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CN117157818A - 用于电化学装置的隔板及包含该隔板的电化学装置 - Google Patents

用于电化学装置的隔板及包含该隔板的电化学装置 Download PDF

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CN117157818A
CN117157818A CN202280025266.4A CN202280025266A CN117157818A CN 117157818 A CN117157818 A CN 117157818A CN 202280025266 A CN202280025266 A CN 202280025266A CN 117157818 A CN117157818 A CN 117157818A
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China
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separator
present disclosure
particles
kaolin
electrochemical device
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CN202280025266.4A
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郑邵美
金敏智
裵元植
尹汝朱
李邵永
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Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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Abstract

本公开内容提供一种用于电化学装置的隔板。隔板包含多孔基板及在基板的至少一侧上形成的多孔涂层。多孔涂层包含粘合剂树脂、无机颗粒及离子型分散剂。无机颗粒包含莫氏硬度3以下且密度3g/cm3以下的板状颗粒A，板状颗粒A包含高岭土。与现有的隔板相比，本公开内容的隔板更为薄型化及轻量化，同时改善了热收缩特性，施加压力时也不易于受损。

Description

用于电化学装置的隔板及包含该隔板的电化学装置
技术领域
本申请主张2021年8月19日提交的韩国专利申请第10-2021-0109732号的优先权。
本公开内容涉及一种用于电化学装置的隔板及包含该隔板的电化学装置。
背景技术
最近，储能技术愈发受到关注。随着应用领域扩展到手机、摄像机、笔记本电脑乃至电动汽车的能源，电化学装置的研究和开发尝试也趋于具体化。电化学装置的领域在上述层面受到关注的同时，能够充放电的二次电池的开发及具有高能量密度的锂二次电池成为关注的焦点。最近，在开发这类二次电池的过程中，对于确保安全性给予了很大的关注。
目前生产的锂二次电池中，采用聚烯烃类聚合物树脂的多孔基板被用作防止阳极和阴极的短路的隔板基板。然而，多孔基板具有因高温时的聚合物基板收缩或熔融导致的耐热性低的问题。由此，电池因内部或外部的刺激升温至高温时，隔板的收缩或熔融会使短路的可能性加大，以及电能被快速释放，结果导致电池的爆炸或引燃。
因此，为了解决上述的问题，普遍采用了通过在多孔聚合物基板的至少一面形成无机颗粒和聚合物粘合剂混合而成的多孔涂层来改善耐热性的方法。
尽管如氧化铝及勃姆石的金属氧化物或金属氢氧化物普遍被用作无机颗粒，无机颗粒被电池组装过程中施加的压力压缩后，多孔基板的孔结构会受到损伤。尤其是，无机颗粒的硬度高时，多孔基板因局部压迫导致的损伤增大。鉴于此，需避免因压力导致的隔板的损伤。
