本申請(qǐng)要求于2015年12月22日向韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請(qǐng)第10-2015-0183927號(hào)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，所述申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開涉及包括多孔粘結(jié)層的隔板以及包括所述隔板的電化學(xué)電池。
背景技術(shù)：
用于電化學(xué)電池的隔板為一種多孔膜，其作為分隔電池中的正極和負(fù)極的中間層，從而維持離子導(dǎo)電性并且對(duì)電池充電和放電。
隨著技術(shù)發(fā)展以及對(duì)于移動(dòng)裝置的需求增加，對(duì)于作為其能量來源的可再充電電池的需求也已快速增加，并且特別地，對(duì)具有高能量密度和高放電電壓的可再充電鋰電池已進(jìn)行了許多研究，且此外，其已市售且廣泛使用。
另一方面，由于近來對(duì)環(huán)境的關(guān)注已增加，對(duì)于可代替使用煤燃料(其被認(rèn)為是空氣污染的主要原因)的車輛(比如汽油車、柴油車等)的電動(dòng)車和混合動(dòng)力電動(dòng)車已進(jìn)行了許多研究。對(duì)于可再充電鋰電池作為電動(dòng)車、混合動(dòng)力電動(dòng)車等的電源正在積極地進(jìn)行研究，從而其部分地市售且使用。
因此，趨向于要求用于電動(dòng)車等的高功率/大容量電池，以及為了增加電子裝置(比如移動(dòng)裝置、筆記本電腦等)的便攜性，電化學(xué)電池近來有變輕和變薄的趨勢。同樣地，要求用于電池的隔板變薄和變輕，同時(shí)具有強(qiáng)粘合力、形狀穩(wěn)定性等以產(chǎn)生高容量電池。
[現(xiàn)有技術(shù)]
韓國注冊(cè)專利公開號(hào)10-0775310(2007.11.08)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本公開提供一種隔板以及包括所述隔板的電化學(xué)電池，所述隔板因?yàn)槭褂糜袡C(jī)溶劑的涂布工藝成為可能而具有良好的透氣性，并且由于對(duì)基板和對(duì)電極的提高的粘合力而具有提高的電池形狀穩(wěn)定性。
在示例性實(shí)施方式中，隔板包括多孔基板以及設(shè)置在所述多孔基板的一個(gè)表面或兩個(gè)表面上的多孔粘結(jié)層，其中所述多孔粘結(jié)層包括：(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物和(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物，所述(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物為以下中的至少一種：聚偏二氟乙烯類均聚物；和包括偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元的聚偏二氟乙烯類共聚物，所述(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物包括(甲基)丙烯酸酯單體衍生單元或衍生自包括選自環(huán)氧基、羥基、羧基、酯基和酸酐基中的至少一個(gè)基團(tuán)的至少一個(gè)單體的單元(b1)以及偏二氟乙烯單體衍生單元(b2)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，可再充電電池包括正極、負(fù)極、設(shè)置在所述正極和負(fù)極之間的隔板以及電解液。
根據(jù)示例性實(shí)施方式的隔板具有提高的對(duì)基板和電極的粘合力、透氣性和電池的形狀穩(wěn)定性，以及由于在低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中的提高的溶解度而具有良好的涂布可加工性。
附圖說明
圖1為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的可再充電鋰電池的分解透視圖。
具體實(shí)施方式
下文中，詳細(xì)描述了本公開的實(shí)施方式。本說明書中未描述的公開內(nèi)容可在本公開的技術(shù)領(lǐng)域或類似領(lǐng)域中被本領(lǐng)域技術(shù)人員充分了解和傳達(dá)，從而在本文中省略。
在本公開中，“均聚物”指由一種單體聚合的聚合物，并且“共聚物”為由兩種或多種單體聚合的聚合物。
根據(jù)示例性實(shí)施方式，隔板包括：多孔基板；以及設(shè)置在所述多孔基板的一個(gè)表面或兩個(gè)表面上的多孔粘結(jié)層，其中所述多孔粘結(jié)層包括：
(A)第一聚偏二氟乙烯(PVdF)類聚合物，所述(A)第一聚偏二氟乙烯(PVdF)類聚合物為以下中的至少一種：聚偏二氟乙烯類均聚物；和包括偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元的聚偏二氟乙烯類共聚物，以及
(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物，所述第二聚偏二氟乙烯類聚合物包括(甲基)丙烯酸酯單體衍生單元或衍生自包括選自環(huán)氧基、羥基、羧基、酯基和酸酐基中的至少一個(gè)基團(tuán)的至少一個(gè)單體的單元(b1)以及偏二氟乙烯單體衍生單元(b2)。
多孔基板可具有多個(gè)孔，并且可一般為用于電化學(xué)裝置的多孔基板。多孔基板的非限制性實(shí)例可為由聚合物或以下中的兩種或多種的混合物形成的聚合物膜：聚烯烴(比如聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯(比如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等)、聚縮醛、聚酰胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚苯并咪唑、聚醚砜、聚苯醚、環(huán)烯烴共聚物、聚苯硫醚以及聚萘二甲酸乙二醇酯。例如，多孔基板可為聚烯烴類基板，并且所述聚烯烴類基板由于其改善的關(guān)閉功能可提高電池的安全性。聚烯烴類基板可以，例如，選自聚乙烯單膜、聚丙烯單膜、聚乙烯/聚丙烯雙膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三重膜，以及聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三重膜。作為另一個(gè)實(shí)例，除了烯烴樹脂或烯烴和非烯烴單體的共聚物以外，聚烯烴類樹脂可包括非烯烴樹脂。
