[发明专利]具有改善的分散性的浆料及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及具有改善的分散性的浆料及其用途，更具体而言，涉及具有改善的无机颗粒分散性的浆料，通过控制包含无机颗粒、有机粘合剂聚合物和溶剂作为成分的浆料中的无机物质的颗粒直径以调整浆料粘度至预定范围，并且涉及使用所述浆料制造电化学装置用隔膜或电极合剂。

本申请要求2012年11月30日在韩国提交的第10-2012-0138434号韩国专利申请和2013年11月29日在韩国提交的第10-2013-0147428号韩国专利申请的优先权，所述申请公开内容通过参引的方法纳入本文中。

背景技术

随着电池作为能源的需求不断增长，对可充电电化学装置的兴趣正在不断增加，特别地，对锂二次电池的需求和兴趣进一步增加。

锂二次电池包括由阴极、隔膜和阳极组成的电极组件。所述隔膜可通过如下方法制造：用包含无机颗粒和有机粘合剂聚合物的浆料涂布多孔聚合物基板，随后干燥；且所述阴极和所述阳极通过如下方法制造：向电极集电器施用包含作为活性材料的无机颗粒和有机粘合剂聚合物的电极合剂用浆料。所述浆料包含用于嵌入/脱出锂离子或改善电解质溶液的离子电导率的无机颗粒，但所述无机颗粒随时间易沉降。因此，当所述无机颗粒由于在浆料中不均匀分散或低分散稳定性而沉降时，在浆料施用于多孔聚合物基板或电极集电器(在下文中，统称为“基板”)之后，发生凝聚或沉淀。因此，浆料中的无机颗粒和基板之间的粘合强度降低，并且随着电池的充电和放电的进行，无机颗粒之间或无机颗粒与基板之间发生分离，从而使无机颗粒不能实现其功能。

为了解决这个问题，已进行研究改善无机颗粒的分散性，例如，当在溶剂中分散活性材料和炭黑时使用表面活性剂作为分散剂的技术。然而，由于表面活性剂在颗粒表面的吸附较低，需要大量的表面活性剂以达到良好的分散稳定性。因此，可包含在浆料中的无机颗粒的量相对降低，从而使无机颗粒不易实现其固有功能。此外，如果表面活性剂在颗粒上的吸附不足，则无机颗粒易聚集。此外，与在水溶性溶液中的分散相比，一般的表面活性剂在有机溶剂中具有非常低的分散效果。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于解决下述问题：在包含作为成分的无机颗粒的浆料中，无机颗粒由于其不足的分散性导致的过早沉降不能实现其固有功能。换言之，本发明旨在提供具有改善的无机颗粒分散性的浆料，和用所述浆料制造的具有优异电池性能的电化学装置用隔膜和电极合剂。

技术方案

根据本发明的一实施方案，提供了包含无机颗粒、有机粘合剂聚合物和溶剂的浆料，其中所述无机颗粒具有0.01μm至15μm的直径，且浆料具有如下粘度：其下限为由基于无机颗粒的直径的下列方程式1得到的值，且上限为10,000cP：

[方程式1]

η≥40d²

其中η表示浆料的粘度，且d表示无机颗粒的平均直径。

所述浆料的特征在于包含10重量份至50重量份的无机颗粒和1重量份至10重量份的有机粘合剂聚合物，基于100重量份的所述溶剂计。

所述无机颗粒可选自介电常数大于或等于5的无机颗粒、具有锂离子输送能力的无机颗粒，及其混合物。

所述介电常数大于或等于5的无机颗粒可以是选自下列的任意一种或两种以上混合物：BaTiO₃、Pb(Zr_x,Ti_1-x)O₃(PZT，0<x<1)、Pb_1-xLa_xZr_1-yTi_yO₃(PLZT，0<x<1，0<y<1)、(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-xPbTiO₃(PMN-PT，0<x<1)、二氧化铪(HfO₂)、SrTiO₃、SnO₂、CeO₂、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO₂、SiO₂、Y₂O₃、Al₂O₃、SiC和TiO₂。