鋰電池相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2012年2月21日在美國專利和商標(biāo)局提交的美國臨時申請No.61/601,373的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，將其公開內(nèi)容全部引入本文作為參考。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明的實施方式的方面涉及鋰電池。

背景技術(shù)：
為了滿足對小型且高性能設(shè)備的要求，制造小型且輕質(zhì)的鋰電池是重要的。而且，為了用于電動車中，將鋰電池的放電容量、能量密度和循環(huán)特性作為重要因素納入考慮。為了用于這樣的應(yīng)用中，需要具有每單位體積大的放電容量和高的能量密度、以及優(yōu)異的壽命特性的鋰電池。鋰電池中包括隔板以防止或減少正極和負(fù)極之間的短路?；谟袡C(jī)物的隔板在200℃或更低的溫度熔融。因此，當(dāng)包括所述基于有機(jī)物的隔板的電池的溫度由于內(nèi)部和/或外部刺激而提高時，由于隔板的收縮或熔融，體積變化可發(fā)生，并且因此，電池的運行停止。典型的隔板具有低的與電極的粘附。因此，在充電和放電期間，電極之間的距離可增加，并且因此膨脹程度顯著增加。由于電池的體積增加，電池每單位體積的容量和能量密度可降低。電池的顯著的體積變化可導(dǎo)致隔板的破壞。因此，包括所述隔板的鋰電池的壽命特性可降低。因此，需要開發(fā)具有由隔板與電極之間改善的粘附性能導(dǎo)致的降低的體積變化、和改善的壽命特性的鋰電池。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的實施方式的方面提供在隔板和電極之間具有改善的粘附(adhesion)的鋰電池。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，鋰電池包括：正極；負(fù)極，其包括包含第一水性(aqueous)粘合劑和第二水性粘合劑的負(fù)極活性物質(zhì)層，所述第一水性粘合劑包括單體單元；和在所述正極和所述負(fù)極之間的隔板，所述隔板包括基礎(chǔ)材料層和形成于所述基礎(chǔ)材料層的至少一個表面上的聚合物層，所述聚合物層包括非水性(non-aqueous)粘合劑，所述非水性粘合劑包括與所述第一水性粘合劑的所述單體單元相同的單體單元。在一個實施方式中，所述第一水性粘合劑的所述單體單元包括選自如下的至少一種：基于二烯的(二烯類)單體單元、基于丙烯?；?丙烯?；?單體單元、基于氟的(氟類)單體單元、和基于硅的(硅類)單體單元。所述第一水性粘合劑的所述單體單元可包括選自如下的至少一種：丁二烯單體單元、異戊二烯單體單元、丙烯酸酯單體單元、甲基丙烯酸酯單體單元、偏氟乙烯單體單元、四氟乙烯單體單元、六氟丙烯單體單元、和硅氧烷單體單元。在一個實施方式中，所述第一水性粘合劑包括基于偏氟乙烯的(偏氟乙烯類)單體和選自四氟乙烯和六氟丙烯的至少一種單體的共聚物。所述第一水性粘合劑可包括偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。在一個實施方式中，所述第一水性粘合劑進(jìn)一步包括選自乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、異戊二烯和戊烯單體單元的基于烯烴的(烯烴類)單體單元。在一個實施方式中,所述第一水性粘合劑進(jìn)一步包括選自羧酸基團(tuán)、羥基、和磺酸基團(tuán)的親水基團(tuán)。所述第二水性粘合劑可不同于所述第一水性粘合劑。在一個實施方式中，所述第二水性粘合劑包括選自如下的至少一種：苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸酯化的苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡膠、丙烯酰基橡膠、丁基橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯-丙烯-二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、膠乳(latex)、聚酯樹脂、丙烯?；鶚渲?、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素、羥丙基纖維素和二乙?；w維素。在一個實施方式中，所述第一水性粘合劑和所述第二水性粘合劑以在0.1:1-10:1范圍內(nèi)的重量比存在于所述負(fù)極活性物質(zhì)層中。所述第一水性粘合劑和所述第二水性粘合劑可以在0.25:1-10:1范圍內(nèi)的重量比存在于所述負(fù)極活性物質(zhì)層中。在一個實施方式中，所述第一水性粘合劑以在0.01重量%-10重量%范圍內(nèi)的量存在于所述負(fù)極活性物質(zhì)層中。