[发明专利]用于电化学装置的氟聚合物膜

说明书

本发明涉及一种用于电化学装置的膜、一种用于制造所述膜的方法以及所述膜在用于制造电化学装置的方法中的用途。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月13日提交的欧洲申请号17306762.0的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种用于电化学装置的膜、一种用于制造所述膜的方法以及所述膜在用于制造电化学装置的方法中的用途。

背景技术

氟聚合物并且特别是偏二氟乙烯聚合物用于多种多样的包括电化学应用的应用中。

例如，由于氟聚合物的耐化学性和抗热老化性，它们有利地被用作制造适合于在电化学装置(如二次电池)中使用的电极或膜的原材料。

碱金属或碱土金属二次电池典型地通过组装正电极(阴极)、离子传导膜以及负电极(阳极)形成。该离子传导膜(常常被称为隔膜)在电池中起着至关重要的作用因为它必须提供高的离子电导率同时确保在相对电极之间的有效分离。

适合于在电化学装置(如二次电池)中使用的电解质典型地包括液体电解质和固体电解质。为了使电解质适合于在二次电池中使用，它们应该展示对于电极的高的离子电导率、高的化学和电化学稳定性以及在宽的温度范围内的高的热稳定性。

适合于在锂离子二次电池中使用的液体电解质典型地包括溶解于合适的有机溶剂中的金属盐如锂盐。

然而，当在液体电解质的闪点以上加热它时，由于过热可能出现关键的安全问题。特别地，通过由阴极材料释放的氧与作为燃料的有机液体电解质的化学反应在高温下可发生热失控。

为了解决在锂离子二次电池中的安全问题，已经研究了凝胶聚合物电解质，其有利地结合了液体电解质和固体聚合物电解质两者的优点，因此被赋予了高的离子导电率和高的热稳定性。

可以制备基于所述凝胶聚合物电解质的电解质膜。

用于二次电池中的膜的制备是通过连续方法适当进行的，但是赋予该膜良好的机械特性是必需的。

在所述连续方法中，该膜实际上在镀膜机中是处于拉伸状态的，并且在一些情况下在将膜安装于电池中之前，必须将该膜从基底上分离。在该方法中，膜不能被损坏并且该方法应该是容易进行的方法。该方法难以操作可能使得膜制备的工业化是不可能的。

通过使用凝胶电解质制备的本领域中已知的膜在通过连续方法制备期间面临以上提及的问题。

因此，感觉到需要能够在镀膜机中通过连续方法生产的凝胶电解质/膜电解质，所述膜被赋予良好的机械特性并适合于在电化学装置中使用，特别是在二次电池如锂离子电池中展现出出色的电容值同时适当地确保了安全要求。

发明内容

现在已经出人意料地发现，电化学装置、尤其是二次电池可以通过使用本发明的膜容易地制造。

还已经出人意料地发现，本发明的膜可以在镀膜机中以连续方法生产，而没有遭受本领域已知的膜的缺陷。

在第一目的中，本发明提供一种用于电化学装置的膜，所述膜包含以下各项、优选地由以下各项组成：

(a)至少一种包含无机域的氟聚合物杂化有机/无机复合材料[聚合物(F-h)]，所述杂化物是通过以下物质之间的反应获得的：

-至少一种氟聚合物[聚合物(F)]，其包含：

(i)衍生自至少一种氟化单体(FM)的重复单元，

(ii)衍生自至少一种具有下式的(甲基)丙烯酸单体[单体(MA)]的重复单元：