ES3055842T3 - Organic/inorganic composite separator having porous active coating layer and electrochemical device containing the same - Google Patents
Organic/inorganic composite separator having porous active coating layer and electrochemical device containing the sameInfo
- Publication number
- ES3055842T3 ES3055842T3 ES24170980T ES24170980T ES3055842T3 ES 3055842 T3 ES3055842 T3 ES 3055842T3 ES 24170980 T ES24170980 T ES 24170980T ES 24170980 T ES24170980 T ES 24170980T ES 3055842 T3 ES3055842 T3 ES 3055842T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- organic
- inorganic
- composite separator
- inorganic composite
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
-
- 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
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- 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
- H01M50/489—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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0562—Solid materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
-
- 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
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)
- Laminated Bodies (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Un separador compuesto orgánico/inorgánico incluye (a) un sustrato poroso de poliolefina con poros; y (b) una capa activa porosa que contiene una mezcla de partículas inorgánicas y un polímero aglutinante, con la que se recubre al menos una superficie del sustrato poroso de poliolefina. La capa activa porosa tiene una fuerza de desprendimiento de 5 gf/cm o superior, y su contracción térmica, tras permanecer a 150 °C durante 1 hora, es del 50 % o inferior en la dirección de la máquina (MD) o en la dirección transversal (TD). Este separador compuesto orgánico/inorgánico soluciona el problema de la extracción de partículas inorgánicas de la capa activa porosa formada sobre el sustrato poroso durante el proceso de ensamblaje de un dispositivo electroquímico, y también puede prevenir un cortocircuito eléctrico entre el cátodo y el ánodo, incluso cuando el dispositivo electroquímico se sobrecalienta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Separador compuesto orgánico/inorgánico con capa de recubrimiento activo poroso y dispositivo electroquímico que contiene el mismo
[0003] Campo técnico
[0004] La presente invención se refiere a un separador de un dispositivo electroquímico, tal como una batería secundaria de litio, y a un dispositivo electroquímico que contiene el mismo. Más particularmente, la presente invención se refiere a un separador compuesto orgánico/inorgánico en el que una capa activa porosa se recubre con una mezcla de una partícula inorgánica y un polímero sobre una superficie de sustrato poroso, y un dispositivo electroquímico que contiene el mismo.
[0005] Antecedentes de la técnica
[0006] Recientemente se ha producido un interés creciente en la tecnología de almacenamiento de energía. Las baterías se han utilizado ampliamente como fuentes de energía en los campos de los teléfonos móviles, videocámaras, ordenadores portátiles, los PC y automóviles eléctricos, lo que ha resultado en una intensa investigación y desarrollo en este campo. En este sentido, los dispositivos electroquímicos son uno de los temas de gran interés. En particular, el desarrollo de baterías secundarias recargables ha sido el foco de atención. Recientemente, se ha investigado intensamente en el campo de las baterías secundarias sobre un nuevo electrodo y una nueva batería que pueden mejorar la densidad de capacidad y la energía específica.
[0007] Entre las baterías secundarias actualmente utilizadas, las baterías secundarias de litio desarrolladas a principios de la década de 1990 presentan una tensión de accionamiento más elevada y una densidad de energía mucho mayor que las de las baterías convencionales que utilizan una solución electrolítica líquida, tales como las baterías de Ni-MH, las baterías de Ni-Cd y las baterías de H<2>SO<4>-Pb. Por estas razones, se han utilizado ventajosamente las baterías secundarias de litio. Sin embargo, una batería secundaria de litio adolece de las desventajas de que los electrolitos orgánicos utilizados en ella pueden provocar problemas de seguridad, tales como la ignición y la explosión de las baterías, y de que los procesos para fabricar tales baterías son complejos. Recientemente, las baterías de polímero de ion de litio se han considerado una de las baterías de próxima generación, ya que resuelven las desventajas mencionadas de las baterías de iones de litio. Sin embargo, las baterías de polímero de iones de litio presentan una capacidad de batería relativamente más baja que la de las baterías de iones de litio y una capacidad de descarga insuficiente a baja temperatura, por lo que estas desventajas de las baterías de polímero de iones de litio siguen siendo un problema que debe resolverse con urgencia.
[0008] Estos dispositivos electroquímicos han sido producidos por muchas empresas, y la estabilidad de la batería presenta diferentes etapas en los dispositivos electroquímicos. De acuerdo con lo anterior, es importante evaluar y garantizar la estabilidad de las baterías electroquímicas. En primer lugar, se debe considerar que los errores en el funcionamiento del dispositivo electroquímico no deben provocar daños a los usuarios. A tal fin, la reglamentación de seguridad regula estrictamente la ignición y la explosión en los dispositivos electroquímicos. En las características de estabilidad del dispositivo electroquímico, el sobrecalentamiento del dispositivo electroquímico puede provocar una fuga térmica, y puede ocurrir una explosión cuando se perfora un separador. En particular, un sustrato poroso de poliolefina utilizado habitualmente como separador de un dispositivo electroquímico muestra un comportamiento extremo de contracción térmica a una temperatura de 100 °C o superior debido a las características de su material y su procedimiento de fabricación, tal como la elongación, por lo que puede ocurrir un cortocircuito eléctrico entre el cátodo y el ánodo. Con el fin de resolver los problemas de seguridad relacionados con el dispositivo electroquímico anteriormente indicados, se ha propuesto un separador compuesto orgánico/inorgánico que presenta una capa activa porosa formada mediante recubrimiento de por lo menos una superficie de un sustrato poroso de poliolefina que presenta muchos poros con una mezcla de partículas inorgánicas y un polímero aglutinante (ver las publicaciones de patente coreana abiertas a inspección n.º 10-2006-72065 y n.º 10-2007-231, por ejemplo). Las partículas inorgánicas en la capa activa porosa formada sobre el sustrato poroso de poliolefina actúan como una especie de separador que mantiene la forma física de la capa activa porosa, por lo que las partículas inorgánicas restringen la contracción térmica del sustrato poroso de poliolefina cuando se sobrecalienta el dispositivo electroquímico. Además, existen volúmenes intersticiales entre las partículas inorgánicas, formando de esta manera poros finos.
[0009] Los documentos n.º WO 2006/068428 y n.º US 2006/008700 del solicitante de la presente invención se refieren a separadores compuestos orgánicos/inorgánicos.
[0010] Tal como se ha mencionado anteriormente, por lo menos una determinada cantidad de partículas inorgánicas debe estar contenida de tal manera que la capa activa porosa formada en el separador compuesto orgánico/inorgánico pueda restringir la contracción térmica del sustrato poroso de poliolefina. Sin embargo, a medida que se incrementa el contenido de partículas inorgánicas, el contenido de polímero aglutinante disminuye relativamente, lo que puede provocar los problemas siguientes.
[0011] En primer lugar, debido al estrés generado en un procedimiento de ensamblaje de un dispositivo electroquímico, tal como el enrollado, pueden extraerse partículas inorgánicas de la capa activa porosa, y las partículas inorgánicas extraídas actúan como un defecto local del dispositivo electroquímico, lo que es una influencia negativa sobre la estabilidad del dispositivo electroquímico.
[0012] En segundo lugar, se debilita la adhesión entre la capa activa porosa y el sustrato poroso de poliolefina, por lo que la capacidad de la capa activa porosa de restringir la contracción térmica del sustrato poroso de poliolefina se deteriora. De esta manera, resulta difícil evitar que se produzca un cortocircuito eléctrico entre el cátodo y el ánodo incluso cuando el dispositivo electroquímico se sobrecalienta.
[0013] Por el contrario, si se incrementa el contenido de polímero aglutinante en la capa activa porosa con el fin de prevenir la extracción de partículas inorgánicas, el contenido de partículas inorgánicas se reduce relativamente, por lo que la contracción térmica del sustrato poroso de poliolefina podría no controlarse con facilidad. De acuerdo con lo anteriormente expuesto, resulta difícil evitar que se produzca un cortocircuito eléctrico entre el cátodo y el ánodo, y además el rendimiento del dispositivo electroquímico se deteriora debido a la disminución de la porosidad de la capa activa porosa.
[0014] Exposición de la invención
[0015] Problema técnico
[0016] La presente invención está diseñada para resolver los problemas de la técnica anterior, y por lo tanto, un objetivo de la invención es proporcionar un separador compuesto orgánico/inorgánico capaz de evitar la extracción de partículas inorgánicas en una capa activa porosa formada sobre un sustrato poroso durante un procedimiento de ensamblaje de un dispositivo electroquímico, y también capaz de restringir la ocurrencia de un cortocircuito eléctrico entre el cátodo y el ánodo incluso cuando el dispositivo electroquímico se sobrecalienta.
[0017] Solución técnica
[0018] Con el fin de conseguir el primer objetivo, la presente invención según la reivindicación 1 proporciona un separador compuesto orgánico/inorgánico, que incluye (a) un sustrato poroso de poliolefina que presenta poros, y (b) una capa activa porosa que contiene una mezcla de partículas inorgánicas y un polímero aglutinante, con la que se recubre por lo menos una superficie del sustrato poroso de poliolefina, en donde la capa activa porosa presenta una fuerza de pelado de 5 gf/cm o superior, y una contracción térmica del separador después de haber estado en reposo a 150 °C durante 1 hora de 50 % o inferior en dirección de la máquina (DM) o en una dirección transversal (DT).
[0019] El separador compuesto orgánico/inorgánico de la presente invención puede resolver el problema de que las partículas inorgánicas en la capa activa porosa se extraigan durante un proceso de ensamblaje de un dispositivo electroquímico, a pesar de que las partículas inorgánicas están suficientemente contenidas en un determinado contenido. Además, la fuerza adhesiva entre la capa activa porosa y el sustrato poroso de poliolefina es fuerte, por lo que la contracción térmica se restringe en cierta medida, aunque el dispositivo electroquímico se sobrecaliente, evitando de esta manera un cortocircuito eléctrico entre el cátodo y el ánodo. De acuerdo con lo anterior, la estabilidad del dispositivo electroquímico mejora considerablemente.
