含溶剂也不包含水。
[0147] 将表6的所得浆料涂覆在被设计为用于裡离子电池中的25WI1微孔PP\PE\PPS层隔 板膜(CELGARD 2325)上。
[0148] 针对样品号6的S层隔板制备连续多孔涂层。相比之下，对样品号5的S层隔板进 行图案涂布。样品号5的=层隔板在两面上用表6的涂层进行图案涂布，而样品号6的=层隔 板在两面上用表6的涂层进行连续涂布。
[0149] 使用服Con化〇1 Koater通过1号K条杆涂覆双面连续涂层。随后W150英尺/分钟 的传送带速度在Miltec MUVI传送带上将涂层固化，该传送带具有配备有Miltec 380-0004UV灯泡的单一Mi 1 tec MPI-400灯。运产生每面为4至6WI1厚的UV固化氧化侣涂层。
[0150] 通过得自泊姆克公司(Parmco)的柔性版手打样机实现双面图案化涂层。网纹漉和 橡胶漉的位置颠倒，使得所涂覆图案为网纹图案而非可能得自于橡胶漉的平滑涂层。使用 200行/英寸（lpi)5.3bcm网纹。运产生每面2至化m厚的氧化侣填充UV涂层。
[0151] 得自连续涂布的陶瓷涂层和得自图案涂布的陶瓷涂层两者看起来均一、稳定并且 强效粘附至隔板。将涂布和未涂布的25皿微孔PP\PE\PPS层隔板膜的样品置于100°C下的 烘箱中。未涂布样品卷曲并且显示部分烙融的迹象，其W斑点的形式变得清晰。被涂布样品 保持平坦并且具有极少卷曲。
[0152] 将未涂布隔板组装到18650裡离子纽扣电池中。阴极为标准的14mg/cm^MC涂布 侣。阳极为裡金属。WC/10速率对电池充电和放电。图4A、图4B和图4C分别示出了未涂布基 准隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循环性能(C/5)。
[01对将涂布隔板样品组装至Ijl8650裡离子纽扣电池中。阴极为标准的14mg/cm^MC涂布 侣。阳极为裡金属。WC/10速率对电池充电和放电。图9和图10分别示出了涂布隔板样品号5 和样品号6的电压分布。如图9和图10的电压分布(C/10)中所示，利用涂布隔板的纽扣电池 能够充电和放电。
[0154]另外，还使用Little Joe打样机将表6的浆料涂覆于25皿微孔PP\PE\PPS层隔板 的一面。该打样机模仿橡皮版印刷工艺。在运种情况下，通过用于保持涂层厚度的0.4密耳 模板涂覆固体涂层。运样在S层隔板的一面上产生均一的薄型化m厚氧化侣填充UV涂层。 [01W] 如在上述实例中一样，在醒C裡金属半电池中对涂布隔板(样品号9)进行测试。图 13A、图13B和图13C分别示出了样品号9的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循 环性能(C/5)。表7和图13A中的结果证明涂布隔板在裡离子电池中起作用。图13B示出该陶 瓷橡胶涂布隔板允许0.1 C至2C速率下的裡离子充电和放电，并且图13C示出超过50次循环 的电池完全充电和放电。
[0156] 表6的所得浆料也使用网纹漉涂覆在25WI1微孔PP\PE\PPS层隔板膜（C化GARD 2325)上。制备单面图案涂层。通过2201pi锥形网纹实现图案化涂层。运产生3至祉m厚的氧 化侣填充UV涂层。
[0157] 如在上述实例中一样，在醒C裡金属半电池中对涂布隔板(样品号10)进行测试。图 14A、图14B和图14C分别示出了样品号10的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循 环性能(C/5)。表8和图14A中的结果证明涂布隔板在裡离子电池中起作用。图14B示出该陶 瓷橡胶涂布隔板允许0.1 C至2C的裡离子充电和放电速率，并且图14C示出超过50次循环的 电池充电和放电。
