[发明专利]具有改善的循环特性的电化学装置

说明书

本发明提供一种电化学装置，包括：(a)复合隔膜，其包括具有孔的多孔基底、涂覆于该多孔基底的一个表面上、由无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物形成的第一多孔涂层、和涂覆于所述多孔基底的另一个表面上、由无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物形成的第二多孔涂层，其中第一多孔涂层比第二多孔涂层厚；(b)阳极，其朝向第一多孔涂层；和(c)阴极，其朝向第二多孔涂层。本发明的电化学装置兼具良好的热稳定性和改善的循环特性。

本申请是分案申请，其原申请的申请号为201180048005.6，申请日为2011年9月23日，发明名称为“具有改善的循环特性的电化学装置”。

相关申请的互相引用

本申请根据35USC 119(a)要求分别于2010年10月5日和2011年9月21日在韩国提交的第10-2010-0096839和10-2011-0095272号韩国专利申请的优先权，其全部内容以引用的形式纳入本说明书。

技术领域

本发明涉及一种电化学装置，例如锂二次电池，更具体而言，涉及一种包括复合隔膜的电化学装置，在所述复合隔膜中，包括无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的多孔涂层被涂覆于多孔基底上。

背景技术

近来，人们对于能量存储技术越来越感兴趣。随着能量存储技术的应用领域已经拓宽至移动电话、可携式摄像机、笔记本电脑以及甚至电动汽车，人们越来越多地致力于电化学装置的研究和开发。在此方面，电化学装置已引起了极大的关注。能够反复充电和放电的二次电池的开发已成为特别关注的焦点。近年来，为了改善电池的容量密度和比能，已进行广泛的研究和开发来设计新的电极和电池。

目前已存在多种二次电池。在20世纪90年代初期开发的锂二次电池由于其相比于常规的基于水性电解液的电池(例如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H2SO4-Pb电池)具有更高的操作电压和高得多的能量密度的优势，已获得极大的关注。然而，此类锂离子电池由于使用有机电解质而存在安全问题，例如起火或爆炸，且其较复杂而不利于制造。为了克服锂离子电池的缺点，已开发了锂离子聚合物电池作为下一代电池。然而，仍然亟需其它研究来改善锂离子聚合物电池相比于锂离子电池相对低的容量和不足的低温放电容量。

很多公司已经制备出多种具有不同安全特性的电化学装置。确保所述电化学装置的安全性是极其重要的。对安全性的最重要的考量是，电化学装置的操作失误或故障不应对用户造成伤害。为此，安全法规严格限制电化学装置的危险(例如起火和烟雾)的可能性。电化学装置过热可引起热失控或者隔膜的击穿可使得爆炸的风险增加。特别地，通常用作电化学装置隔膜的多孔聚烯烃基底由于其材料特性和制备方法(包括拉伸)，在100℃以上的温度下会经历极端的热收缩。这种热收缩行为可引起阴极和阳极之间的短路。

已提出各种方案来解决上述电化学装置的安全性问题。例如，韩国未经审查的第2007-0019958号专利公布公开了一种复合隔膜，其包括多孔基底和涂覆于所述多孔基底的至少一个表面上的多孔涂层，其中该多孔涂层由无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物组成。涂覆于所述多孔基底上的多孔涂层中存在的无机颗粒用作间隔剂(spacer)，其可保持所述多孔涂层的物理形状从而抑制多孔基底在电化学装置过热时的热收缩。所述无机颗粒之间存在的间隙体积形成所述多孔涂层的细孔。

将复合隔膜插入阴极和阳极之间以制备电化学装置。电化学装置的容量随着循环次数的增加趋于相当大的程度地劣化。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决现有技术的问题，因此本发明的一个目的是提供一种电化学装置，其中将多孔涂层引入到多孔基底上以实现良好的热稳定性和改善的循环特性。