[0020] En el separador compuesto orgánico/inorgánico según la presente invención, el polímero aglutinante es una mezcla de un primer polímero aglutinante que presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 70° a 140° y un segundo polímero aglutinante que presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 1° a 69°. Debido a que se utiliza el primer y segundo polímero aglutinante con diferentes propiedades hidrofílicas en forma de mezcla para controlar la propiedad hidrofílica de la mezcla de polímeros, se puede obtener un efecto sinérgico en la mejora de la estabilidad térmica del separador compuesto orgánico/inorgánico.
[0021] El primer aglutinante mencionado anteriormente es un polímero cualquiera o una mezcla de por lo menos dos polímeros seleccionados del grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilideno-cohexafluoropropileno, fluoruro de polivinilideno-co-tricloroetileno, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrilo, acetato de polivinilo, polietileno-co-acetato de vinilo, poliimida y óxido de polietileno.
[0022] Además, el segundo polímero aglutinante mencionado anteriormente es cualquier polímero o una mezcla de por lo menos dos polímeros seleccionados del grupo que consiste en cianoetilpululano, alcohol cianoetilpolivinílico, cianoetilcelulosa, cianoetilsucrosa, carboximetilcelulosa, alcohol polivinílico, ácido poliacrílico, anhídrido polimaleico o polivinilpirrolidona.
[0023] Breve descripción de los dibujos
[0024] Estas y otras características, aspectos y ventajas de las realizaciones preferentes de la presente invención se
describirán más completamente en la siguiente descripción detallada, considerada junto con los dibujos adjuntos. En los dibujos:
[0025] Las FIG.1a a 1e son fotografías que muestran un separador fabricado según realizaciones de la presente invención y ejemplos comparativos, que ilustran la contracción térmica después de que el separador se deje solo durante 1 hora en un horno a 150 °C, y
[0026] la FIG. 2 es una fotografía que muestra un dispositivo de ensayo para medir una fuerza de pelado de una capa activa porosa formada sobre un separador compuesto orgánico/inorgánico fabricado según realizaciones de la presente invención y ejemplos comparativos.
[0027] Mejor modo de llevar a cabo la invención
[0028] A continuación en el presente documento se describirán en detalle realizaciones preferentes de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos y expresiones utilizados en la especificación y en las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino que deben interpretarse en función de los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente invención sobre la base del principio de que se permite al inventor definir los términos adecuadamente para una explicación óptima.
[0029] La presente invención proporciona un separador compuesto orgánico/inorgánico, según la reivindicación 1, que incluye (a) un sustrato poroso de poliolefina que presenta poros, y (b) una capa activa porosa que contiene una mezcla de partículas inorgánicas y un polímero aglutinante, con la que está recubierta por lo menos una superficie del sustrato poroso de poliolefina, en donde la capa activa porosa presenta una fuerza de pelado de 5 gf/cm o superior, y una contracción térmica del separador después de haber estado en reposo a 150 °C durante 1 hora de 50 % o inferior en dirección de la máquina (DM) o en una dirección transversal (DT).
[0030] En el separador compuesto orgánico/inorgánico de la presente invención, la capa activa porosa presenta una fuerza de pelado de 5 gf/cm o superior, por lo que la capa activa porosa presenta una excelente resistencia al pelado, resolviendo de esta manera el problema de que las partículas inorgánicas en la capa activa porosa resultan extraídas durante el ensamblaje de un dispositivo químico de carga. Además, la fuerza adhesiva entre la capa activa porosa y el sustrato poroso de poliolefina es fuerte. De esta manera, aunque la batería se sobrecaliente, la capa activa porosa y el sustrato poroso de poliolefina no se separan, y puede contenerse la contracción térmica del sustrato poroso de poliolefina. Es decir, debido a que el separador compuesto orgánico/inorgánico muestra una contracción térmica de 50 % o inferior en la dirección de la máquina (DM) o en una dirección transversal (DT), es posible evitar que se produzca un cortocircuito eléctrico entre el cátodo y el ánodo. Además, aunque el sustrato poroso se sobrecaliente en el dispositivo electroquímico, ambos electrodos no se cortocircuitan completamente gracias a la capa activa porosa. Aunque se produzca un cortocircuito, la superficie cortocircuitada no se amplía, mejorando de esta manera la estabilidad del dispositivo electroquímico.
[0031] En el separador compuesto orgánico/inorgánico de la presente invención, más preferentemente, la capa activa porosa presenta una fuerza de pelado de 10 gf/cm o superior, y una contracción térmica del separador después de dejarlo en reposo a 150 °C durante 1 hora de preferentemente 30 % o menos en dirección de la máquina (DM) o en dirección transversal (DT), en el aspecto de la estabilidad del dispositivo electroquímico y de resistencia al pelado de la capa activa porosa.
[0032] En el separador compuesto orgánico/inorgánico de la presente invención, el polímero aglutinante utiliza una mezcla de un primer polímero aglutinante que presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 70° a 140° y un segundo polímero aglutinante que presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 1° a 69°. En la presente invención, después de preparar una película de muestra utilizando un polímero aglutinante correspondiente, se dejó caer una gota de agua destilada sobre ella, y a continuación se estableció un ángulo de contacto formado en la gota de agua en 23 grados. Además, el ángulo de contacto con gota de agua se midió utilizando un medidor de ángulo de contacto modelo CA-DT-A (fabricado por Kyowa Kaimen Kagaku KK) bajo la condición de 50 % de HR. Los ángulos de contacto se midieron en dos puntos (es decir, en los puntos izquierdo y derecho) de cada una de las tres películas de muestra, y se calculó la media de seis valores medidos y se establecieron como un ángulo de contacto. La gota de agua destilada presenta un diámetro de 2 mm, y el valor del ángulo de contacto mostrado en el medidor muestra un ángulo de contacto medido 1 minuto después de caer la gota de agua destilada.
[0033] Debido a que se utilizan primer y segundo polímero aglutinante con diferentes propiedades hidrofílicas en forma de mezcla para controlar una propiedad hidrofílica de la mezcla de polímeros, tal como se ha mencionado anteriormente, es posible conseguir un efecto sinérgico de la mejora de la estabilidad térmica del separador compuesto orgánico/inorgánico.
[0034] Más preferentemente, el primer polímero aglutinante presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 90° a 110° y el segundo polímero aglutinante presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 20° a 40°. Además, el primer polímero aglutinante y el segundo polímero aglutinante se mezclan preferentemente en una proporción en peso de 95:5 a 5:95, aunque sin limitación.
[0035] El primer polímero aglutinante mencionado anteriormente es un polímero cualquiera o una mezcla de por lo menos dos polímeros seleccionados del grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilideno-cohexafluoropropileno, fluoruro de polivinilideno-co-tricloroetileno, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrilo, acetato de polivinilo, polietileno-co-acetato de vinilo, poliimida y óxido de polietileno.
[0037] Además, el segundo polímero aglutinante es un polímero o una mezcla de por lo menos dos polímeros seleccionados del grupo que consiste en cianoetilpululano, alcohol cianoetilpolivinílico, cianoetilcelulosa, cianoetilsucrosa, carboximetilcelulosa, alcohol polivinílico, ácido poliacrílico, anhídrido polimaleico o polivinilpirrolidona.
[0039] Además, en el separador compuesto orgánico/inorgánico según la presente invención, el número de partículas inorgánicas por unidad de superficie de la capa activa porosa es preferentemente de 1x10<15>a 1x10<30>/m<2>teniendo en cuenta un grosor común de la capa activa porosa. Si el número de partículas inorgánicas por unidad de superficie de la capa activa porosa es inferior a 1x10<15>, puede deteriorarse la estabilidad térmica obtenida por las partículas inorgánicas. Por otro lado, si el número de partículas inorgánicas por unidad de superficie de la capa activa porosa es superior a 1x10<30>/m<2>, la dispersión en una solución de recubrimiento y la trabajabilidad del recubrimiento, necesarias para formar la capa activa porosa, pueden deteriorarse. Además, el peso de las partículas inorgánicas por unidad de superficie de la capa activa porosa es preferentemente de 5 a 100 g/m<2>.
[0041] En el separador compuesto orgánico/inorgánico según la presente invención, la partícula inorgánica utilizada para formar la capa activa porosa no se encuentra específicamente limitada si es electroquímicamente estable. Es decir, una partícula inorgánica utilizable en la presente invención no se encuentra especialmente limitada si la reacción de oxidación o reducción no ocurre en un intervalo de tensión de funcionamiento (por ejemplo, de 0 a 5 V basada en Li/Li<+>) del dispositivo electroquímico aplicado. En particular, en caso de que se utilice una partícula inorgánica con capacidad de transferencia de iones, es posible mejorar el rendimiento mediante el incremento de la conductividad iónica en el dispositivo electroquímico.
[0043] Además, en caso de que se utilice una partícula inorgánica con una alta constante dieléctrica, contribuye al incremento de la disociación de la sal electrolítica, por ejemplo, la sal de litio, en el electrólito líquido, mejorando de esta manera la conductividad iónica del electrólito.
[0045] Por las razones anteriores, resulta preferente que las partículas inorgánicas se seleccionen del grupo que consiste en partículas inorgánicas que presentan una constante dieléctrica de 5 o superior, preferentemente de 10 o superior, partículas inorgánicas que presentan capacidad de transferencia de iones de litio, o mezclas de las mismas. La partícula inorgánica que presenta una constante dieléctrica de 5 o superior es cualquier partícula inorgánica o una mezcla de por lo menos dos partículas inorgánicas seleccionadas del grupo que consiste en BaTiO<3>, Pb(Zr,Ti)O<3>(PZT), Pb<1-x>La<x>Zr<1-y>Ti<y>O<3>(PLZT), PB(Mg<3>Nb<2/3>)O<3>-PbTiO<3>(PMN-PT), hafnia (HfO<2>), SrTiO<3>, SnO<2>, CeO<2>, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO<2>, SiO<2>, Y<2>O<3>, Al<2>O<3>, SiC y TiO<2>, aunque sin limitarse a ellas.