此外，由于材料的性质及包括拉伸处理在内的制造工艺的性质，通常被用作隔板的聚烯烃类多孔聚合物基板在150℃以上的温度呈现严重的热收缩行为，进而导致阳极和阴极的短路。鉴于此，需防止高温时的隔板的收缩。
发明内容
技术问题
因此，本公开内容的目的是提供一种用于电化学装置的隔板及包含该隔板的电化学装置，本公开内容的隔板可以实现薄型化及轻量化、改善热收缩特性及防止因压力导致的隔板的损伤。易于理解的是，利用权利要求书记载的手段或方法、及这些的组合可以实现本公开内容的其他目的及优点。
技术方案
本公开内容人发现，通过以下的用于电化学装置的隔板及具有该隔板的电化学装置可以解决上述的问题。
本公开内容的第一实施方式涉及一种用于电化学装置的隔板，
作为用于电化学装置的隔板，
所述隔板包含多孔基板及在该基板的至少一侧上形成的多孔涂层，
所述多孔涂层包含粘合剂树脂、无机颗粒及离子型分散剂，
所述无机颗粒包含莫氏(mohs)硬度3以下且密度3g/cm3以下的板状颗粒A，
所述板状颗粒A包含高岭土。
第二实施方式涉及根据第一实施方式的用于电化学装置的隔板，其中
所述离子型分散剂为阴离子表面活性剂。
第三实施方式涉及根据第一实施方式的用于电化学装置的隔板，其中
所述离子型分散剂为聚甲基丙烯酸铵(Ammonium polymethacrylate)、聚丙烯酸铵(Ammonium polyacrylate)、聚甲基丙烯酸钠(Sodium polymethacrylate)、及聚丙烯酸钠(Sodium polyacrylate)中的任一种。
第四实施方式涉及根据第一实施方式至第三实施方式中任一项所述的用于电化学装置的隔板，其中
所述高岭土在其表面含有羟基。
第五实施方式涉及根据第一实施方式至第四实施方式中任一项所述的用于电化学装置的隔板，其中
相对于100重量％的所述无机颗粒，所述高岭土的含量为50重量％以上。
第六实施方式涉及根据第一实施方式的至第五实施方式中任一项所述的用于电化学装置的隔板，其中
相对于100重量％的所述无机颗粒，所述离子型分散剂的含量为0.3重量％至5重量％的范围。
第七实施方式涉及根据第一实施方式的至第五实施方式中任一项所述的用于电化学装置的隔板，其中
所述板状颗粒A的纵横比为5至30的范围，所述纵横比被定义为[主轴方向上的长度]/[与该主轴方向垂直的方向上的宽度]。
第八实施方式涉及根据第一实施方式的至第五实施方式中任一项所述的用于电化学装置的隔板，其中
所述多孔涂层的堆积密度与所述板状颗粒的密度之比为0.45至0.8，所述堆积密度被定义为所述多孔涂层的单位体积重量。
第九实施方式涉及一种电化学装置，该电化学装置包含阴极、阳极及插置在阴极和阳极之间的隔板，其中所述隔板为根据第一实施方式的至第八实施方式中任一项所述的隔板。
第十实施方式涉及根据第九实施方式所述的电化学装置，其中
所述电化学装置为锂二次电池。
有益效果
根据本公开内容的用于电化学装置的隔板，可以抑制高温热量导致的收缩及呈现改善的耐热收缩率。此外，通过抑制因电池组装过程中施加的压力导致的变形，可以呈现改善的抗压性能。
附图说明
本说明书所附的附图示出了本公开内容的优选实施方式，有助于更好地理解本公开内容的技术构思和本公开内容的内容，且本公开内容不局限于这些附图的图面来解释。另一方面，为了强调更为清晰的描述，本说明书的附图中示出的技术要素的形状、尺寸、规模或比例有加以夸张处理的情况。
图1为在根据本公开内容的一个实施方式的隔板中使用板状颗粒高岭土1及离子型分散剂2时的作用机制的示意图。
图2示出实施例1的隔板的截面的SEM图像。
图3示出比较例1的隔板的截面的SEM图像。
图4示出比较例3的隔板的截面的SEM图像。
具体实施方式
以下，详细说明本公开内容。在进行以下详细的说明之前需指出的是，在说明书和权利要求书中使用的术语和词汇不应被解读为仅限于通用的含义或字典的含义，而是应当解读为本公开内容人为了以最佳的方式说明本公开内容，基于可以恰当地定义术语概念的原则且符合本公开内容的技术构思的含义和概念。