实例4:隔板上的具有氧化侣的交联丙締酸涂层
[0158] 除UV交联之外，一些实施例通过化学交联剂使UV和其他水性聚合物交联W实现更 大粘附力和耐化学性。表9示出了填充有氧化侣的水性丙締酸涂层的例子。在运种情况下， 添加氧化锋从而得到丙締酸类树脂的交联。
[0159] 将表9的所得浆料涂覆在25WI1微孔PP\PE\PPS层隔板膜(CELGARD 2325)上。制备 单面和双面图案化涂层。
[0160] 通过得自泊姆克公司（Pamarco)的柔性版印刷手打样机实现图案化涂层。网纹漉 和橡胶漉的位置颠倒，使得所涂覆图案为网纹图案而非可能得自于橡胶漉的平滑涂层。使 用1201pi、21.化cm立螺旋状网纹。运产生4至祉m厚的氧化侣填充UV涂层。例如，隔板样品号 11在单面上用4至祉m厚的氧化侣填充UV涂层进行图案涂布，而隔板样品号12在两面上用祉 m厚的氧化侣填充UV涂层进行图案涂布。样品号11和样品号12的陶瓷涂层稳定并且强效粘 附至隔板。
[0161] 如在上述实例中一样，在醒C裡金属半电池中对涂布隔板样品进行测试。图15A、图 15B和图15C分别示出了样品号10的涂布隔板的电压分布(C/11)、充电速率性能和循环性能 (C/5)。表10和图15A中的结果证明单面涂布隔板(样品号11)在裡离子电池中起作用。图15B 示出该涂布隔板允许从0.1 C到至少2C的裡离子充电和放电速率，并且图15C示出超过50次 循环的电池充电和放电。
[0162] 图16A、图16B和图16C分别示出了样品号12的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速 率性能和循环性能(C/5)。表11和图16A中的结果证明该类型的双面涂布隔板(样品号12)在 裡离子电池中也起作用。图16B示出该涂布隔板允许从0.1 C到至少2C的裡离子充电和放电 速率，并且图16C示出超过50次循环的电池充电和放电。
实例5:隔板上的UV可固化氧化侣填充脂环族环氧涂层
[0163] 制备UV可固化组合物，并且W下表12中示出的比率与氧化侣粉末混合W形成浆 料。该高度填充产物既不包含溶剂也不包含水。
[0164] 将表12的所得浆料涂覆在被设计为用于裡离子电池中的25WI1微孔PP\PE\PPS层 隔板膜（C化GARD 2325)上。该液体浆料不包含分散剂并且粘度高得多（~15,000至25， OOOcP) W允许凸版印刷或橡皮版印刷应用。
[01化]通过Little Joe压机涂覆单面连续涂层W模仿胶印机应用。使用0.4密耳模板保 持涂层厚度。随后W150英尺/分钟的传送带速度在Miltec MUVI传送带上将涂层固化，该传 送带具有配备有組1*6。380-00041^灯泡的单一]\11116。]\^1-400灯。运产生4至8皿厚的不 具有图案的连续固化氧化侣涂层(样品号13)。
[0166] 如在上述实例中一样，在醒C裡金属半电池中对涂布隔板样品进行测试。图17A、图 17B和图17C分别示出了样品号13的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循环性能 (C/5)。表13和图17A示出了电化学半电池测试的结果。表13和图17A证明可通过该涂布隔板 在C/10下对NMC阴极裡阳极电池充电。图17B示出了该陶瓷环氧涂布隔板允许从0.1 C到至少 2C的裡离子充电和放电速率。图17C示出了超过50次循环的裡离子半电池充电和放电。