[0047] En particular, las partículas inorgánicas, tales como BaTiO<3>, Pb(Zr,Ti)O<3>(PZT), Pb<1-x>La<x>Zr<1-y>Ti<y>O<3>(PLZT), PB(Mg<3>Nb<2/3>)O<3>-PbTiO<3>(PMN-PT) y hafnia (HfO<2>) muestran una alta constante dieléctrica, de 100 o superior, y presentan piezoelectricidad, ya que se generan cargas que producen una diferencia de potencial entre ambas superficies cuando se aplica cierta presión para extenderlas o contraerlas, por lo que las partículas inorgánicas anteriormente indicadas pueden evitar la generación de un cortocircuito interno de ambos electrodos causado por un impacto externo y, de esta manera, mejorar adicionalmente la estabilidad del dispositivo electroquímico. Además, en caso de que las partículas inorgánicas que presentan una alta constante dieléctrica se mezclen con las partículas inorgánicas que presentan capacidad de transferencia de iones de litio, puede duplicarse su efecto sinérgico.
[0049] En la presente invención, la partícula inorgánica que presenta capacidad de transferencia de iones de litio se refiere a una partícula inorgánica que contiene un átomo de litio y que presenta la función de desplazar un ion de litio sin almacenar el litio. La partícula inorgánica que presenta capacidad de transferencia de iones de litio puede transferir y desplazar iones de litio debido a un tipo de defecto existente en la estructura de la partícula, de manera que resulta posible mejorar la conductividad de iones de litio en la batería y también mejorar el rendimiento de la misma. La partícula inorgánica que presenta capacidad de transferencia de ion litio es cualquier partícula inorgánica o una mezcla de por lo menos dos partículas inorgánicas seleccionadas del grupo que consiste en fosfato de litio (Li<3>PO<4>), fosfato de litio y titanio (Li<x>Ti<y>(PO<4>)<3>, 0<x<2, 0<y<3), fosfato de litio, aluminio y titanio (Li<x>Al<y>Ti<z>(PO<4>)<3>, 0<x<2, 0<y<1, 0<z<3), vidrio de tipo (LiAlTiP)<x>O<y>(0<x<4, 0<y<13), titanato de litio y lantano (Li<x>La<y>TiO<3>, 0<x<2, 0<y<3), tiofosfato de litio y germanio (Li<x>Ge<y>P<z>S<w>0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), nitruros de litio (Li<x>N<y>, 0<x<4, 0<y<2), vidrio de tipo SiS<2>(Li<x>Si<y>S<z>, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4) y vidrio de tipo P<2>S<5>(Li<x>P<y>S<z>, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7), aunque sin limitarse a ellas.
[0051] En el separador compuesto orgánico/inorgánico según la presente invención, el tamaño de las partículas inorgánicas en la capa activa porosa no se encuentra especialmente limitado, aunque preferentemente se encuentra comprendido en el intervalo de 0,001 a 10 µm, si es posible, a fin de formar una capa de recubrimiento de un grosor uniforme y garantizar una porosidad adecuada. Si el tamaño de partícula es inferior a 0,001 µm, se deteriora una propiedad de dispersión, por lo que no resulta fácil controlar las propiedades del separador compuesto orgánico/inorgánico. Si el tamaño de las partículas excede 10 µm, el grosor de la capa activa porosa se incrementa, lo que puede deteriorar las
propiedades mecánicas. Además, debido al tamaño de poro excesivamente grande, la posibilidad de cortocircuito interno se incrementa al cargar o descargar una batería.
[0052] En el separador compuesto orgánico/inorgánico recubierto con la capa activa porosa según la presente invención, la proporción en peso de las partículas inorgánicas y el polímero aglutinante está comprendida en el intervalo de 50:50 a 99:1, más preferentemente de 70:30 a 95:5. Si la proporción en peso de las partículas orgánicas al polímero aglutinante es inferior a 50:50, el contenido de polímero es tan grande que la estabilidad térmica del separador compuesto orgánico/inorgánico puede no haber mejorado mucho. Además, el tamaño de los poros y la porosidad pueden disminuir debido a la reducción del volumen intersticial formado entre las partículas inorgánicas, provocando de esta manera un deterioro del rendimiento de la batería. Si la proporción en peso excede 99:1, la resistencia al pelado de la capa activa porosa puede verse debilitada, ya que el contenido de polímero aglutinante es tan pequeño. El grosor de la capa activa porosa compuesta por las partículas inorgánicas y el polímero aglutinante no se encuentra especialmente limitado, aunque preferentemente se encuentra comprendido en el intervalo de 0,01 a 20 µm. Además, el tamaño de poro y la porosidad no se encuentran especialmente limitados, aunque el tamaño de poro preferentemente está comprendido entre 0,001 y 10 µm, y la porosidad preferentemente está comprendida entre 10 % y 90 %. El tamaño de poro y la porosidad dependen principalmente del tamaño de las partículas inorgánicas. Por ejemplo, en el caso de que las partículas inorgánicas presenten un diámetro de 1 µm o inferior, el poro formado también es aproximadamente de 1 µm o inferior. Los poros mencionados anteriormente se llenan posteriormente con electrolito, y el electrolito lleno desempeña un papel en la transferencia de iones. En caso de que el tamaño de poro y la porosidad sean menores de 0,001µm y 10 %, respectivamente, la capa activa porosa puede actuar como una capa de resistencia. En caso de que el tamaño de poro y la porosidad sean mayores de 10 µm y 90 %, respectivamente, las propiedades mecánicas pueden deteriorarse.
[0053] El separador compuesto orgánico/inorgánico según la presente invención puede incluir, además, otros aditivos como componentes de la capa activa, además de las partículas inorgánicas y el polímero.
[0054] Además, en el separador compuesto orgánico/inorgánico según la presente invención, el sustrato poroso de poliolefina puede adoptar cualquier tipo de sustrato poroso de poliolefina si se utiliza habitualmente como separador de un dispositivo electroquímico, particularmente una batería secundaria de litio. Por ejemplo, el sustrato poroso de poliolefina puede ser una membrana formada utilizando un polímero de poliolefina o una mezcla de por lo menos dos polímeros de poliolefina seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, polibutileno y polipenteno. El sustrato poroso de poliolefina preferentemente presenta un grosor de 1 a 100 µm, aunque sin limitación, y también el tamaño de poro y la porosidad del sustrato poroso son preferentemente de 0,01 a 50 µm y de 10 % a 95 %, respectivamente, aunque sin limitación.
[0055] A continuación en el presente documento se explica un método para fabricar un separador compuesto orgánico/inorgánico recubierto con una capa activa porosa según la presente invención, basándose en el caso en que se utiliza una mezcla de primer y segundo polímero aglutinante con diferentes ángulos de contacto con gota de agua a modo de ejemplo, aunque la presente invención no se encuentra limitada a ello.
[0056] En primer lugar, el primer y segundo polímero aglutinante con los ángulos de contacto anteriormente mencionados con una gota de agua se disuelven en un solvente para preparar una solución de polímero aglutinante.
[0057] Posteriormente, se añaden partículas inorgánicas a la solución de polímero aglutinante y después se dispersan en ella. El solvente preferentemente presenta un parámetro de solubilidad similar al del polímero aglutinante utilizado y un punto de ebullición bajo. Ayudará a obtener una mezcla uniforme y facilitará la eliminación posterior del solvente. Un ejemplo no limitativo de solvente utilizable incluye acetona, tetrahidrofurano, cloruro de metileno, cloroformo, dimetilformamida, N-metil-2-pirrolidona (NMP), ciclohexano, agua y mezclas de los mismos. Resulta preferente que las partículas inorgánicas sean pulverizadas después añadirse a la solución de polímero aglutinante. En este momento, el tiempo requerido para la pulverización es convenientemente de 1 a 20 horas, y el tamaño de las partículas pulverizadas está comprendido preferentemente entre 0,001 y 10 µm, tal como se ha mencionado anteriormente. Se pueden utilizar métodos de pulverización convencionales, y resulta preferente particularmente un método que utiliza un molino de bolas.
[0058] Después, el sustrato poroso de poliolefina se recubre con la solución de polímero aglutinante en la que están dispersas las partículas inorgánicas, bajo la condición de humedad de 10 % a 80 %, y después se secan.
[0059] Para recubrir el sustrato poroso con la solución de polímero aglutinante en la que están dispersas las partículas inorgánicas, se puede utilizar un método de recubrimiento común bien conocido de la técnica. Por ejemplo, se pueden utilizar diversos métodos, tales como el recubrimiento por inmersión, el recubrimiento en molde, recubrimiento por rodillo, recubrimiento tipo coma o combinaciones de los mismos. Además, la capa activa porosa puede formarse selectivamente sobre ambas superficies o solo sobre una superficie del sustrato poroso.
[0060] El separador compuesto orgánico/inorgánico fabricado tal como se ha mencionado anteriormente puede utilizarse como separador de un dispositivo electroquímico, preferentemente una batería secundaria de litio. En este momento, en caso de que se utilice un polímero gelificable como componente de polímero aglutinante cuando se impregna un
electrolito líquido, después de ensamblar una batería utilizando el separador, el electrolito inyectado y el polímero pueden reaccionar y a continuación gelificarse, formando de esta manera un electrolito compuesto orgánico/inorgánico tipo gel.
[0061] Además, la presente invención proporciona un dispositivo electroquímico, que incluye (a) un cátodo; (b) un ánodo; (c) un separador compuesto orgánico/inorgánico interpuesto entre el cátodo y el ánodo y recubierto con la capa activa porosa mencionada anteriormente, y (d) un electrolito.
[0062] El dispositivo electroquímico puede ser cualquier dispositivo en el que puedan producirse reacciones electroquímicas, y un ejemplo específico de los dispositivos electroquímicos incluye todo tipo de baterías primarias, baterías secundarias, celdas de combustible, celdas solares o condensadores. En particular, entre las baterías secundarias, resultan preferentes las baterías secundarias de litio, incluyendo una batería secundaria de litio metálico, una batería secundaria de iones de litio, una batería secundaria de polímero de litio o una batería secundaria de polímero de iones de litio.