除另有说明，本说明书中提到“某一部分包含某一元件”时没有排除其他元件的存在，该部分也可以进一步包含其他元件。
此外，本说明书中提到的含义里蕴含该含义固有的制造及材料的允许误差时，“约”、“大体上”等术语是在该数值或接近于该数值的意义上来使用，以便有助于对于本公开内容的理解，并用于防止无良的侵权者以不合理的方式使用本公开内容的公开内容。
本说明书中提到的“A和/或B”意味着“A、B或这两者”。
本公开内容涉及用于电化学装置的隔板。
本公开内容中，电化学装置为通过电化学反应将化学能转换为电能的装置，包括进行电化学反应的所有装置，例如，所有类型的一次及二次电池、燃料电池、太阳能电池及如超级电容器的电容器(capacitor)。尤其是，二次电池中优选包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池在内的锂二次电池。
本公开内容中，隔板可以包含多孔基板及在所述基板的至少一侧上形成的多孔涂层。
多孔基板是指在其中形成有作为阻断阳极和阴极的电性接触并使离子通过的多孔离子传导屏障(porous ion-conducting barrier)的多个孔隙的基板。孔隙之间彼此相通，以便气体或液体可以从基板的一面穿透至另一面。出于赋予关断功能的观点，可以使用包括热塑性树脂在内的多孔基板、多孔聚合物薄膜等。这里，关断(shut down)功能是指电池温度高时，通过使热塑性树脂溶解并关闭多孔基板的孔隙来阻断离子的移动，进而防止电池的热逃逸的功能。热塑性树脂的非限制性示例包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及聚戊烯等的聚烯烃类树脂。另一方面，考虑到关断功能，优选热塑性树脂的融点低于200℃。
本公开内容对于多孔基板的厚度没有特殊的限定，但优选为1至100μm的范围，更优选为5至50μm或5至30μm的范围，本公开内容对于多孔基板的孔隙度也没有特殊的限定，但优选为10％至95％或35％至65％的范围。
多孔涂层在基板的至少一侧上形成，并可以包含粘合剂树脂、无机颗粒及离子型分散剂。
本公开内容中，在充填有无机颗粒且无机颗粒彼此接触的状态下，多孔涂层经由粘合剂树脂彼此结合，由此在无机颗粒之间形成间隙体积(interstitial volumes)，且无机颗粒之间的间隙体积变成空的空间后可以具备形成有孔隙的结构。进而，具体地说，本公开内容的多孔涂层中，无机颗粒与粘合剂树脂的重量比可以为97:3至55:45的范围。
本公开内容中，只要粘合剂树脂可以提供无机颗粒之间的结合力及多孔涂层与电极的结合力，粘合剂树脂就没有特殊的限定。例如，粘合剂树脂可以是选自由聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene,PVDF-co-HFP)、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯(polyvinylidene fluoride-co-trichloro ethylene)、聚偏二氟乙烯-氯三氟乙烯(polyvinylidene fluoride-co-chlorotrifluoro ethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸正丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚甲基丙烯酸仲丁酯、聚甲基丙烯酸戊酯、聚甲基丙烯酸2-乙基丁酯、聚甲基丙烯酸2-乙基己酯、聚甲基丙烯酸正辛酯、聚甲基丙烯酸异辛酯、聚甲基丙烯酸异壬酯、聚甲基丙烯酸月桂酯、聚甲基丙烯酸十四烷基酯、聚N-乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚醋酸乙烯酯(polyvinylacetate)、乙烯-醋酸乙烯酯(polyethylene-co-vinyl