多孔基板可具有約1μm至約40μm的厚度，例如約5μm至約20μm或約5μm至約16μm的厚度。當(dāng)多孔基板具有在該范圍內(nèi)的厚度時(shí)，多孔基板具有符合期望的厚度，也就是，其足夠厚以至于可防止正極和負(fù)極之間的短路，同時(shí)其厚度不至于增加電池的內(nèi)阻。
多孔基板具有約30％至約80％，例如約40％至約60％的孔隙率，以及小于或等于約250sec/100cc，例如小于或等于約200sec/100cc或者小于或等于約150sec/100cc的透氣度。
多孔粘結(jié)層可由多孔粘結(jié)層組合物構(gòu)成。在示例性實(shí)施方式中，多孔粘結(jié)層組合物包括(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物、(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物以及溶劑，所述(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物為以下中的至少一種：聚偏二氟乙烯類均聚物；和包括偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元的聚偏二氟乙烯類共聚物，所述(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物包括(甲基)丙烯酸酯單體衍生單元或衍生自包括選自環(huán)氧基、羥基、羧基、酯基和酸酐基中的至少一個(gè)基團(tuán)的至少一個(gè)單體的單元(b1)以及偏二氟乙烯單體衍生單元(b2)。
在本公開中，通過一起使用(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物和(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物，使用有機(jī)溶劑的涂布工藝是可能的，并且可制造具有提高的對(duì)基板和電極的粘合力的隔板。
(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物可為聚偏二氟乙烯類均聚物、包括偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元的聚偏二氟乙烯類共聚物或其組合。
聚偏二氟乙烯類均聚物指由偏二氟乙烯衍生的重復(fù)單元組成的聚合物或者包括小于或等于約3wt％的量的其他單體衍生單元以及偏二氟乙烯的聚合物。所述其他單體衍生單元可為衍生自六氟丙烯(HFP)或三氟乙烯(TFE)等的單元，但是不限于此。
包括偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元的聚偏二氟乙烯類共聚物可通過使偏二氟乙烯單體和六氟丙烯單體共聚來制備?；诰燮蚁╊惞簿畚锏目傊亓?，所包括的六氟丙烯單體衍生單元的量可為約5wt％至約20wt％，例如約5wt％至約15wt％或約10wt％至約15wt％。當(dāng)以該范圍包括六氟丙烯單體衍生單元時(shí)，可將聚偏二氟乙烯類共聚物溶解在低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中。因此，包括偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元的聚偏二氟乙烯類共聚物被用作第一聚偏二氟乙烯類聚合物，提高了對(duì)基板和電極的粘合力并且可防止透氣性變差。
在示例性實(shí)施方式中，除了偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元，包括偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元的聚偏二氟乙烯類共聚物可進(jìn)一步包括其他單體衍生單元。所述其他單體衍生單元可為衍生自比如氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯(TFE)、四氟乙烯或乙烯的至少一個(gè)單體的單元。
基于聚偏二氟乙烯類共聚物的總重量，所包括的其他單體衍生單元的量可為小于或等于約3wt％，例如小于或等于約1wt％。在該范圍內(nèi)，可提高隔板的穩(wěn)定性。
在(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物中，聚偏二氟乙烯類均聚物可具有大于或等于約1,000,000的重均分子量(Mw)。例如，聚偏二氟乙烯類均聚物可具有約1,000,000至約2,000,000，例如約1,000,000至約1,700,000的重均分子量。在該范圍內(nèi)，可提高粘結(jié)層和多孔基板之間的粘合力。
在(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物中，包括偏二氟乙烯單體衍生單元和六氟丙烯單體衍生單元的聚偏二氟乙烯類共聚物可具有小于或等于約800,000，例如約300,000至約800,000，或約400,000至約700,000的重均分子量(Mw)。在該重均分子量的范圍內(nèi)，聚偏二氟乙烯類共聚物可順利地溶解在溶劑中，改善了電解液的浸漬性質(zhì)，并且也提高了基板和電極之間的粘合力。
(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物可通過使(甲基)丙烯酸酯單體或者包括選自環(huán)氧基、羥基、羧基、酯基和酸酐基的取代基的至少一個(gè)單體，以及偏二氟乙烯單體共聚來制備。
所述(甲基)丙烯酸酯單體可為，例如，甲基丙烯酸烷基酯，比如丙烯酸；甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯等；雙官能團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯，比如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚氧乙烯/聚氧丙烯共聚物的二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯等；三官能團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯，比如三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇的氧化乙烯加成產(chǎn)物的三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇的氧化丙烯加成產(chǎn)物的三(甲基)丙烯酸酯、等；多官能團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯，比如二聚丙三醇六(甲基)丙烯酸酯等。
例如，(甲基)丙烯酸酯單體可為丙烯酸；或者甲基丙烯酸烷基酯，比如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯等。
