[发明专利]多孔隔板和包括所述多孔隔板的锂二次电池

说明书

本发明涉及一种多孔隔板和一种包括所述多孔隔板的锂二次电池，所述多孔隔板包括：多孔层和形成在所述多孔层的任一表面上的金属层，所述多孔层包含多个板状无机颗粒和位于所述板状无机颗粒的部分或全部表面上以连接和固定所述板状无机颗粒的第一粘合剂聚合物。

技术领域

本申请要求于2018年10月12日提交的韩国专利申请第10-2018-0122101号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的全部内容结合在此。

本发明涉及一种能够阻止锂离子枝晶并且因优异的热性能而具有改善的高温安全性的多孔隔板和包括所述多孔隔板的锂二次电池。

背景技术

近来，对储能技术的兴趣日益增加。随着其应用领域扩展到移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑甚至电动汽车的能源，对电化学装置的研究和开发工作正在越来越具体地进行。在这方面，电化学装置是最值得关注的领域，而电化学装置中的能够充电/放电的二次电池的开发是关注的焦点。近来，在开发这些电池中，已经进行了关于新型电极和电池设计的研究和开发，以提高容量密度和比能量。

在当前使用的二次电池中，20世纪90年代早期开发的锂二次电池因其优点在于具有比诸如Ni-MH、Ni-Cd以及使用水溶液形式的电解质溶液的硫酸-铅电池之类的传统电池更高的工作电压和能量密度而受到很多关注。然而，锂离子电池由于使用有机电解质溶液而具有诸如着火和爆炸之类的安全问题，并且具有难以制造的缺点。

近来的锂离子聚合物电池通过改善这种锂离子电池的缺点而被认为是下一代电池之一，但是与锂离子电池相比，这种电池的容量仍然相对较低，特别是在低温下的放电容量不足，迫切需要对此进行改进。

如上所述的电化学装置由许多公司生产，但是它们的安全特性呈现不同的方面。评估这些电化学装置的安全性并确保其安全性非常重要。最重要的考虑是在电化学装置发生故障的情况下不应对使用者造成伤害。为此，安全标准严格规定了电化学装置中的着火和冒烟。在电化学装置的安全特性中，如果电化学装置过热并因此显示出热失控，或者隔板被刺穿，则存在引起爆炸的高风险。特别地，通常用作电化学装置的隔板的聚烯烃基多孔基板由于材料特性和包括拉伸在内的制备工序的特性而在100℃或更高的温度下表现出极端的热收缩行为，从而导致正极和负极之间的短路。

为了解决如上所述的电化学装置的安全性问题，已经提出了一种通过将无机颗粒和粘合剂聚合物的过量混合物涂覆在具有多个孔的聚烯烃基多孔基板的至少一侧上而形成的具有多孔有机-无机涂层的隔板。

然而，在这种情况下，由于在制造工序例如干燥工序中产生的裂纹，多孔层可能具有在表面上的涂层缺陷(defect)。因此，当组装二次电池或当使用电池时，有机/无机复合多孔层可能会容易从聚烯烃基多孔基板上剥离，这导致电池的安全性降低。此外，为了形成多孔层，施加至聚烯烃基多孔基板的用于形成多孔层的浆料存在以下问题：在干燥过程中颗粒的压实度增加，从而导致密实堆积(packing)的部分，因此使透气性降低。

此外，存在以下问题：在电池的电极板的制造工序和原材料的制备工序中不可避免地混入的重金属成分因在电池活化期间被氧化还原而沉积在负极的表面上，结果是金属锂的针状晶体(枝晶(dendrite))造成在正极或负极上的微短路(micro-short)，从而造成电池的电压降。

因此，就需要越来越高的稳定性的电池工业的特性而言，仍然需要能够有助于电池的稳定性的改进的隔板。

(专利文献1)韩国待审专利公开第10-2015-0099648号，“隔板、制造所述隔板的方法、包括所述隔板的锂聚合物二次电池、以及使用所述隔板制造锂聚合物二次电池的方法”。

发明内容

技术问题

因此，本发明要解决的问题是提供一种能够防止由于枝晶生长而导致的正极与负极之间的短路现象并且因优异的热性能而具有改善的高温安全性的多孔隔板和包括所述多孔隔板的电化学装置。