[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2451367C2 - Электрохимическое устройство, имеющее различные типы сепараторов - Google Patents

Электрохимическое устройство, имеющее различные типы сепараторов Download PDF

Info

Publication number
RU2451367C2
RU2451367C2 RU2009143342/07A RU2009143342A RU2451367C2 RU 2451367 C2 RU2451367 C2 RU 2451367C2 RU 2009143342/07 A RU2009143342/07 A RU 2009143342/07A RU 2009143342 A RU2009143342 A RU 2009143342A RU 2451367 C2 RU2451367 C2 RU 2451367C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrochemical device
separator
inorganic particles
porous substrate
lithium
Prior art date
Application number
RU2009143342/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009143342A (ru
Inventor
Дзонг-Хун КИМ (KR)
Дзонг-Хун КИМ
Хиун-Мин ДЗАНГ (KR)
Хиун-Мин ДЗАНГ
Дзанг-хиук ХОНГ (KR)
Дзанг-хиук ХОНГ
Дзоон-Йонг СОН (KR)
Дзоон-Йонг СОН
Санг-Янг ЛИ (KR)
Санг-Янг ЛИ
Original Assignee
Эл Джи Кем, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39875656&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2451367(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Эл Джи Кем, Лтд. filed Critical Эл Джи Кем, Лтд.
Publication of RU2009143342A publication Critical patent/RU2009143342A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2451367C2 publication Critical patent/RU2451367C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/42—Acrylic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423—Polyamide resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/426—Fluorocarbon polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/443—Particulate material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/451—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/466—U-shaped, bag-shaped or folded
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электрохимическому устройству, такому как литиевая аккумуляторная батарея, и конкретнее к электрохимическому устройству, имеющему различные типы сепараторов. Согласно изобретению электрохимическое устройство содержит множество отдельных ячеек, каждая из которых имеет первый сепаратор и катод, и анод, расположенные по обе стороны первого сепаратора, и непрерывный единичный второй сепаратор, помещенный между соседними отдельными ячейками, связанными друг с другом в многослойную структуру, и расположенный так, чтобы окружать каждую ячейку. Первый сепаратор включает термостойкую пористую подложку, имеющую температуру плавления 200°С или выше, и первый слой пористого покрытия, образованный на, по меньшей мере, одной поверхности термостойкой пористой подложки, и изготовленный из смеси множества неорганических частиц и связующего полимера. Второй сепаратор включает полиолефиновую пористую подложку и второй слой пористого покрытия, образованный на, по меньшей мере, одной поверхности полиолефиновой пористой подложки и изготовленный из смеси множества неорганических частиц и связующего полимера. Техническим результатом является термическая стабильность, предотвращение короткого замыкания, взрыва, воспламенения электрохимического устройства. 15 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл., 3 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к электрохимическому устройству, такому как литиевая аккумуляторная (вторичная) батарея, и, конкретнее, к электрохимическому устройству, имеющему различные типы сепараторов.
Уровень техники изобретения
В последнее время возрос интерес к технологии аккумулирования энергии. Батареи широко используются как источники энергии в области мобильных телефонов, видеокамер, портативных компьютеров, персональных компьютеров и электромобилей, что приводит к интенсивным исследованиям и разработкам таких батарей. В этом отношении, электрохимические устройства являются одним из представляющих особый интерес объектов. В частности, разработка перезаряжаемых аккумуляторных батарей оказалась в центре внимания.
Среди используемых в настоящее время аккумуляторных батарей литиевые аккумуляторные батареи, разработанные в начале 1990-х годов, имеют более высокое рабочее напряжение и гораздо большую плотность энергии, по сравнению с обычными батареями, использующими жидкий раствор электролита, такими, как Ni-MH батареями, Ni-Cd батареями, и H2SO4-Pb батареями. По этим причинам предпочтительно использовались литиевые аккумуляторные батареи. Однако такие литиевые аккумуляторные батареи имеют недостатки в том, что органические электролиты, в них используемые, могут вызвать проблемы, связанные с безопасностью, такие как воспламенение и взрыв батарей, и в том, что процессы производства таких батарей сложны. В последнее время литий-ионные полимерные батареи считались одними из батарей нового поколения, так как вышеуказанные недостатки литий-ионных батарей были решены. Тем не менее, литий-ионные полимерные батареи имеют относительно более низкую емкость батареи, чем литий-ионные батареи, и недостаточную разрядную емкость при низкой температуре, и поэтому эти недостатки литий-ионных полимерных батарей еще требуют срочных решений.
Такие электрохимические устройства производятся многими компаниями, и стабильность батарей имеет разные степени электрохимических устройств. Соответственно, важно гарантировать стабильность электрохимических батарей. Прежде всего, необходимо учитывать, что неполадки в работе электрохимических устройств не должны причинить вреда потребителям. Для этой цели, Правила Техники Безопасности содержат строгие требования в отношении пожаро- и взрывобезопасности электрохимических устройств. В характеристике стабильности электрохимического устройства перегревание электрохимического устройства может вызвать тепловой пробой, и может произойти взрыв, когда сепаратор будет пробит. В частности, полиолефиновая пористая подложка, обычно используемая в качестве сепаратора в электрохимическом устройстве, демонстрирует крайнее термическое сжатие при температуре 100°С или выше, обусловленное свойствами этого материала и процессом его производства, таким, как вытягивание, так что может произойти короткое электрическое замыкание между катодом и анодом.
Для того, чтобы решить вышеуказанные проблемы безопасности электрохимического устройства, в корейских предварительных патентных публикациях № 10-2006-72065 и № 10-2007-231 описан сепаратор, имеющий слой пористого покрытия, образованный путем покрытия, по меньшей мере, одной поверхности пористой подложки, имеющей много пор, смесью неорганических частиц и связующего полимера. В вышеуказанном сепараторе, неорганические частицы в слое пористого покрытия, образованном на пористой подложке, действуют как спейсер, который сохраняет физическую форму слоя пористого покрытия, таким образом, неорганические частицы сдерживают термическое сжатие пористой подложки, когда электрохимическое устройство перегревается, и решают проблему электрического короткого замыкания между катодом и анодом. Кроме того, между неорганическими частицами существуют промежуточные объемы, формируя, таким образом, мелкие поры.
Как уже отмечалось, слой пористого покрытия, сформированный на пористой подложке, служит для улучшения безопасности. Другими словами, в случае резкого повышения температуры вследствие повышенной перегрузки, полиолефиновая пористая подложка (обычно с температурой плавления в интервале от 100 до 160°С), имеющая слой пористого покрытия, служит для безопасности батарей, так как поры заранее закрываются. Однако, если температура батареи далее увеличится, полиолефиновая пористая подложка может полностью расплавиться, что может вызвать взрыв или воспламенение батареи. Кроме того, хотя пористая подложка выполнена из термостойкого материала с более высокой, чем у полиолефиновой подложки, температурой плавления, при повышенной перегрузке, температура может быстро увеличиться и привести к полному плавлению термостойкой подложки, что может вызвать взрыв или воспламенение батареи.
Между тем, в корейской предварительной патентной публикации No 10-2005-66652 описана структура литиевой аккумуляторной батареи, имеющей различные типы сепараторов. В этом документе литий-ионная аккумуляторная батарея представляет собой электрохимическое устройство, которое включает множество отдельных ячеек, каждая из которых имеет первый сепаратор и катод и анод, расположенные по обеим сторонам первого сепаратора; и непрерывный единственный второй сепаратор, помещенный между соседними отдельными ячейками, объединенными друг с другом в многослойную структуру, и расположенный так, чтобы окружать каждую отдельную ячейку. В данном документе первый и второй сепаратор содержат пористые подложки, выполненные из материалов с разной температурой плавления. В соответствии с этим способом, в то время как первый сепаратор, имеющий более низкую температуру плавления, термически сжимаем, второй сепаратор, имеющий более высокую температуру плавления, практически термически не сжимаем, предотвращая, таким образом, внутреннее короткое замыкание. Тем не менее, литиевые аккумуляторные батарее, упомянутые выше, не могут предотвратить короткое замыкание в отдельной ячейке в связи с термическим сжатием первого сепаратора. Кроме того, в случае, когда температура повышается настолько, что вызывает термическое сжатие второго сепаратора в связи с повышенной перегрузкой, батарея может взорваться или воспламениться.
Сущность изобретения
Техническая проблема
Данное изобретение позволяет решить проблемы известного уровня техники, и, следовательно, задачей изобретения является обеспечение электрохимического устройства, имеющего различные типы сепараторов, которое может, во-первых, решить проблему короткого замыкания между катодом и анодом, путем ограничения термического сжатия пористой подложки сепараторов и предотвращения контакта между катодом и анодом, и, во-вторых, предотвратить взрыв или воспламенение электрохимического устройства путем понижения скорости возрастания температуры, даже когда происходит быстрое повышение температуры в связи с повышенной перегрузкой.
