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CN110301056A - 包括减少氢氟酸的材料的电池隔板 - Google Patents

包括减少氢氟酸的材料的电池隔板 Download PDF

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CN110301056A CN201880010769.8A CN201880010769A CN110301056A CN 110301056 A CN110301056 A CN 110301056A CN 201880010769 A CN201880010769 A CN 201880010769A CN 110301056 A CN110301056 A CN 110301056A
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Abstract

本文公开了一种隔板，包括：配置为具有多孔结构的聚烯烃基隔板基板；包括无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的第一涂覆部分；和包括用于防止氢氟酸的产生的材料的第二涂覆部分，其中第一涂覆部分和第二涂覆部分位于隔板基板上或位于隔板基板中形成的孔隙中。

Description

包括减少氢氟酸的材料的电池隔板
技术领域
本申请要求于2017年7月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2017-0094377的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
本发明涉及一种包括减少氢氟酸的材料的电池隔板，且更具体地涉及一种用于二次电池的隔板，所述隔板包括设置在具有多孔结构的聚烯烃基隔板基板的表面上或设置在隔板基板中形成的孔隙中的用于防止氢氟酸的产生的材料，以防止电池的容量降低。
背景技术
随着诸如便携式计算机、移动电话和照相机之类的便携式装置的日益发展和对此类便携式装置的需求增加，对作为此类便携式装置的能源的二次电池的需求也急剧增加。在这些二次电池中，对于具有高能量密度、高电压、长寿命和低自放电率的锂二次电池已经进行了大量研究，并且现在已经商业化和广泛使用。
迄今为止，厚度范围为约5至约30μm的聚烯烃基多孔隔板已被用作用于将锂二次电池的正极和负极彼此隔离的隔板。在聚烯烃基多孔隔板由于电池中的枝晶生长(dendrite growth)而破裂的情况下，隔板可能由于内部短路而引起电池爆炸。为了抑制电池的这种不稳定性，可以在多孔隔板基板的一个或两个表面上涂覆无机颗粒和粘合剂，以使无机颗粒抑制基板的收缩，从而藉由无机涂层进一步保证隔板的安全性。
涂覆隔板是通过将氧化铝分散在油相溶液或水溶液中来制造的。由于氧化铝对水分的亲和力，电池中的水分含量可能会增加。电池中的水分与有机电解液中的锂盐(诸如LiPF6)等反应，生成氟化氢(HF)。HF破坏SEI层并加速正极的洗脱，从而大大降低了电池的安全性和耐久性。特别是，由于HF加速了电池在高温下的分解，因此在比一般便携式装置的温度更高的温度下操作的电动车辆的二次电池可能会受到更大的影响。
为了解决上述问题，韩国注册专利第10-1442958号公开了一种有机/无机复合多功能涂覆隔板，其由包括多功能颗粒BaxSiyOz(0<x<1,0<y<1,x+2y＝x)和有机粘合剂的涂覆溶液以及隔板基板组成。
该技术使用多功能颗粒，其降低了水分含量，从而抑制了HF的产生。然而，不能去除产生的HF。
韩国注册专利第10-0775310号公开了一种有机/无机复合多孔隔板，其包括涂覆在聚烯烃基多孔隔板基板上的活性层，该活性层是无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物。
该技术使用多孔隔板基板以改善锂离子传导性和电解质浸渍率。然而，该技术没有提出降低氢氟酸含量的功能。
作为现有技术的另一示例的日本注册专利第4606705号涉及一种用于二次电池的隔板，其通过将包括二氧化硅组分的玻璃与有机聚合物混合而制造。
日本注册专利第4606705号公开了一种通过与二氧化硅混合制造的隔板，而不是作为单独构件的隔板。结果，与隔板包括多孔隔板基板和混合物层的情况相比，电解质浸渍率大大降低。
