[发明专利]制备用于锂二次电池的隔膜的方法、通过该方法制备的隔膜以及包含其的锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备用于锂二次电池的隔膜的方法，更具体而言，涉及一种制备具有功能性涂层的隔膜的方法，所述功能性涂层通过不使用溶剂的激光印刷法形成于所述隔膜的表面，因而易于处理和储存，从而节约成本；涉及一种通过所述方法制备的隔膜；以及涉及一种包括所述隔膜的锂二次电池。

本申请要求于2012年9月24日提交的韩国专利第10-2012-0105790号和于2013年9月24日提交的韩国专利第10-2013-0113204号的优先权，其说明书以引用的方式纳入本文中。

背景技术

近来，对储能技术的关注日益增加。鉴于储能技术的应用领域已扩展至移动电话、便携摄像机、私人笔记本电脑、PC和电动汽车，因而对电化学器件的研究和开发正如火如荼地进行。为此，电化学器件是最受关注的课题之一。具体而言，对可充放电的二次电池的开发已成为关注的焦点。近来，对这类电池的广泛研究和大力开发集中在设计新电极和新电池，以改进容量密度和比能(specific energy)。

目前，存在许多二次电池。其中，20世纪90年代早期开发的锂二次电池因其较之常规基于电解液的电池(例如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H₂SO₄-Pb电池等)具有更高的工作电压和更高的能量密度而备受关注。

锂二次电池通常由包括阳极活性材料的阳极、包括阴极活性材料的阴极、设置在所述阳极和所述阴极之间以对其进行电绝缘的隔膜和包含电解质盐和有机溶剂的非水电解质组成。

在上述锂二次电池中，隔膜通常对于电池的组件应具有安全性和耐热性，并表现高电解电导率，并且在其制备过程中能够保持原始形状的足够的强度的要求，以及满足加工的要求和使用在二次电池中以防止两个电极接触的要求。对于这种隔膜，通常可使用具有多个微细孔结构的聚烯烃基多孔基底。

同时，隔膜可具有多孔涂层，所述多孔涂层包括用于确保安全的无机颗粒；还可具有功能层，所述功能层用于改善隔膜与电极之间的粘合性或用于防止隔膜在过度充时过早闭合(shutdown)或熔断等。使用所述功能层的常规隔膜已通过如下方法制备：将存在于溶剂中的聚合物浆料涂覆于多孔基底，接着进行干燥。在用在涂料中的浆料中，溶剂用于获得延展性(flexibility)以及合适的分散性和聚合物颗粒的粘度。

然而，使用溶剂会产生成本，成本还会随着对溶剂需要量的增加而增加，且溶剂对于对人体有害，还存在处理和储存的额外成本，并且，由于溶剂需要在涂覆后进行干燥，生产率会下降等。

技术问题

本发明旨在解决上述问题，因此，本发明提供一种如下的制备用于锂二次电池的隔膜的方法，不需要溶剂，因此对处理和储存溶剂的负担小，并且在涂覆后不需要干燥溶剂的步骤，因此产生节约成本的效果，而且因迅速的涂覆处理而可以提高生产率；还提供一种通过所述方法制备的隔膜、一种包括所述隔膜的锂二次电池。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种制备用于锂二次电池的隔膜的方法，所述方法包括：在多孔基底的至少一个表面形成包含无机颗粒的多孔涂层的步骤；对聚合物颗粒充电以形成带电的聚合物颗粒的步骤；将带电的聚合物颗粒转移至所述多孔涂层的上表面以形成功能性涂层的步骤；和通过加热或加压固定所述功能性涂层的步骤。

在本发明中，多孔基底可由选自：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯中任意一种或其两种以上的混合物而制成。

无机颗粒可选自介电常数为5以上的无机颗粒、具有锂离子传递能力的无机颗粒、及其混合物。