Техническое решение
Для решения первой задачи данное изобретение обеспечивает электрохимическое устройство, включающее множество отдельных ячеек, каждая из которых имеет первый сепаратор и катод и анод, расположенные по обе стороны первого сепаратора; и сплошной единственный второй сепаратор, помещенный между соседними отдельными ячейками, связанными друг с другом в многослойную структуру, и расположенный так, чтобы окружать каждую отдельную ячейку, где первый сепаратор включает термостойкую пористую подложку, имеющую температуру плавления 200°С или выше, и первый слой пористого покрытия, образованный на, по меньшей мере, одной поверхности термостойкой пористой подложки, и выполненный из смеси множества неорганических частиц и связующего полимера, и где второй сепаратор включает полиолефиновую пористую подложку и второй слой пористого покрытия, образованный на, по меньшей мере, одной поверхности полиолефиновой пористой подложки, и выполненный из смеси множества неорганических частиц и связующего полимера.
Электрохимическое устройство данного изобретения использует первый и второй сепараторы, имеющие разные типы слоев пористых покрытий, так, что это может ограничить термическое сжатие пористых подложек сепараторов, даже при перегревании электрохимического устройства, и также решить проблему короткого замыкания между катодом и анодом, путем предотвращения контакта между катодом и анодом. Кроме того, даже когда происходит быстрое повышение температуры, в связи с повышенной перегрузкой, поры полиолефиновой пористой подложки второго сепаратора закрываются, чтобы остановить электрический ток, так, что скорость повышения температуры уменьшается, что обеспечивает термическую стабильность второго сепаратора и, таким образом, предотвращается воспламенение или взрыв электрохимического устройства.
В электрохимическом устройстве по данному изобретению термостойкая пористая подложка может быть сформирована с использованием любого материала или смеси, по меньшей мере, двух материалов, выбранных из группы, состоящей из полиэфира, полиацеталя, полиамида, поликарбоната, полиимида, простого полиэфирэфиркетона, полиэфирсульфона, полифениленсульфида, полиэтиленнафталина и полифениленоксида, и полиолефиновая пористая подложка, предпочтительно, имеет температуру плавления в интервале от 130 до 160°С.
Краткое описание чертежей
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества предложенных вариантов осуществления данного изобретения будут более полно описаны в последующем детальном описании, включая приложенные чертежи. На чертежах:
ФИГ.1 является схематическим разрезом, изображающим установку электродов, в соответствии с одним вариантом осуществления данного изобретения;
ФИГ.2 является схематическим разрезом, изображающим установку электродов, в соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения;
ФИГ.3 является схематическим разрезом, изображающим установку электродов, в соответствии с еще одним вариантом осуществления данного изобретения;
ФИГ.4 является схематической диаграммой, изображающей первый сепаратор, использующийся для установки электродов по данному изобретению; и
ФИГ.5 является схематической диаграммой, изображающей второй сепаратор, использующийся для установки электродов по данному изобретению.
Наилучший способ осуществления данного изобретения
В дальнейшем в описании, предпочтительные варианты осуществления изобретения будут подробно описаны со ссылкой на приложенные чертежи. Перед описанием необходимо понять, что термины, используемые в описании и прилагаемой формуле изобретения, следует толковать не как ограниченные общими и словарными значениями, а как термины, которые могут интерпретироваться на основании значений и понятий, соответствующих техническим аспектам данного изобретения, основываясь на принципе, что допускается, чтобы автор изобретения определял термины соответствующим образом для наилучшего пояснения.
Электрохимическое устройство по данному изобретению включает множество отдельных ячеек, каждая из которых имеет первый сепаратор и катод и анод, расположенные по обе стороны первого сепаратора; и сплошной единственный второй сепаратор, помещенный между соседними отдельными ячейками, связанными друг с другом в многослойную структуру, и расположенный так, чтобы окружать каждую отдельную ячейку, где первый сепаратор включает термостойкую пористую подложку, имеющую температуру плавления 200°С или выше, и первый слой пористого покрытия, сформированный на, по меньшей мере, одной поверхности термостойкой пористой подложки, и выполненный из смеси множества неорганических частиц и связующего полимера, и где второй сепаратор включает полиолефиновую пористую подложку и второй слой пористого покрытия, сформированный на, по меньшей мере, одной поверхности полиолефиновой пористой подложки, и выполненный из смеси множества неорганических частиц и связующего полимера.
ФИГ.1-3 являются разрезами, схематически изображающими предпочтительные установки электродов, предусмотренных для электрохимического устройства по данному изобретению. На чертежах одинаковые цифры указывают на одни и те же части.
Ссылаясь на ФИГ.1-3, установки электродов 10, 20, 30 включают множество отдельных ячеек 7а, 7b, 7c1, 7c2, каждая из которых имеет первый сепаратор 3a, 3b, 3c и анод 1а, 1b, 1c и катод 5a, 5b, 5c, расположенные по обе стороны первого сепаратора 3a, 3b, 3c. Катод 5a, 5b, 5c сконфигурирован так, что слои активного материала катода сформированы на обеих поверхностях токосъемника катода, и анод 1а, 1b, 1c сконфигурирован так, что слои активного материала анода сформированы на обеих поверхностях токосъемника анода. Как показано на ФИГ.1-3, отдельные ячейки могут быть сконфигурированы в различные структуры, как, например, целая ячейка 7a, 7b, в которой один катод 5a, 5b и один анод 1a, 1b расположены на обеих сторонах первого сепаратора 3a, 3b, или двойная ячейка 7с1, 7с2, в которой первые сепараторы 3с расположены, соответственно, на обеих поверхностях катода 5с или анода 1с, и анод 1с или катод 5с расположен, соответственно, на каждом первом сепараторе 3с.
В установке электродов 10, 20, 30 каждая отдельная ячейка 7a, 7b, 7c1, 7c2 содержится в многослойной структуре. В то же время, между отдельными ячейками 7a, 7b, 7c1, 7c2, соседними друг другу, непрерывный единственный второй сепаратор 9a, 9b, 9c, расположенный так, чтобы окружать каждую отдельную ячейку 7a, 7b, 7c1, 7c2, помещен в различных конструкциях, как показано на ФИГ.1-3, выступая, таким образом, в качестве сепаратора между отдельными ячейками 7a, 7b, 7c1, 7c2.
Первый сепаратор 3a, 3b, 3c и второй сепаратор 9a, 9b, 9c, изображенные на ФИГ.1-3, сконфигурированы так, что слой пористого покрытия сформирован на, по меньшей мере, одной поверхности пористой подложки, но типы пористых подложек отличны друг от друга. Другими словами, как показано на ФИГ.4, первый сепаратор 40 включает термостойкую пористую подложку 41а, имеющую температуру плавления 200°С или выше, и первый слой пористого покрытия, сформированный на, по меньшей мере, одной поверхности термостойкой пористой подложки 41а и выполненный из смеси множества неорганических частиц 43а и связующего полимера 45а. Кроме того, как показано на ФИГ.5, второй сепаратор 50 включает полиолефиновую пористую подложку 41b и второй слой пористого покрытия, сформированный на, по меньшей мере, одной поверхности полиолефиновой подложки 41b и выполненный из смеси множества неорганических частиц 43b и связующего полимера 45b.
Неорганические частицы на слоях пористых покрытий, сформированных на одной или двух поверхностях первого и второго сепараторов, действуют как спейсер, позволяя сохранять физическую форму слоя пористого покрытия, ограничивая, таким образом, термическое сжатие пористой подложки, когда электрохимическое устройство перегревается, и также предотвращая контакт между катодом и анодом, даже когда пористые подложки расплавлены. Соответственно, первый и второй сепараторы, имеющие слой пористого покрытия, вносят вклад в повышение безопасности электрохимического устройства.
Кроме того, в случае быстрого повышения температуры электрохимического устройства в связи с повышенной перегрузкой, поры полиолефиновой пористой подложки второго сепаратора прежде всего закрываются, чтобы, главным образом, остановить электрический ток. Таким образом, хотя полиолефиновая пористая подложка полностью плавится из-за высокой температуры, возможно уменьшение скорости повышения температуры. Как уже отмечалось, если скорость повышения температуры понижается с помощью второго сепаратора, пористая подложка первого сепаратора, которая сделана из термостойкой пористой подложки с намного более высокой температурой плавления (200°С или выше), чем у второго сепаратора, имеющего полиолефиновую пористую подложку, может вынести до некоторой степени более высокую температуру. Кроме того, слой пористого покрытия, образованный на первом сепараторе, дополнительно увеличивает безопасность, так что возможно предотвращение возгорания или взрыва электрохимического устройства.