韩国注册专利第10-17239974号公开了一种包括基板的隔板，在该基板的表面上设置有包括位于其表面上的具有反应性官能团的无机颗粒的涂层。
该技术仅提出了改善电解液的浸渍性和离子传导性的方法。然而，该技术没有公开去除氢氟酸的方法，这降低了二次电池的寿命。
因此，非常需要一种含有能够与生成的氢氟酸反应的组分的隔板，以便在具有高电解质浸渍率的同时直接降低氢氟酸的含量。
发明内容
技术问题
本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种隔板，所述隔板被配置为使得包括无机粒子和粘合剂聚合物的混合物的第一涂覆部分和包括用于防止氢氟酸的产生的材料的第二涂覆部分位于具有多孔结构的隔板基板上，或位于隔板基板中形成的孔隙中。
此外，由于包括用于防止氢氟酸的产生的材料，因此可以抑制SEI层的破坏，从而防止电池单元的容量降低。
技术方案
根据本发明的一个方面，通过提供一种隔板能够实现上述和其它目的，所述隔板包括：
配置为具有多孔结构的聚烯烃基隔板基板；
包括无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的第一涂覆部分；和包括用于防止氢氟酸的产生的材料的第二涂覆部分，
其中第一涂覆部分和第二涂覆部分位于隔板基板上或位于隔板基板中形成的孔隙中。
如上所述，根据本发明的隔板被配置为具有这样的结构，其中包括无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的第一涂覆部分和包括用于防止氢氟酸的产生的材料的第二涂覆部分位于具有多孔结构的隔板基板上或位于隔板基板中形成的孔隙中，由此可以改善锂离子传导性和电解质浸渍率。
此外，氢氟酸破坏SEI层并由此使电池的寿命和容量降低，由于包括用于防止氢氟酸的产生的材料，因此可以防止电池的寿命和容量降低。
在具体示例中，根据本发明的隔板可被配置为具有其中第一涂覆部分位于隔板基板上并且第二涂覆部分位于第一涂覆部分上的结构。
如上所述，隔板可具有其中隔板基板、第一涂覆部分和第二涂覆部分堆叠的结构。隔板基板、第一涂覆部分和第二涂覆部分可以在保持其固有特性的同时彼此连接。或者，隔板基板和第一涂覆部分可以在它们之间的边界处彼此混合，和/或第一涂覆部分和第二涂覆部分可以在它们之间的边界处彼此混合。
在另一具体示例中，根据本发明的隔板可被配置为具有这样的结构，其中包括处于混合状态的第一涂覆部分和第二涂覆部分的混合层位于隔板基板上。也就是说，不同于其中第一涂覆部分和第二涂覆部分作为分离层提供的层状结构，包括处于混合状态的第一涂覆部分和第二涂覆部分的混合层可以位于具有多孔结构的聚烯烃基隔板基板上。
第一涂覆部分和第二涂覆部分可以单独地形成，然后彼此混合以制造混合层。在构成第一涂覆部分和第二涂覆部分的化合物彼此不发生化学反应的情况下，可以同时进行第一涂覆部分和第二涂覆部分的形成以及混合层的制造。
基于混合层的总重量，第二涂覆部分可占10重量％至90重量％，优选30重量％至70重量％。
在第二涂覆部分基于混合层的总重量占小于10重量％的情况下，难以充分实现防止氢氟酸的产生的效果。在第二涂覆部分基于混合层的总重量占大于90重量％的情况下，电解质浸渍率可能降低，或者可能难以保证隔板的足够强度。
在另一实施方式中，混合层可以位于隔板基板中形成的至少一些孔隙中。用于防止氢氟酸的产生的材料可以位于隔板基板中形成的孔隙中。因此，即使在浸渍有电解液的隔板基板中形成HF的情况下，也可以快速去除形成的HF，因为用于防止氢氟酸的产生的材料被包括在隔板基板中形成的孔隙中。
在分别设置第一涂覆部分和第二涂覆部分的结构中，以及在第一涂覆部分和第二涂覆部分混合的结构中，第二涂覆部分的含量可以是均匀的。例如，基于第二涂覆部分的固含量的总质量，用于防止氢氟酸的产生的材料占70重量％至100重量％，优选为80重量％至100重量％。
在用于防止氢氟酸的产生的材料的含量小于第二涂覆部分的固含量的总质量的70重量％的情况下，氢氟酸去除时间增加或氢氟酸去除效率降低，这是不希望的。
用于防止氢氟酸的产生的材料可以是包括SiO2的材料。具体地，包括SiO2的材料可以是包括SiO2的玻璃。
此外，用于防止氢氟酸的产生的材料可以是碳酸钠(Na2CO3)或碳酸钾(K2CO3)，其可以与氢氟酸反应以便去除氢氟酸，如下所示。
Na2CO3+4HF→2NaHF2+CO2+H2O