[0063] El dispositivo electroquímico puede fabricarse de acuerdo con métodos habituales bien conocidos de la técnica. Como una realización del método para fabricar un dispositivo electroquímico, se puede fabricar un dispositivo electroquímico mediante interposición del separador compuesto orgánico/inorgánico mencionado anteriormente entre un cátodo y un ánodo e inyección de una solución electrolítica en su interior.
[0064] No hay limitación especial respecto a los electrodos que se pueden utilizar junto con un separador compuesto orgánico/inorgánico de la presente invención, y los electrodos pueden fabricarse mediante deposición de materiales activos de electrodos sobre un colector de corriente de acuerdo con uno de los métodos habituales y bien conocidos de la técnica. Entre los materiales activos de electrodos, un ejemplo no limitativo de materiales activos de cátodo puede incluir cualquier material activo de cátodo convencional utilizado actualmente en un cátodo de un dispositivo electroquímico convencional. En particular, como materiales activos del cátodo resultan preferentes los óxidos de manganeso y litio, los óxidos de cobalto y litio, los óxidos de níquel y litio, los óxidos de hierro y litio o los óxidos compuestos de litio. Además, un ejemplo no limitativo de materiales activos de ánodo puede incluir cualesquiera materiales activos de ánodo convencionales que se utilicen actualmente en un ánodo de un dispositivo electroquímico convencional. Particularmente, resultan preferentes como materiales activos de ánodo materiales de intercalación de litio, tales como metal de litio, aleaciones de litio, carbono, coque de petróleo, carbono activado, grafito u otros materiales carbonosos. Un ejemplo no limitativo de un colector de corriente de cátodo incluye una lámina formada de aluminio, níquel o una combinación de ambos. Un ejemplo no limitativo de un colector de corriente de ánodo incluye una lámina formada de cobre, oro, níquel, aleaciones de cobre o una combinación de los mismos.
[0065] La solución de electrolito que puede utilizarse en la presente invención incluye una sal representada por la fórmula A<+>B-, en la que A<+>representa un catión metal alcalino seleccionado del grupo que consiste en Li<+>, Na<+>, K<+>y combinaciones de los mismos, y B<->representa una sal que contiene un anión seleccionado del grupo que consiste en PF<6>-, BF<4>-, Cl-, Br, I-, ClO<4>-, AsF<6>-, CH<3>CO<2>-, CF<3>SO<3>-, N(CF<3>SO<2>)<2>-, C(CF<2>SO<2>)<3>-
y combinaciones de los mismos. La sal puede disolverse o disociarse en un solvente orgánico seleccionado del grupo que consiste en carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC), carbonato de dietilo (DEC), carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dipropilo (DPC), dimetilsulfóxido, acetonitrilo, dimetoxietano, dietoxietano, tetrahidrofurano, N-metil-2-pirrolidona (NMP), carbonato de etilmetilo (EMC), γ-butirolactona (y-butirolactona) y mezclas de los mismos. Sin embargo, la solución electrolítica que puede utilizarse en la presente invención no se encuentra limitada a los ejemplos anteriores. Más particularmente, la solución electrolítica puede ser inyectada en una etapa adecuada durante el procedimiento de fabricación de una batería, según el procedimiento de fabricación y las propiedades deseadas del producto final. En otras palabras, la solución electrolítica puede inyectarse antes de que se ensamble una batería o durante una etapa final del procedimiento de ensamblaje de una batería.
[0066] Con el fin de aplicar el separador compuesto orgánico/inorgánico según la presente invención a una batería, se puede utilizar un procedimiento de apilado (o laminación) o un procedimiento de plegado además de un procedimiento de enrollado, que es el más habitualmente utilizado. El separador compuesto orgánico/inorgánico de la presente invención presenta una excelente resistencia al pelado, por lo que las partículas inorgánicas no resultan fácilmente extraídas durante el procedimiento de ensamblaje de la batería.
[0067] Modo para la invención
[0068] A continuación en el presente documento se describen en detalle diversas realizaciones preferentes de la presente invención en aras de una mejor comprensión. Sin embargo, los ejemplos de la presente invención pueden ser modificados de diversas maneras, y no deben interpretarse como una limitación del alcance de la invención. Los ejemplos de la presente invención son solo para una mejor comprensión de la invención para el experto habitual en la materia.
[0069] Ejemplo 1
[0070] Preparación de separador compuesto orgánico/inorgánico [(PVdF--HFP/alcohol cianoetilpolivinílico)/Al2O3]
[0071] Se añadió 5 % en peso de fluoruro de polivinilideno-co-hexafluoropropileno (PVdF-HFP, ángulo de contacto con gota de agua de 100°) y 5 % en peso de alcohol cianoetilpolivinílico (ángulo de contacto con gota de agua de 30°) a acetona, respectivamente, y se disolvieron a 50 °C durante aproximadamente 12 horas para preparar una solución de polímero aglutinante. Los polvos de Al<2>O<3>se añadieron a la solución de polímero aglutinante preparada en una proporción en peso en que la mezcla de polímero/Al<2>O<3>=10/90, y después los polvos de Al<2>O<3>se pulverizaron y dispersaron durante 12 horas o más mediante molienda en molino de bolas para preparar una suspensión. En la suspensión preparada, el diámetro de Al<2>O<3>puede controlarse de acuerdo con el tamaño (o diámetro) de las perlas utilizadas y el tiempo de molienda en el molino de bolas, aunque en el presente ejemplo 1, los polvos de Al<2>O<3>se pulverizaron hasta aproximadamente 400 nm para preparar la suspensión. La suspensión preparada se utilizó para recubrir un separador de polietileno (que presentaba una porosidad de 45 %) con un grosor de 16 µm mediante recubrimiento por inmersión, y se controló el grosor de recubrimiento para que fuese de aproximadamente 4 µm sobre una superficie del separador. El tamaño de poro en la capa activa porosa formada en el separador de polietileno era del orden de 0,5 µm, y la porosidad, de 58 %. El peso de la capa activa porosa era de aproximadamente 16 g/m<2>por unidad de superficie, y se estimó que el número de partículas solo inorgánicas en la capa activa porosa era de aproximadamente 5x10<19>/m<2>, considerando el tamaño (400 nm) y la densidad (4,123 g/cc) de las partículas inorgánicas.
[0072] Ejemplo 2
[0073] Se preparó un separador compuesto orgánico/inorgánico [(PVdF-CTFE/alcohol cianoetilpolivinílico)/Al<2>O<3>] de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que se utilizó fluoruro de polivinilideno-co-tricloroetileno (PVdF-CTFE, un ángulo de contacto con gota de agua de 95°) en lugar de PVdF-HFP.
[0074] Ejemplo 3
[0075] Se preparó un separador compuesto orgánico/inorgánico [(PVdF-HFP/alcohol cianoetilpolivinílico)/BaTiO<3>] de la misma manera que el Ejemplo 1, excepto en que se utilizaron polvos de BaTiO<3>en lugar de polvos de Al<2>O<3>. La capa activa presentaba un peso de aproximadamente 22 g/m<2>, y se estimó que el número de partículas solo inorgánicas en la capa activa era de aproximadamente 4x10<19>/m<2>, considerando el tamaño (400 nm) y la densidad (5,7 g/cc) de las partículas inorgánicas.
[0076] Ejemplo comparativo 1
[0077] Se seleccionó un separador de polietileno (PE) sin recubrimiento de una capa activa porosa como Ejemplo comparativo 1.
[0078] Ejemplo comparativo 2
[0079] Se preparó un separador compuesto orgánico/inorgánico [PVdF-HFP/Al<2>O<3>] de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que no se utilizó alcohol cianoetilpolivinílico, sino un polímero aglutinante compuesto únicamente de PVdF-CTFE.
[0080] Ejemplo comparativo 3
[0081] Se preparó un separador compuesto orgánico/inorgánico [(PVdF-HFP/PVdF-CTFE)/Al<2>O<3>] de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que se utilizó PVdF-CTFE en lugar de alcohol cianoetilpolivinílico y, de esta manera, se utilizó un polímero aglutinante compuesto de PVdF-HFP y PVdF-CTFE.
[0082] Ejemplo comparativo 4
[0083] Se preparó un separador compuesto orgánico/inorgánico [PVdF-HFP/Al<2>O<3>] de la misma manera que el Ejemplo comparativo 2, excepto en que el contenido de PVdF-HFP se incrementó a 50 % en peso (PVdF-HFP/Al<2>O<3>=50/50).Análisis de las propiedades de separadores porosos compuestos orgánicos/inorgánicos
[0084] Con el fin de medir la contracción térmica de los separadores preparados según los Ejemplos 1 a 3 y los Ejemplos comparativos 1 a 4, se llevaron a cabo experimentos en los que un separador correspondiente se almacenaba en un horno calentado a 150 °C durante 1 hora y después se sacaba. Como pieza de ensayo se utilizó el separador compuesto orgánico/inorgánico [(PVdF--HFP/alcohol cianoetilpolivinílico)/Al<2>O<3>] preparado de acuerdo con el Ejemplo 1, y los separadores de los Ejemplos comparativos 1 a 3 se utilizaron como grupo de control.
[0085] Se entendería que el separador del Ejemplo 1 muestra una contracción térmica de aproximadamente 20 % en ambas direcciones: DT y DM, lo que proporciona un excelente efecto de restricción de la contracción térmica (ver la FIG.1a). Por otro lado, el separador de polietileno del Ejemplo comparativo 1, en el que no se ha introducido una capa de
recubrimiento, muestra una contracción térmica extrema de aproximadamente 90 % (ver la FIG.1b), y los separadores de los Ejemplos comparativos 2 y 3 muestran una contracción térmica de aproximadamente 60 % (ver las FIG.1c y 1d), que es mejor que la del Ejemplo comparativo 1, aunque sigue siendo significativamente alta. Además, el separador del Ejemplo comparativo 4 muestra una resistencia al pelado mejorada en comparación con los Ejemplos comparativos 2 y 3, pero muestra un deterioro del efecto de restricción de la contracción térmica (ver la FIG. 1e), y se cree que el motivo de ello es que el contenido de partículas inorgánicas se ha reducido de forma relativamente más grave que el contenido de polímero aglutinante.