acetate)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide)、醋酸纤维素(cellulose acetate)、醋酸丁酸纤维素(cellulose acetate butyrate)、醋酸丙酸纤维素(cellulose acetate propionate)、氰乙基普鲁兰多糖(cyanoethylpullulan)、氰乙基聚乙烯醇(cyanoethylpolyvinyl alcohol)、氰乙基纤维素(cyanoethylcellulose)、氰乙基蔗糖(cyanoethylsucrose)、普鲁兰多糖(pullulan)、羧甲基纤维素(carboxyl methylcellulose)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(acrylonitrile-styrene-butadienecopolymer)及聚酰亚胺(polyimide)组成的群组中的一种或两种以上的混合物。
此外，粘合剂树脂可以是粒子型的聚合物粘合剂树脂。例如，粘合剂树脂可以是丙烯酸共聚物、苯乙烯-丁二烯橡胶或这些两种以上的混合物，丙烯酸共聚物可包括丙烯酸乙基己酯(ethylhexyl acrylate)和甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丙烯酸乙基己酯(polyetylexyl acrylate)、聚丙烯酸丁酯(polybutylacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物或这些两种以上的混合物。
本公开内容中，无机颗粒可以包含板状颗粒A。
根据本公开内容的一个实施方式，作为板状颗粒A，莫氏硬度(mohs)为约3以下，密度为约3g/cm3以下，并优选莫氏硬度为约2.3至2.7的范围，密度为约2.5至2.8g/cm3的范围。包含具有以上提到的莫氏硬度及密度的板状颗粒时，可以形成比现有的隔板更轻及更薄的隔板并呈现高的堆积密度，进而呈现优异的耐热安全性。此外，因电池组装过程中施加的压力导致的隔板的变形得以缓解，由此可以呈现优异的抗压性能。
以上提到的板状颗粒A的纵横比在5至100的范围，优选在5至30的范围，该纵横比被定义为[主轴方向上的长度]/[与该主轴方向垂直的方向上的宽度]。纵横比大于上述的范围时，锂离子移动的路径变长，隔板的阻抗增大。此外，板状颗粒A可以在与多孔涂层平行的方向(面方向)上进行排列或积层。
根据本公开内容的一个实施方式，板状颗粒A可以包含高岭土(kaolin)。
高岭土由化学组成Al2O3.2SiO2.2H2O来表示，包括通常的高岭土、偏高岭土(Metakaolin)及煅烧高岭土(Calcined kaolin)。这里，高岭土是指表面含有羟基(-OH基)的通常的高岭土。
在约500℃以上的温度煅烧偏高岭土来去除表面的几乎所有羟基，进而在约900℃以上的温度煅烧上述煅烧高岭土来完全去除表面的羟基。本公开内容中，优选表面含有羟基的高岭土，不优选偏高岭土和/或烧制高岭土。
具体地说，本公开内容中，板状的通常高岭土和下述的离子型分散剂的组合具有抑制高温热量引起的收缩及抑制压力导致的变形的效果。这是由于，并用表面具有羟基(-OH基)的高岭土及离子型分散剂的高岭土时，板状高岭土在面方向上排列，从而即便施加有压力时，由高岭土导致的对多孔基板的损伤也不会出现。