K2CO3+4HF→2KHF2+CO2+H2O
构成第一涂覆部分的无机颗粒可以是选自由以下无机颗粒构成的群组中的至少一种：(a)介电常数为5或更大的无机颗粒；(b)具有压电性(piezoelectricity)的无机颗粒；和(c)具有锂离子传输能力的无机颗粒。
(a)介电常数为5或更大的无机颗粒可以是SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、或SiC。
(b)具有压电性的无机颗粒可被配置为当施加预定水平的压力时，由于在颗粒的相对表面之间产生的正电荷和负电荷而形成电位差，并且可以是选自由BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、二氧化铪(hafnia,HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC构成的群组中的至少一种，及其混合物。
(c)具有锂离子传输能力的无机颗粒可被配置为包含锂元素，但是移动锂离子，而不是存储锂，并且可以是选自由以下化合物构成的群组中的至少一种：磷酸锂(Li3PO4)；磷酸钛锂(LixTiy(PO4)3,0<x<2,0<y<3)；磷酸铝钛锂(LixAlyTiz(PO4)3,0<x<2,0<y<1,0<z<3)；(LiAlTiP)xOy-基玻璃(0<x<4,0<y<13)，诸如14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5；钛酸镧锂(LixLayTiO3,0<x<2,0<y<3)；硫代磷酸锗锂(LixGeyPzSw,0<x<4,0<y<1,0<z<1,0<w<5)，诸如Li3.25Ge0.25P0.75S4；氮化锂(LixNy,0<x<4,0<y<2)，诸如Li3N；SiS2基玻璃(LixSiySz,0<x<3,0<y<2,0<z<4)，诸如Li3PO4-Li2S-SiS2；P2S5基玻璃(LixPySz,0<x<3,0<y<3,0<z<7)，诸如LiI-Li2S-P2S5，及其混合物。
构成第一涂覆部分的粘合剂聚合物可以是选自由以下化合物构成的群组中的至少一种：聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate)、聚乙烯-共-醋酸乙烯酯(polyethylene-co-vinyl acetate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide)、醋酸纤维素(cellulose acetate)、醋酸丁酸纤维素(cellulose acetate butyrate)、醋酸丙酸纤维素(cellulose acetatepropionate)、氰乙基普鲁兰多糖(cyanoethylpullulan)、氰乙基聚乙烯醇(cyanoethylpolyvinyl alcohol)、氰乙基纤维素(cyanoethyl cellulose)、氰乙基蔗糖(cyanoethylsucrose)、普鲁兰多糖(pullulan)、羧甲基纤维素(carboxyl methyl cellulose)、和聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)。
具有多孔结构的聚烯烃基隔板基板可以由选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、和聚丙烯构成的群组中的至少一种制成。
根据本发明的另一方面，提供一种包括所述隔板的二次电池。二次电池被配置为具有其中隔板插置在正极和负极之间的结构。
正极可通过将正极活性材料、导电剂和粘合剂的混合物施加到正极集电器上并干燥该混合物来制造。可根据需要进一步向混合物中添加填料。
一般而言，正极集电器被制造成具有3μm至500μm的厚度。正极集电器没有特别限制，只要正极集电器显示出高导电性同时正极集电器在应用正极集电器的电池中不引起任何化学变化即可。例如，正极集电器可由不锈钢、铝、镍、钛或塑料碳制成。或者，正极集电器可以由表面经碳、镍、钛或银处理的铝或不锈钢制成。此外，正极集电器可以具有在其表面上形成的微尺度不均匀图案，以增加正极活性材料的粘附力。正极集电器可被配置为诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体、和无纺布体之类的各种形式。
