[发明专利]隔板、其制造方法、及包括其的可再充电锂电池

说明书

技术领域

本公开内容涉及隔板(separator)、其制造方法、以及包括其的可再充电锂电池。

背景技术

非水可再充电锂电池包括位于正极和负极之间的由多孔绝缘膜制成的隔板。所述膜的孔被包含溶解在其中的锂盐的电解质浸渍。通常，非水可再充电锂电池具有高容量和高能量密度。

然而，当可再充电锂电池的正极和负极在充电和放电循环期间反复收缩和膨胀时，或者当放出的热量由于电池的异常运行而变高时，电池温度可突然升高。在此情况下，隔板可突然收缩或破坏，并且可发生电极的短路。

因此，已经提出将耐热无机颗粒连同粘结剂一起涂布在隔板的至少一侧上，以改善电池稳定性。然而，当耐热无机颗粒的量变大时，包含了更少的粘结剂，从而使隔板对电极的附着力(adhesion)恶化。

发明内容

本发明的实施方式涉及隔板，其具有改善的对电极的附着力，从而改善电池的稳定性。

在一些实施方式中，用于锂电池的隔板包括：多孔基材和在所述多孔基材的至少一侧上的涂层，所述涂层具有与所述多孔基材相邻的第一侧、以及与所述第一侧相反的第二侧。所述涂层可包括无机化合物和聚合物粘结剂，并且在所述第二侧的所述聚合物粘结剂的量可大于在所述第一侧的所述聚合物粘结剂的量。

在一些实施方式中，所述聚合物粘结剂可包括第一聚合物粘结剂和第二聚合物粘结剂，并且所述第一聚合物粘结剂可具有与所述第二聚合物粘结剂不同的平均粒径。所述第一聚合物粘结剂可具有第一平均粒径和所述第二聚合物粘结剂可具有第二平均粒径，并且所述第二平均粒径可小于或等于所述第一平均粒径的80%。所述第一平均粒径可为约50nm-约500nm，和所述第二平均粒径可为约20nm-约400nm。

所述聚合物粘结剂可包括比所述第二聚合物粘结剂大的量的所述第一聚合物粘结剂。基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述第一聚合物粘结剂可以约70-99重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中，和基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述第二聚合物粘结剂可以约1-30重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中。

所述第一和第二聚合物粘结剂可为乳液型聚合物粘结剂。所述第一和第二聚合物粘结剂可独立地选自基于二烯的(二烯类)聚合物、基于丙烯酸酯的(丙烯酸酯类)聚合物、基于苯乙烯的(苯乙烯类)聚合物、基于氨基甲酸酯的(氨基甲酸酯类)聚合物、基于聚烯烃的(聚烯烃类)聚合物、或者其组合。

该乳液型聚合物粘结剂可为丁苯橡胶、丙烯酸酯化的丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、丙烯酸类橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯丙烯二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、或者其组合。

在一些实施方式中，所述聚合物粘结剂包括能溶解于溶剂的聚合物粘结剂和乳液型聚合物粘结剂。所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂可选自聚偏氟乙烯(PVdF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVdF-co-HFP)、聚偏氟乙烯-三氯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酸(PAA)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、芳族聚酰胺、聚乙酸乙烯酯(PVA)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯基醚(PVE)、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚乙烯醇、或者其组合。所述乳液型聚合物粘结剂可选自基于二烯的聚合物、基于丙烯酸酯的聚合物、基于苯乙烯的聚合物、基于氨基甲酸酯的聚合物、基于聚烯烃的聚合物、或者其组合。例如，所述乳液型聚合物粘结剂可为丁苯橡胶、丙烯酸酯化的丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、丙烯酸类橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯丙烯二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、或者其组合。