[0167]在某些实施例中，溶剂可能是必要的，W降低UV环氧树脂的粘度，W便通过网纹漉 涂覆溶剂，W模仿柔性版印刷工艺和印刷凹版印刷工艺。表14示出了根据一个或多个实施 例的浆料配方变化。在此类浆料中，添加两种溶剂的混合物。一种溶剂迅速蒸发并且另一种 溶剂缓慢蒸发W避免网纹漉上的涂层干燥。
[016引将表14的所得浆料涂覆在25皿微孔PP\W\PPS层隔板膜(CELGA畑2325)上。制备 单面图案涂层。通过2201pi锥形网纹实现图案化涂层。运产生2至3WI1厚的氧化侣填充UV涂 层(样品号14)。
[0169] 如在上述实例中一样，在醒C裡金属半电池中对涂布隔板进行测试。图18A、图18B 和图18C分别示出了样品号14的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循环性能(C/ 5)。表15和图18A中的结果证明该涂布隔板在裡离子电池中起作用。图18B示出该涂布隔板 允许从0.1 C到至少2C的裡离子充电和放电速率，并且图18C示出超过50次循环而没有问题 的电池充电和放电。
实例6: UV可固化有机娃涂层。
[0170] 根据各种实施例的可涂覆的广泛范围UV可固化化学物质的另一个例子包括有机 娃。有机娃可例如用丙締酸脂、乙締基、脂环族环氧化物或它们的组合封端。UV可固化脂环 族示于表16中。
[0171] 将表16的所得浆料涂覆于25皿微孔PP\W\PPS层隔板膜(CELGA畑2325)。制备单 面图案涂层。通过1201piS螺旋状网纹实现图案化涂层。运产生祉m厚的氧化侣填充UV涂层 (样品号15)。
[0172] 如在上述实例中一样，在醒C裡金属半电池中对涂布隔板进行测试。图19A、图19B 和图19C分别示出了样品号15的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循环性能(C/ 5)。表17和图19A中的结果证明涂布隔板在裡离子电池中起作用。图19B示出该涂布隔板允 许从0.1 C到至少2C的裡离子充电和放电速率，并且图19C示出超过50次循环的电池充电和 放电。 买例7: UV黃基甲酸鹏徐后。
[0173] 根据各种实施例的可涂覆的广泛范围UV可固化化学物质的另一个例子包括所有 形式的氨基甲酸醋丙締酸脂。氨基甲酸醋可例如用（甲基）丙締酸醋、乙締基或它们的组合 封端。UV可固化陶瓷涂层配方示于表18中。
[0174] 将表18的所得浆料涂覆在25皿微孔PP\W\PPS层隔板膜(CELGA畑2325)上。制备 单面涂层。通过1501piS螺旋状网纹实现连续涂层和图案化涂层。运产生9至14皿厚的氧化 侣填充UV涂层。例如，样品号16的隔板在单面上用表18的UV陶瓷氨基甲酸醋丙締酸醋涂层 的9WI1厚连续涂层进行涂布，而样品号17的隔板在单面上用表18的UV陶瓷氨基甲酸醋丙締 酸醋涂层的11皿厚涂层进行图案涂布。
[0175] 如在上述实例中一样，在醒C裡金属半电池中对涂布隔板进行测试。图20A、图20B 和图20C分别示出了样品号16的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循环性能(C/ 5)。图21A、图21B和图21C分别示出了样品号17的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速率性 能和循环性能(C/5)。表19和表20W及图20A(样品号16-单面连续涂层)和图21A(样品号17-单面图案涂层）中的结果证明运些UV固化陶瓷涂布隔板在裡离子电池中起作用。
[0176] 图20B和图21B均示出运些陶瓷氨基甲酸醋涂布隔板具有孔隙度W允许从0.1 C到 至少2C的裡离子充电和放电速率，并且图20C和图21C示出超过50次循环的电池充电和放 电。 实例8: UV聚醋涂层。