然而，在并用高温煅烧过的偏高岭土或煅烧高岭土和离子型分散剂时，颗粒的带电(charge)特性产生变化，偏高岭土或煅烧高岭土无法排列在面方向上，从而无法得到本公开内容期望的效果。此外，即便在多孔基板由于电池组装过程中施加的压力被无机颗粒压缩时将如氧化铝及勃姆石的金属氧化物用作本领域通常使用的无机颗粒，多孔基板的孔结构会受到损伤或隔板通过压力而变形，从而无法得到本公开内容期望的效果。
此外，本公开内容中并用通常的高岭土和下述的离子型分散剂时，在多孔涂层会呈现高的堆积密度(Packing Density)。尤其是，本公开内容的隔板中包含的高岭土为密度约3g/cm3以下的、优选为约2.5至2.8g/cm3的范围的板状颗粒时，隔板可以呈现约1.1至1.5g/cm3或约1.1至1.3g/cm3的范围的堆积密度。本公开内容中，堆积密度可以由多孔涂层的单位体积的重量来算出。
本公开内容中，可以通过板状颗粒的平面排列程度来确定抑制因高温热量引起的收缩及抑制因压力导致的变形的效果。板状颗粒的平面排列程度具有随着多孔涂层的堆积密度相对于板状颗粒的密度的比值(堆积密度/密度)相应增大的倾向。通常，多孔涂层包含高密度颗粒时，由于颗粒的高密度，堆积密度具有变高的倾向。因此，只是基于多孔涂层的堆积密度无法确定板状颗粒排列在面方向上的情况，需考虑到板状颗粒的固有密度。本公开内容包含相对小的密度的高岭土颗粒，但高岭土颗粒排列在面方向上，从而可以得到高的堆积密度。此时，[堆积密度]/[密度]可以为0.45至0.80，优选为0.46以上。由此，可以形成比现有的隔板更轻及更薄的隔板，得到高的堆积密度，进而呈现优异的耐热安全性。板状颗粒具有超过上述的纵横比范围的纵横比时，板状颗粒会具有大于上述范围的[堆积密度]/[密度]比值，此时锂离子移动的路径会变长，导致隔板的阻抗增大。
根据本公开内容的一个实施方式，出于改善隔板的耐热性的观点，相对于100重量％的无机颗粒，板状颗粒A的含量可以为30重量％以上或50重量％以上。
本公开内容中，无机颗粒可以包含颗粒A以外的颗粒，且只要无机颗粒的电化学性能稳定，颗粒A以外的无机颗粒就没有特殊的限定。例如，只要颗粒A以外的无机颗粒在所适用的电化学装置的工作电压范围(例如，以Li/Li+为基准为0至5V)不发生氧化和/或还原反应，颗粒A以外的无机颗粒就没有特殊的限定。非限制性示例包括ZrO2、BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、HfO2、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、AlOOH、Al(OH)3、SiC或这些的混合物。同时，除此之外，可进一步包括磷酸锂(Li3PO4)、磷酸锂钛(LixTiy(PO4)3，0<x<2，0<y<3)、磷酸锂铝钛(LixAlyTiz(PO4)3，0<x<2，0<y<1，0<z<3)、(LiAlTiP)xOy类玻璃(0<x<4，0<y<13)、钛酸锂镧(LixLayTiO3，0<x<2，0<y<3)、硫代磷酸锂锗(LixGeyPzSw，0<x<4，0<y<1，0<z<1，0<w<5)、氮化锂(LixNy，0<x<4，0<y<2)、SiS2类玻璃(LixSiySz，0<x<3，0<y<2，0<z<4)、P2S5类玻璃(LixPySz，0<x<3，0<y<3，0<z<7)或这些无机颗粒两种以上的组合。
根据本公开内容的一个实施方式，添加离子型分散剂来分散无机颗粒，从而防止多孔涂层形成过程中固成分的聚集。尤其是，本公开内容中，通过将离子型分散剂用作分散剂，多孔涂层中包含的板状颗粒A可以排列在面方向上。由此，可以得到抑制因高温热量引起的收缩及抑制因压力导致的变形的效果。本公开内容中，面方向排列意味着板状颗粒A的宽面排列在与多孔基板的表面大致平行的方向上。
本公开内容中，可以使用能够使板状颗粒A在面方向上排列的任一种离子型分散剂，本公开内容对于此没有特殊的限定。
本公开内容中，板状颗粒A包含高岭土时，可以将阴离子表面活性剂用作离子型分散剂。