[0086] Por otro lado, a fin de evaluar la resistencia al pelado de la capa activa porosa con la que se recubrieron los separadores compuestos orgánicos/inorgánicos según los ejemplos y los ejemplos comparativos, se llevó a cabo el ensayo siguiente. La expresión «fuerza de pelado» de una capa activa porosa tal como se utiliza en el presente documento se refiere a una fuerza de pelado medida de acuerdo con el ensayo siguiente.
[0087] Los separadores compuestos orgánicos/inorgánicos de las realizaciones 1 a 3 y de los Ejemplos comparativos 2 a 4 se fijaron, cada uno, firmemente a una placa de vidrio utilizando una cinta adhesiva transparente de doble cara (3M). En este momento, la pieza de ensayo presentaba una anchura de 1,5 cm y una longitud de 6 a 8 cm. Seguidamente, se midió la fuerza necesaria para separar la capa activa porosa de una película base utilizando un dispositivo de medición de fuerza de tracción (UTM, LLOYD LF PLUS), tal como se muestra en la FIG.2 para evaluar una fuerza de pelado de la capa activa porosa. Las contracciones térmicas del separador de los ejemplos y ejemplos comparativos y las fuerzas de pelado de las capas activas porosas, medidas tal como se ha mencionado anteriormente, se enumeran en la Tabla 1, a continuación.
[0088] Tabla 1
[0091]
[0093] Aplicabilidad industrial
[0094] Tal como se ha descrito anteriormente, el separador compuesto orgánico/inorgánico de la presente invención evita el problema de que las partículas inorgánicas en una capa activa porosa se extraigan durante el procedimiento de ensamblaje de un dispositivo electroquímico, aunque el contenido de partículas inorgánicas contenidas en la capa de recubrimiento poroso resulte suficiente sobre un determinado nivel. Además, debido a que la fuerza adhesiva entre la capa activa porosa y el sustrato poroso de poliolefina es fuerte, se restringe la contracción térmica del dispositivo electroquímico, aunque el dispositivo electroquímico se sobrecaliente, evitando de esta manera un cortocircuito eléctrico entre el cátodo y el ánodo. De acuerdo con lo anterior, se mejora en gran medida la estabilidad del dispositivo electroquímico.
[0095] En particular, si se forma la capa activa porosa utilizando dos tipos de polímero aglutinante según se define en la reivindicación 1, resulta posible conseguir un efecto sinérgico en la mejora de la estabilidad térmica del polímero compuesto orgánico/inorgánico.
Claims (12)
1. REIVINDICACIONES
1. Separador compuesto orgánico/inorgánico, que comprende:
(a) un sustrato poroso de poliolefina que presenta poros, y
(B) una capa activa porosa que contiene una mezcla de partículas inorgánicas y un polímero aglutinante, con el que se recubre por lo menos una superficie del sustrato poroso de poliolefina, en el que las partículas inorgánicas y el polímero aglutinante se mezclan en una proporción en peso de 50:50 a 99:1, en el que la capa activa porosa presenta una fuerza de pelado de 4,9 N/m (5 gf/cm) o superior, y una contracción térmica del separador después de haber estado en reposo a 150 °C durante 1 hora de 50 % o inferior en una dirección de la máquina (DM) o en una dirección transversal (DT), en donde la fuerza de pelado y la contracción térmica se miden tal como se describe en la especificación,
en el que el polímero aglutinante es una mezcla de un primer polímero aglutinante y un segundo polímero aglutinante,
en el que el primer polímero aglutinante es un polímero cualquiera o una mezcla de por lo menos dos polímeros seleccionados del grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilideno-cohexafluoropropileno, fluoruro de polivinilideno-co-tricloroetileno, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrilo, acetato de polivinilo, polietileno-co-acetato de vinilo, poliimida y óxido de polietileno,
en el que el segundo polímero aglutinante es cualquier polímero o una mezcla de por lo menos dos polímeros seleccionados del grupo que consiste en cianoetilpululano, alcohol cianoetilpolivinílico, cianoetilcelulosa, cianoetilsucrosa, carboximetilcelulosa, alcohol polivinílico, ácido poliacrílico, anhídrido polimaleico y polivinilpirrolidona.
2. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 1, en el que la capa activa porosa presenta una fuerza de pelado de 9,80 N/m (10 gf/cm) o superior, y una contracción térmica del separador después de haber estado en reposo a 150 °C durante 1 hora de 30 % o inferior en dirección de la máquina (DM) o en una dirección transversal (DT).
3. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 1, en el que el primer polímero aglutinante presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 70° a 140° y el segundo polímero aglutinante presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 1° a 69°, en el que el ángulo de contacto con gota de agua se mide tal como se describe en la especificación.
4. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 3, en el que el primer polímero aglutinante presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 90° a 110° y el segundo polímero aglutinante presenta un ángulo de contacto con gota de agua de 20° a 40°.
5. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 1, en el que el primer polímero aglutinante y el segundo polímero aglutinante están mezclados en una proporción en peso de 95:5 a 5:95.
6. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 1, en el que el número de partículas inorgánicas por unidad de superficie de la capa activa porosa es de 1x10<15>a 1x10<30>/m<2>.
7. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 1, en el que el peso de las partículas inorgánicas por unidad de superficie de la capa activa porosa es de 5 a 100 g/m<2>.
8. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 1, en el que la partícula inorgánica se selecciona del grupo que consiste en partículas inorgánicas que presentan una constante dieléctrica de 5 o superior, partículas inorgánicas que presentan conductividad de iones de litio, o mezclas de las mismas, en el que la partícula inorgánica que presenta una constante dieléctrica de 5 o superior es cualquier partícula inorgánica o una mezcla de por lo menos dos partículas inorgánicas seleccionadas del grupo que consiste en BaTiO<3>, Pb(Zr,Ti)O<3>(PZT), Pb<1-x>La<x>Zr<1-y>Ti<y>O<3>(PLZT), PB(Mg<3>Nb<2/3>)O<3>-PbTiO<3>(PMN-PT), hafnia (HfO<2>), SrTiO<3>, SnO<2>, CeO<2>, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO<2>, SiO<2>, Y<2>O<3>, Al<2>O<3>, SiC y TiO<2>, y en el que la partícula inorgánica que presenta conductividad de iones de litio es cualquier partícula inorgánica o una mezcla de por lo menos dos partículas inorgánicas seleccionadas del grupo que consiste en fosfato de litio (Li<3>PO<4>), fosfato de litio y titanio (Li<x>Ti<y>(PO<4>)<3>, 0<x<2, 0<y<3), fosfato de litio, aluminio y titanio (Li<x>Al<y>Ti<z>(PO<4>)<3>, 0<x<2, 0<y<1, 0<z<3), vidrio de tipo (LiAlTiP)<x>O<y>(0<x<4, 0<y<13), titanato de litio y lantano (Li<x>La<y>TiO<3>, 0<x<2, 0<y<3), tiofosfato de litio y germanio (Li<x>Ge<y>P<z>S<w>, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), nitruros de litio (Li<x>N<y>, 0<x<4, 0<y<2), vidrio de tipo SiS<2>(Li<x>Si<y>S<z>, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4) y vidrio de tipo P<2>S<5>(Li<x>P<y>S<z>, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7).
9. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 1, en el que la partícula inorgánica que presenta una constante dieléctrica de 5 o superior es cualquier partícula inorgánica piezoeléctrica o una mezcla de por lo menos dos partículas inorgánicas piezoeléctricas seleccionadas del grupo que consiste en BaTiO<3>, Pb(Zr,Ti)O<3>(PZT), Pb<1-x>La<x>Zr<1-y>Ti<y>O<3>(PLZT), PB(Mg<3>Nb<2/3>)O<3>-PbTiO<3>(PMN-PT) y hafnia (HfO<2>).
10. Separador compuesto orgánico/inorgánico según la reivindicación 1, en el que el sustrato poroso de poliolefina se forma utilizando cualquier polímero o una mezcla de por lo menos dos polímeros seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, polibutileno y polipenteno.