正极活性材料可以是，但不限于：诸如锂钴氧化物(LiCoO2)或锂镍氧化物(LiNiO2)的层状化合物或由一种或多种过渡金属取代的化合物；由化学式Li1+xMn2-xO4(其中x＝0至0.33)表示的锂锰氧化物或诸如LiMnO3、LiMn2O3、或LiMnO2的锂锰氧化物；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，诸如LiV3O8、LiV3O4、V2O5、或Cu2V2O7；由化学式LiNi1-xMxO2(其中M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，且x＝0.01至0.3)表示的Ni-位型锂镍氧化物；由化学式LiMn2-xMxO2(其中M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，且x＝0.01至0.1)或化学式Li2Mn3MO8(其中M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)表示的锂锰复合氧化物；LiMn2O4，其中化学式中Li部分地被碱土金属离子取代；二硫化合物；或Fe2(MoO4)3。
基于包括正极活性材料的化合物的总重量，通常添加导电剂以使导电剂占1重量％至30重量％。导电剂没有特别限制，只要导电剂显示出高导电性同时在应用导电剂的电池中不引起任何化学变化即可。例如，可以使用以下材料作为导电剂：石墨，诸如天然石墨或人造石墨；炭黑，诸如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、或夏黑；导电纤维，诸如碳纤维或金属纤维；金属粉末，诸如氟化碳粉末、铝粉或镍粉；导电晶须，诸如氧化锌或钛酸钾；导电金属氧化物，如钛氧化物；或诸如聚苯撑衍生物之类的导电材料。
正极中所包括的粘合剂是有助于活性材料和导电剂之间的结合以及与集电器结合的组分。基于包括正极活性材料在内的混合物的总重量，粘合剂一般添加的量为1重量％至30重量％。作为粘合剂的示例，可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶、和各种共聚物。
填料是用于抑制正极膨胀的可选组分。填料没有特别限制，只要其在应用填料的电池中不引起任何化学变化且由纤维材料制成即可。作为填料的示例，可以使用烯烃聚合物，诸如聚乙烯和聚丙烯；和纤维材料，诸如玻璃纤维和碳纤维。
负极可通过将负极活性材料施加到负极集电器上并将其干燥来制造。可根据需要选择性地进一步包括上述组分。
一般而言，负极集电器被制造成具有3μm至500μm的厚度。负极集电器没有特别限制，只要负极集电器显示出高导电性同时负极集电器在应用负极集电器的电池中不引起任何化学变化即可。例如，负极集电器可由铜、不锈钢、铝、镍、钛或塑料碳制成。或者，负极集电器可以由表面经碳、镍、钛或银处理的铜或不锈钢、或铝镉合金制成。此外，负极集电器可以具有在其表面上形成的微尺度不均匀图案，以与正极集电器相同的方式增加负极活性材料的粘附力。负极集电器可被配置为诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体、和无纺布体之类的各种形式。
作为负极活性材料，例如可以使用：碳，诸如非石墨化碳和石墨基碳；金属复合氧化物，诸如LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1-xMe’yOz(Me：Mn、Fe、Pb、Ge；Me’：Al、B、P、Si、元素周期表第1、2和3族元素、卤素；0≤x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)；锂金属；锂合金；硅基合金；锡基合金；金属氧化物，诸如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4、或Bi2O5；导电聚合物，诸如聚乙炔；或Li-Co-Ni基材料。
根据本发明的另一方面，提供一种包括所述二次电池的电池组。