图1为在隔板中使用板状颗粒高岭土1及离子型分散剂2时的作用机制的示意图。例如，描述了将阴离子表面活性剂用作离子型分散剂时的作用机制。
高岭土的表面部分呈现大致负电荷(δ-)，边缘部分呈现大致正电荷(δ+)。因此，不存在阴离子表面活性剂时，由于高岭土的表面部分的负电荷与边缘部分的正电荷彼此相互作用(interaction)，高岭土无法排列在面方向上。然而，并用高岭土和阴离子表面活性剂时，阴离子表面活性剂与高岭土边缘(edge)部分的正电荷相互作用后，从而阴离子表面活性剂吸附在高岭土表面的边缘部分。结果，高岭土表面的总负电荷增多，高岭土的表面部分的负电荷与边缘部分的正电荷之间的相互作用受到抑制，从而高岭土排列在面方向上。
通常的高岭土为板状颗粒，与偏高岭土及煅烧高岭土等其他的高岭土或氢氧化铝及氢氧化镁等其他的板状金属氢氧化物相比，表面部分和边缘部分的电荷差异大，因而使用离子型分散剂时会得到相对优异的面排列效果。这可导致相对更高的[堆积密度]/[密度]比值。
阴离子表面活性剂是指含有阴离子官能团作为离子性或可离子化基团的表面活性剂。阴离子表面活性剂中含有的阴离子官能团可包括-CO2-、PO4 3-、-SO3-、-OSO3-、-HPO3-、-PO3 2-、-HPO2-、-PO2 2-、-PO-或这些两种以上的组合。
本公开内容的一个实施方式中，阴离子表面活性剂可以是含有上述阴离子官能团的至少一种金属盐。金属盐的示例可包括选自钠盐、钾盐、铵盐、镁盐等的一种以上的金属盐，金属盐没有特殊的限定。阴离子表面活性剂可包括羧酸的钠盐、钾盐、铵盐、镁盐或这些两种以上的组合。阴离子表面活性剂的具体示例可包括聚甲基丙烯酸铵(Ammoniumpolymethacrylate)、聚丙烯酸铵(Ammonium polyacrylate)、聚甲基丙烯酸钠(Sodiumpolymethacrylate)、及聚丙烯酸钠(Sodium polyacrylate)中的任一种，本公开内容对于阴离子表面活性剂没有特殊的限定。
为了板状颗粒A的面排列，相对于100重量％的无机颗粒，离子型分散剂的含量可以为0.3重量％至5重量％或0.5重量％至3重量％。
另一方面，本公开内容中，除了作为多孔涂层成分的上述的粘合剂树脂、无机颗粒及离子型分散剂以外，隔板在必要时还可以包含阻燃剂等其他的添加剂。
根据本公开内容的一个实施方式，可以通过制备包含无机颗粒、粘合剂树脂及离子型分散剂的多孔涂层形成用的组合物，在多孔基板的至少一面涂布该组合物后，使该组合物干燥来制作隔板。
首先，可以通过制备溶剂中溶解有粘合剂树脂的聚合物溶液后，在聚合物溶液中加入无机颗粒并使无机颗粒分散来制备多孔涂层形成用的组合物。可以将无机颗粒预粉碎至指定的平均粒径并以该状态添加无机颗粒，也可以利用球磨法等将无机颗粒粉碎至指定的粒径并使之分散。另一方面，本公开内容的一个实施方式中，还优选将分散液中的溶剂以外的固成分的浓度控制在20重量％至70重量％的范围。
此时使用的溶剂的非限制性示例可包括选自丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲乙酮、环己烷、甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇及水中的一种化合物或这些化合物两种以上的混合物。
用多孔涂层形成用的组合物涂布多孔基板的方法没有特殊的限定，但优选采用狭缝涂布法或浸渍涂布法。狭缝涂布法中，在基板的整个表面涂布由狭缝模供给的组合物，可以基于计量泵的供给流速来调整涂层的厚度。此外，浸渍涂布法是通过在收容有组合物的罐体中浸渍基板来涂布基板的方法，可以基于组合物的浓度及从组合物罐体中取出基板的速度来调整涂层的厚度，且为了更为精确的涂布厚度控制，浸渍后可以利用麦勒棒等进行测量。
通过用如烘箱的干燥器干燥处理涂布有多孔涂层形成用的组合物的多孔基板，在多孔基板的表面形成无机涂层。可以在多孔基板的至少一面或两面形成多孔涂层。
