69.Ovol%之外,按照實(shí) 施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0129] 〈實(shí)施例 1_5>
[0130] 除了將氧化鋁顆粒的混合量在制備涂層材料之時(shí)調(diào)節(jié)至60.Ovol%之外,按照實(shí) 施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0131] 〈實(shí)施例 1_6>
[0132] 除了制備涂層材料之時(shí)采用平均顆粒直徑D20為0. 80μm和平均顆粒直徑D90為 2.00μπι的氧化硅顆粒作為混合的無機(jī)顆粒之外,按照實(shí)施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0133] 〈實(shí)施例 1_7>
[0134] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為0. 10μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層,在制備涂層材料之時(shí)采用平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直徑D90為 5. 00μm的氧化娃顆粒作為混合的無機(jī)顆粒,并將氧化娃顆粒的混合量調(diào)節(jié)至90.Ovol% 之外,按照實(shí)施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0135] 〈實(shí)施例 1_8>
[0136] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為0. 50μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層,在制備涂層材料之時(shí)采用平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直徑D90為 5. 00μm的氧化娃顆粒作為混合的無機(jī)顆粒,并將氧化娃顆粒的混合量調(diào)節(jié)至90.Ovol% 之外,按照實(shí)施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0137] 〈實(shí)施例 1_9>
[0138] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為1.50μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層,在制備涂層材料之時(shí)采用平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直徑D90為 5. 00μm的氧化娃顆粒作為混合的無機(jī)顆粒,并將氧化娃顆粒的混合量調(diào)節(jié)至90.Ovol% 之外,按照實(shí)施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0139] 〈實(shí)施例 1-10>
[0140] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為2. 00μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層,在制備涂層材料之時(shí)采用平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直徑D90為 5. 00μm的氧化娃顆粒作為混合的無機(jī)顆粒,并將氧化娃顆粒的混合量調(diào)節(jié)至90.Ovol% 之外,按照實(shí)施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0141] 〈對(duì)比例 1_1>
[0142] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為0. 21μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層之外,按照實(shí)施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0143] 〈對(duì)比例 1_2>