[0177] 根据各种实施例的可涂覆的广泛范围UV可固化化学物质的另一个例子包括所有 形式的聚醋丙締酸脂。聚醋可例如用（甲基)丙締酸醋、乙締基或它们的组合封端。UV可固化 聚醋和氨基甲酸醋陶瓷涂层配方示于表21中。
[017引将表21的所得浆料涂覆在25皿微孔PP\W\PPS层隔板膜(CELGA畑2325)上。制备 单面图案涂层。通过1651pi锥形网纹制备图案化涂层。运产生化m厚的氧化侣填充UV涂层 (样品号18)。
[0179] 如在上述实例中一样，在醒C裡金属半电池中对涂布隔板进行测试。图22A、图22B 和图22C分别示出了样品号18的涂布隔板的电压分布(C/10)、充电速率性能和循环性能(C/ 5)。表22和图22A中的电化学结果证明该涂布隔板在裡离子电池中起作用。图22B示出该陶 瓷聚醋涂布隔板允许从0.1 C到至少2C的裡离子充电和放电速率，并且图22C示出超过50次 循环的电池充电和放电。
[0180] 尽管使用氧化侣示出某些变化，但使用本文所公开的陶瓷颗粒材料中的任何一 者，各种实施例适于本文所公开的任何涂布隔板的制备。利用本公开的有益效果，本领域的 技术人员将认识到，可能需要调节各种工艺参数W补偿不同陶瓷颗粒材料的使用。
[0181] 虽然已相对于具体配方描述了某些变化，但本领域的技术人员将认识到，存在上 述系统的许多变化和排列，并且它们落在所附权利要求中示出的本公开的精神和范围内。
[0182] 各种实施例提供优于现有技术的许多优点，包括但不限于： 1. 本发明方法是用于制造涂布电池（如，裡二次电池）隔板的更快速并且更便宜的工 艺。 2. 本发明工艺比现有技术涂布方法更安全。在一些实施例中，本发明方法完全不含溶 剂。在另一个实施例中，使用溶剂，但相比于现有技术涂布方法中所用的溶剂，为毒性更低 的溶剂并且量明显更低。在又一个实施例中，使用完全无害的溶剂(水）。 3. 本发明的UV或邸工艺生成热固性网络，该网络将陶瓷颗粒粘结至固化粘结剂基质并 且粘结至隔板。热固性网络的优点在于其将不会融掉，并且与通过热塑性网络将实现的相 比，具有高得多的耐热性。 4. 本发明方法可与挤出设备内嵌式整合。因为本发明方法增强隔板膜的强度，因此该 内嵌式整合允许更薄隔板的制备。具有更大防火性的更薄隔板将导致更小电池，并且更薄 隔板还将由于短路径具有更大离子电导率，从而导致更快速的充电和放电循环-全部在电 池中生成更少热量。 5. 本发明实施例可允许在对隔板双轴取向之前涂覆涂层W增加孔隙度。W运种方式， 可涂覆涂层、拉伸膜并且将对隔板的孔具有更少干扰。 6. -些本发明实施例允许使用图案化涂层或多孔固体涂层或者两者的组合。通过印刷 技术涂覆的图案化涂层的使用在隔板上生成陶瓷绝缘体的可再生网络。运具有将对隔板中 孔的干扰最大限度降低的优点。W运种方式，电池将具有更多电力，即，相比于通过相同陶 瓷厚度涂布但依赖溶剂蒸发孔隙度来产生穿过陶瓷涂层的离子电解质路径的隔板，其能够 更快速充电和放电。 7. 本发明工艺允许具有多层的涂层，W使得穿过隔板从阳极到阴极不存在任何直线路 径。
[0183] 本公开的范围不受实例中所公开的具体实施例的限制。实例中所公开的具体实施 例预期作为一些方面的举例说明，并且功能等同的任何实施例均在本公开的范围内。事实 上，除本文所示和所述的那些之外的各种实施例的各种修改形式都将变得显而易见，并且 预期落在所附权利要求的范围内。
[0184] 尽管使用裡离子电池示出某些变型形式，但使用本文所公开的固化涂布隔板组分 中的任何一者，各种实施例均适于本文所公开的任何电池的制备。利用本公开的有益效果， 本领域的技术人员将认识到，可能需要调节各种工艺参数W补偿不同电池部件的使用。