具体地，电池组可用作需要能够承受高温、长寿命、高速率特性等的装置的电源。所述装置的具体示例可包括移动电子装置(mobile device)、可穿戴电子装置(wearabledevice)、由电池供电的电机驱动的电动工具(power tool)、电动汽车(诸如电动车辆(Electric Vehicle,EV)、混合动力电动车辆(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、或插电式混合动力电动车辆(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV))，电动两轮车(诸如电动自行车(E-bike)或电动滑板车(E-scooter))、电动高尔夫球车(electric golf cart)和电力存储系统(Energy Storage System)。然而，本发明不限于此。
所述装置的结构和制造方法在本发明所属领域中是众所周知的，在此将省略对它们的详细描述。
附图说明
图1是示出HF含量随时间变化的图。
图2是示出根据本发明一个实施方式的隔板的垂直截面图。
图3是示出根据本发明另一实施方式的隔板的垂直截面图。
图4是示出根据本发明又一实施方式的隔板的垂直截面图。
最佳实施方式
现在，将参照本发明的实施方式描述本发明。然而，应注意，提供所示的实施方式是为了更容易理解本发明，因此本发明的范围不受所示实施方式的限制。
<实施方式1>
隔板的制造
将约10重量％的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)加入到丙酮中，并在60℃的温度下溶解约12小时或更长时间以制备聚合物溶液。将Al2O3粉末添加到聚合物溶液中，使得Al2O3/PVdF-HFP的比率为80/20(重量％)，并且使用球磨(ball mill)法将Al2O3粉末分散2小时或更长时间以制造第一浆料。使用浸(dip)涂法将所制造的第一浆料涂覆在聚乙烯隔板上。
将约10重量％的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)加入到丙酮中，并在60℃的温度下溶解约12小时或更长时间以制备聚合物溶液。将SiO2粉末添加到聚合物溶液中，使得SiO2/PVdF-HFP的比率为80/20(重量％)，并且使用球磨(ball mill)法将SiO2粉末分散2小时或更长时间以制造第二浆料。使用浸(dip)涂法将所制造的第二浆料涂覆在已经涂覆在聚乙烯隔板上的第一浆料上。
电解液的制造
将1,000ppm的蒸馏水倒入所制造的电解液中，使得其中溶解有1M六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸乙烯酯(EC)：碳酸甲乙酯(EMC)的比率为3：7(体积％)，并且将混合物在60℃的烘箱中储存约24小时，使得在混合物中产生过量的HF。
将涂覆有第一浆料的隔板用产生HF的电解液浸渍，并在7天内检查HF含量的变化。
<实施方式2>
使用与实施方式1中相同的方法进行评估，不同之处在于：将包括处于混合状态的第一浆料和第二浆料的混合浆料涂覆在聚乙烯隔板上。此时，Al2O3:SiO2的比率为95：5(重量％)。
<比较例1>
使用与实施方式1中相同的方法进行评估，不同之处在于：没有涂覆实施方式1中的第一浆料和第二浆料。
<比较例2>
使用与实施方式1中相同的方法进行评估，不同之处在于：没有涂覆实施方式1中的第二浆料。
<参考例>
使用与实施方式1中相同的方法制造二次电池，不同之处在于：未向实施方式1中的电解液添加1,000ppm的蒸馏水。
<试验例1>
将根据实施方式1、实施方式2、比较例1、比较例2和参考例制造的二次电池在25℃的温度下储存7天，以测量HF的含量。测量结果在图1中示出。
参照图1，与在其中电解液中不包括蒸馏水参考例相比，在实施方式1的情形中，其中将包括SiO2的第二浆料涂覆在隔板的最外层上，HF与SiO2反应并通过以下过程除去，由此难以形成HF。因此，实施方式1具有与参考例中几乎相同的HF含量。在实施方式2的情形中，其中将包括处于混合状态的第一浆料和第二浆料的混合浆料涂覆在隔板上，与实施方式1相比，混合浆料中的SiO2的含量降低，结果是HF的初始含量在狭窄范围内增加，但在第四天后开始降低，并在第七天降低到与初始水平相似的水平。
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
SiO2+6HF→H2(SiF6)+2H2O