[0144] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為0. 21μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層并在制備涂層材料之時(shí)將氧化鋁顆粒的混合量調(diào)節(jié)至90.Ovol%之外,按照實(shí)施例 1-1的相同方式制備隔膜。
[0145] 〈對(duì)比例 1_3>
[0146] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為0. 21μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層并在制備涂層材料之時(shí)將氧化鋁顆粒的混合量調(diào)節(jié)至82.Ovol%之外,按照實(shí)施例 1-1的相同方式制備隔膜。
[0147] 〈對(duì)比例 1_4>
[0148] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為0. 21μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層并在制備涂層材料之時(shí)將氧化鋁顆粒的混合量調(diào)節(jié)至69.Ovol%之外,按照實(shí)施例 1-1的相同方式制備隔膜。
[0149] 〈對(duì)比例 1-5>
[0150] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為0. 21μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層并在制備涂層材料之時(shí)將氧化鋁顆粒的混合量調(diào)節(jié)至60.Ovol%之外,按照實(shí)施例 1-1的相同方式制備隔膜。
[0151] 〈對(duì)比例 1_6>
[0152] 除了使用暴露于表面上的多個(gè)孔道平均孔直徑為2. 20μπι的聚乙烯微孔膜作為 第一層并在制備涂層材料之時(shí)混合平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直徑D90為 5. 00μm的氧化娃顆粒作為混合的無機(jī)顆粒而將氧化娃顆粒的混合量調(diào)節(jié)至90.Ovol%之 外,按照實(shí)施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0153] 〈對(duì)比例 1_7>
[0154] 除了不設(shè)置第二層之外,按照實(shí)施例1-1的相同方式制備隔膜。
[0155] [評(píng)價(jià)]
[0156] (a)隔膜透氣度之差
[0157] 在形成第二層之前測(cè)定第一層的透氣度。隨后,在形成第二層之后按照第一層透 氣度測(cè)定相同的方式測(cè)定隔膜的透氣度。然后,隔膜的透氣度和第一層的透氣度之差通過 采用以下方程計(jì)算。
[0158] 透氣度之差[sec/100ml]=形成第二層之后隔膜的透氣度-第一層透氣度
[0159] 本文中,透氣度通過采用格里(Gurley)-型透氣度測(cè)定儀(ToYoSeikiCo.,Ltd. 生產(chǎn))進(jìn)行測(cè)定。
[0160] (b)隔膜透氣度升高率
[0161] 第二層形成之后隔膜放置于60°C的環(huán)境中,而當(dāng)50kgf/cm2壓力施加于形成第二 層之后的隔膜兩分鐘的時(shí)刻測(cè)定透氣度(隔膜壓力載荷之后的透氣度)。隨后,在上述條件 下壓力載荷之后透氣度升高率通過采用以下方程進(jìn)行計(jì)算。
[0162] 透氣度升高率[%] = (隔膜壓力載荷之后的透氣度-隔膜壓力載荷之前的透氣 度)/隔膜壓力載荷之前的透氣度
[0163] 另外,在透氣度升高率的檢測(cè)中,能夠測(cè)定在施加負(fù)載50kgf/cm2時(shí)刻的堵塞程 度。由于恒壓的透氣度升高率增加,在施加壓力的情況下孔道壓塌的程度就能確定是增加 的。
[0164] (C)容量維持率
[0165] 圓柱型電池通過采用上述隔膜進(jìn)行生產(chǎn),測(cè)定在第100次循環(huán)時(shí)容量維持率。實(shí) 施例和對(duì)比例的圓柱型電池放置于25°C下的恒溫浴中,并用恒定電流0. 2C充電。隨后,將 圓柱型電池切換成當(dāng)電池電壓變?yōu)?. 2V時(shí)刻的恒壓充電。此后,以0. 2C放電電流恒流放 電直至電池電壓變?yōu)?. 0V,而隨后測(cè)定放電電流量(首次容量)。
