[发明专利]二次电池用多孔性复合隔膜及包含该复合隔膜的锂二次电池

说明书

本发明涉及一种二次电池用多孔性复合隔膜及包含该复合隔膜的锂二次电池，所述复合隔膜包括多孔性基材和形成在所述多孔性基材上的涂层，所述涂层的多个无机颗粒通过复合粘合剂连接并固定，所述复合粘合剂包含颗粒状聚合物粘合剂和没有熔点且热分解温度为300℃以上的互穿聚合物网络(IPN)型粘合剂。

技术领域

本发明涉及一种二次电池用多孔性复合隔膜及包含该复合隔膜的锂二次电池。

背景技术

近年来，随着二次电池的高容量和高功率的趋势，对提高隔膜的高强度、高透过率、热稳定性和充放电时用于二次电池的电安全性的隔膜的特性的需求日益增长。在锂二次电池的情况下，为了提高电池的制备过程和使用过程中的安全性，需要高机械强度，并且为了提高容量和功率，需要高透气性和高热稳定性。

例如，在二次电池的隔膜中，热稳定性问题非常重要，当隔膜的热稳定性降低时，由于电池内的温度上升而发生的隔膜的损坏或变形，可能导致电极之间发生短路，因此电池的过热或者火灾的危险性增加。此外，随着二次电池的应用范围扩大至混合动力车辆等，确保由于过度充电而引起的电池的安全性成为重要的要求，并且需要可以承受由于过度充电而引起的电压的隔膜的特性。

关于这种特性，防止两极之间的短路的隔膜起到重要的作用。因此，需要隔膜的低的热收缩和高的穿刺强度等特性，除此之外，为了发展为高容量和高功率电池，持续需要优异的透气性。

为了解决如上所述的电化学元件的安全性问题，韩国专利公开公报第2015-0117526号等公开了一种使用互穿聚合物网络(interpenetrating network，IPN)型丙烯酸类树脂作为粘合剂的隔膜，即，其中提出了一种在多孔性聚合物基材的一面或两面上形成多孔性涂层的隔膜，所述多孔性涂层由无机颗粒和所述IPN聚合物粘合剂的混合物组成。在这种情况下，虽然可以确保收缩率等耐热性，但具有透气性降低的问题，并且存在依然无法满足电池的稳定性的缺点。

此外，日本公开专利第2013-211273号公开了一种在隔膜表面上使用IPN聚合物作为粘合剂的隔膜，所述IPN聚合物通过使氟类不饱和单体和羧酸类不饱和单体共聚而获得，但所述粘合剂对多孔质聚乙烯和无机颗粒均不具有充分的粘合力，并且需要改善透气性，而且依然存在充放电时电池容量低下的问题。

即，如上所述，正在进行用于改善隔膜的耐热性的隔膜的开发，但无法同时满足所期望的水平的高温稳定性和透气性。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的一个实施方案的目的在于提供一种二次电池用多孔性复合隔膜，所述隔膜的涂层中包含颗粒状聚合物粘合剂和互穿聚合物网络型粘合剂，从而具有优异的耐热性。

此外，本发明的一个实施方案的目的在于提供一种二次电池用多孔性复合隔膜及其制备方法，由于所述隔膜具有优异的透气性，所制备的隔膜的锂离子的移动顺利，因此可以显著提高二次电池的容量保持率等电特性。

此外，本发明的一个实施方案的目的在于提供一种包含所述二次电池用多孔性复合隔膜的锂二次电池。

技术方案

本发明的一个实施方案的二次电池用多孔性复合隔膜包括多孔性基材和形成在所述多孔性基材上的涂层，所述涂层的多个无机颗粒可以通过复合粘合剂连接并固定，所述复合粘合剂包含颗粒状聚合物粘合剂和没有熔点且热分解温度为300℃以上的互穿聚合物网络(interpenetrating polymer network，IPN)型粘合剂。

所述互穿聚合物网络型粘合剂的交联渗透率可以为20以下。

所述无机颗粒和颗粒状聚合物粘合剂的平均粒径可以为10nm至10μm。

所述颗粒状聚合物粘合剂的平均粒径可以满足下述式1和式2。

[式1]