[0185] 除非另外指明，否则本发明说明书中所用的术语将被理解为具有各种实施例所属 的技术领域中通常使用的含义。
[0186] 在产物在本文描述为具有、包含或包括具体组分的情况下，或者在工艺在本文描 述为具有、包含或包括具体工序的情况下，可W设想各种实施例的产物还可基本上由所述 组分组成或者由所述组分组成，并且各种实施例的工艺还基本上由所述工序组成或者由所 述工序组成。
[0187] 在提供一定范围的值的情况下，介于该范围的上限和下限之间的每个中间值(除 非上下文另有明确指出，否则达到下限单位的十分之一）W及该所述范围内的任何其他所 述值或中间值均涵盖在本公开内。运些较小范围的上限和下限可独立包括在较小范围内并 且也涵盖在本公开内，其受限于所述范围中具体排除的任何限值。在所述范围包括限值中 的一者或两者的情况下，排除那些包括的限值中任一者或两者的范围也包括在本公开中。 例如，"1至5"的数值范围应当解释为不仅包括明确提及的值1和5,而且包括所指示范围内 的单独值和子范围。因此，包括在该数值范围内的是单独值诸如2、3、4等W及子范围诸如从 1到3、从2到4、从3至化等。示例性值或范围的列示不是介于给定范围的上限和下限之间并且 包括给定范围的上限和下限的其他值或范围的放弃。
[0188] 某些范围在本文呈现为前有术语"约"的数值。术语"约"在本文用于对前有该术语 的精确数字，W及接近前有该术语的数字或者大约为前有该术语的数字的数字提供文字支 持。在确定数字是接近具体提及的数字还是大约为具体提及的数字时，接近或逼近的无回 报数字可为某数字，该数字在呈现其的上下文中提供具体提及数字的实质等同形式。
[0189] 应当注意，除非上下文另有明确指出，否则在本文W及所附权利要求中所用的单 数形式"一个"、"一种"和"该(所述r包括复数引用。另外应当注意，权利要求可拟定为排除 任何可选元素。同样，该陈述预期充当结合权利要求元素详述使用此类排他性术语诸如"单 独地"、"仅"等等或者使用"否定性"限制的先行基础。
[0190] 本文所述和所示的各个实施例中的每一者具有分立的部件和特征，在不脱离本公 开范围或精神的前提下，所述部件和特征可容易地与其他若干实施例中任一者的特征分开 或组合。可按事件所述的顺序或者按逻辑上可能的任何其他顺序来进行任何所述的方法。
[0191] 本公开不限于本文所述的特定实施例。另外，在此所用的术语仅是为了描述特定 实施例，而并非意在进行限制。
【主权项】
1. 一种涂布隔板，包括 隔板；以及 粘附至所述隔板的至少一个表面的涂层，其中所述涂层包含 紫外线(UV)或电子束(EB)固化基质，所述固化基质包含一个或多个前体的交联反应产 物，所述一个或多个前体选自一种或多种单体、一种或多种低聚物或者它们的组合;以及 陶瓷颗粒材料。2. 根据权利要求1所述的涂布隔板，其中所述隔板包括三层隔板。3. 根据权利要求1所述的涂布隔板，其中所述陶瓷颗粒材料包括选自由氧化铝、氧化 硅、碳化硅、二氧化钛、氧化镁、氮化硼以及它们的组合构成的组中的至少一种陶瓷材料。4. 根据权利要求1所述的涂布隔板，其中所述一个或多个前体包含UV水性混合物、UV可 固化环氧树脂、UV可固化有机硅、UV可固化氨基甲酸酯、UV可固化橡胶、UV可固化硫酯、丙烯 酸酯化水性树脂共混物、丙烯酸酯化聚氨基甲酸酯、丙烯酸酯化橡胶、丙烯酸酯化单体、月旨 环族环氧封端低聚物、脂环族环氧封端单体、丙烯酸酯化封端低聚物、丙烯酸酯化封端单 体，或者它们的组合。5. 根据权利要求1所述的涂布隔板，其中所述UV或EB固化基质为非离子的。6. 根据权利要求1所述的涂布隔板，其中所述陶瓷颗粒材料粘结至所述UV或EB固化基 质，通过所述UV或EB固化基质粘结至所述隔板，并且遍及所述UV或EB固化基质均匀分布。