11. Dispositivo electroquímico que incluye un cátodo, un ánodo, un separador y un electrolito, en el que el separador es el separador compuesto orgánico/inorgánico definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Dispositivo electroquímico según la reivindicación 11, en donde el dispositivo electroquímico es una batería secundaria de litio.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070011818A KR100727248B1 (ko) | 2007-02-05 | 2007-02-05 | 다공성 활성층이 코팅된 유기/무기 복합 분리막 및 이를구비한 전기화학소자 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES3055842T3 true ES3055842T3 (en) | 2026-02-16 |
Family
ID=38359072
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES24175234T Active ES3055881T3 (en) | 2007-02-05 | 2008-02-05 | Organic/inorganic composite separator having porous active coating layer and electrochemical device containing the same |
| ES24170980T Active ES3055842T3 (en) | 2007-02-05 | 2008-02-05 | Organic/inorganic composite separator having porous active coating layer and electrochemical device containing the same |
| ES18183400T Active ES2987495T3 (es) | 2007-02-05 | 2008-02-05 | Separador compuesto orgánico/inorgánico con capa de recubrimiento activa porosa y dispositivo electroquímico que lo contiene |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES24175234T Active ES3055881T3 (en) | 2007-02-05 | 2008-02-05 | Organic/inorganic composite separator having porous active coating layer and electrochemical device containing the same |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES18183400T Active ES2987495T3 (es) | 2007-02-05 | 2008-02-05 | Separador compuesto orgánico/inorgánico con capa de recubrimiento activa porosa y dispositivo electroquímico que lo contiene |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7709152B2 (es) |
| EP (8) | EP3410515B1 (es) |
| JP (3) | JP4846849B2 (es) |
| KR (1) | KR100727248B1 (es) |
| CN (2) | CN105118949B (es) |
| BR (1) | BRPI0806419B1 (es) |
| DE (1) | DE202008018204U1 (es) |
| ES (3) | ES3055881T3 (es) |
| HU (2) | HUE051589T2 (es) |
| PL (4) | PL3410515T3 (es) |
| RU (1) | RU2455734C2 (es) |
| TW (3) | TWI517483B (es) |
| WO (1) | WO2008097013A1 (es) |
Families Citing this family (138)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006025662A1 (en) | 2004-09-02 | 2006-03-09 | Lg Chem, Ltd. | Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby |
| US8883354B2 (en) | 2006-02-15 | 2014-11-11 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
| KR100727248B1 (ko) * | 2007-02-05 | 2007-06-11 | 주식회사 엘지화학 | 다공성 활성층이 코팅된 유기/무기 복합 분리막 및 이를구비한 전기화학소자 |
| KR100754746B1 (ko) | 2007-03-07 | 2007-09-03 | 주식회사 엘지화학 | 다공성 활성층이 코팅된 유기/무기 복합 분리막 및 이를구비한 전기화학소자 |
| TWI560928B (en) * | 2012-01-20 | 2016-12-01 | Prologium Technology Co Ltd | Electricity supply system and ceramic separator thereof |
| US9231239B2 (en) | 2007-05-30 | 2016-01-05 | Prologium Holding Inc. | Electricity supply element and ceramic separator thereof |
| WO2009014388A2 (en) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Lg Chem, Ltd. | Electrochemical device and its manufacturing method |
| KR100947181B1 (ko) * | 2007-11-19 | 2010-03-15 | 주식회사 엘지화학 | 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터 및 이를 구비한전기화학소자 |
| KR101040482B1 (ko) * | 2008-03-04 | 2011-06-09 | 주식회사 엘지화학 | 다공성 코팅층이 코팅된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자 |
| HUE042537T2 (hu) | 2008-03-31 | 2019-07-29 | Zeon Corp | Porózus film és másodlagos akkumulátor elektróda |
| KR101464759B1 (ko) | 2008-08-07 | 2014-11-25 | 주식회사 엘지화학 | 2종의 분리막을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는이차전지 |
| WO2010024559A2 (ko) | 2008-08-25 | 2010-03-04 | 주식회사 엘지화학 | 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자 |
| WO2010027203A2 (ko) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | 주식회사 엘지화학 | 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자 |
| DE102009002680A1 (de) | 2009-04-28 | 2010-11-04 | Evonik Litarion Gmbh | Herstellung und Verwendung keramischer Kompositmaterialien basierend auf Polymer-Trägerfolie |
| KR102138988B1 (ko) | 2009-05-26 | 2020-07-29 | 옵토도트 코포레이션 | 나노다공성 세퍼레이터층을 이용한 리튬 배터리 |
| CN102640329B (zh) * | 2009-09-30 | 2015-11-25 | 日本瑞翁株式会社 | 二次电池用多孔膜及二次电池 |
| KR101173201B1 (ko) * | 2010-02-25 | 2012-08-13 | 주식회사 엘지화학 | 세퍼레이터의 제조방법, 이로부터 형성된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자의 제조방법 |
| KR101173202B1 (ko) * | 2010-02-25 | 2012-08-13 | 주식회사 엘지화학 | 세퍼레이터의 제조방법, 이로부터 형성된 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자의 제조방법 |
| CN101872853B (zh) * | 2010-04-21 | 2013-03-20 | 东莞新能源电子科技有限公司 | 聚合物锂离子二次电池及其隔离膜 |
| CN103283060B (zh) | 2010-07-19 | 2017-02-15 | 奥普图多特公司 | 用于电化学电池的隔膜 |
| CN101894933A (zh) * | 2010-08-06 | 2010-11-24 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种新型锂离子电池隔膜的制作方法 |
| WO2012023197A1 (ja) * | 2010-08-19 | 2012-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池および該電池用セパレータ |
| JP5532430B2 (ja) * | 2010-09-17 | 2014-06-25 | 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 | 複合多孔質膜、複合多孔質膜の製造方法並びにそれを用いた電池用セパレーター |
| KR101573380B1 (ko) * | 2010-09-17 | 2015-12-02 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지 |
| US8722256B2 (en) | 2010-10-20 | 2014-05-13 | Ut-Battelle, Llc | Multi-layered, chemically bonded lithium-ion and lithium/air batteries |
| KR101934706B1 (ko) * | 2011-02-25 | 2019-01-03 | 제온 코포레이션 | 이차 전지용 다공막, 이차 전지 다공막용 슬러리 및 이차 전지 |
| US8771880B2 (en) * | 2011-04-05 | 2014-07-08 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Binder for separator of non-aqueous electrolyte battery comprising 2-cyanoethyl group-containing polymer and separator and battery using the same |
| US8729185B2 (en) | 2011-04-05 | 2014-05-20 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for producing 2-cyanoethyl group-containing organic compound |
| US8916283B2 (en) | 2011-04-05 | 2014-12-23 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Binder for separator of non-aqueous electrolyte battery comprising 2-cyanoethyl group-containing polymer and separator and battery using the same |
| US20120258348A1 (en) * | 2011-04-05 | 2012-10-11 | Kazuhisa Hayakawa | Binder for Separator of Non-Aqueous Electrolyte Battery Comprising 2-Cyanoethyl Group-Containing Polymer and Separator and Battery Using the Same |
| JP5853400B2 (ja) * | 2011-04-21 | 2016-02-09 | ソニー株式会社 | セパレータおよび非水電解質電池、ならびに電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| KR101336076B1 (ko) * | 2011-05-23 | 2013-12-03 | 주식회사 엘지화학 | 출력 밀도 특성이 향상된 고출력의 리튬 이차전지 |
| CN102299286B (zh) | 2011-08-01 | 2014-09-03 | 华为技术有限公司 | 电池隔膜及其制备方法与锂离子电池 |
| CN102306726A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-01-04 | 沧州明珠塑料股份有限公司 | 一种复合改性聚烯烃锂离子电池隔膜及其制备方法 |
| JP2013051180A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Dexerials Corp | 電池用セパレータシート及び電池 |
| CN103035864B (zh) * | 2011-09-30 | 2017-06-06 | 天津东皋膜技术有限公司 | 具有压缩弹性热关断耐高温的涂层隔膜 |
| KR101649130B1 (ko) * | 2011-10-20 | 2016-08-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지 |
| KR101312431B1 (ko) | 2011-11-01 | 2013-09-27 | 주식회사 엘지화학 | 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자 |
| KR20130048843A (ko) * | 2011-11-03 | 2013-05-13 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 내열성 및 안정성이 우수한 폴리올레핀계 복합 미세다공막 및 이를 제조하는 방법 |
| CN103137929A (zh) * | 2011-11-24 | 2013-06-05 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法、含有该隔膜的锂离子电池 |
| TWI469426B (zh) * | 2011-12-16 | 2015-01-11 | Prologium Technology Co Ltd | 電能供應系統及其電能供應單元 |
| KR101369326B1 (ko) * | 2011-12-27 | 2014-03-04 | 주식회사 엘지화학 | 세퍼레이터의 제조방법 및 이에 따라 제조된 세퍼레이터를 구비한 전기화학소자 |
| TWI452755B (zh) * | 2011-12-29 | 2014-09-11 | Ind Tech Res Inst | 隔離膜及其製造方法 |
| KR101488917B1 (ko) | 2012-02-29 | 2015-02-03 | 제일모직 주식회사 | 유기 및 무기 혼합물 코팅층을 포함하는 분리막 및 이를 이용한 전지 |
| KR101488919B1 (ko) * | 2012-02-29 | 2015-02-03 | 제일모직 주식회사 | 유기 및 무기 혼합물 코팅층을 포함하는 분리막 및 이를 이용한 전지 |
| KR101488918B1 (ko) | 2012-02-29 | 2015-02-03 | 제일모직 주식회사 | 밀도가 조절된 코팅층을 포함하는 분리막 및 이를 이용한 전지 |
| CN102610773B (zh) * | 2012-03-06 | 2017-06-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种聚合物锂离子电池及其隔膜 |
| KR101475791B1 (ko) | 2012-03-09 | 2014-12-23 | 데이진 가부시키가이샤 | 비수계 이차전지용 세퍼레이터, 그 제조 방법 및 비수계 이차전지 |
