[发明专利]隔膜的制造方法、由该方法制造的隔膜和具备该隔膜的电化学设备

说明书

本发明的隔膜的制造方法，其包括以下步骤：(S1)制备具有孔的多孔基材；(S2)在所述多孔基材的至少一个表面上涂布第一溶剂；(S3)在上述的已涂布的第一溶剂上，涂布分散有无机颗粒且通过粘合剂聚合物溶解在第二溶剂中所形成的浆体；和(S4)对第一溶剂和第二溶剂同时进行干燥，由此多孔有机‑无机复合层形成在所述多孔基材上。根据本发明的制造方法，能够最小化多孔基材的孔由浆体中的粘合剂聚合物堵塞的现象，因此可防止由于多孔有机‑无机复合层的形成而导致的隔膜电阻的增加。

技术领域

本发明涉及一种电化学设备(如锂二次电池)的隔膜的制造方法，由该方法形成的隔膜和具备该隔膜的电化学设备。更具体而言，本发明涉及在多孔基材的至少一个表面上涂布包含无机颗粒与粘合剂聚合物的混合物的有机-无机复合多孔层的隔膜的制造方法，由该方法形成的隔膜和具备该隔膜的电化学设备。

背景技术

最近，对能量存储技术的关注逐渐增多。随着电化学设备作为能源而广泛地应用于移动电话、摄录一体机、笔记本电脑以及甚至电动车领域中，电化学设备的研究和开发变得越来越具体化。在此方面电化学设备是最受关注的领域，且其中可再充电式二次电池的开发是关注的焦点。目前研究和开发的趋势是电极和电池的新设计以改进容量密度和比能。

在目前可得的二次电池中，在20世纪90年代早期开发的锂二次电池因具有比使用液态电解质的常规电池(例如Ni-MH电池、Ni-Cd电池、H₂SO₄-Pb电池)更高的工作电压和高得多的能量密度而受到特别关注。锂二次电池的这些特征具有优势。然而，锂二次电池也存在缺点，例如复杂的制备方法和由于使用有机电解质而产生的安全方面的问题，如起火、爆炸等。在这种情况下，为克服锂离子电池的缺陷而开发出的锂离子聚合物电池被看作是新一代电池之一。然而，锂离子聚合物电池具有比目前的锂离子电池相对更低的电池容量，且在低温下的放电容量不足。因此，迫切需要解决锂离子聚合物电池的这些缺点。

多种电化学设备由多个厂家制备出，并各自表现出不同的安全特征。因此，评估并确保电化学设备的安全性是非常重要的。最重要的是，电化学设备在发生故障时不应对使用者造成任何伤害。考虑到这一点，安全规程严禁电化学设备的安全方面的事故，例如起火或冒烟。根据电化学设备的安全特征，当电化学设备过热和处于热失控时或当隔膜被刺穿时可能出现爆炸。特别地，通常用作电化学设备的隔膜的基于聚烯烃的多孔基材由于其材料特征和制备特性(例如拉伸)而在100℃以上的温度下显示出明显的热收缩性，因此阴极和阳极间可能出现短路。

为了解决以上电化学设备安全方面的问题，提出了一种隔膜，其在具有多个孔的多孔基材的至少一个表面涂布无机颗粒与粘合剂聚合物的混合物，从而形成多孔有机-无机复合涂层。例如，韩国未经审查的专利公布文本2007-0019958号公开了一种隔膜的制造方法，其中，将分散有无机颗粒且在溶剂中溶解有粘合剂聚合物的浆体涂布于多孔基材(如基于聚烯烃的膜)并进行干燥，由此在多孔基材上提供多孔有机-无机复合涂层。

形成有有机-无机复合涂层的隔膜中，存在于形成在多孔基材上的多孔涂层中的无机颗粒作为一种维持多孔涂层的物理形状的间隔物(spacer)而发挥功能，因此抑制当电化学设备过热时多孔基材发生热收缩或防止当热失控时两个电极间的短路。另外，无机颗粒之间存在空间而形成微孔。

如此，有机-无机复合多孔涂层有助于隔膜的热稳定性，但当形成有机-无机复合多孔涂层时粘合剂聚合物流入多孔基材的孔而堵塞一部分孔，由此会导致隔膜电阻的增加。

发明内容

技术问题

因此，为了解决以上所述的问题，本发明的课题在于提供一种当形成有机-无机复合多孔涂层时可最小化多孔基材的孔被粘合剂聚合物堵塞的现象的隔膜的制造方法，由该方法形成的隔膜和具备该隔膜的电化学设备。

技术方案

为解决上述的课题，本发明的隔膜的制造方法，包括以下步骤：