В электрохимическом устройстве по данному изобретению термостойкая пористая подложка может содержать любой тип материала, который имеет температуру плавления 200°С или выше и может использоваться как сепаратор в электрохимическом устройстве. Например, термостойкая пористая подложка может быть образована с использованием одного или смеси, по меньшей мере, двух материалов из группы, состоящей из полиэфира, полиацеталя, полиамида, поликарбоната, полиимида, полиэфирэфиркетона, полиэфирсульфона, полифениленсульфида, полиэтиленнафталина и полифениленоксида. Вышеуказанная термостойкая пористая подложка может иметь любую толщину, размер пор и пористость, что не ограничено. Тем не менее, термостойкая пористая подложка предпочтительно имеет толщину в интервале от 1 до 100 мкм (более предпочтительно от 5 до 50 мкм), размер пор в интервале от 0,01 до 50 мкм (более предпочтительно от 0,1 до 20 мкм), и пористость в интервале от 5 до 95%.
Полиолефиновая пористая подложка может быть любым типом полиолефиновой пористой подложки, обычно используемой в электрохимических устройствах, в частности в литиевой аккумуляторной батарее, которая может быть нетканым волокном или мембраной, образованной с использованием полиэтилена, такого как HDPE (полиэтилен высокой плотности), LLDPE (линейный полиэтилен низкой плотности), LDPE (полиэтилен низкой плотности) и UHMWPE (сверхвысокомолекулярный полиэтилен), полипропилена, или их производных, предпочтительно, имеющих температуру плавления в интервале от 130 до 160°С. Вышеуказанная пористая подложка может иметь любую толщину, размер пор и пористость, это не ограничено. Тем не менее, полиолефиновая пористая подложка, предпочтительно, имеет толщину в интервале от 1 до 100 мкм (более предпочтительно от 2 до 30 мкм), размер пор в интервале от 0,1 до 50 мкм и пористость в интервале от 10 до 95%.
В электрохимическом устройстве по данному изобретению неорганические частицы, использующиеся для формирования первого и второго слоев пористых покрытий, могут включать любой тип неорганических частиц, обычно используемых в данной области техники, а именно неорганических частиц, которые не вызывают реакцию окисления или восстановления в интервале рабочего напряжения (например, от 0 до 5 В, основанного на Li/Li+) электрохимического устройства. В частности, в случае использования неорганических частиц со способностью переноса ионов, можно улучшить производительность электрохимического устройства, увеличив ионную проводимость. Кроме того, использование неорганических частиц с высоким значением диэлектрической постоянной, это способствует усилению диссоциации соли электролита, например соли лития, в жидком электролите, тем самым, увеличивая ионную проводимость электролита.
По вышеуказанным причинам, является предпочтительным, чтобы неорганические частицы могли включать неорганические частицы, имеющие значение диэлектрической постоянной, равное 5 и выше, предпочтительно, равное 10 и выше, неорганические частицы, имеющие способность переноса ионов лития, или их смесь. Неорганические частицы, имеющие значение диэлектрической постоянной, равное 5 или выше, могут являться, например BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), оксид гафния (HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, SiC, TiO2, и их смеси, но этим не ограничено.
В частности, неорганические частицы, такие как BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT) и оксид гафния (HfO2), имеют высокое значение диэлектрической постоянной порядка 100 или выше и пьезоэлектрический эффект, так как образуются заряды, создающие разность потенциалов между двумя поверхностями, когда определенное давление прикладывается, чтобы растянуть или сжать их, так что вышеуказанные неорганические частицы могут предотвратить появление внутреннего короткого замыкания между обоими электродами, вызванного внешним воздействием, и, таким образом, дополнительно улучшают безопасность электрохимического устройства. Кроме того, в случае, когда неорганические частицы, имеющие высокое значение диэлектрической постоянной, смешивают с неорганическими частицами, имеющими способность переносить ионы лития, их синергический эффект может быть удвоен.
В данном изобретении под неорганической частицей, способной переносить ионы лития, подразумевается неорганическая частица, содержащая атом лития и обладающая функцией перемещения иона лития без удерживания лития. Неорганическая частица, способная переносить ионы лития, может переносить и перемещать ионы лития из-за определенного рода дефекта, имеющегося в структуре частицы, так что возможно улучшить проводимость иона лития в батарее и также улучшить производительность батареи. Неорганическая частица, способная переносить ионы лития, может быть фосфатом лития (Li3PO4), фосфатом лития титана (LixTiy(PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), фосфатом лития алюминия титана (LixAlyTiz(PO4)3, 0<x<2, 0<y<1, 0<z<3), стеклом типа (LiAlTiP)xOy (0<x<4, 0<y<13), таким, как 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5, титанатом лития лантана (LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), тиофосфатом лития германия (LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), таким как Li3.25Ge0.25P0.75S4, нитридами лития (LixNy, 0<x<4, 0<y<2), таким как Li3N, стеклом типа SiS2 (LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), таким как Li3PO4-Li2S-SiS2, стеклом типа P2S5 (LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7), таким как LiI-Li2S-P2S5, и их смесями, но это не ограничено.
В электрохимическом устройстве по данному изобретению размер неорганических частиц в слое пористого покрытия, соответственно сформированного на первом и втором сепараторах, конкретно не ограничен, но предпочтительно находится в интервале от 0,001 до 10 мкм, для того, чтобы сформировать слой покрытия равномерной толщины и обеспечить подходящую пористость. Если размер частицы меньше 0,001 мкм, диспергирующая способность неорганических частиц может ухудшиться. Если размер частицы превышает 10 мкм, толщина слоя пористого покрытия увеличивается, что может ухудшить механические свойства. Также, чрезмерно большой размер пор может увеличить вероятность внутреннего короткого замыкания, когда батарея заряжается или разряжается.
Отношение неорганических частиц к связующему полимеру в слое пористого покрытия, соответственно сформированного на первом и втором сепараторах, предпочтительно находится в интервале от 50:50 до 99:1; более предпочтительно от 70:30 до 95:5. Если отношение неорганических частиц к связующему полимеру меньше 50:50, содержание полимера слишком высоко, что термическая стабильность сепаратора не может быть сильно улучшена. Кроме того, размер пор и пористость могут быть уменьшены посредством уменьшения промежуточного объема, образующегося между неорганическими частицами, тем самым, вызывая уменьшение производительности готовой батареи. Если содержание неорганических частиц превышает 99 частей веса, сопротивление отслаиванию слоя пористого покрытия может быть ослаблено, так как содержание связующего полимера слишком мало. Толщина слоя пористого покрытия, состоящего из неорганических частиц и связующего полимера конкретно не ограничена, но, предпочтительно, находится в диапазоне от 0,01 до 20 мкм. Также, размер пор и пористость конкретно не ограничены, но размер пор предпочтительно находится в интервале от 0,001 до 10 мкм, и пористость предпочтительно составляет от 10 до 90%. Размер пор и пористость в основном зависят от размера неорганических частиц. Например, когда неорганические частицы имеют диаметр 1 мкм или меньше, образованные поры также имеют размер около 1 мкм или меньше. Поры, как указано выше, позже заполняются вводимым позднее электролитом, и заполняющий электролит выступает в роли проводника ионов. В случае, когда размер пор и пористость соответственно меньше 0,001 мкм и 10%, слой пористого покрытия может действовать как слой резистора. В случае, когда размер пор и пористость соответственно больше 10 мкм и 90%, механические свойства могут ухудшиться.
В сепараторе по данному изобретению связующий полимер, обычно используемый для образования слоя пористого покрытия, может содержать любой полимер, обычно используемый для формирования слоя пористого покрытия в данной области техники. В частности, предпочтителен полимер, имеющий температуру стеклования (Tg) в интервале от -200 до 200°С, так как этот полимер может улучшить механические свойства, такие как гибкость и упругость конечного образованного слоя пористого покрытия. Этот связующий полимер в достаточной степени выполняет связующую функцию для соединения и стабилизации неорганических частиц, таким образом, внося вклад в предотвращение ухудшения механических свойств сепаратора, имеющего слой пористого покрытия.