| CN102623658B (zh) * | 2012-03-12 | 2014-10-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 隔膜及其制备方法及锂离子电池 |
| CN102751462B (zh) * | 2012-07-16 | 2015-06-17 | 中国海诚工程科技股份有限公司 | 一种动力锂离子电池及其复合隔膜 |
| TWI587561B (zh) | 2012-07-26 | 2017-06-11 | 旭化成電子材料股份有限公司 | Storage device spacer, laminated body and porous membrane |
| CN104769753B (zh) * | 2012-11-26 | 2017-06-09 | 日本瑞翁株式会社 | 电极/隔板叠层体的制造方法以及锂离子二次电池 |
| KR101535199B1 (ko) * | 2012-11-30 | 2015-07-09 | 주식회사 엘지화학 | 개선된 분산성을 갖는 슬러리 및 그의 용도 |
| TWI599087B (zh) * | 2012-12-05 | 2017-09-11 | 財團法人工業技術研究院 | 鋰電池與其形成方法 |
| KR101341196B1 (ko) * | 2012-12-10 | 2013-12-12 | 삼성토탈 주식회사 | 수계 코팅액을 이용한 유/무기 복합 코팅 다공성 분리막과 그의 제조방법 및 상기 분리막을 이용한 전기화학소자 |
| JP6008188B2 (ja) * | 2012-12-13 | 2016-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| EP2990198B1 (en) * | 2013-04-22 | 2018-09-05 | Toray Industries, Inc. | Laminated porous membrane, process for manufacturing same and separator for battery |
| US10879513B2 (en) | 2013-04-29 | 2020-12-29 | Optodot Corporation | Nanoporous composite separators with increased thermal conductivity |
| KR102685472B1 (ko) | 2013-05-15 | 2024-07-17 | 퀀텀스케이프 배터리, 인코포레이티드 | 배터리용 고상 캐소라이트 또는 전해질 |
| KR101636857B1 (ko) | 2013-08-30 | 2016-07-20 | 제일모직 주식회사 | 코팅층을 포함하는 분리막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 전지 |
| KR101676446B1 (ko) * | 2013-09-30 | 2016-11-15 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 세퍼레이터의 제조방법, 그 방법에 의해 제조된 세퍼레이터, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
| CN103515564B (zh) * | 2013-10-15 | 2017-06-30 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种复合隔膜及其制备方法 |
| CN105393383B (zh) * | 2013-10-31 | 2019-02-01 | Lg化学株式会社 | 制造用于电化学装置的隔膜的方法和由该方法制造的用于电化学装置的隔膜 |
| WO2015069045A1 (ko) | 2013-11-06 | 2015-05-14 | 주식회사 엘지화학 | 전기화학소자용 분리막 |
| WO2015076574A1 (ko) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 분리막 및 이를 이용한 이차 전지 |
| KR20150106808A (ko) | 2013-11-21 | 2015-09-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2015076575A1 (ko) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 분리막 및 이를 이용한 이차 전지 |
| WO2015076573A1 (ko) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| KR101785263B1 (ko) * | 2013-12-02 | 2017-10-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 바인더 조성물, 이에 의해 형성된 바인더를 포함하는 세퍼레이터, 상기 세퍼레이터를 포함하는 리튬 전지, 및 상기 바인더 조성물의 제조방법 |
| KR101672815B1 (ko) * | 2013-12-17 | 2016-11-04 | 주식회사 엘지화학 | 전기화학소자용 분리막 |
| CN105794033B (zh) * | 2014-01-10 | 2018-09-14 | 株式会社Lg 化学 | 具有呈现高延伸性质的隔板的电极组件和包含该电极组件的二次电池 |
| CN103904276B (zh) * | 2014-03-28 | 2017-09-19 | 东莞新能源科技有限公司 | 复合多孔隔离膜及电化学装置 |
| CN104979516B (zh) * | 2014-04-10 | 2018-08-03 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电化学装置及电化学装置隔离膜的制备方法 |
| JP6677649B2 (ja) | 2014-04-11 | 2020-04-08 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 酸焼結相互接続シリカナノ粒子の３次元多孔質ネットワークを有するミクロ多孔質物品及びその製造方法 |
| KR101962418B1 (ko) | 2014-06-24 | 2019-03-27 | 제일모직 주식회사 | 분리막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 전지 |
| KR101674985B1 (ko) | 2014-07-31 | 2016-11-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 분리막 조성물, 상기 조성물로 형성된 분리막 및 이를 이용한 전지 |
| KR101738769B1 (ko) | 2014-09-18 | 2017-05-23 | 주식회사 엘지화학 | 애노드, 이를 포함하는 리튬 이차 전지, 상기 리튬 이차 전지를 포함하는 전지 모듈 및 애노드의 제조방법 |
| JP6412760B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2018-10-24 | 旭化成株式会社 | 蓄電デバイス用セパレータ |
| JP6382051B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2018-08-29 | 旭化成株式会社 | 蓄電デバイス用セパレータ |
| JP2016081607A (ja) * | 2014-10-10 | 2016-05-16 | Tdk株式会社 | セパレータ、及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| CN104377042B (zh) * | 2014-10-17 | 2017-04-26 | 超威电源有限公司 | 一种赝电式超级电容器用离子选择性隔膜 |
| EP3193388B1 (en) | 2014-10-24 | 2019-04-10 | LG Chem, Ltd. | Secondary battery separator comprising organic/inorganic composite porous layer, and manufacturing method therefor |
| KR102238365B1 (ko) | 2014-11-21 | 2021-04-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | 고내열성 분리막, 그 제조 방법 및 이를 구비한 이차 전지 |
| CN107210411A (zh) * | 2014-12-05 | 2017-09-26 | 赛尔格有限责任公司 | 用于锂电池的改进的带涂层隔板及相关方法 |
| CN105990550A (zh) * | 2015-01-28 | 2016-10-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 复合隔膜、其制备方法以及其在锂离子电池中的应用 |
| CN105990551A (zh) * | 2015-01-28 | 2016-10-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 复合隔膜、其制备方法以及其在锂离子电池中的应用 |
| CN106159157B (zh) * | 2015-04-13 | 2018-11-16 | 北京化工大学 | 一种陶瓷聚合物复合隔膜的制备方法、该陶瓷聚合物复合隔膜及其应用 |
| US12040506B2 (en) | 2015-04-15 | 2024-07-16 | Lg Energy Solution, Ltd. | Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods |
| US10381623B2 (en) | 2015-07-09 | 2019-08-13 | Optodot Corporation | Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods |
| KR20180021797A (ko) | 2015-06-24 | 2018-03-05 | 콴텀스케이프 코포레이션 | 복합 전해질 |
| US10637028B2 (en) * | 2015-07-10 | 2020-04-28 | Lg Chem, Ltd. | Separator and electrochemical device comprising same |
| US10862158B2 (en) | 2015-09-29 | 2020-12-08 | A123 Systems Llc | High capacity anode electrodes with mixed binders for energy storage devices |
| CN105406007B (zh) * | 2015-11-05 | 2018-02-27 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种耐高电压锂离子电池复合隔膜陶瓷涂层及其构成的复合隔膜及其制备方法和应用 |
| KR101717429B1 (ko) * | 2015-11-18 | 2017-03-17 | 한국에너지기술연구원 | 유무기 복합 분리막을 포함하는 물 전기분해용 단위셀 및 그 제조방법 |
| CN105445313A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-30 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种电池隔膜的热稳定性检测方法 |
| JP7071264B2 (ja) | 2015-12-04 | 2022-05-18 | クアンタムスケイプ バテリー， インク． | リチウム、リン、硫黄、及びヨウ素含有電解質及びカソライト組成物、電気化学装置用の電解質膜、並びにこれらの電解質及びカソライトを製造するアニーリング方法 |
| CN107275673B (zh) * | 2016-04-07 | 2021-12-10 | 中国科学院物理研究所 | 一种锂电池固体电解质膜及其制备方法和应用 |
| CN109075316B (zh) * | 2016-04-19 | 2021-09-21 | 日本瑞翁株式会社 | 非水系二次电池功能层用粘接剂组合物、功能层用组合物、功能层、电池构件及电池 |
| WO2017201376A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Sion Power Corporation | Protective layers for electrodes and electrochemical cells |
| CN106207059B (zh) * | 2016-08-12 | 2020-02-21 | 联想(北京)有限公司 | 一种锂离子电池隔膜、其制备方法和应用 |
| KR101886036B1 (ko) | 2016-08-22 | 2018-08-07 | 한국과학기술연구원 | 대기 안정성이 우수한 황화물계 고체전해질의 제조방법 |
| WO2018044952A1 (en) | 2016-08-29 | 2018-03-08 | Quantumscape Corporation | Catholytes for solid state rechargeable batteries, battery architectures suitable for use with these catholytes, and methods of making and using the same |
| KR102146393B1 (ko) | 2016-08-30 | 2020-08-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 분리막, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| KR101958835B1 (ko) | 2016-10-26 | 2019-07-02 | 제일모직 주식회사 | 분리막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 전지 |
| EP3518317B1 (en) | 2016-11-18 | 2020-09-23 | LG Chem, Ltd. | Separator and electrochemical device comprising same |
| KR101809120B1 (ko) * | 2016-11-22 | 2018-01-18 | 주식회사 엘지화학 | 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자 |
| CN109792020B (zh) * | 2017-01-06 | 2022-08-26 | 株式会社Lg新能源 | 包括功能性粘合剂的电池隔板以及包括该电池隔板的电化学装置 |
| WO2018128484A1 (ko) * | 2017-01-06 | 2018-07-12 | 주식회사 엘지화학 | 기능성 바인더가 적용된 전지용 분리막 및 이를 적용한 전기화학 소자 |
| JP6759136B2 (ja) | 2017-03-21 | 2020-09-23 | 株式会社東芝 | 複合電解質、二次電池、電池パック及び車両 |
| KR102293887B1 (ko) * | 2017-07-25 | 2021-08-25 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 불산을 저감하는 물질을 포함하는 전지 분리막 |
| JP6805102B2 (ja) * | 2017-09-19 | 2020-12-23 | 株式会社東芝 | 二次電池用電極構造体、二次電池、電池パック及び車両 |
| US10998536B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-05-04 | Optodot Corporation | Multilayer nanoporous separator |
| KR20190046237A (ko) * | 2017-10-25 | 2019-05-07 | 현대자동차주식회사 | 덴드라이트 성장을 억제하는 이차전지 |
| WO2019089492A1 (en) | 2017-10-30 | 2019-05-09 | Arkema Inc. | Lithium ion battery separator |
| JP7409762B2 (ja) | 2018-01-09 | 2024-01-09 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池および非水電解液二次電池の製造方法 |
| TWI791739B (zh) * | 2018-01-18 | 2023-02-11 | 日商表面 界面工房股份有限公司 | 有機無機混成膜、積層體與包含有機無機混成膜之物品 |
| JP7217297B2 (ja) * | 2018-06-26 | 2023-02-02 | シェンチェン シニア テクノロジー マテリアル カンパニー リミテッド | 複合リチウム電池セパレータ及びその調製方法 |
| CN108923010B (zh) * | 2018-07-10 | 2021-10-22 | 福建师范大学 | 涂覆三价阳离子磷酸盐的聚合物膜的制备方法 |
| CN109256516A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-22 | 上海恩捷新材料科技有限公司 | 用于电化学装置的隔离膜、电化学装置及其制备方法 |
| KR102311810B1 (ko) * | 2018-09-21 | 2021-10-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자 |
