[发明专利]高熔温微孔锂离子可充电电池的隔板及其制备与使用方法

说明书

该申请是分案申请，原申请的国际申请号是PCT/US2011/045811，国际申请日是2011年7月29日， 进入中国国家阶段的日期是2013年1月31日；原中国申请号是201180037929.6；原申请的发明名称是 《高熔温微孔锂离子可充电电池的隔板及其制备与使用方法》。

技术领域

本发明涉及高熔融温度微孔电池隔板、高熔融温度微孔锂离子可充电电池隔板、闭合电池隔板、电 池隔板、膜片、复合物、部件等，其优选在将电池于升高的温度下保持一段时间时防止阳极与阴极之间 接触，涉及制造、测试和/或使用这种隔板、膜片、复合物、部件等的方法，和/或包括一个或多个这种隔 板、膜片、复合物等的锂离子电池、锂离子可充电电池、电池等。至少选定的实施方案涉及高熔融温度 涂布的微孔锂离子可充电电池隔板，涉及高熔融温度微孔锂离子充电电纺丝涂布的电池隔板、电纺丝隔 板膜片等，涉及制造和/或使用这种涂布的隔板、电纺丝涂布的隔板、电纺丝隔板膜片等的方法，和/或涉 及包括一个或多个这种涂布的隔板、电纺丝涂布的隔板、隔板膜片等的锂离子可充电电池。

背景技术

锂离子电池的制造商致力于生产在某些极端条件和在高温下闭合的锂离子可充电电池。

虽然电池隔板是为人熟知的，如由北卡罗莱纳州夏洛特的Celgard,LLC制造和销售的高品质聚烯烃 锂离子可充电电池隔板，但需要用于至少某些极端条件、高温的改进型或新型电池隔板、高熔融温度微 孔电池隔板、高熔融温度微孔锂离子可充电电池隔板、膜片、复合物、部件等，其优选在将电池于升高 的温度下保持一段时间时防止阳极与阴极之间接触，需要制造、测试和/或使用这种隔板、膜片、复合物、 部件等的方法，和/或需要包括一个或多个这种隔板、膜片、复合物等的锂离子电池、锂离子可充电电池、 电池等。

此外，需要用于至少某些高温应用的改进型或新型电池隔板，高熔融温度涂布的微孔锂离子可充电 电池隔板、高熔融温度微孔锂离子充电电纺丝涂布的电池隔板、电纺丝隔板膜片等，制造和/或使用这种 涂布的隔板、电纺丝涂布的隔板、电纺丝隔板膜片等的方法，和/或包括一个或多个这种涂布的隔板、电 纺丝涂布的隔板、电纺丝隔板膜片等的锂离子可充电电池。

CN1983676A(＝US2007178376A1)公开了具有耐氧化层和聚烯烃层的隔板，仅仅强调氧化问题，没 有公开任何关于防止阳极和阴极相接触的措施，没有教导纳米纤维，更没有公开形成涂层的纳米纤维， 没有公开关于消除聚烯烃层的问题。US2007178376A1第36自然段仅仅提及通过溶液的溶剂蒸发制成的 膜涂层，但没有建议由纳米纤维制成的涂层。CN1983676A不建议、不允许把“耐氧化”改成“涂层”或“薄 膜”。

CN1983676A涉及耐“氧化”的隔板。氧化不是高温的情况。US2007178376A1的第[0018]自然段记载， 锂电池的充电和放电系统导致氢离子从-CHR-基团(R＝H或CH₃)中释放出来，并且容易氧化。 US2007178376A1的第[0025]自然段记载，氧化导致用于制备隔板的聚合物降解。CN1983676A通过采用 耐氧化层(可能包含PBI涂层)克服了这个问题。

CN1942983A(＝US8,252,449B2)公开了由三种不同的必需成分纤维制成的无纺布：1)原纤维化耐热 纤维；2)原纤维化纤维素(纤维)；3)非原纤维化纤维。无纺布纤维(或无纺布)是由连续纤维形成的结构。 因此，CN1942983A公开的是由至少三种不同的连续的、相互锁定的纤维制成的纤维结构，即无纺布纤 维。CN1942983A没有提及“涂层”，没有公开任何把耐热纤维转化成涂层，在薄膜上分散开耐热聚合物 纤维的涂层。

CN1942983A涉及耐热隔板，但必须采用无纺布，该无纺布具有三种不同的纤维(原纤维化纤维素、 非原纤维化纤维、原纤维化耐热纤维)。

CN101228303A(＝US9,023,534B2)公开了聚酰胺酰亚胺纳米纤维和由该纳米纤维构成的无纺布，纳 米纤维无纺布和有机聚合物纤维都可以用于电池隔板。但没有公开纳米无纺布和微孔膜的组合。 US9,023,534B2的第13页第13行至第16页倒数第6行记载，由电纺丝耐热无纺布制成隔板。但 CN101228303A没有公开将无纺布变成微孔膜。事实上。CN101228303A从制造和安全的角度排除了微 孔膜的使用(见US9,023,534B2背景技术最后一段)，即不使用薄膜，远离聚烯烃层。

发明内容