然而，在比较例1和2的情形中，由于电解液中包括的蒸馏水与电解液中的锂盐反应，因此HF的含量急剧增加。具体地，在比较例1的情形中，其中既不包括含Al2O3的第一浆料层也不包括含SiO2的第二浆料层，HF的含量在储存的第一天急剧增加约400ppm，此后几乎保持均匀，第四天后略有增加，并且在第七天增加至约1,800ppm。在比较例2的情形中，其中不包括第二浆料层，HF的含量在储存的第一天急剧增加约900ppm，此后几乎保持均匀，并且在第七天增加至约2,300ppm。
也就是说，由于比较例1和比较例2不包括可以去除HF的SiO2，因此HF的含量随时间逐渐增加。在比较例2的情形中，由于Al2O3中包括的水分，HF的含量随时间增加得更快。
下文中，将参照附图描述本发明的优选实施方式。然而，应注意，提供所示的实施方式是为了更容易理解本发明，因此本发明的范围不受所示实施方式的限制。
图2是示意性地示出根据本发明实施方式的隔板的垂直截面图。
参照图2，隔板100被配置为使得第一涂覆部分120涂覆在隔板基板110的上表面和下表面上，隔板基板110中形成有开口型孔隙111，并且使得第二涂覆部分130涂覆在第一涂覆部分120的不面对隔板基板110的外表面上。尽管示出了第一涂覆部分120和第二涂覆部分130不包括在孔隙111中的状态，但孔隙111可以保持为空，以便提高电解质浸渍率，或者第一涂覆部分120和/或第二涂覆部分130可被包括在至少一些孔隙111中。
此外，尽管示出了第一涂覆部分120涂覆在隔板基板110的相对表面的整体上并且其中第二涂覆部分130涂覆在第一涂覆部分120的外表面的整体上的状态，但是第一涂覆部分120可以涂覆在隔板基板的相对表面的部分区域上，第二涂覆部分120涂覆在第一涂覆部分120的外表面的部分区域上。
图3是示意性地示出根据本发明另一实施方式的隔板的垂直截面图。
参照图3，隔板200被配置为使得混合层240涂覆在其中形成有开口型孔隙211的隔板基板210的上表面和下表面上，每个混合层240包括处于混合状态的第一涂覆部分和第二涂覆部分。
尽管示出了混合层240不包括在孔隙211中的状态，但孔隙111可以保持为空以便提高电解质浸渍率，或者混合层240可被包括在至少一些孔隙111中。
此外，尽管示出了混合层240涂覆在隔板基板210的相对表面的整体上的状态，但是混合层240可以涂覆在隔板基板的相对表面的部分区域上。
图4是示意性地示出根据本发明又一实施方式的隔板的垂直截面图。
参照图4，开口型孔隙311形成在隔板基板310中，并且包括处于混合状态的第一涂覆部分和第二涂覆部分的混合层340位于孔隙中。
混合层340可被包括在至少一些孔隙311中，并且混合层的一部分可以设置在隔板基板的上表面和下表面的每一个上。
本发明所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，基于以上描述可以进行各种应用和修改。
工业实用性
从以上描述显而易见的是，根据本发明的隔板包括：配置为具有多孔结构的隔板基板；包括无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的第一涂料部分；和包括用于防止氢氟酸的产生的材料的第二涂料部分，从而改善了锂离子传导性和电解质浸渍率。
此外，氢氟酸破坏SEI层并由此使电池的寿命和容量降低，由于包括用于防止氢氟酸的产生的材料，因此可以显著减少上述问题的发生。
<附图标记说明>
100、200、300：隔板
110、210、310：隔板基板
111、211、311：隔板孔隙
120：第一涂覆部分
130：第二涂覆部分
240、340：混合层。

Claims (13)

1.一种隔板，包括：
配置为具有多孔结构的聚烯烃基隔板基板；
包括无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的第一涂覆部分；和
包括用于防止氢氟酸的产生的材料的第二涂覆部分，其中
所述第一涂覆部分和所述第二涂覆部分位于所述隔板基板上或位于所述隔板基板中形成的孔隙中。
2.根据权利要求1所述的隔板，其中
所述第一涂覆部分位于所述隔板基板上，并且
所述第二涂覆部分位于所述第一涂覆部分上。
3.根据权利要求1所述的隔板，其中所述隔板被配置为具有这样的结构，其中包括处于混合状态的所述第一涂覆部分和所述第二涂覆部分的混合层位于所述隔板基板上。
4.根据权利要求3所述的隔板，其中基于所述混合层的总重量，所述第二涂覆部分占5重量％至95重量％。