包括選自環(huán)氧基、羥基、羧基、酯基和酸酐基的基團(tuán)的至少一個(gè)單體可為，例如，二環(huán)氧烷烴，比如二環(huán)氧乙烷、二環(huán)氧丙烷、二環(huán)氧丁烷、二環(huán)氧戊烷、二環(huán)氧己烷、二環(huán)氧庚烷、二環(huán)氧辛烷、二環(huán)氧壬烷、二環(huán)氧十二烷等；縮水甘油醚，比如雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、溴雙酚A二縮水甘油醚、酚醛縮水甘油醚、鄰甲酚醛縮水甘油醚等；縮水甘油酯，比如六氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯、二聚酸縮水甘油酯等；縮水甘油胺，比如縮水甘油基異氰脲酸酯、四縮水甘油基二氨基苯基甲烷等；線性脂肪族環(huán)氧化物，比如環(huán)氧化聚丁二烯等；脂環(huán)族環(huán)氧化物比如3,4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基羧酸酯、3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基羧酸酯等；二醇，比如雙酚、雙酚A、甲二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇等；二異氰酸酯，比如4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、4,4'-4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、環(huán)己基二異氰酸酯、3,3'-二甲基苯基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷二異氰酸酯、4,6'-二甲苯基二異氰酸酯、4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、3,5,5-三甲基環(huán)己基二異氰酸酯、1,6-六甲基二異氰酸酯、2,2,4-三甲基-六甲基二異氰酸酯、間二甲苯二異氰酸酯、三甲基二甲苯二異氰酸酯、對(duì)苯基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、反式-1,4-環(huán)己基二異氰酸酯等。
例如，(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物可包括(甲基)丙烯酸酯單體衍生單元和偏二氟乙烯單體衍生單元。
基于(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物的總重量，所包括的(甲基)丙烯酸酯單體衍生單元或衍生自包括選自環(huán)氧基、羥基、羧基、酯基和酸酐基的至少一個(gè)基團(tuán)的至少一個(gè)單體的單元的量可為小于或等于約10wt％，例如9wt％，或小于或等于約5wt％，或大于約0wt％且小于或等于約3wt％，或約0.1wt％至約3wt％。在該范圍內(nèi)，第二聚偏二氟乙烯類聚合物具有在有機(jī)溶劑中提高的溶解度并且不溶解在電解質(zhì)溶液中，并且具有提高的對(duì)電極和基板的粘合力。
除了(甲基)丙烯酸酯單體衍生單元或衍生自包括選自環(huán)氧基、羥基、羧基、酯基和酸酐基的至少一個(gè)基團(tuán)的至少一個(gè)單體的單元(b1)以及偏二氟乙烯單體衍生單元(b2)以外，(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物可包括其他單體衍生單元。所述其他單體衍生單元的實(shí)例可為衍生自氯三氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯和乙烯中的至少一個(gè)單體的單元。
基于(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物的總重量，其他單體衍生單元的量可小于或等于約3wt％，例如小于或等于約1wt％，并且在該范圍內(nèi)，可提高隔板的穩(wěn)定性。
(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物可具有大于或等于約800,000，例如約800,000至約1,500,000，或約900,000至約1,200,000的重均分子量。在該重均分子量范圍內(nèi)，第二聚偏二氟乙烯類聚合物可提高粘結(jié)層和多孔基板之間的粘合力，可有效抑制正極和負(fù)極之間的短路，其可順利地溶解于有機(jī)溶劑中，并且可改善電池中的電解液的浸漬性質(zhì)。
(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物與(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物的重量比可為約1:9至約6:4，例如約2:8至約6:4，或約2:8至約5:5。在該范圍內(nèi)的(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物和(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物可顯示對(duì)電極的優(yōu)異的粘合力以及對(duì)有機(jī)溶劑的優(yōu)異的溶解性，從而顯示在形成粘結(jié)層之后有機(jī)溶劑的低剩余含量和隔板的足夠的透氣度，并且因此防止電池形狀變形。此外，在充電和放電之后可獲得對(duì)電極的優(yōu)異的粘合力。
基于干燥的粘結(jié)層的總重量，(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物和(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物的總重量可為約10wt％至約100wt％，例如約10wt％至約90wt％，或約10wt％至約70wt％，約20wt％至約60wt％。
在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，除了(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物和(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物以外，多孔粘結(jié)層可進(jìn)一步包括其他粘結(jié)劑?？商砑拥钠渌辰Y(jié)劑可為，例如選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、聚氧化乙烯、醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、醋酸丙酸纖維素、氰基乙基普魯蘭多糖、氰基乙基聚乙烯醇、氰基乙基纖維素、氰基乙基蔗糖，普魯蘭多糖、羧甲基纖維素和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一種或多種。