| KR102421618B1 (ko) | 2019-03-25 | 2022-07-14 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전기화학소자용 세퍼레이터의 제조방법 |
| CN110085794A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-02 | 济南浩新实业有限公司 | 一种无纺布高分子材料复合隔膜 |
| CN110808410B (zh) * | 2019-10-10 | 2022-01-25 | 武汉瑞科美新能源有限责任公司 | 一种锂金属电池的固态电解质及其制备方法、应用和锂金属电池 |
| WO2021174442A1 (zh) | 2020-03-04 | 2021-09-10 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和包含其的电子装置 |
| CN111463480B (zh) * | 2020-03-20 | 2022-10-14 | 东华大学 | 一种滤膜基高性能复合固态电解质薄膜及其制备方法和应用 |
| JP7476339B2 (ja) * | 2020-04-06 | 2024-04-30 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | 電気化学素子用の分離膜及びその製造方法 |
| WO2021208071A1 (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-21 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 组合物、复合隔膜及其制备方法以及锂离子电池 |
| CN112216929A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-12 | 中材锂膜有限公司 | 一种高浸润特性的锂电池隔膜及其制备方法 |
| CN117256062A (zh) | 2021-04-29 | 2023-12-19 | 24M技术公司 | 具有多个隔膜的电化学电池及其生产方法 |
| KR20230115111A (ko) * | 2022-01-26 | 2023-08-02 | 주식회사 엘지화학 | 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
| CN114335904B (zh) * | 2022-02-28 | 2022-07-12 | 湖南中锂新材料科技有限公司 | 一种锂电池复合隔膜及其制备方法和应用 |
| KR102797955B1 (ko) | 2022-06-09 | 2025-04-22 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 이차전지용 분리막, 이의 제조방법 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지 |
| EP4404366A4 (en) * | 2022-06-14 | 2025-03-26 | LG Energy Solution, Ltd. | Lithium secondary battery with negative electrode active material based on Si |
| WO2024007159A1 (zh) * | 2022-07-05 | 2024-01-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件、二次电池、电池模块、电池包及用电装置 |
| KR20240015343A (ko) * | 2022-07-27 | 2024-02-05 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이종 바인더가 블렌딩된 이차전지 전극용 절연 조성물, 그 제조방법 및 상기 전연 조성물을 포함하는 이차전지 전극 |
| TW202443944A (zh) | 2022-12-16 | 2024-11-01 | 美商２４Ｍ科技公司 | 用於最小化及預防電化電池中形成枝晶的系統及方法 |
| US12431545B1 (en) | 2024-03-26 | 2025-09-30 | 24M Technologies, Inc. | Systems and methods for minimizing and preventing dendrite formation in electrochemical cells |
| CN121416762A (zh) * | 2025-12-29 | 2026-01-27 | 比亚迪股份有限公司 | 一种隔膜及其制备方法、电池、电池组及用电设备 |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2140936C1 (ru) * | 1997-04-15 | 1999-11-10 | Ельяшевич Галина Казимировна | Микропористая полиэтиленовая пленка и способ ее получения |
| JP3175730B2 (ja) * | 1998-04-27 | 2001-06-11 | 住友化学工業株式会社 | 非水電解質電池セパレーターとリチウム二次電池 |
| EP1047140B1 (en) * | 1999-04-02 | 2008-05-14 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Battery separator, process for producing the same, and alkaline battery |
| DE19916109A1 (de) * | 1999-04-09 | 2000-10-12 | Basf Ag | Als Separatoren in elektrochemischen Zellen geeignete Verbundkörper |
| US6328770B1 (en) * | 1999-11-23 | 2001-12-11 | Valence Technology (Nevada), Inc. | Method of making multi-layer electrochemical cell devices |
| US6492295B2 (en) * | 2000-03-15 | 2002-12-10 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | Composite catalyst for solid polymer electrolyte type fuel cell and processes for producing the same |
| EP1310005B9 (en) * | 2000-08-12 | 2011-06-22 | LG Chemical Co., Ltd. | Multi-component composite film method for preparing the same |
| US6878484B2 (en) * | 2000-11-01 | 2005-04-12 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Separator for secondary battery and method for producing the same |
| JP4563039B2 (ja) * | 2003-02-21 | 2010-10-13 | パナソニック株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| US20050031943A1 (en) * | 2003-08-07 | 2005-02-10 | Call Ronald W. | Battery separator and method of making same |
| CN1882436B (zh) * | 2003-11-19 | 2010-12-15 | 东燃化学株式会社 | 复合微多孔膜及其制造方法和用途 |
| US20050208383A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-22 | Hiroki Totsuka | Electronic component separator and method for producing the same |
| JP4974448B2 (ja) * | 2004-04-07 | 2012-07-11 | 株式会社巴川製紙所 | 電子部品用セパレータの製造方法 |
| 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 |
| JP4625296B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2011-02-02 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池およびこれを用いた電子機器 |
| HUE069800T2 (hu) * | 2004-07-07 | 2025-04-28 | Lg Energy Solution Ltd | Új szerves/szervetlen kompozit porózus film és ezzel elõállított elektrokémiai eszköz |
| KR100749301B1 (ko) * | 2004-07-07 | 2007-08-14 | 주식회사 엘지화학 | 신규 유/무기 복합 다공성 필름 및 이를 이용한 전기 화학소자 |
| AU2005272929A1 (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Lumiport, Llc | Skin treatment phototherapy device |
| JPWO2006025602A1 (ja) * | 2004-09-03 | 2008-05-08 | 株式会社日本触媒 | リチウム２次電池用正極材料組成物の製造方法 |
| JP4526352B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2010-08-18 | 日東電工株式会社 | 電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムとそれを用いた電池の製造方法 |
| KR100775310B1 (ko) * | 2004-12-22 | 2007-11-08 | 주식회사 엘지화학 | 유/무기 복합 다공성 분리막 및 이를 이용한 전기 화학소자 |
| JP2006289657A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 多層多孔膜 |
| KR100858214B1 (ko) | 2005-06-27 | 2008-09-10 | 주식회사 엘지화학 | 이질적 표면을 갖는 2층 구조의 유/무기 복합 다공성분리막 및 이를 이용한 전기 화학 소자 |
| JP2006032359A (ja) * | 2005-08-19 | 2006-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電池用セパレータの製造方法および電池の製造方法 |
| JP2008143005A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Kasai Kogyo Co Ltd | 積層成形品の成形方法 |
| KR100727248B1 (ko) * | 2007-02-05 | 2007-06-11 | 주식회사 엘지화학 | 다공성 활성층이 코팅된 유기/무기 복합 분리막 및 이를구비한 전기화학소자 |
| KR102007231B1 (ko) | 2018-11-08 | 2019-10-23 | 한국전력공사 | 유입 변압기의 고장 유형 진단 시스템 및 방법 |
-
2007
- 2007-02-05 KR KR1020070011818A patent/KR100727248B1/ko active Active
-
2008
- 2008-02-04 TW TW103136664A patent/TWI517483B/zh active
- 2008-02-04 TW TW101106403A patent/TWI464937B/zh active
- 2008-02-04 TW TW097104303A patent/TWI364864B/zh active
- 2008-02-05 US US12/158,934 patent/US7709152B2/en active Active
- 2008-02-05 EP EP18183400.3A patent/EP3410515B1/en active Active
- 2008-02-05 PL PL18183400.3T patent/PL3410515T3/pl unknown
- 2008-02-05 PL PL08712357T patent/PL2122714T3/pl unknown
- 2008-02-05 EP EP13190775.0A patent/EP2693526B1/en active Active
- 2008-02-05 BR BRPI0806419A patent/BRPI0806419B1/pt active IP Right Grant
- 2008-02-05 DE DE202008018204U patent/DE202008018204U1/de not_active Expired - Lifetime
- 2008-02-05 PL PL24175234.4T patent/PL4401232T3/pl unknown
- 2008-02-05 JP JP2009548167A patent/JP4846849B2/ja active Active
- 2008-02-05 HU HUE08712357A patent/HUE051589T2/hu unknown
- 2008-02-05 EP EP13190798.2A patent/EP2693527A1/en not_active Withdrawn
- 2008-02-05 WO PCT/KR2008/000706 patent/WO2008097013A1/en not_active Ceased
- 2008-02-05 EP EP24175234.4A patent/EP4401232B1/en active Active
- 2008-02-05 ES ES24175234T patent/ES3055881T3/es active Active
- 2008-02-05 CN CN201510430873.0A patent/CN105118949B/zh active Active
- 2008-02-05 ES ES24170980T patent/ES3055842T3/es active Active
- 2008-02-05 EP EP25190188.0A patent/EP4611157A1/en active Pending
- 2008-02-05 RU RU2009133291/07A patent/RU2455734C2/ru active
- 2008-02-05 CN CN200880000072.9A patent/CN101542777B/zh active Active
- 2008-02-05 EP EP24170980.7A patent/EP4379943B1/en active Active
- 2008-02-05 PL PL24170980.7T patent/PL4379943T3/pl unknown
- 2008-02-05 EP EP20187833.7A patent/EP3754752A1/en not_active Ceased
- 2008-02-05 EP EP08712357.6A patent/EP2122714B1/en active Active
- 2008-02-05 HU HUE18183400A patent/HUE067052T2/hu unknown
- 2008-02-05 ES ES18183400T patent/ES2987495T3/es active Active
-
2011
- 2011-08-19 JP JP2011179838A patent/JP5705682B2/ja active Active
-
2015
- 2015-02-25 JP JP2015034971A patent/JP6069677B2/ja active Active
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES3055842T3 (en) | Organic/inorganic composite separator having porous active coating layer and electrochemical device containing the same | |
| ES3055879T3 (en) | Organic/inorganic composite separator and electrochemical device containing the same | |
| CN101669231B (zh) | 具有不同种类的隔板的电化学设备 | |
| ES2949703T3 (es) | Método para producir un separador | |
| KR101040482B1 (ko) | 다공성 코팅층이 코팅된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자 | |
| KR20140014304A (ko) | 사이클 특성이 개선된 전기화학소자 | |
| KR20120035359A (ko) | 사이클 특성이 개선된 전기화학소자 | |
| JP5902692B6 (ja) | サイクル特性が改善した電気化学素子 |