[发明专利]隔板和可再充电锂电池

说明书

技术领域

公开了隔板和可再充电锂电池。

背景技术

常规的非水可再充电锂电池典型地包括由多孔绝缘膜制成并且介于正极和负极之间的隔板(separator)，并且所述膜的孔典型地被电解质溶液浸渍，所述电解质溶液包括溶解在其中的锂盐。

非水可再充电锂电池具有优异的高容量和高能量密度特性。然而，当非水可再充电锂电池的正极和负极在反复的充电和放电循环期间反复地收缩和膨胀时，它们可与隔板或者电解质反应，并且因此非水可再充电锂电池可容易地恶化，具有内部和外部短路，并且快速地变热。

当电池温度快速地升高时，隔板可熔化并快速地收缩或破坏且因此短路。为了防止该问题，常规的隔板典型地由多孔聚乙烯膜制成以防止关断(shutdown)。所述关断典型地表明，当电池由于过充电、外部或内部短路而被加热时，隔板部分地熔化并且因此闭合孔和切断电流。此外，已经尝试通过改善隔板的耐热性而改善非水可再充电锂电池的安全性，并且特别是，即使当其中的隔板急剧收缩或者破坏时也确保安全性。

发明内容

本公开内容的一个实施方式提供改善隔板的耐热性的方法。在一些实施方式中，具有改善的耐热性可改善可再充电锂电池的安全性并且通过降低隔板的制造成本而降低可再充电锂电池的成本。

根据本公开内容的一个实施方式，提供隔板，其包括：多孔基底；和包括无机化合物-有机/无机结合剂(binder)、和粘合剂聚合物的涂覆层(coating layer)，其中所述无机化合物-有机/无机结合剂通过使无机化合物和有机/无机结合剂反应而制造。

在一些实施方式中，所述涂覆层可包括小于或等于约70重量份的所述无机化合物-有机/无机结合剂，基于100重量份的所述粘合剂聚合物。在一些实施方式中，所述涂覆层可包括约1重量份～约70重量份的所述无机化合物-有机/无机结合剂，基于100重量份的所述粘合剂聚合物。

在一些实施方式中，所述无机化合物-有机/无机结合剂可为具有约1nm～约1000nm的平均粒径的颗粒。

在一些实施方式中，所述无机化合物-有机/无机结合剂颗粒可连续地或者不连续地涂覆(覆盖，coat)在所述粘合剂聚合物的表面上。在一些实施方式中，所述无机化合物-有机/无机结合剂颗粒可连续地涂覆在所述粘合剂聚合物的表面上。在一些实施方式中,所述无机化合物-有机/无机结合剂颗粒可不连续地涂覆在所述粘合剂聚合物的表面上。

在一些实施方式中，所述无机化合物可包括选自金属氧化物、半金属氧化物、和金属氟化物的至少一种组分。在一些实施方式中，所述无机化合物可选自金属氧化物、半金属氧化物、和金属氟化物。在一些实施方式中，所述无机化合物可为金属氧化物。在一些实施方式中，所述无机化合物可为半金属氧化物。在一些实施方式中，所述无机化合物可为金属氟化物。

在一些实施方式中，所述有机/无机结合剂可为基于硅烷的(硅烷类)化合物。

在一些实施方式中，所述有机/无机结合剂可为硅烷偶联剂的水解产物。

所述硅烷偶联剂可包括选自烷氧基、卤素、氨基、乙烯基、缩水甘油氧基、羟基、和酰氧基的一种或多种官能团。在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可包括烷氧基。在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可包括卤素。在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可包括氨基。在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可包括选自乙烯基的一种官能团。在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可包括缩水甘油氧基。所述硅烷偶联剂可包括羟基。

在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可包括选自如下的至少一种组分：乙烯基烷基烷氧基硅烷、环氧基烷基烷氧基硅烷、氨基烷基烷氧基硅烷、巯基烷基烷氧基硅烷、卤代烷基烷氧基硅烷、乙烯基卤代硅烷、和烷基酰氧基硅烷。

在一些实施方式中，所述涂覆层可以约0.05～约5重量份的量包括所述有机/无机结合剂，基于100重量份的所述粘合剂聚合物。

在一些实施方式中，所述粘合剂聚合物可包括交联官能团。

在一些实施方式中，所述交联官能团可包括选自羟基、缩水甘油基、氨基、N-羟甲基和乙烯基的一种或多种基团。