Кроме того, способность переносить ионы не является существенной для связующего полимера, но полимер, имеющий способность переносить ионы, может дополнительно улучшить производительность электрохимического устройства. Таким образом, связующий полимер предпочтительно имеет настолько высокое значение диэлектрической постоянной, насколько возможно. Фактически, параметр растворимости соли в электролите зависит от значения диэлектрической постоянной растворителя электролита, так что полимер с высоким значением диэлектрической постоянной может дополнительно увеличить степень диссоциации. Такой связующий полимер предпочтительно имеет значение диэлектрической постоянной в интервале от 1,0 до 100 (при частоте измерения 1 кГц), более предпочтительно 10 или выше.
В добавление к вышеуказанным функциям, связующий полимер может проявлять высокую степень разбухания в электролите, так как он превращается в гель, когда разбухает в жидком электролите. Соответственно предпочтителен полимер, имеющий параметр растворимости в интервале от 15 до 45 (МПа)1/2, и параметр растворимости более предпочтительно в интервале от 15 до 25 (МПа)1/2 и от 30 до 45 (МПа)1/2. Таким образом, гидрофильный полимер, имеющий много полярных групп, более предпочтителен, чем гидрофобный полимер, такой как полиолефин. Если параметр растворимости меньше 15 (МПа)1/2 или больше 45 (МПа)1/2, то полимер, возможно, не будет легко разбухать в обычно используемом в батареях электролите.
Таким полимером может быть сополимер поливинилиден фторида и гексофторпропилена, сополимер поливинилиден фторида и трихлорэтилена, полиметилметакрилат, полиакрилонитрил, поливинилпирролидон, поливинилацетат, сополимер полиэтилена и винилацетата, полиэтиленоксид, ацетат целлюлозы, ацетатбутират целлюлозы, ацетатпропионат целлюлозы, цианоэтилпуллулан, цианоэтилполивиниловый спирт, цианоэтилцеллюлоза, цианоэтилсахароза, пуллулан, карбоксилметилцеллюлоза и прочие.
В сепараторе по данному изобретению другие добавки могут быть дополнительно включены как компоненты слоя пористого покрытия в добавление к электродным активным частицам, неорганическим частицам и связующему полимеру.
Сепаратор, имеющий слой пористого покрытия с электродными активными частицами, по данному изобретению, может быть изготовлен обычным способом, и предпочтительный пример описан ниже, но данное изобретение этим не ограничено.
Сначала, раствор связующего полимера делают путем растворения связующего полимера в растворителе.
Далее, неорганические частицы добавляют в раствор связующего полимера и диспергируют в нем. Растворитель предпочтительно имеет параметр растворимости, подобный таковому используемого связующего полимера, и низкую температуру кипения. Это способствует образованию однородной смеси и легкому удалению растворителя впоследствии. Не ограничивающий пример годных для использования растворителей включает ацетон, тетрогидрофуран, метиленхлорид, хлороформ, диметилформамид, N-метил-2-пирролидон (NMP), циклогексан, воду и их смеси. Предпочтительно неорганические частицы измельчают после добавления в раствор связующего полимера. В то же время, время, необходимое для измельчения, обычно составляет от 1 до 20 часов, и размер измельченных частиц предпочтительно составляет в интервале от 0,001 до 10 мкм, как указано выше. Могут быть использованы традиционные способы измельчения, и способ с использованием шаровой мельницы особенно предпочтителен.
После этого пористую подложку покрывают раствором связующего полимера, в котором диспергированы неорганические частицы, в условиях влажности от 10 до 80%, и затем сушат.
Для того чтобы покрыть пористую подложку связующим полимером, в котором диспергированы неорганические частицы, можно использовать традиционный способ, хорошо известный в этой области техники. Например, различные способы, такие как покрытие погружением, покрытие испарением, покрытие с помощью валика, покрытие «comma» методом, или их комбинации могут быть использованы.
После изготовления первого и второго сепараторов по данному изобретению, как описано выше, первый сепаратор помещают между катодом и анодом и таким образом послойно с электродами, чтобы получить отдельную ячейку, и второй сепаратор устанавливают так, чтобы он окружал отдельные ячейки вышеуказанной структуры, чтобы получить установку электродов электрохимического устройства. В то же время, в случае использования полимера, превращающегося в гель при разбухании в жидком электролите, в качестве связующего полимерного компонента, после того, как батарея собрана, вводимый электролит и связующий полимер могут прореагировать и затем превратиться в гель, таким образом, образуя гелеобразный композитный электролит.
Электрохимическим устройством может быть любое устройство, в котором могут протекать электрохимические реакции, и частный пример электрохимического устройства включает все типы гальванических элементов, аккумуляторных батарей, топливных батарей, солнечных батарей или конденсаторов, таких как суперконденсаторы. В частности, среди аккумуляторных батарей, литиевые аккумуляторные батареи, включая литий-металлические аккумуляторные батареи, литий-ионные аккумуляторные батареи, литий-полимерные аккумуляторные батареи или литий-ион-полимерные аккумуляторные батареи, предпочтительны.
Нет особого ограничения на электроды, которые можно использовать вместе с сепараторами по данному изобретению, и электроды могут быть изготовлены путем покрытия токосъемника суспензией активного электродного материала одним из хорошо известных в данной области техники способом. Активный катодный материал и активный анодный материал, используемые для электродов, могут являться обычными активными электродными материалами, используемыми в катоде и аноде традиционного электрохимического устройства. В частности, среди активных электродных материалов, в качестве активных катодных материалов предпочтительно используют оксиды лития марганца, оксиды лития кобальта, оксиды лития никеля, оксиды лития железа или композитные оксиды лития, что не ограничено. Также не ограничивающими примерами анодных активных материалов являются литийсодержащие материалы, такие как металлический литий, сплав лития, углерод, нефтяной кокс, активированный углерод, графит или другие содержащие углерод материалы. Не ограничивающие примеры катодного токосъемника включают фольгу из алюминия, никеля или их комбинации, и не ограничивающие примеры анодного токосъемника включают фольгу из меди, золота, никеля, сплавов меди или их комбинации.
Раствор электролита, используемый в электрохимическом устройстве по данному изобретению, включает соль, представленную формулой A+B-, где A+ является катионом щелочного металла, таким как Li+, Na+, K+ и их комбинацией, и B- является солью, содержащей анион, такой как PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 - и их комбинацией. Соль может растворяться или диссоциировать в органическом растворителе, состоящем из пропиленкарбоната (PC), этиленкарбоната (EC), диэтилкарбоната (DEC), диметилкарбоната (DMC), дипропилкарбоната (DPC), диметилсульфоксида, ацетонитрила, диметоксиэтана, диэтоксиэтана, тетрогидрофурана, N-метил-2-пирролидона (NMP), этилметилкарбоната (EMC), гамма-бутиролактона (γ-бутиролактон) и их смесей. Однако раствор электролита, используемый по данному изобретению, не ограничен вышеприведенными примерами.
Раствор электролита может быть введен на подходящей стадии процесса производства батареи, в соответствии с процессом производства и желаемыми свойствами готового продукта. Другими словами, раствор электролита может быть введен до сборки батареи, или на последней стадии процесса сборки батареи.
Вариант осуществления данного изобретения
В дальнейшем в этом документе различные предпочтительные примеры осуществления данного изобретения будут детально описаны для лучшего понимания. Однако примеры осуществления данного изобретения могут быть модифицированы различными способами, и они не должны интерпретироваться как ограничение объема изобретения. Примеры осуществления изобретения даны только для лучшего понимания данного изобретения обычным специалистом в данной области техники.
Вариант осуществления 1
Производство первого сепаратора
Около 5% вес. PVdF-CTFE (сополимер поливинилиденфторида и хлортрифторэтилена) добавляют в ацетон и растворяют при 50°С в течение около 12 часов для получения полимерного раствора. Порошок Al2O3 и порошок BaTiO3 при весовом соотношении 9:1 добавляют в полученный полимерный раствор при весовом соотношении полимер/неорганический порошок=20/80, и затем неорганический порошок измельчают до размера 300 нм и диспергируют в течение 12 часов или более с использованием шаровой мельницы для получения суспензии.
Полученную суспензию используют для покрытия полиэтилентерефталатного пористого сепаратора (с пористостью 80%), имеющего толщину 20 мкм, с помощью покрытия погружением, и контролируют толщину покрытия, чтобы она была около 2 мкм. После измерения порозиметром размер пор в слое пористого покрытия, образованного на полиэтилентерефталатном пористом сепараторе, составлял около 0,3 мкм, и пористость была на уровне 55%.
Производство второго сепаратора
Второй сепаратор изготавливают так же как в способе производства первого сепаратора, за исключением того, что PVdF-HFP (сополимер поливинилиденфторида и гексафторпропилена) используют в качестве полимера, и используют полиэтиленовую пористую пленку (с пористостью 45%), толщиной 20 мкм.