[0166] 在上述充/放電條件下,重復(fù)100次充/放電循環(huán),而測(cè)定第100次循環(huán)時(shí)放電電 量。在第100次循環(huán)時(shí)的容量維持率通過使用以下方程計(jì)算。
[0167] 容量維持率[%] = (第100次循環(huán)時(shí)放電電量/首次容量)X100
[0168] 另外,這種圓柱型電池按照如下制備。
[0169] 〈圓柱型電池的制備〉
[0170] [正極的制備]
[0171] 作為正極活性物質(zhì)的鋰鈷氧化物(LiC〇02)92wt%,作為導(dǎo)電材料的石墨粉5wt% 和作為粘合劑的聚偏氟乙烯(PVdF)3wt%均勻地混合到一起,而混合物分散于N-甲 基-2-吡咯烷酮(NMP)中,由此制備成漿料狀態(tài)的正極混合物。然后,作為正極集電體的鋁 箱兩側(cè)用正極混合物均勻涂覆,而涂覆的鋁箱減壓并在l〇〇°C下干燥24h,由此形成正極活 性物質(zhì)層。隨后,正極活性物質(zhì)層通過輥壓機(jī)壓制成型而制成正極片。
[0172] [負(fù)極的制備]
[0173] 合成石墨91wt%和聚偏氟乙烯(PVdF)9wt%均勻地混合到一起,而混合物分散于 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,由此制備成漿料狀態(tài)的負(fù)極混合物。然后,作為負(fù)極集電體 的銅箱兩側(cè)用負(fù)極混合物均勻涂層,而涂覆的銅箱減壓并在120°C下干燥24h,由此形成負(fù) 極活性物質(zhì)層。隨后,負(fù)極活性物質(zhì)層通過輥壓機(jī)壓制成型而制成負(fù)極片。
[0174] [電解質(zhì)溶液的制備]
[0175] 使用含有通過按2 : 2 : 6的體積比混合將碳酸乙二酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC) 和碳酸二甲酯(DMC)而獲得的混合溶劑作為電解質(zhì)溶液和六氟磷酸鋰(LiPF6)作為電解質(zhì) 鹽。在電解質(zhì)溶液中六氟磷酸鋰(LiPF6)的濃度為lmol/dm3。
[0176] [電池的組裝]
[0177] 正極引線通過實(shí)施焊接工藝等安裝于按照以上描述制備的正極集電體上,而負(fù)極 引線通過實(shí)施焊接工藝安裝于負(fù)極集電體。接著,正極和負(fù)極與插入其間的隔膜進(jìn)行卷繞。 正極引線的前端部分焊接至安全閥機(jī)構(gòu),而負(fù)極引線的前端部分焊接至電池殼。然后,已經(jīng) 卷繞的正極和負(fù)極夾在一對(duì)絕緣板其間而容納于電池殼內(nèi)。在正極和負(fù)極安裝于電池殼內(nèi) 之后,將電解質(zhì)溶液注入電池殼的內(nèi)部以浸漬隔膜。此后,通過電池蓋封蓋電池殼以襯墊堵 縫,就獲得了具有尺寸18650的圓柱型電池。
[0178] 在以下所示表1中,描述了評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0179]
[0180]在表1中,其中容量維持率大于或等于80%的情況標(biāo)識(shí)為"0",而其中容量維持率 小于80 %的情況標(biāo)識(shí)為"X"。
[0181] 由表1顯而易見,在實(shí)施例1-1至1-10中采用的隔膜中形成的第二層含有的無機(jī) 顆粒所具有的平均顆粒直徑D20大于第一層表面孔的平均孔直徑,容量維持率大于或等于 80%〇
[0182] 相比而言,在對(duì)比例1-1至1-6中采用的隔膜中形成的第二層含有的無機(jī)顆粒所 具有的平均顆粒直徑等于第一層表面孔的平均孔直徑,容量維持率低于80%。
[0183] 另外,也在其中未設(shè)置第二層的對(duì)比例1-7中,容量維持率降低。這被認(rèn)為其原因 是由第一層(即作為隔膜的聚乙烯微孔膜)的孔道由于電極膨脹壓塌所致的離子滲透性降 低。
[0184] 在各個(gè)對(duì)比例中,由于在第二層中所含無機(jī)顆粒的粒徑整體上較小,則在涂層材 料涂覆工藝中侵入第一層表面上的孔道開口中的無機(jī)顆粒數(shù)目增加。因此,第一層的開口 直徑降低或表面上的孔道開口被堵塞,由此離子滲透性降低。
[0185] 根據(jù)本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的隔膜,含有無機(jī)顆粒的第二層形成于第一層的表 面上。因此,在形成第二之后的透氣度高于第一層的透氣度。因此,隨著侵入第一層表面孔 道的無機(jī)顆粒數(shù)量增加,僅第一層的透氣度和形成第二層之后的隔膜透氣度之差增加。換 句話說,這是已知的,為了保持高離子滲透性,期望僅第一層的透氣度和形成第二層之后的 隔膜透氣度之差降低。