7. 根据权利要求1所述的涂布隔板，其中所述隔板包括顶部表面和底部表面，并且其中 所述涂层粘附至： 所述顶部表面或所述底部表面，但不粘附至所述顶部表面和所述底部表面两者。8. 根据权利要求1所述的涂布隔板，其中所述涂层图案化在所述隔板的至少一个表面 上。9. 根据权利要求1所述的涂布隔板，其中所述涂层为电绝缘的。10. 根据权利要求9所述的涂布隔板，其中所述涂布隔板被配置成保持其形状、抑制离 子流穿过所述隔板的孔，并且响应于所述涂布隔板加热至高于l〇〇°C、高于110°C或高于120 °C的温度而保持电绝缘的。11. 根据权利要求6所述的涂布隔板，其中所述涂布隔板被配置为使得在将所述涂布隔 板加热至高于l〇〇°C、高于110°C或高于120°C的温度时，所述陶瓷颗粒材料保持粘结至所述 UV或EB固化基质并且保持粘结至所述隔板。12. -种包括根据权利要求1所述的涂布隔板的电化学装置。13. -种方法，包括： 将陶瓷颗粒材料与可固化粘结剂混合物混合以形成浆料，所述可固化粘结剂混合物包 含一种或多种单体、一种或多种低聚物或者它们的组合； 将所述浆料涂覆于隔板的至少一个表面以形成浆料涂布隔板； 使所述浆料涂布隔板经受紫外线(UV)或电子束(EB)辐射，从而固化所述可固化粘结剂 混合物并且形成UV或EB固化基质，其中所述UV或EB固化基质粘附至所述隔板的至少一个表 面，并且所述陶瓷颗粒材料遍及所述UV或EB固化基质分布。14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述浆料还包含溶剂，并且所述方法还包括： 在将所述浆料涂覆于所述隔板的至少一个表面之后，从所述浆料中去除所述溶剂。15. 根据权利要求13所述的方法，其中所述可固化粘结剂混合物包含UV水性混合物、UV 可固化环氧树脂、UV可固化有机硅、UV可固化氨基甲酸酯、UV可固化橡胶、UV可固化硫酯、丙 烯酸酯化水性树脂共混物、丙烯酸酯化聚氨基甲酸酯、丙烯酸酯化橡胶、丙烯酸酯化单体、 脂环族环氧封端低聚物、脂环族环氧封端单体、丙烯酸酯化封端低聚物、丙烯酸酯化封端单 体，或者它们的组合。16. 根据权利要求13所述的方法，其中所述隔板包括顶部表面和底部表面，所述方法还 包括： 将所述浆料涂覆于所述顶部表面或所述底部表面，但不涂覆于所述顶部表面和所述底 部表面两者。17. 根据权利要求13所述的方法，其中将所述浆料涂覆于所述隔板的至少一个表面以 形成浆料涂布隔板包括将所述浆料以图案涂覆于所述隔板的至少一个表面。18. 根据权利要求13所述的方法，其中将所述浆料涂覆于所述隔板的至少一个表面以 形成浆料涂布隔板包括通过筛网、帘式涂布、凹版印刷、反向凹版印刷、柔性版印刷机、凸版 印刷、胶印机或它们的组合以印刷图案涂覆所述浆料。19. 根据权利要求13所述的方法，其中所述浆料还包含光引发剂、自由基引发剂、分散 剂、粘附促进剂、润湿剂、硅烷涂布颗粒、暗固化添加剂、共引发剂、发泡剂或它们的组合。20. -种方法，包括： 组装阴极、阳极、电解质和涂布隔板以形成电池;所述涂布隔板包括多孔隔板和粘附至 所述隔板的至少一个表面的涂层;所述涂层包含紫外线(UV)或电子束(EB)固化基质和陶瓷 颗粒材料，所述固化基质包含一个或多个前体的交联反应产物，所述一个或多个前体选自 一种或多种单体、一种或多种低聚物或者它们的组合。
【文档编号】H01M2/14GK105849936SQ201480067998
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年10月15日
【发明人】J·阿诺德, G·E·弗尔克, J·法索罗
【申请人】米尔泰克紫光国际有限公司