在本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，粘結(jié)層可進(jìn)一步包括無機(jī)顆粒。由于本示例性實(shí)施方式與上文的示例性實(shí)施方式的不同之處在于額外包括無機(jī)顆粒，而其他構(gòu)成要素基本上相同，因此此處將主要說明無機(jī)顆粒。
在本公開的示例性實(shí)施方式中使用的無機(jī)顆粒不被特別限定，并且可為本領(lǐng)域一般使用的無機(jī)顆粒。無機(jī)顆粒的具體的實(shí)例可為勃姆石、Al2O3、SiO2、B2O3、Ga2O3、TiO2或SnO2，并且這些無機(jī)顆?？蓡为?dú)使用或以兩種或多種的混合物使用。例如，無機(jī)顆?？蔀锳l2O3(氧化鋁)。
無機(jī)顆粒的尺寸不被特別限定，并且其平均粒徑可為約1nm至約2,000nm，例如，約100nm至約1,000nm或約300nm至約500nm。當(dāng)無機(jī)顆粒具有在該范圍內(nèi)的尺寸時(shí)，可防止粘結(jié)層組合物中無機(jī)顆粒的可分散性以及多孔粘結(jié)層的形成可加工性變差，可適當(dāng)?shù)乜刂贫嗫渍辰Y(jié)層的厚度，從而可防止機(jī)械性質(zhì)的降低和電阻的增加。此外，適當(dāng)?shù)乜刂聘舭逯挟a(chǎn)生的孔的尺寸，從而可降低在電池的充電和放電期間內(nèi)部短路的可能性。
在粘結(jié)層中，基于干燥的粘結(jié)層的總重量，所包括的無機(jī)顆粒的量可小于或等于約99wt％，小于或等于約95wt％，小于或等于約90wt％，或小于或等于約70wt％，且大于或等于約20wt％，大于或等于約30wt％，大于或等于約40wt％，大于或等于約50wt％，或大于或等于約60wt％。當(dāng)在該范圍內(nèi)包括無機(jī)顆粒時(shí)，可充分實(shí)現(xiàn)無機(jī)顆粒的散熱性質(zhì)并且可有效抑制隔板的熱收縮。
在多孔粘結(jié)層中，(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物和(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物的重量與無機(jī)顆粒的重量之比可為約8:2至約2:8，例如約7:3至約3:7，或約7:3至約4:6。在該范圍內(nèi)，可提高隔板的耐熱性以及多孔粘結(jié)層對(duì)電極和基板的粘合力。
為了制造根據(jù)示例性實(shí)施方式的隔板，使(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物和(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物分別溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲幸灾苽湔辰Y(jié)層組合物。
(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物具有相對(duì)高的針對(duì)有機(jī)溶劑的溶解性，從而可溶解于低沸點(diǎn)溶劑(比如丙酮、四氫呋喃、亞甲基氯、氯仿、環(huán)己烷等)中，以制備聚合物溶液。在干燥過程之后高沸點(diǎn)溶劑可大量留在粘結(jié)層中，因而在充電和放電之后使電極粘合力變差，但是(A)第一聚偏二氟乙烯類聚合物，例如，聚偏二氟乙烯類共聚物，具有優(yōu)異的針對(duì)低沸點(diǎn)溶劑的溶解性，從而可降低高沸點(diǎn)溶劑的使用量。在本公開中，所述“低沸點(diǎn)溶劑”可具有小于或等于約90℃的沸點(diǎn)，并且所述高沸點(diǎn)溶劑可具有大于90℃的沸點(diǎn)。例如，低沸點(diǎn)溶劑可包括醇類，比如甲醇、乙醇、異丙醇等；酮類，比如丙酮等，并且高沸點(diǎn)溶劑可包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)等，但是不限于此。
(B)第二聚偏二氟乙烯類聚合物可溶解于高沸點(diǎn)溶劑(比如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、碳酸二甲酯、N-甲基吡咯烷酮或類似物)或高沸點(diǎn)溶劑與低沸點(diǎn)溶劑的混合溶劑中，以制備聚合物溶液。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式，當(dāng)額外添加無機(jī)顆粒時(shí)，可通過使用丙酮制備無機(jī)分散液體。隨后，聚合物溶液和無機(jī)分散液體可與適當(dāng)?shù)娜軇┗旌弦灾苽湔辰Y(jié)層組合物。
在本公開中，所述溶劑可為有機(jī)溶劑。具體地，所述溶劑可為酮類(比如丙酮)、醇類(比如甲醇、乙醇、異丙醇等)、二甲基乙酰胺(DMAc)、四氫呋喃、亞甲基氯、氯仿、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、環(huán)己烷或類似物。可將這些溶劑中的多于一種或兩種混合。
可通過使用球磨機(jī)、珠磨機(jī)、螺旋混合器或類似裝置充分?jǐn)嚢杈酆衔锶芤汉腿軇┏蔀榛旌衔飦碇苽涠嗫渍辰Y(jié)層組合物。
在多孔基板的一個(gè)表面或兩個(gè)表面上形成多孔粘結(jié)層之前，多孔基板可任選地被預(yù)處理，例如，磺化、接枝處理、電暈放電、紫外線照射、等離子體處理、濺射刻蝕或類似預(yù)處理，以改善多孔基板與多孔粘結(jié)層之間的緊密接觸性質(zhì)。
在多孔基板上形成多孔粘結(jié)層的方法沒有特別的限定，但是包括在本發(fā)明中使用的任何常用方法，例如，涂布、層壓、共擠出等。涂布的非限制性實(shí)例可包括輥式涂布、旋轉(zhuǎn)涂布、浸漬涂布、流動(dòng)涂布、噴霧涂布、棒涂布等，但是不限于此。本發(fā)明的隔板的多孔粘結(jié)層可例如通過浸漬涂布或旋轉(zhuǎn)涂布形成。
在通過使用多孔粘結(jié)層組合物在多孔基板上形成多孔粘結(jié)層之后，多孔粘結(jié)層可用本發(fā)明的相關(guān)領(lǐng)域中任何常用的方法干燥，而不被特別限定。
干燥過程可例如通過熱空氣干燥法實(shí)施。干燥過程可在范圍從約70℃至約120℃的溫度下實(shí)施。當(dāng)干燥過程在該溫度范圍內(nèi)實(shí)施時(shí)，干燥過程可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)完成。換言之，干燥過程不要求長時(shí)間，而可防止由于過度干燥導(dǎo)致產(chǎn)生表面凹凸，從而形成具有相對(duì)平滑的表面的粘結(jié)層。
多孔粘結(jié)層具體地可具有約1μm至約15μm的總厚度。更具體地，所述厚度可在約1μm至約6μm的范圍內(nèi)。在該范圍內(nèi)，粘結(jié)層可既不收縮也不斷裂，而具有優(yōu)異的耐熱性。