本公开内容对于隔板的厚度没有特殊的限定，可以是5μm至50μm以下的范围，出于改善绝缘性及耐热稳定性的观点，优选为5μm至20μm或10μm至16μm的范围。
本公开内容的电化学装置包含阴极、阳极及插置在阴极和阳极之间的隔板，所述隔板为上述本公开内容的一个实施方式的隔板。
与本公开内容的隔板并用的电极没有特殊的限定，可以按照本领域已知的通常方法将电极活性材料结合在电极集电器上来制作电极。
在电极活性材料中，阴极活性材料的非限制性示例可包括在现有的锂二次电池的阴极中可以使用的通常的阴极活性材料，具体地说，可以使用锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物或这些的组合。
阳极活性材料的非限制性示例可包括在现有的锂二次电池的阳极中可以使用的通常的阳极活性材料，具体地说，可以使用锂金属或锂合金，及碳、石油焦(petroleumcoke)、活性碳(activated carbon)、石墨(graphite)或其他碳材料等的锂吸附材料。
阴极集电器的非限制性示例可包括用铝、镍或这些的组合制造的箔，阳极集电器的非限制性示例可包括用铜、金、镍、铜合金或这些的组合制造的箔。
可以在本公开内容的电化学装置使用的电解液为具有如A+B-结构的盐，A+包括由如Li+、Na+、K+的碱金属阳离子或这些的组合形成的离子，或B-包括PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -、C(CF2SO2)3 -或这些的组合。可以将这些盐溶解或解离在碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸甲乙酯(EMC)或γ-丁内酯等的有机溶剂或这些有机溶剂的混合溶剂中来得到电解液，本公开内容对于此没有特殊的限定。
基于最终产品的制造工艺及所要求的物理性质，电解液注入可以在电池制造工艺的适宜阶段进行。即，可以在组装电池前或组装电池的最后阶段注入电解液。
此外，本公开内容提供一种包含电池作为单元电池的电池模块、包含该电池模块的电池组及包含该电池组作为电源的装置，其中，所述电池包含电极组装体。所述装置的具体示例包括由电池马达提供电力的电动工具(power tool)，包括电动车(ElectricVehicle,EV)、混动车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、插电式混动车(Plug-in HybridElectric Vehicle,PHEV)等在内的电动车辆，包括电动自行车(E-bike)及电动滑板车(E-scooter)在内的电动双轮车，电动高尔夫球具车及电力存储系统，本公开内容对于此没有特殊的限定。
以下，将给出实施例来详细说明本公开内容。本公开内容的实施例可以有多种其他形式的变形，且本公开内容的范围不应被解读为限定于以下说明的实施例。本公开内容的实施例是为了向本领域的一般技术人员更为完整地解释本公开内容而提供。
实施例
按照以下的方法制作了实施例及比较例的隔板。
实施例1
1)作为多孔聚合物基板，制作了多孔聚乙烯薄膜(厚度9μm，孔隙度45％)。
2)其次，在按照95:5的比例混合水和乙醇的溶剂30g中加入板状高岭土(纵横比20)20g、离子型分散剂(聚丙烯酸铵，ammonium polyacrylate)0.3g及0.5mm的氧化锆珠子(zirconia bead)20g，用涂料搅拌器搅拌2小时来制备了无机分散液。
3)随后，上述无机分散液中加入40％固体的丙烯酸类粘合剂(JSR公司制TRD202A)1g及40％水分散的丙烯酸类粒子型粘合剂(APAC AP-0821，粒径350nm)10g，进行搅拌来制备了涂布浆料。
4)用200网目的过滤器过滤上述涂布浆料，用刮棒涂布器涂布在聚乙烯多孔薄膜的一面，随后用干燥器进行了干燥。在相同的条件下，同样在聚乙烯多孔薄膜的相反一面再涂布一次，从而制作了两面涂布的隔板。