所述第一水性粘合劑可以在0.01重量%-5重量%范圍內(nèi)的量存在于所述負(fù)極活性物質(zhì)層中。在一個實施方式中，所述聚合物層包括兩個層，所述兩個聚合物層各自在所述基礎(chǔ)材料層的相反表面上。在一個實施方式中，所述基礎(chǔ)材料層為包括聚烯烴材料的多孔膜。在一個實施方式中，所述聚合物層的所述非水性粘合劑包括選自如下的至少一種：聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基異丁基醚、聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚乙酸烯丙酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚甲醛、聚氧乙烯、聚環(huán)硫醚(polycyclothioether)、聚二甲基硅氧烷、聚內(nèi)酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、尼龍6、尼龍66、聚間苯二甲酰間苯二胺、聚對苯二甲酰對苯二胺和聚均苯四甲酰亞胺。在一個實施方式中，所述聚合物層具有在0.1μm-10μm范圍內(nèi)的厚度。在一個實施方式中，所述正極包括包含與所述負(fù)極的所述第一水性粘合劑的所述單體單元相同的單體單元的粘合劑。在一個實施方式中，所述正極包括與所述隔板的所述非水性粘合劑相同的粘合劑。在一個實施方式中，所述正極包括與所述負(fù)極的所述第一水性粘合劑相同的粘合劑。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的方面，由于使用具有至少一個其上形成上述聚合物層的表面的隔板、以及上述水性粘合劑的兩種或更多種，所述隔板和所述電極之間的粘附改善，并且因此，所形成的包括所述電極和所述隔板的鋰電池可具有改善的壽命特性。附圖說明附圖與說明書一起對本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行說明，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的隔板的實例的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的鋰電池的實例的示意圖。表示附圖主要元件的附圖標(biāo)記的說明1：鋰電池2：負(fù)極3：正極4：隔板5：電池殼6：帽組件11：基礎(chǔ)材料層12，13：聚合物層具體實施方式在以下詳細(xì)描述中，通過圖解顯示和描述本發(fā)明的僅一些實施方式。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，本發(fā)明可以許多不同的形式體現(xiàn)并且不應(yīng)解釋為限于本文中闡述的實施方式。在整個說明書中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。下文中，描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的鋰電池。根據(jù)本發(fā)明實施方式的鋰電池包括：正極；負(fù)極，其包括包含第一水性粘合劑和第二水性粘合劑的負(fù)極活性物質(zhì)層，所述第一水性粘合劑包括單體單元；和在所述正極和所述負(fù)極之間的隔板，所述隔板包括基礎(chǔ)材料層和形成于所述基礎(chǔ)材料層的至少一個表面上的聚合物層，且所述聚合物層包括非水性粘合劑，所述非水性粘合劑包括與所述第一水性粘合劑的所述單體單元相同的單體單元。由于包括如下水性粘合劑的負(fù)極的使用，改善了所述負(fù)極和隔板之間的粘附，并且因此降低了電極板的電阻且可改善鋰電池的充電和放電特性，而且可抑制在充電和放電期間鋰電池的體積變化：所述水性粘合劑包括與所述隔板的非水性粘合劑中相同的單體單元，所述隔板包括形成于所述基礎(chǔ)材料層的至少一個表面上的聚合物層。即，通過包括如下負(fù)極和如下隔板，根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池可具有降低的電極板電極電阻、改善的充電和放電特性，并且可抑制在充電和放電期間電池的體積變化：所述負(fù)極包括負(fù)極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包含包括單體單元的第一水性粘合劑；所述隔板包括聚合物層，所述聚合物層包括包含與所述第一水性粘合劑的所述單體單元相同的單體單元的非水性粘合劑。而且，由于所述鋰電池中包括的所述負(fù)極是通過使用水而不是有機(jī)溶劑制造的，因此制造過程是簡單的且環(huán)境友好的，并且制造成本是低的。所述鋰電池的所述負(fù)極的所述第一水性粘合劑的所述單體單元可包括選自如下的至少一種：基于二烯的單體單元、基于丙烯?；膯误w單元、基于氟的單體單元和基于硅的單體單元。在所述負(fù)極的制備期間，所述第一水性粘合劑可以其中包括所述單體單元的聚合物分散在水中的含水(aqueous)分散體形式、或者其中聚合物溶解在水中的含水溶液形式使用，但是其不限于以這些形式使用并且在此處可使用本領(lǐng)域中可利用的任意各種合適的形式。