Изготовление катода
92% вес. литий кобальт композитного оксида в качестве активного катодного материала, 4% вес. технического углерода в качестве проводящего материала и 4% вес. PVdF в качестве связующего вещества добавляют к N-метил-2-пирролидону (NMP), в качестве растворителя, получения суспензии активного катодного материала. Суспензию активного катодного материала наносят на алюминиевую (Al) пленку, являющуюся катодным токосъемником толщиной 20 мкм, затем сушат, с получением катода, с последующей обработкой его роликовым прессованием.
Изготовление анода
96% вес. порошкообразного углерода в качестве активного анодного материала, 3% вес. поливинилиденфторида (PVdF) в качестве связующего и 1% вес. технического углерода в качестве проводящего материала добавляют к N-метил-2-пирролидону (NMP), в качестве растворителя, с получением суспензии активного анодного материала. Суспензию активного анодного материала наносят на медную (Cu) пленку, являющуюся анодным токосъемником толщиной 10 мкм, затем сушат, с получением анода, с последующей обработкой его роликовым прессованием.
Изготовление батареи
Отдельные ячейки собирают путем укладки катода, анода и первого сепаратора, изготовленных, как указано выше. После этого отдельные ячейки оборачивают наподобие свертка, используя второй сепаратор, с получением установки электродов, как показано на ФИГ.1. И затем вводят электролит (этиленкарбонат (EC)/этилметилкарбонат (EMC)=1/2 (объемное соотношение), 1 моль литийгексафторфосфат (LiPF6)), с получением литиевой аккумуляторной батареи.
Сравнительный пример 1
Батарею изготавливают таким же способом, как в варианте осуществления изобретения 1, за исключением того, что второй сепаратор, имеющий полиэтиленовую пористую пленку, используют в качестве первого сепаратора.
Сравнительный пример 2
Батарею изготавливают таким же способом, как в варианте осуществления изобретения 1, за исключением того, что первый сепаратор, имеющий полиэтилентерефталатную пористую пленку, используют в качестве второго сепаратора.
Эксперименты в термокамере
Литиевые аккумуляторные батареи, изготовленные в соответствии с вариантом осуществления и сравнительными примерами, оставляют при температуре 106°С на 1 час, и затем оценивают состояние батарей, как показано в нижеследующей таблице 1.
В результате эксперимента воспламенение наблюдалось в батарее сравнительного примера 1, которую изготовили, используя сепараторы, в которых все пористые подложки содержали пористую полиэтиленовую пленку. Это произошло из-за внутреннего короткого замыкания в катоде и аноде, вследствие плавления полиэтиленовых пористых пленок, и, таким образом, безопасность батареи снизилась. Батареи варианта осуществления 1 и сравнительного примера 2, напротив, сохранили безопасное состояние без возникновения воспламенения или горения благодаря первому сепаратору с отличной термостойкостью.
Таблица 1
  Вариант изобретения Сравнительные примеры
1 1 2
Воспламенение Нет Да Нет
Эксперимент с перегрузкой
Батареи, изготовленные по способу осуществления и сравнительным примерам, нагружают при условиях 6В/1А, 10В/1А, 12В/1А, и после этого оценивают состояние батарей, как показано в нижеследующей таблице 2.
В результате эксперимента батарея сравнительного примера 1, изготовленная с использованием сепараторов, в которых все пористые подложки содержали пористую полиэтиленовую пленку, продемонстрировали взрыв при всех условиях нагрузки.
Кроме того, батарея сравнительного примера 2, изготовленная с использованием сепараторов, в которых все пористые подложки содержали полиэтилентерефталатную пористую пленку, продемонстрировали отсутствие взрыва при условиях нагрузки 6В/1А и 10В/1А, но продемонстрировали взрыв при условии перегрузки 12В/1А.
Тем не менее, батарея по варианту осуществления 1 данного изобретения оказалась безопасной при всех условиях перегрузки. Считается, что батарея варианта осуществления 1 гарантирует лучшую безопасность, чем батарея сравнительного примера 1 по следующим причинам. Другими словами, в случае быстрого повышения температуры батареи в связи с условием перегрузки 12В/1А, поры полиолефиновой пористой пленки второго сепаратора закрылись при температуре 160°С или ниже для предотвращения электрического тока и, таким образом, уменьшения скорости повышения температуры, что, соответственно, уменьшает скорость дальнейшего повышения температуры и, таким образом, сохраняет первый сепаратор с отличной термостойкостью в безопасном состоянии.
Таблица 2
Условия нагрузки Вариант изобретения Сравнительные примеры
1 1 2
6В/1А Нет взрыва Взрыв Нет взрыва
10В/1А Нет взрыва Взрыв Нет взрыва
12В/1А Нет взрыва Взрыв Взрыв
Промышленная применимость
Как описано выше, в электрохимическом устройстве по данному изобретению используются первый и второй сепаратор, имеющие различные типы слоев пористого покрытия, так что оно может ограничивать термическое сжатие пористых подложек сепараторов даже при перегревании электрохимического устройства и решать проблему короткого замыкания между катодом и анодом, предотвращая контакт между катодом и анодом. Кроме того, даже когда происходит быстрое повышение температуры в связи с повышенной перегрузкой, поры полеолефиновой пористой подложки второго сепаратора закрываются для предотвращения электрического тока, так что скорость повышения температуры уменьшается, что гарантирует термическую стабильность второго сепаратора и, таким образом, приводит к предотвращению воспламенения или взрыва электрохимического устройства.

Claims (16)

1. Электрохимическое устройство, включающее:
множество отдельных ячеек, каждая из которых имеет первый сепаратор и катод, и анод, расположенные по обе стороны первого сепаратора; и
непрерывный единичный второй сепаратор, помещенный между соседними отдельными ячейками, связанными друг с другом в многослойную структуру, и расположенный так, чтобы окружать каждую ячейку,
причем первый сепаратор включает термостойкую пористую подложку, имеющую температуру плавления 200°С или выше, и первый слой пористого покрытия, образованный на, по меньшей мере, одной поверхности термостойкой пористой подложки и полученный из смеси множества неорганических частиц и связующего полимера, и
где второй сепаратор включает полиолефиновую пористую подложку и второй слой пористого покрытия, образованный на, по меньшей мере, одной поверхности полиолефиновой пористой подложки и полученный из смеси множества неорганических частиц и связующего полимера.
2. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
термостойкая пористая подложка образована с использованием одного или смеси, по меньшей мере, двух материалов, выбранных из группы, состоящей из полиэфира, полиацеталя, полиамида, поликарбоната, полиимида, полиэфирэфиркетона, полиэфирсульфона, полифениленсульфида, полиэтиленнафталина и полифениленоксида.
3. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
термостойкая пористая подложка имеет толщину от 1 до 100 мкм, размер пор от 0,01 до 50 мкм и пористость от 5 до 95%.
4. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
полиолефиновая пористая подложка образована с использованием любого материала, выбранного из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена и их смесей.
5. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
полиолефиновая пористая подложка имеет температуру плавления от 130 до 160°С.
6. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
полиолефиновая пористая подложка имеет толщину от 1 до 100 мкм, размер пор от 0,1 до 50 мкм и пористость от 10 до 95%.
7. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
неорганические частицы первого и второго слоев пористого покрытия имеют независимо размер диаметра от 0,001 до 10 мкм.
8. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
неорганические частицы первого и второго слоев пористого покрытия выбраны из группы, состоящей из неорганических частиц, имеющих значение диэлектрической постоянной 5 или выше, неорганических частиц, имеющих способность переносить ионы лития, или их смесей.
9. Электрохимическое устройство по п.8, в котором
неорганические частицы, имеющие значение диэлектрической постоянной, равное 5 или выше, являются неорганическими частицами, выбранными из группы, состоящей из BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), оксид гафния (HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, SiO2, Y2O3, Al2O3, SiC и TiO2.
10. Электрохимическое устройство по п.9, в котором
неорганические частицы, имеющие значение диэлектрической постоянной, равное 5 или выше, являются пьезоэлектрической неорганической частицей, выбранной из группы, состоящей из BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT) и оксида гафния (HfO2).
11. Электрохимическое устройство по п.8, в котором неорганическая частица, имеющая способность переносить ионы лития, является неорганической частицей, выбранной из группы, состоящей из фосфата лития (Li3PO4), фосфата лития титана (LixTiy(PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), фосфата лития алюминия титана (LixAlyTiz(PO4)3, 0<x<2, 0<y<1, 0<z<3), стекла типа (LiAlTiP)xOy (0<x<4, 0<y<13), титаната лития лантана (LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), тиофосфата лития германия (LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<l, 0<w<5), нитридов лития (LixNy, 0<x<4, 0<y<2), стеклом типа SiS2 (LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), стеклом типа P2S5 (LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7).
12. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
весовое соотношение неорганических частиц и связующего полимера в первом и втором слоях пористого покрытия независимо находится от 50:50 до 99:1.
13. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
связующий полимер первого и второго слоев пористого покрытия имеет независимо параметр растворимости от 15 до 45 (МПа)1/2.
14. Электрохимическое устройство по п.13, в котором
связующий полимер является материалом или смесью, по меньшей мере, двух материалов, выбранных из группы, состоящей из сополимера поливинилиден фторида и гексофторпропилена, сополимера поливинилиден фторида и трихлорэтилен, полиметилметакрилата, полиакрилонитрила, поливинилпирролидона, поливинилацетата, сополимера полиэтилена и винил ацетата, полиэтиленоксида, ацетата целлюлозы, ацетатбутирата целлюлозы, ацетатпропионата целлюлозы, цианоэтилпуллулана, цианоэтилполивинилового спирта, цианоэтилцеллюлозы, цианэтилсахарозы, пуллулана, карбоксилметилцеллюлозы.
15. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
первый и второй слои пористого покрытия имеют независимо толщину от 0,01 до 20 мкм.
16. Электрохимическое устройство по п.1, в котором
электрохимическое устройство является литиевой аккумуляторной батареей.
RU2009143342/07A 2007-04-24 2008-04-22 Электрохимическое устройство, имеющее различные типы сепараторов RU2451367C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2007-0040010 2007-04-24
KR20070040010 2007-04-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009143342A RU2009143342A (ru) 2011-05-27
RU2451367C2 true RU2451367C2 (ru) 2012-05-20

Family

ID=39875656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009143342/07A RU2451367C2 (ru) 2007-04-24 2008-04-22 Электрохимическое устройство, имеющее различные типы сепараторов

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8741470B2 (ru)
EP (1) EP2156486B1 (ru)
JP (2) JP5784905B2 (ru)
KR (1) KR100966024B1 (ru)
CN (1) CN101669231B (ru)
AT (1) ATE541329T1 (ru)
BR (1) BRPI0809722B1 (ru)
RU (1) RU2451367C2 (ru)
TW (1) TWI365559B (ru)
WO (1) WO2008130175A1 (ru)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100791791B1 (ko) * 2006-03-10 2008-01-04 주식회사 엘지화학 다공성 활성층이 코팅된 전극, 그 제조방법 및 이를 구비한전기화학소자
KR100966024B1 (ko) * 2007-04-24 2010-06-24 주식회사 엘지화학 이종의 세퍼레이터를 구비한 전기화학소자
JP5703306B2 (ja) 2009-11-23 2015-04-15 エルジー・ケム・リミテッド 多孔性コーティング層を備えるセパレータの製造方法、その方法によって形成されたセパレータ、及びそれを備える電気化学素子
KR101292199B1 (ko) * 2010-04-01 2013-08-05 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전극조립체 및 그것의 제조방법
KR101680187B1 (ko) * 2010-12-22 2016-11-28 주식회사 엘지화학 안전성이 개선된 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101638933B1 (ko) * 2011-01-05 2016-07-12 주식회사 엘지화학 이차 전지용 세퍼레이터 권취 방법 및 장치
CN102134329B (zh) * 2011-02-14 2012-05-30 中南大学 一种氧化铝改性聚合物电解质薄膜及制备方法
KR101281037B1 (ko) * 2011-04-06 2013-07-09 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 및 이를 구비하는 전기화학소자
FR2976129B1 (fr) * 2011-05-31 2013-07-05 Commissariat Energie Atomique Procede semi-automatique de realisation d'un accumulateur electrochimique li-ion
PL2565972T3 (pl) * 2011-06-09 2020-03-31 Lg Chem, Ltd. Zespół elektrodowy i zawierająca go litowa bateria akumulatorowa
KR101367754B1 (ko) * 2011-07-07 2014-02-27 주식회사 엘지화학 전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101283487B1 (ko) * 2011-07-20 2013-07-12 주식회사 엘지화학 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
JP5851785B2 (ja) * 2011-09-29 2016-02-03 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 電池とその製造方法
WO2013070031A1 (ko) * 2011-11-11 2013-05-16 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
FR2985598B1 (fr) * 2012-01-06 2016-02-05 Hutchinson Composition carbonee pour electrode de cellule de supercondensateur, electrode, son procede de fabrication et cellule l'incorporant.
KR101484525B1 (ko) 2012-05-07 2015-01-20 주식회사 엘지화학 전극 적층체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US9401501B2 (en) 2012-05-18 2016-07-26 24M Technologies, Inc. Electrochemical cells and methods of manufacturing the same
KR101459828B1 (ko) * 2012-08-07 2014-11-10 현대자동차주식회사 배터리 셀 모듈용 다기능 방열 플레이트 및 이를 갖는 배터리 셀 모듈
JP6105226B2 (ja) * 2012-08-09 2017-03-29 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP5955693B2 (ja) * 2012-08-09 2016-07-20 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
CN103633367B (zh) * 2012-08-28 2016-12-21 比亚迪股份有限公司 一种凝胶聚合物电解质和聚合物锂离子电池及其制备方法
KR101454830B1 (ko) * 2012-09-24 2014-10-28 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 세퍼레이터의 제조방법, 그 방법에 의해 제조된 세퍼레이터, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP5961277B2 (ja) * 2012-10-11 2016-08-02 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池
KR101365718B1 (ko) 2012-10-26 2014-02-20 (주)엔에스 이차전지용 전극 어셈블리 및 그 제조방법
KR101602908B1 (ko) * 2012-11-20 2016-03-11 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그를 포함하는 전기화학소자
KR101535199B1 (ko) * 2012-11-30 2015-07-09 주식회사 엘지화학 개선된 분산성을 갖는 슬러리 및 그의 용도
KR101421975B1 (ko) 2013-02-14 2014-07-23 (주)엔에스 이차전지용 전극 어셈블리의 제조를 위한 스택 앤 폴딩 시스템
KR101598682B1 (ko) * 2013-02-15 2016-03-02 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 전극조립체 제조방법
KR101578265B1 (ko) 2013-02-26 2015-12-16 주식회사 엘지화학 안정성이 향상된 이차전지용 바이셀 및 그 제조방법
KR101579575B1 (ko) * 2013-06-18 2015-12-22 주식회사 엘지화학 수명 및 안전성이 향상된 전기화학소자
KR101815711B1 (ko) * 2013-08-26 2018-01-05 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR101676406B1 (ko) 2013-10-31 2016-11-15 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체
KR101684590B1 (ko) * 2013-10-31 2016-12-08 주식회사 엘지화학 전극 조립체
WO2015065118A1 (ko) * 2013-10-31 2015-05-07 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
KR102108280B1 (ko) 2013-11-07 2020-05-07 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
US10727465B2 (en) * 2013-11-15 2020-07-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonaqueous secondary battery
DE102013226743A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-25 Robert Bosch Gmbh Wärmeleitender Polymerseparator
JP6254286B2 (ja) * 2014-01-10 2017-12-27 エルジー・ケム・リミテッド 安全分離膜を有する電極組立体及びそれを含む二次電池
WO2015105304A1 (ko) * 2014-01-13 2015-07-16 주식회사 엘지화학 불활성 입자를 사용하여 전지 안전성을 향상시킨 전지셀
KR101590997B1 (ko) * 2014-01-13 2016-02-02 주식회사 엘지화학 불활성 입자가 코팅되어 있는 전극조립체를 포함하는 전지셀
CN107112444B (zh) * 2014-11-05 2021-01-26 24M技术公司 具有半固体电极的电化学电池及其制造方法
FR3030123A1 (fr) * 2014-12-16 2016-06-17 Commissariat Energie Atomique Accumulateur au lithium et son procede de preparation
KR101850583B1 (ko) 2015-02-27 2018-05-31 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체