按照这种的结果示于表2中。
实施例2及比较例1至4
如以下表1所示，除了改变无机材料及分散剂的种类以外，与实施例1同样地制作了隔板。按照这种的结果示于表2中。
表1
表2
由表2可知，对比实施例1、实施例2及比较例1至4时，所制作的隔板的厚度相同或相似，但由于比较例1至4中相较于实施例1和2中因压力导致的变形发生得更大，因而确认了压缩后的隔板的厚度与所制作的隔板的厚度之间的差异大。
此外，可以确认，与比较例1至3相比，实施例1和2示出了更高的堆积密度。作为参照，比较例4示出了比实施例1更高的堆积密度，但由于高氧化铝颗粒导致的高堆积密度，并确认了[堆积密度]/[密度]比值相对低。
此外，测定压缩前的隔板的空气渗透性时，实施例1和2示出了更大的空气渗透性，但在压缩后，由于比较例1至4示出了比实施例更大的空气渗透性，嵌入锂比较例1至4的空气渗透性因压缩而降低。
此外，与比较例1至4的那些相比，确认了实施例1和2在制作的隔板的MD及TD方向上具有更低的热收缩率。
隔板的物理性质评价
按照以下的方式进行了实施例及比较例中制作的隔板的物理性质评价。
(1)厚度
用厚度计(Mitutoyo公司制VL-50S-B)测定了隔板的厚度。
(2)空气渗透性的测定
根据JIS P-8117，用Gurley型空气渗透性测定仪测定了空气渗透性。此时，测定了100cc的空气穿透直径28.6mm、面积645mm2时耗费的时间。
(3)热收缩率的评价方法
将隔板裁成5×5cm，在135℃的对流烘箱(Convection oven)中存放30分钟后，分别测定了MD方向及TD方向上的变化长度。
热收缩率(％)＝{(收缩前的尺寸-收缩后的尺寸)/收缩前的尺寸}×100
(4)压缩隔板试样的制作
将隔板裁成5×5cm，在其上部和下部层合了10×10cm见方的剥离型PET薄膜。此时，使剥离型PET薄膜的剥离面与隔板接触。将层合了PET薄膜的隔板在温度70℃、压力5MPa的条件热压处理10秒钟，从而制作了压缩隔板试样。

Claims (10)

1.一种用于电化学装置的隔板，所述隔板包含多孔基板及在所述基板的至少一侧上形成的多孔涂层，其中所述多孔涂层包含粘合剂树脂、无机颗粒及离子型分散剂，所述无机颗粒包含莫氏(mohs)硬度3以下且密度3g/cm3以下的板状颗粒A，所述板状颗粒A包含高岭土(kaolin)。
2.如权利要求1所述的隔板，其中所述离子型分散剂为阴离子表面活性剂。
3.如权利要求1所述的隔板，其中所述离子型分散剂为聚甲基丙烯酸铵(Ammoniumpolymethacrylate)、聚丙烯酸铵(Ammonium polyacrylate)、聚甲基丙烯酸钠(Sodiumpolymethacrylate)、及聚丙烯酸钠(Sodium polyacrylate)中的任一种。
4.如权利要求1所述的隔板，其中所述高岭土在其表面含有羟基。
5.如权利要求1所述的隔板，其中相对于100重量％的所述无机颗粒，所述高岭土的含量为50重量％以上。
6.如权利要求1所述的隔板，其中相对于100重量％的所述无机颗粒，所述离子型分散剂的含量为0.3重量％至5重量％。
7.如权利要求1所述的隔板，其中所述板状颗粒A的纵横比为5至30的范围，所述纵横比被定义为[主轴方向上的长度]/[与该主轴方向垂直的方向上的宽度]。
8.如权利要求1所述的隔板，其中所述多孔涂层的堆积密度与所述板状颗粒的密度的比值为0.45至0.8，所述堆积密度被定义为所述多孔涂层的单位体积的重量。
9.一种电化学装置，该电化学装置包含阴极、阳极及插置在所述阴极和所述阳极之间的隔板，
其中所述隔板为权利要求1至8中任一项所述的隔板。
10.如权利要求9所述的电化学装置，其中所述电化学装置为锂二次电池。
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