根據(jù)示例性實(shí)施方式的隔板的透氣度可小于或等于約300sec/100cc，例如約100sec/100cc至約300sec/100cc，或約150sec/100cc至約250sec/100cc。
在測量隔板透氣度的方法方面可沒有特別的限定。透氣度可用本發(fā)明的相關(guān)領(lǐng)域中常用的方法測量，并且測量透氣度的方法的非限制性實(shí)例如下：從隔板的10個(gè)不同的點(diǎn)獲得10個(gè)試樣，在每個(gè)試樣中，使用EG01-55-1MR(Asahi Seiko公司)來測量五次100cc的空氣通過直徑為1英寸的圓形區(qū)域需要的時(shí)間，并且求出五次測量值的平均數(shù)。
在隔板中，正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)到隔板中的平均傳輸率可大于或等于約30％，根據(jù)以下公式1計(jì)算所述平均傳輸率。
[公式1]
傳輸率(％)＝(A1/A0)×100
在公式1中，A0表示隔板的兩個(gè)表面的整個(gè)面積，A1表示當(dāng)使通過以下過程制造的電池依次充電、放電和充電時(shí)，傳輸?shù)礁舭逯械恼龢O活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)的面積和：將隔板插入正極和負(fù)極之間，首先在約95℃至約105℃使用約1kgf/cm2至約5kgf/cm2的壓力將它們壓縮約1至約5秒，將電解質(zhì)溶液注入壓縮的正極/隔板/負(fù)極結(jié)構(gòu)中，并且其次在約95℃至約105℃使用約10kgf/cm2至約200kgf/cm2的壓力將其壓縮約25至約40秒。正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)的面積可通過使用已知的圖像分析器測量。
充電、放電和充電的條件如下：
(充電)4.35V、0.2C、50mA切斷，5小時(shí)
(放電)0.2C、3V切斷，5小時(shí)
(充電)0.5C、4V切斷，2小時(shí)
當(dāng)正極或負(fù)極活性物質(zhì)以大于或等于約30％的傳輸率傳輸?shù)礁舭逯?，電池?nèi)阻由于電極之間的不均勻的距離而增加，從而通過降低由于在電池重復(fù)地膨脹和收縮的環(huán)境下電極粘合力變差導(dǎo)致的電池形狀變化，可最小化電池的性能變差。具體地，傳輸率可大于或等于約40％，并且更具體地，大于或等于約50％或大于或等于約60％。
在隔板中，多孔基板和多孔粘結(jié)層之間的粘合力可大于或等于約0.05N/mm，例如大于或等于約0.08N/mm，大于或等于約0.1N/mm，或約0.1N/mm至約3.0N/mm。當(dāng)多孔粘結(jié)層具有在該范圍內(nèi)的對(duì)基板的粘合力時(shí)，提高了多孔基板和粘結(jié)層之間的粘合力，并且可保持電池的長期性能。
對(duì)基板的粘合力可用本發(fā)明的相關(guān)領(lǐng)域中常用的方法測量而沒有特別的限制。測量隔板對(duì)基板的粘合力的方法的非限制性實(shí)例如下：根據(jù)韓國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，KS-A-01107(一種粘合劑膠帶和膠片的測試方法)，第8條，切割隔板以具有25mm的寬度和250mm的長度，將膠帶(nitto 31B)分別附著于其兩個(gè)表面以獲得試樣，并且通過使具有載荷為2kg的輥以300mm/min的速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次來壓縮試樣。壓縮后30分鐘后，將試樣翻轉(zhuǎn)180°并且剝離約25mm，并且將隔板和在隔板的一個(gè)表面上的膠帶固定于抗張強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)(Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343，Instron)的上夾中。將隔板的另一個(gè)表面上的膠帶固定于下夾中，并且以60mm/min的速度拉動(dòng)以測量當(dāng)多孔粘結(jié)層從多孔基板剝離時(shí)的壓力，從而獲得基板粘合力。
隔板可具有大于或等于約0.5gf/5mm的對(duì)正極的粘合力以及大于或等于約0.1gf/5mm的對(duì)負(fù)極的粘合力。具體地，對(duì)正極的粘合力可大于或等于約0.8gf/5mm，并且對(duì)負(fù)極的粘合力可大于或等于約0.2gf/5mm。在該范圍內(nèi)，隔板充分地附著于正極和負(fù)極，從而可最小化包括隔板的電池在電池由于重復(fù)充電和放電導(dǎo)致重復(fù)地膨脹和收縮的環(huán)境下的形狀變化，并且也確保短的離子傳輸距離，從而提高電池的輸出效率。
對(duì)正極或負(fù)極的粘合力可用已知的方法(例如一個(gè)實(shí)施方式中的以下方法)測量，但是不限于此。粘合力根據(jù)韓國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，KS-A-01107(一種粘合劑膠帶和膠片的測試方法)第8條來測量。將隔板膜切割以具有約25mm的寬度和250mm的長度，并且將膠帶(nitto 31B)附著于隔板的一個(gè)表面以獲得試樣。在隔板的另一個(gè)表面上，通過使具有載荷為約2kg的輥以約300mm/min往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次來壓縮正極膜(正極活性物質(zhì)(LCO(鋰鈷氧化物))/粘結(jié)劑(苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)+羧甲基纖維素(CMC))/導(dǎo)電材料(炭黑)＝95/2.5/2.5)或負(fù)極膜(負(fù)極活性物質(zhì)(天然石墨)/粘結(jié)劑(苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)+羧甲基纖維素(CMC)5％)/導(dǎo)電材料(炭黑)＝98/1/1)。壓縮后30分鐘后，將試樣翻轉(zhuǎn)180°并且剝離約25mm，將隔板和附著于隔板的一個(gè)表面上的膠帶(31B)固定于抗張強(qiáng)度測試機(jī)的上夾中，將正極或負(fù)極膜附著于隔板的另一個(gè)表面上并且以約60mm/min拉動(dòng)以測量當(dāng)正極或負(fù)極膜從隔板剝離時(shí)的壓力?？箯垙?qiáng)度測試機(jī)可為例如，Instron Series lX/s Automated materials Tester-3343。
根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施方式，電化學(xué)電池包括正極；負(fù)極；設(shè)置于正極和負(fù)極之間的本公開的隔板；以及電解質(zhì)。