JP6583711B2 (ja) 2015-03-17 2019-10-02 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
EP3311443A4 (en) 2015-06-18 2018-12-19 24M Technologies, Inc. Single pouch battery cells and methods of manufacture
PL3356188T3 (pl) 2015-09-30 2021-03-08 Relectrify Pty Ltd Układ akumulatorowy
US12062815B2 (en) 2015-09-30 2024-08-13 Relectrify Holdings Pty Ltd Battery system
KR101950464B1 (ko) * 2015-11-30 2019-02-20 주식회사 엘지화학 셀 케이스의 밀봉 신뢰성이 향상된 비정형 구조의 전지셀
KR102082654B1 (ko) * 2016-02-11 2020-02-28 주식회사 엘지화학 무기물 코팅부, 점착부 및 비점착부가 형성된 분리막을 포함하는 이차전지용 단위셀
US10439260B2 (en) * 2016-06-30 2019-10-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery
US10541453B2 (en) * 2016-10-31 2020-01-21 Grst International Limited Battery module for starting a power equipment
KR20210044507A (ko) * 2019-10-15 2021-04-23 주식회사 엘지화학 관통홀이 형성된 금속 플레이트와 상기 관통홀을 충진하는 다공성 보강재를 포함하는 전지용 집전체 및 이를 포함하는 이차전지
RU2717076C1 (ru) * 2019-10-26 2020-03-18 Общество с ограниченной ответственностью "БэттериЛАБ" Устройство для защиты литий-ионного аккумулятора от возгорания
EP3975329A4 (en) * 2020-06-30 2022-08-31 Ningde Amperex Technology Limited SEPARATOR FOR ELECTROCHEMICAL DEVICE, ELECTROCHEMICAL DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
CN113839146B (zh) * 2021-09-17 2023-08-15 电子科技大学 负极活性材料涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法和应用
KR20230098970A (ko) * 2021-12-27 2023-07-04 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀 조립체 및 그 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2143768C1 (ru) * 1994-11-23 1999-12-27 Полиплюс Баттери Компани, Инк. Перезаряжаемый положительный электрод
KR20050066652A (ko) * 2003-12-26 2005-06-30 주식회사 엘지화학 안전성을 향상시킨 이종 분리막 구조의 리튬이차전지
KR20060072065A (ko) * 2004-12-22 2006-06-27 주식회사 엘지화학 유/무기 복합 다공성 분리막 및 이를 이용한 전기 화학소자
KR20070000231A (ko) * 2005-06-27 2007-01-02 주식회사 엘지화학 이질적 표면을 갖는 2층 구조의 유/무기 복합 다공성분리막 및 이를 이용한 전기 화학 소자

Family Cites Families (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4637990A (en) * 1978-08-28 1987-01-20 Torobin Leonard B Hollow porous microspheres as substrates and containers for catalysts and method of making same
JPS55165572A (en) 1979-06-12 1980-12-24 Toshiba Corp Zinc-alkaline secondary cell
JPS5632674A (en) 1979-08-23 1981-04-02 Toshiba Corp Cylindrical zinc alkaline secondary battery
US4540640A (en) * 1983-04-29 1985-09-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Coated powder for electrolyte matrix for carbonate fuel cell
US4615913A (en) * 1984-03-13 1986-10-07 Kaman Sciences Corporation Multilayered chromium oxide bonded, hardened and densified coatings and method of making same
DK106788A (da) 1987-03-04 1988-09-05 New Brunswick Telephone Co Lithium-lithiumnitrid-anode
JPH05314995A (ja) 1992-05-07 1993-11-26 Japan Energy Corp 電解質複合体
US5580834A (en) * 1993-02-10 1996-12-03 The Morgan Crucible Company Plc Self-sintered silicon carbide/carbon graphite composite material having interconnected pores which may be impregnated and raw batch and process for producing same
US5336573A (en) * 1993-07-20 1994-08-09 W. R. Grace & Co.-Conn. Battery separator
JPH07263028A (ja) * 1994-03-25 1995-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd 非水二次電池
US5695873A (en) * 1995-06-05 1997-12-09 The University Of Dayton Polymer-ceramic composite electrolytes
JP3262708B2 (ja) * 1996-03-26 2002-03-04 日本電信電話株式会社 複合高分子電解質膜
DE19612769A1 (de) * 1996-03-29 1997-10-02 Basf Ag Als Trägermaterial für Festelektrolyten oder Separatoren für elektrochemische Zellen geeignete Gemische
EP0921529B1 (en) * 1996-06-13 2008-03-05 Asahi Kasei EMD Corporation Hybrid electrolyte, method for producing the same, and method for producing electrochemical device comprising the same
US5948464A (en) 1996-06-19 1999-09-07 Imra America, Inc. Process of manufacturing porous separator for electrochemical power supply
JP3355948B2 (ja) 1996-08-12 2002-12-09 新神戸電機株式会社 角形二次電池及びその製造法
US6447951B1 (en) 1996-09-23 2002-09-10 Valence Technology, Inc. Lithium based phosphates, method of preparation, and uses thereof
US6387564B1 (en) * 1997-02-28 2002-05-14 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Non-aqueous secondary battery having an aggregation layer
US5882721A (en) 1997-05-01 1999-03-16 Imra America Inc Process of manufacturing porous separator for electrochemical power supply
FR2766295B1 (fr) * 1997-07-17 1999-09-24 Alsthom Cge Alcatel Separateur polymerique, procede de fabrication et generateur electrochimique le comprenant
EP0905804A3 (en) * 1997-08-08 1999-12-08 Japan Storage Battery Company Limited Process for producing electrode of nonaqueous electrolyte battery
JPH1180395A (ja) 1997-09-09 1999-03-26 Nitto Denko Corp 多孔質膜および非水電解液電池用セパレータ
FR2777698B1 (fr) * 1998-04-16 2000-05-12 Alsthom Cge Alcatel Separateur comprenant une matrice macroporeuse et un polymere poreux, son procede de fabrication, generateur electrochimique le comprenant et le procede de fabrication de celui-ci
US6281257B1 (en) * 1998-04-27 2001-08-28 The Regents Of The University Of Michigan Porous composite materials
DE19850826A1 (de) 1998-11-04 2000-05-11 Basf Ag Als Separatoren in elektrochemischen Zellen geeignete Verbundkörper
US6277514B1 (en) * 1998-12-17 2001-08-21 Moltech Corporation Protective coating for separators for electrochemical cells
KR100308690B1 (ko) 1998-12-22 2001-11-30 이 병 길 흡수제를포함한미세다공성고분자전해질및그의제조방법
KR100326457B1 (ko) 1999-03-10 2002-02-28 김순택 리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 그 제조 방법
KR100326455B1 (ko) 1999-03-30 2002-02-28 김순택 리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 그 제조 방법
JP3643289B2 (ja) 1999-04-30 2005-04-27 株式会社オハラ ガラスセラミックス複合電解質、及びリチウム二次電池
EP1115166A4 (en) * 1999-06-22 2004-09-15 Mitsubishi Electric Corp CELL SEPARATOR, CELL, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
CN1157817C (zh) 1999-08-14 2004-07-14 惠州Tcl金能电池有限公司 复合聚合物电解质膜及用此膜制造的锂电池
US6328770B1 (en) * 1999-11-23 2001-12-11 Valence Technology (Nevada), Inc. Method of making multi-layer electrochemical cell devices
US6562511B2 (en) * 1999-12-09 2003-05-13 Ntk Powerdex, Inc. Battery separator for Li-Ion and/or Li-Ion polymer battery
JP4563537B2 (ja) 1999-12-22 2010-10-13 日本板硝子株式会社 密閉形鉛蓄電池用セパレータ
US6350543B2 (en) * 1999-12-29 2002-02-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Manganese-rich quaternary metal oxide materials as cathodes for lithium-ion and lithium-ion polymer batteries
JP2001273898A (ja) * 2000-01-20 2001-10-05 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池用正極活物質およびその製造方法並びにそれを使用した非水電解質二次電池