5.根据权利要求3所述的隔板，其中所述混合层位于所述隔板基板中形成的至少一些孔隙中。
6.根据权利要求1所述的隔板，其中基于所述第二涂覆部分的固含量的总质量，所述用于防止氢氟酸的产生的材料占70重量％至100重量％。
7.根据权利要求1所述的隔板，其中所述用于防止氢氟酸的产生的材料是包括SiO2的材料。
8.根据权利要求7所述的隔板，其中所述包括SiO2的材料是包括SiO2的玻璃。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的隔板，其中所述无机颗粒是选自由以下无机颗粒构成的群组中的至少一种：(a)介电常数为5或更大的无机颗粒；(b)具有压电性(piezoelectricity)的无机颗粒；和(c)具有锂离子传输能力的无机颗粒。
10.根据权利要求9所述的隔板，其中
(a)介电常数为5或更大的无机颗粒是SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、或SiC，
(b)具有压电性的无机颗粒被配置为当施加预定水平的压力时，由于在颗粒的相对表面之间产生的正电荷和负电荷而形成电位差，并且是选自由BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、二氧化铪(hafnia,HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC构成的群组中的至少一种，及其混合物，并且
(c)具有锂离子传输能力的无机颗粒被配置为包含锂元素，但是移动锂离子，而不是存储锂，并且是选自由以下化合物构成的群组中的至少一种：磷酸锂(Li3PO4)；磷酸钛锂(LixTiy(PO4)3,0<x<2,0<y<3)；磷酸铝钛锂(LixAlyTiz(PO4)3,0<x<2,0<y<1,0<z<3)；(LiAlTiP)xOy-基玻璃(0<x<4,0<y<13)，诸如14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5；钛酸镧锂(LixLayTiO3,0<x<2,0<y<3)；硫代磷酸锗锂(LixGeyPzSw,0<x<4,0<y<1,0<z<1,0<w<5)，诸如Li3.25Ge0.25P0.75S4；氮化锂(LixNy,0<x<4,0<y<2)，诸如Li3N；SiS2基玻璃(LixSiySz,0<x<3,0<y<2,0<z<4)，诸如Li3PO4-Li2S-SiS2；P2S5基玻璃(LixPySz,0<x<3,0<y<3,0<z<7)，诸如LiI-Li2S-P2S5，及其混合物。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的隔板，其中所述粘合剂聚合物是选自由以下化合物构成的群组中的至少一种：聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate)、聚乙烯-共-醋酸乙烯酯(polyethylene-co-vinyl acetate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide)、醋酸纤维素(cellulose acetate)、醋酸丁酸纤维素(cellulose acetate butyrate)、醋酸丙酸纤维素(cellulose acetatepropionate)、氰乙基普鲁兰多糖(cyanoethylpullulan)、氰乙基聚乙烯醇(cyanoethylpolyvinyl alcohol)、氰乙基纤维素(cyanoethyl cellulose)、氰乙基蔗糖(cyanoethylsucrose)、普鲁兰多糖(pullulan)、羧甲基纤维素(carboxyl methyl cellulose)、和聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的隔板，其中所述聚烯烃基隔板基板由选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、和聚丙烯构成的群组中的至少一种制成。
13.一种二次电池，包括根据权利要求1至8中任一项所述的隔板。
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