電化學(xué)電池不被特別限定，而可以是本公開的領(lǐng)域中任何已知的。
本公開的電化學(xué)電池可具體地為可再充電鋰電池，比如可再充電鋰金屬電池、可再充電鋰離子電池、可再充電鋰聚合物電池，或可再充電鋰離子聚合物電池。
制造本公開的電化學(xué)電池的方法不被特別限定，而可使用本公開的領(lǐng)域中的一般方法。
制造電化學(xué)電池的方法的非限制性實(shí)例如下：將包括多孔粘結(jié)層的隔板設(shè)置于電池的正極和負(fù)極之間，然后在其中填充電解質(zhì)溶液。
圖1為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的電化學(xué)電池的分解透視圖。根據(jù)實(shí)施方式的電化學(xué)電池例如以棱形電池來圖示說明，本公開不限于此，并且可應(yīng)用于各種電池，比如袋式電池、鋰聚合物電池、柱形電池等。
參考圖1，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的可再充電電池100包括纏繞型電極組件40，其包括在正極10和負(fù)極20之間的隔板30，以及封裝電極組件40的殼體50。正極10、負(fù)極20和隔板30被浸漬在電解質(zhì)溶液中(未示出)。
隔板30與上文所描述的相同。
正極10包括正極集流器和在所述正極集流器上形成的正極活性物質(zhì)層。正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑，以及任選地導(dǎo)電材料。
正極集流器可使用鋁(Al)，鎳(Ni)等，但是不限于此。
正極活性物質(zhì)可使用能夠嵌入鋰和脫嵌鋰的化合物。具體地，可使用選自鈷、錳、鎳、鋁、鐵或其組合的金屬與鋰的復(fù)合氧化物或復(fù)合磷酸鹽的至少一種。更具體地，正極活性物質(zhì)可使用鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、鋰鎳鈷錳氧化物、鋰鎳鈷鋁氧化物、鋰鐵磷酸鹽或其組合。
粘結(jié)劑改善正極活性物質(zhì)顆粒與彼此以及與集流器的粘結(jié)性質(zhì)，并且具體的實(shí)例可為聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、二乙?；w維素、聚氯乙稀、羧酸化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含氧化乙烯的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯，聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸化的苯乙烯-丁二烯橡膠、環(huán)氧樹脂、尼龍等，但是不限于此。這些可單獨(dú)使用或作為兩種或多種的混合物使用。
導(dǎo)電材料提高電極的導(dǎo)電性，并且其實(shí)例可為天然石墨、人工石墨、炭黑、碳纖維、金屬粉末、金屬纖維等，但是不限于此。這些可單獨(dú)使用或作為兩種或多種的混合物使用。金屬粉末和金屬纖維可使用銅、鎳、鋁、銀等的金屬。
負(fù)極20包括負(fù)極集流器以及在所述負(fù)極集流器上形成的負(fù)極活性物質(zhì)。
負(fù)極集流器可使用銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、銅合金等，但是不限于此。
負(fù)極活性物質(zhì)層可包括負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑以及任選地導(dǎo)電材料。
負(fù)極活性物質(zhì)可為可逆地嵌入/脫嵌鋰離子、鋰金屬、鋰金屬合金、能夠摻雜和去摻雜鋰的材料、過渡金屬氧化物或其組合的材料。
可逆地嵌入/脫嵌鋰離子的材料可為碳材料，其為任何一般使用的碳類負(fù)極活性物質(zhì)，并且其實(shí)例可為結(jié)晶碳、無定形碳或其組合。結(jié)晶碳的實(shí)例可為石墨，比如無定形的、片狀的、薄片狀的、球狀的或纖維狀的天然石墨或人工石墨。無定形碳的實(shí)例可為軟碳或硬碳、中間相瀝青碳化產(chǎn)物、焦炭等。鋰金屬合金可為鋰與選自Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Si、Sb、Pb、In、Zn、Ba、Ra、Ge、Al和Sn中的金屬的合金。能夠摻雜和去摻雜鋰的材料可為Si、SiOx(0<x<2)、Si-C復(fù)合物、Si-Y合金、Sn、SnO2、Sn-C復(fù)合物、Sn-Y等，并且這些中的至少一種可與SiO2的混合。元素Y的特定的實(shí)例可選自Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Tc、Re、Bh、Fe、Pb、Ru、Os、Hs、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、Sn、In、Tl、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po及其組合。過渡金屬氧化物可為釩氧化物、鋰釩氧化物等。
負(fù)極中使用的粘結(jié)劑和導(dǎo)電材料可與正極的粘結(jié)劑和導(dǎo)電材料相同。
正極和負(fù)極可通過將各自的活性物質(zhì)組合物(包括在溶劑中的各自的活性物質(zhì)和粘結(jié)劑，以及任選地導(dǎo)電材料)混合并且將活性物質(zhì)組合物涂布在各自的集流器上來制造。本文中，所述溶劑可為N-甲基吡咯烷酮等，但是不限于此。電極制造方法是公知的，并且因而在本說明書中不詳細(xì)描述。
電解質(zhì)溶液包括有機(jī)溶劑和鋰鹽。
有機(jī)溶劑充當(dāng)用于傳送參與到電池的電化學(xué)反應(yīng)中的離子的介質(zhì)。其具體的實(shí)例可選自碳酸酯類溶劑、酯類溶劑、醚類溶劑、酮類溶劑、醇類溶劑以及非質(zhì)子溶劑。
碳酸酯類溶劑的實(shí)例可為碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞丁酯(BC)等。具體地，當(dāng)線性碳酸酯化合物和環(huán)狀碳酸酯化合物混合時(shí)，可提供具有高介電常數(shù)和低粘度的有機(jī)溶劑。本文中，環(huán)狀碳酸酯化合物和線性碳酸酯化合物以范圍從約1:1至約1:9的體積比混合在一起。
酯類溶劑的實(shí)例可為醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸二甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯、癸內(nèi)酯、戊內(nèi)酯、甲瓦龍酸內(nèi)酯、己內(nèi)酯等。醚類溶劑的實(shí)例可為二丁醚、四乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氫呋喃、四氫呋喃等。酮類溶劑的實(shí)例可為環(huán)己酮等，并且醇類溶劑的實(shí)例可為乙醇、異丙醇等。