例如，所述第一水性粘合劑的所述單體單元可包括選自如下的至少一種：丁二烯單體單元、異戊二烯單體單元、丙烯酸酯單體單元、甲基丙烯酸酯單體單元、偏氟乙烯單體單元、四氟乙烯單體單元、六氟丙烯單體單元和硅氧烷單體單元。例如，所述第一水性粘合劑可包括共聚物，例如，基于偏氟乙烯的單體和選自四氟乙烯和六氟丙烯的至少一種單體的共聚物。所述共聚物可(例如，除了所述基于氟的單體之外，還)另外包括基于烯烴的單體。所述共聚物中包括的所述基于烯烴的單體可包括選自乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、異戊二烯和戊烯的至少一種，但是其不限于此，并且在此處可使用本領(lǐng)域中已知的任何合適的基于烯烴的單體。而且，所述共聚物可另外包括選自羧酸基團(tuán)、羥基和磺酸基團(tuán)的親水基團(tuán)，但是所述親水基團(tuán)不限于此并且在此處可使用本領(lǐng)域中已知的任何合適的親水基團(tuán)。例如，所述共聚物可包括陽離子型親水基團(tuán)、非離子型親水基團(tuán)、和兩性親水基團(tuán)。由于在所述共聚物中另外包括所述親水基團(tuán)，可進(jìn)一步增強(qiáng)水分散性能。在一個實施方式中，所述共聚物中包括的所述親水基團(tuán)的量由在聚合期間的包括所述親水基團(tuán)的單體的量決定，并且可在0.1-40重量%范圍內(nèi)，基于所述單體的總重量。例如，所述親水基團(tuán)的量可在0.5-20重量%范圍內(nèi)。在該量范圍內(nèi)，所述共聚物的可分散性可進(jìn)一步提高。所述第二水性粘合劑可包括選自如下的至少一種：苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸酯化的苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡膠、丙烯?；鹉z、丁基橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯-丙烯-二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、膠乳、聚酯樹脂、丙烯?；鶚渲⒎尤渲?、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素、羥丙基纖維素和二乙酰基纖維素，但是其不限于此，并且在此處可使用具有與所述第一水性粘合劑的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)且本領(lǐng)域中已知的任何合適的粘合劑。所述鋰電池中包括的所述第一水性粘合劑和所述第二水性粘合劑可以0.1:1-10:1的重量比混合。例如，所述第一水性粘合劑和所述第二水性粘合劑可以0.25:1-10:1的重量比混合。例如，所述第一水性粘合劑和所述第二水性粘合劑可以0.25:1-5:1的重量比混合。因此，隔板和活性物質(zhì)層之間的粘附力增強(qiáng)并且電池的能量密度提高，因為所述第一水性粘合劑和所述第二水性粘合劑的重量比被優(yōu)化。所述鋰電池中的所述負(fù)極活性物質(zhì)層中包括的所述第一水性粘合劑的量可在0.01重量%-10重量%的范圍內(nèi)，基于負(fù)極活性物質(zhì)層的總量。例如，所述第一水性粘合劑的量可在0.01重量%-5重量%范圍內(nèi)，基于所述負(fù)極活性物質(zhì)層的總量。例如，所述第一水性粘合劑的量可在0.05重量%-5重量%范圍內(nèi)，基于所述負(fù)極活性物質(zhì)層的總量。例如，所述第一水性粘合劑的量可在0.01重量%-3重量%范圍內(nèi)，基于所述負(fù)極活性物質(zhì)層的總量。例如，所述第一水性粘合劑的量可在0.01重量%-1重量%范圍內(nèi)，基于所述負(fù)極活性物質(zhì)層的總量。因此，對于所述隔板的粘附力增強(qiáng)并且電池的能量密度提高，因為所述第一水性粘合劑的量被優(yōu)化。所述鋰電池中包括的所述隔板可包括，例如如圖1中所示的，基礎(chǔ)材料層11和形成于所述基礎(chǔ)材料層的表面上的聚合物層12和13。所述聚合物層包括具有與所述負(fù)極中包括的所述第一水性粘合劑中相同的單體結(jié)構(gòu)的非水性粘合劑。因此，所述隔板與所述負(fù)極的粘附可增強(qiáng)。所述聚合物層中包括的所述非水性粘合劑可包括選自聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基異丁基醚、聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚乙酸烯丙酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚甲醛、聚氧化乙烯、聚環(huán)硫醚、聚二甲基硅氧烷、聚內(nèi)酯、聚對苯二甲酸乙...