KR100497147B1 (ko) * 2000-02-08 2005-06-29 주식회사 엘지화학 다중 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조방법
KR100515572B1 (ko) * 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
US7094497B2 (en) * 2000-03-07 2006-08-22 Teijin Limited Separator for lithium ion secondary battery
TW499766B (en) * 2000-03-29 2002-08-21 Elite Ionergy Co Ltd Battery manufacturing method
US6432586B1 (en) * 2000-04-10 2002-08-13 Celgard Inc. Separator for a high energy rechargeable lithium battery
KR100362280B1 (ko) 2000-04-11 2002-11-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 2차 전지의 세퍼레이타 및 그 제조방법
JP2002008724A (ja) 2000-06-23 2002-01-11 Ryoji Mishima ナノ粒子複合ポリマー電解質及びそれを用いたリチウム二次電池
KR100374010B1 (ko) 2000-07-12 2003-02-26 한국과학기술연구원 리튬 이차 전지용 금속산화물 전극 재료 분말의 표면 개질방법, 이 방법으로 제조된 표면 개질 분말
US6730439B2 (en) * 2000-08-01 2004-05-04 Tonen Tapyrus Co., Ltd. Heat-resistant separator
JP3885100B2 (ja) 2000-08-12 2007-02-21 エルジー・ケミカル・カンパニー・リミテッド 多成分系複合フィルム及びその製造方法
JP4487457B2 (ja) 2000-08-30 2010-06-23 住友化学株式会社 非水電解液二次電池用セパレータおよび非水電解液二次電池
JP4020296B2 (ja) * 2000-12-21 2007-12-12 キヤノン株式会社 イオン伝導構造体、二次電池及びそれらの製造方法
WO2002061874A1 (en) * 2001-01-31 2002-08-08 Korea Institute Of Science And Technology A multi-layered, uv-cured polymer electrolyte and lithium secondary battery comprising the same
JP2002256093A (ja) 2001-02-28 2002-09-11 Nitto Denko Corp 多孔質フィルムとその製造方法とその利用
KR100406690B1 (ko) 2001-03-05 2003-11-21 주식회사 엘지화학 다성분계 복합 필름을 이용한 전기화학소자
KR100399785B1 (ko) 2001-04-07 2003-09-29 삼성에스디아이 주식회사 겔형 고분자 전해질을 포함하는 권취형 리튬 2차 전지용세퍼레이터 및 그 제조방법
CN1137192C (zh) 2001-05-11 2004-02-04 崔蔚 含无机纳米材料的有机复合材料、其制备方法及用途
JP5082177B2 (ja) 2001-08-16 2012-11-28 株式会社Ｇｓユアサ 電池用セパレータおよびそれを用いた電池
KR100424194B1 (ko) 2001-11-01 2004-03-24 한국과학기술연구원 다공성 이온 전도성 세리아 막 코팅으로 삼상 계면이 확장된 미세구조의 전극부 및 그의 제조방법
KR20030065074A (ko) 2002-01-29 2003-08-06 주식회사 뉴턴에너지 전기화학셀 및 이의 제조방법
US20030157409A1 (en) * 2002-02-21 2003-08-21 Sui-Yang Huang Polymer lithium battery with ionic electrolyte
RU2218634C2 (ru) 2002-02-26 2003-12-10 ООО Инженерная фирма "Орион ХИТ" Литиевый аккумулятор
KR100454716B1 (ko) 2002-04-03 2004-11-05 한국과학기술연구원 아크릴계 결합제를 사용한 수계 세라믹 슬러리 및 이를이용한 세라믹테이프의 제조방법
KR100449761B1 (ko) 2002-05-18 2004-09-22 삼성에스디아이 주식회사 전해액의 분해반응이 억제된 리튬 2차 전지 및 그 제조방법
KR100459871B1 (ko) 2002-05-23 2004-12-03 주식회사 에너랜드 전지 또는 콘덴서용 비수전해질의 조성물
KR100477885B1 (ko) 2002-07-08 2005-03-18 베스 주식회사 리튬이온 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전지의 제조방법
JP2004063394A (ja) * 2002-07-31 2004-02-26 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池
KR100495567B1 (ko) 2002-08-14 2005-06-16 한국과학기술원 비닐리덴플루오라이드계의 고분자를 바인더로 하는 리튬설퍼이차전지 및 그 제조방법
DE10240032A1 (de) 2002-08-27 2004-03-11 Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh Ionenleitender Batterieseparator für Lithiumbatterien, Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung derselben
KR100467696B1 (ko) * 2002-08-31 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
KR100467705B1 (ko) * 2002-11-02 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 무기 보호막을 갖는 세퍼레이타 및 이를 채용한 리튬 전지
KR20030007659A (ko) 2002-11-20 2003-01-23 주식회사 파인셀 미세 다공성 고체 무기전해질 및 그의 제조방법
JP4792688B2 (ja) 2003-01-24 2011-10-12 住友化学株式会社 非水電解液二次電池用セパレータの製造方法
KR100496642B1 (ko) * 2003-04-25 2005-06-20 한국전자통신연구원 단이온 전도체를 포함하는 리튬 이차전지용 복합 고분자전해질 및 그 제조 방법
KR100551005B1 (ko) 2003-10-21 2006-02-13 삼성에스디아이 주식회사 리튬-설퍼 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬-설퍼 전지
US7745042B2 (en) * 2004-01-09 2010-06-29 Panasonic Corporation Lithium ion secondary battery
KR100666821B1 (ko) * 2004-02-07 2007-01-09 주식회사 엘지화학 유/무기 복합 다공성 코팅층이 형성된 전극 및 이를포함하는 전기 화학 소자
JP2005276503A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Mitsubishi Electric Corp 電池用セパレータ及びそれを用いた電池
US7604895B2 (en) 2004-03-29 2009-10-20 Lg Chem, Ltd. Electrochemical cell with two types of separators
JP4763253B2 (ja) 2004-05-17 2011-08-31 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池
KR100739337B1 (ko) 2004-09-02 2007-07-12 주식회사 엘지화학 유/무기 복합 다공성 필름 및 이를 이용한 전기 화학 소자
JP2008503049A (ja) * 2004-07-07 2008-01-31 エルジー・ケム・リミテッド 有機無機複合多孔性フィルム及びこれを用いる電気化学素子
KR100758482B1 (ko) 2004-12-07 2007-09-12 주식회사 엘지화학 표면 처리된 다공성 필름 및 이를 이용한 전기 화학 소자
CN100472876C (zh) * 2005-04-15 2009-03-25 松下电器产业株式会社 棱柱形锂二次电池
KR100933427B1 (ko) * 2005-08-16 2009-12-23 주식회사 엘지화학 교차분리막으로 이루어진 전기화학소자
WO2007088924A1 (ja) * 2006-02-01 2007-08-09 Daikin Industries, Ltd. 高誘電性フィルム
KR100791791B1 (ko) * 2006-03-10 2008-01-04 주식회사 엘지화학 다공성 활성층이 코팅된 전극, 그 제조방법 및 이를 구비한전기화학소자
KR100966024B1 (ko) * 2007-04-24 2010-06-24 주식회사 엘지화학 이종의 세퍼레이터를 구비한 전기화학소자
JP5719306B2 (ja) * 2009-08-10 2015-05-13 エルジー・ケム・リミテッド リチウム二次電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2143768C1 (ru) * 1994-11-23 1999-12-27 Полиплюс Баттери Компани, Инк. Перезаряжаемый положительный электрод
KR20050066652A (ko) * 2003-12-26 2005-06-30 주식회사 엘지화학 안전성을 향상시킨 이종 분리막 구조의 리튬이차전지
KR20060072065A (ko) * 2004-12-22 2006-06-27 주식회사 엘지화학 유/무기 복합 다공성 분리막 및 이를 이용한 전기 화학소자
KR20070000231A (ko) * 2005-06-27 2007-01-02 주식회사 엘지화학 이질적 표면을 갖는 2층 구조의 유/무기 복합 다공성분리막 및 이를 이용한 전기 화학 소자

Also Published As

Publication number Publication date
JP6002175B2 (ja) 2016-10-05
JP2010525542A (ja) 2010-07-22
EP2156486A4 (en) 2010-11-03
CN101669231A (zh) 2010-03-10
BRPI0809722A2 (pt) 2017-09-19
JP2014239041A (ja) 2014-12-18
TWI365559B (en) 2012-06-01
EP2156486A1 (en) 2010-02-24
KR100966024B1 (ko) 2010-06-24
ATE541329T1 (de) 2012-01-15
JP5784905B2 (ja) 2015-09-24
US20100261047A1 (en) 2010-10-14
RU2009143342A (ru) 2011-05-27
BRPI0809722B1 (pt) 2019-06-25
KR20080095770A (ko) 2008-10-29
US8741470B2 (en) 2014-06-03
WO2008130175A1 (en) 2008-10-30
TW200843162A (en) 2008-11-01
EP2156486B1 (en) 2012-01-11
CN101669231B (zh) 2012-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2451367C2 (ru) Электрохимическое устройство, имеющее различные типы сепараторов
US9960400B2 (en) Separator having porous coating layer, and electrochemical device containing the same
JP5405568B2 (ja) 多孔性コーティング層を備えたセパレータ及びこれを備えた電気化学素子
JP5885313B2 (ja) セパレータの製造方法、その方法によって形成されたセパレータ、及びそれを含む電気化学素子の製造方法
JP5719306B2 (ja) リチウム二次電池
US9005795B2 (en) Separator having porous coating layer, manufacturing method of the same, and electrochemical device having the same
JP6461328B2 (ja) 安全性が向上した電極組立体、その製造方法及びその電極組立体を含む電気化学素子
US9799866B2 (en) Electrochemical device and its manufacturing method
KR101040482B1 (ko) 다공성 코팅층이 코팅된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
JP2008524824A (ja) 有無機複合多孔性セパレータ膜及び該セパレータ膜を用いる電気化学素子