有機(jī)溶劑可單獨(dú)地使用或以兩種或多種的混合物使用，并且當(dāng)有機(jī)溶劑以兩種或多種的混合物使用時(shí)，可根據(jù)期望的電池性能控制混合物比例。
鋰鹽溶解于有機(jī)溶劑中，在電池中供應(yīng)鋰離子，基本地操作電化學(xué)電池，并且改善其中的正極和負(fù)極之間鋰離子傳輸。
鋰鹽的實(shí)例可為LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO3C2F5)2、LiN(CF3SO2)2、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO2、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(x和y為自然數(shù))、LiCl、LiI、LiB(C2O4)2或其組合。
鋰鹽被使用的濃度范圍可從約0.1M至約2.0M。當(dāng)在以上濃度范圍內(nèi)包括鋰鹽時(shí)，由于最佳的電解質(zhì)的導(dǎo)電性和粘度，電解液可具有改善的性能和鋰離子遷移率。
下文中，為了詳細(xì)說明本公開，提供了實(shí)施例、對(duì)比例和實(shí)驗(yàn)例。然而，以下實(shí)施例、對(duì)比例和實(shí)驗(yàn)例為本發(fā)明的實(shí)例，而不解釋為限制本公開。
實(shí)施例：隔板的制造
實(shí)施例1
1.多孔粘結(jié)層組合物的制備
通過將具有約500,000的重均分子量以及12wt％的六氟丙烯(HFP)含量的第一聚偏二氟乙烯類聚合物(Solef21216，Solvay)以10wt％的濃度溶解于丙酮(DaejungChemicals&Metals公司)中，并且使用攪拌器在25℃攪拌溶液4小時(shí)，來制備A第一聚偏二氟乙烯類聚合物溶液。
通過將具有約1,100,000的重均分子量以及小于1wt％的丙烯酸(AA)含量的第二聚偏二氟乙烯類聚合物(Solef5130，Solvay)以10wt％的濃度溶解于丙酮/二甲基乙酰胺(DMAc)(重量比＝80:20)的混合溶劑中，并且在25℃攪拌溶液4小時(shí)，來制備第二聚偏二氟乙烯類聚合物溶液。
以2:8的聚合物重量比混合第一聚偏二氟乙烯類聚合物溶液和第二聚偏二氟乙烯類聚合物溶液，然后使用電動(dòng)攪拌機(jī)在25℃攪拌2小時(shí)，以制備粘結(jié)層組合物。
2.隔板的制造
將粘結(jié)層組合物浸漬涂布在9μm厚的聚乙烯單層基板膜的兩側(cè)上，然后，在80℃以及15m/sec的風(fēng)速下干燥0.03小時(shí)以形成具有總厚度為2μm的粘結(jié)層，從而制造隔板。
實(shí)施例2
根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制備粘結(jié)層組合物和隔板，只是以3:7的聚合物重量比混合第一聚偏二氟乙烯類聚合物溶液和第二聚偏二氟乙烯類聚合物溶液。
實(shí)施例3
根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制備粘結(jié)層組合物和隔板，只是以5:5的聚合物重量比混合第一聚偏二氟乙烯類聚合物溶液和第二聚偏二氟乙烯類聚合物溶液，通過向丙酮中添加25wt％的氧化鋁(Al2O3，日本的Nippon Light Metal公司)并且在25℃球磨混合物3小時(shí)來制備無機(jī)分散液，將無機(jī)分散液以第一聚偏二氟乙烯類聚合物和第二聚偏二氟乙烯類聚合物：氧化鋁的重量比為5:5添加到第一聚偏二氟乙烯類聚合物溶液和第二聚偏二氟乙烯類聚合物溶液的混合物中。
實(shí)施例4
根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制備粘結(jié)層組合物和隔板，只是使用具有約1,000,000的重均分子量以及約1wt％的羧基含量的第二聚偏二氟乙烯類聚合物(KF9300，Kureha公司)代替具有約1,100,000的重均分子量以及小于1wt％的丙烯酸(AA)含量的第二聚偏二氟乙烯類聚合物。
對(duì)比例1
根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制造對(duì)比例1的粘結(jié)層組合物和隔板，只是不使用第一聚偏二氟乙烯類聚合物溶液，而僅使用第二聚偏二氟乙烯類聚合物溶液。
對(duì)比例2
根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制造對(duì)比例2的粘結(jié)層組合物和隔板，只是不使用第二聚偏二氟乙烯類聚合物溶液，而僅使用第一聚偏二氟乙烯類溶液。
對(duì)比例3
根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制造對(duì)比例3的粘結(jié)層組合物和隔板，只是使用通過以下過程制備的聚偏二氟乙烯類粘結(jié)劑溶液：將具有約1,600,000的重均分子量以及1wt％至8wt％內(nèi)的六氟丙烯(HFP)含量的聚偏二氟乙烯類粘結(jié)劑(HSV 50，Arkema公司)代替第二聚偏二氟乙烯類聚合物溶液溶解于丙酮/DMAc(重量比＝10:90)的混合溶液中，并且使用攪拌器在25℃攪拌溶液4小時(shí)。
根據(jù)實(shí)施例1至4和對(duì)比例1至3的粘結(jié)層組合物的組成和含量(單位：wt％)示于表1中。
(表1)
A：第一聚偏二氟乙烯類聚合物
B：第二聚偏二氟乙烯類聚合物
C：無機(jī)顆粒
實(shí)驗(yàn)例
根據(jù)實(shí)施例1至4對(duì)比例1至3的隔板的性質(zhì)用以下方法測量，并且結(jié)果示于表2和3中。
實(shí)驗(yàn)例1：隔板的透氣度
將實(shí)施例和對(duì)比例的每個(gè)隔板切割成能夠在10個(gè)不同的點(diǎn)包含具有直徑大于或等于1英寸的盤的尺寸，以獲得10個(gè)試樣，并且通過使用儀器，EG01-55-1MR(AsahiSeiko公司)測量每個(gè)試樣通過100cc的空氣需要多長時(shí)間來評(píng)價(jià)隔板的透氣度。該時(shí)間分別測量五次，然后求其平均數(shù)，以獲得透氣度(sec/100cc)。
實(shí)驗(yàn)例2：充電和放電后的活性物質(zhì)傳輸率
通過在20μm厚的鋁箔上將LCO(LiCoO2)作為正極活性物質(zhì)涂布為94μm厚，然后將其干燥和壓縮，來制造114μm厚的正極。通過在10μm厚的銅箔上將比率為1:1的天然石墨和人工石墨的混合物作為負(fù)極活性物質(zhì)涂布為120μm厚，然后將其干燥和壓縮來制造130μm厚的負(fù)極。通過混合1.5M LiPF6(PANAX ETEC公司)與EC/EMC/DEC+0.2％LiBF4+5.0％FEC+1.0％VC+3.00％SN+1.0％PS+1.0％SA的有機(jī)溶劑來制備電解質(zhì)溶液。