[0186] 由表1顯而易見,在每一對(duì)比例中采用的隔膜中透氣度之差為70sec/100mL,容量 維持率降低。因此,據(jù)發(fā)現(xiàn),透氣度之差小于或等于6〇sec/100mL是合乎需要的。類似地, 據(jù)發(fā)現(xiàn),從透氣度升高率的角度看,透氣度升高率小于或等于35%是合乎需要的。
[0187] [實(shí)施例2]
[0188] 在實(shí)施例2中,通過采用以變化第一層表面孔道的平均孔直徑而制備的隔膜制備 電池,并評(píng)價(jià)隔膜和電池特性。
[0189] 〈實(shí)施例 2_1>
[0190] [隔膜的制備]
[0191] 〈涂層材料的制備〉
[0192] 首先,作為分散于聚偏氟乙烯(PVdF)樹脂中的無機(jī)顆粒,使用了平均顆粒直徑 D20為0. 21μm和平均顆粒直徑D90為3. 18μm氧化鋁顆粒,而氧化鋁顆粒的混合量調(diào)節(jié)至 90vol%并作為涂層材料使用。
[0193] 〈涂覆工藝〉
[0194] 接著,聚乙烯微孔膜(第一層)的兩個(gè)側(cè)面,其中暴露于表面上的多個(gè)孔道的平均 孔直徑為0.05μm,用上述涂層材料以厚度16μm在臺(tái)式涂覆機(jī)(tablecoater)中進(jìn)行涂 覆。此時(shí),調(diào)節(jié)涂層材料使得面密度為0.60mg/cm2。接著,通過實(shí)施相分離經(jīng)過水浴然后實(shí) 施干燥工藝在作為第一層的聚乙烯微孔膜的兩側(cè)上形成含有氧化鋁顆粒的第二層。因此, 獲得隔膜。
[0195] 〈實(shí)施例 2_2>
[0196] 除了使用厚度為9.0μπι且其中暴露于表面上的諸多孔道的平均孔直徑為 0. 04μm的聚乙烯微孔膜作為第一層并在采用具有平均顆粒直徑D20為0. 13μm和平均顆 粒直徑D90為2. 48μm的氧化硅顆粒作為制備涂層材料之時(shí)混合的無機(jī)顆粒之外,按照實(shí) 施例2-1的相同方式制備隔膜。
[0197] 〈實(shí)施例 2_3>
[0198] 除了使用厚度為12.0μπι且其中暴露于表面上的諸多孔道的平均孔直徑為 0. 03μm的聚乙烯微孔膜作為第一層并采用具有平均顆粒直徑D20為0. 13μm和平均顆粒 直徑D90為2. 48μm的氧化硅顆粒作為在制備涂層材料之時(shí)混合的無機(jī)顆粒之外,按照實(shí) 施例2-1的相同方式制備隔膜。
[0199] 〈實(shí)施例 2_4>
[0200] 除了使用其中暴露于表面上的諸多孔道的平均孔直徑為0. 10ym的聚乙烯微孔 膜作為第一層并采用具有平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直徑D90為5. 00μm的 氧化硅顆粒作為在制備涂層材料之時(shí)混合的無機(jī)顆粒之外,按照實(shí)施例2-1的相同方式制 備隔膜。
[0201] 〈實(shí)施例 2_5>
[0202] 除了使用其中暴露于表面上的諸多孔道的平均孔直徑為0. 50μπι的聚乙烯微孔 膜作為第一層并在制備涂層材料之時(shí)采用具有平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直 徑D90為5. 00μπι的氧化硅顆粒作為混合的無機(jī)顆粒之外,按照實(shí)施例2-1的相同方式制 備隔膜。
[0203] 〈實(shí)施例 2_6>
[0204] 除了使用其中暴露于表面上的諸多孔道的平均孔直徑為1.50μπι的聚乙烯微孔 膜作為第一層并在制備涂層材料之時(shí)采用具有平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直 徑D90為5. 00μπι的氧化硅顆粒作為混合的無機(jī)顆粒之外,按照實(shí)施例2-1的相同方式制 備隔膜。
[0205] 〈實(shí)施例 2_7>
[0206] 除了使用其中暴露于表面上的諸多孔道的平均孔直徑為2. 00μπι的聚乙烯微孔 膜作為第一層并在制備涂層材料之時(shí)采用具有平均顆粒直徑D20為2. 10μm和平均顆粒直 徑D90為5. 00μπι的氧化硅顆粒作為混合的無機(jī)顆粒之外,按照實(shí)施例2-1的相同方式制 備隔膜。
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