將根據(jù)實(shí)施例和對(duì)比例的每個(gè)隔板(兩個(gè)表面的面積：A0)插入正極和負(fù)極之間，并且用其纏繞以形成7cm×6.5cm的果凍卷形的電極組件。所述電極組件首先在3kgf/cm2的壓力下在100℃壓縮3秒，然后封裝在鋁涂層袋(8cm×12cm)中，將所述袋的兩個(gè)鄰近的邊緣在143℃密封，向其注入6.5g電解質(zhì)溶液，然后，使用排氣機(jī)器將殼體密封大于或等于3分鐘直至電池單元中沒有剩余空氣。在25℃將電池單元老化12小時(shí)，其次在30kgf/cm2的壓力下在100℃壓縮30秒。電池單元在4.35V和0.2C預(yù)充電1小時(shí)，去除電池單元內(nèi)部的氣體之后，將電池單元在以下充電和放電條件下充電和放電，然后，分解，并且通過使用圖像分析器(Easy Measure converter 1.0.0.4)測量負(fù)極活性物質(zhì)和正極活性物質(zhì)傳輸?shù)礁舭逯械拿娣e，并且求和以獲得傳輸面積(A1)。
(充電)4.35V，0.2C，50mA切斷，5小時(shí)
(放電)0.2C，3V切斷，5小時(shí)
(充電)0.5C，4V切斷，2小時(shí)
面積(A1)除以隔板的整個(gè)面積(A0)，然后乘以100以獲得正極活性物質(zhì)或負(fù)極活性物質(zhì)到隔板中的傳輸率(％)。
實(shí)驗(yàn)例3：對(duì)多孔基板的粘合力
根據(jù)韓國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)KS-A-01107(一種粘合劑膠帶和膠片的測試方法)第8條評(píng)價(jià)對(duì)多孔基板的粘合力。將根據(jù)實(shí)施例和對(duì)比例的每個(gè)隔板切割以具有25mm的寬度和250mm的長度，將膠帶(nitto 31B)分別附著于其兩個(gè)表面以獲得試樣，并且使用具有2kg的載荷的輥以300mm/min的速度來回壓縮該試樣一次。壓縮后30分鐘后，將試樣翻轉(zhuǎn)180°然后剝離約25mm，并且將隔板和附著于隔板的一個(gè)表面上的膠帶固定于抗張強(qiáng)度測試機(jī)(Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343,Instron)的上夾中。將隔板的另一個(gè)表面上的膠帶固定于抗張強(qiáng)度測試機(jī)的下夾中，并且以約60mm/min的速度拉動(dòng)以測量當(dāng)多孔粘結(jié)層從多孔基板剝離時(shí)的壓力。
實(shí)驗(yàn)例4：對(duì)正極的粘合力
根據(jù)韓國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)KS-A-01107(一種粘合劑膠帶和膠片的測試方法)第8條評(píng)價(jià)每個(gè)隔板對(duì)正極的粘合力。將每個(gè)隔板膜切割以具有25mm的寬度和250mm的長度，將膠帶(nitto 31B)附著于隔板的一個(gè)表面以制造試樣，將正極膜(正極活性物質(zhì)(LCO(鋰鈷氧化物))/粘結(jié)劑(苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)+羧甲基纖維素(CMC))/導(dǎo)電材料(炭黑)＝95/2.5/2.5)附著于隔板的另一個(gè)表面，并且通過使具有載荷為2kg的輥以300mm/min的速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次來壓縮試樣。壓縮后30分鐘后，將試樣翻轉(zhuǎn)180°并且剝離約25mm，并且將隔板和隔板的一個(gè)表面上的膠帶固定于抗張強(qiáng)度測試機(jī)(Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343,Instron)的上夾中。將隔板的另一個(gè)表面上的正極膜固定于下夾中，然后以60mm/min的速度拉動(dòng)以測量當(dāng)正極膜從隔板剝離時(shí)的壓力。
實(shí)驗(yàn)例5：對(duì)負(fù)極的粘合力
根據(jù)韓國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)KS-A-01107(一種粘合劑膠帶和膠片的測試方法)第8條評(píng)價(jià)每個(gè)隔板對(duì)負(fù)極的粘合力。將每個(gè)隔板膜切割以具有25mm的寬度和250mm的長度，將膠帶(nitto 31B)附著于隔板的一個(gè)表面以制造試樣，將負(fù)極膜(負(fù)極活性物質(zhì)(天然石墨)/粘結(jié)劑(苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)+羧甲基纖維素(CMC)5％)/導(dǎo)電材料(炭黑)＝98/1/1)附著于隔板的另一個(gè)表面，并且通過使具有載荷為2kg的輥以300mm/min的速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次來壓縮試樣。然后，30分鐘后，將試樣翻轉(zhuǎn)180°并且剝離約25mm，并且將隔板和隔板的一個(gè)表面上的膠帶固定于抗張強(qiáng)度測試機(jī)(Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343,Instron)的上夾中。將隔板的另一個(gè)表面上的負(fù)極膜固定于下夾中，并且以60mm/min的速度拉動(dòng)以測量當(dāng)負(fù)極膜從隔板剝離時(shí)的壓力。
(表2)
(表3)
如表2和3中示出的，實(shí)施例1至4的隔板在充電和放電后顯示出令人滿意的透氣度、高的活性物質(zhì)傳輸率、提高的對(duì)基板的粘合力以及提高的對(duì)正極和對(duì)負(fù)極的粘合力，然而在充電和放電后，根據(jù)對(duì)比例1的僅包括第一聚偏二氟乙烯類聚合物的隔板顯示出急劇變差的透氣度，根據(jù)對(duì)比例2的僅包括第二聚偏二氟乙烯類聚合物的隔板以及根據(jù)對(duì)比例3的包括另一種第二聚偏二氟乙烯類聚合物的隔板顯示出急劇變差的活性物質(zhì)傳輸率、對(duì)基板的粘合力以及對(duì)正極或負(fù)極的粘合力。
盡管已經(jīng)關(guān)于目前被認(rèn)為是實(shí)際的示例性實(shí)施方式描述了本公開，但是要理解的是，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式，而相反地，旨在涵蓋所附的權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)包括的各種改變和等同布置。