專利名稱：電化學(xué)裝置及其無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學(xué)裝置領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種電化學(xué)裝置及其無機(jī)/ 有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，以及無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著人們對能量儲存技術(shù)興趣的日益增加，電池已被普遍用作移動(dòng)電話、 小型可攜式攝像機(jī)、筆記本電腦、個(gè)人電腦和電動(dòng)車中的能源，因此，對電池的研究和開發(fā)越來越廣泛。在這一點(diǎn)上，電化學(xué)裝置是令人非常感興趣的主題，尤其是可再充電二次電池的開發(fā)更是成為關(guān)注的焦點(diǎn)。二次電池為能借助化學(xué)能和電能之間的可逆互換來進(jìn)行反復(fù)充電和放電循環(huán)的化學(xué)電池，可分成Ni-MH 二次電池和鋰二次電池。鋰二次電池包括二次鋰金屬電池、二次鋰離子電池、二次鋰聚合物電池、二次鋰離子聚合物電池等。由于鋰二次電池具有比使用水溶液電解液的常規(guī)電池(如Mi-MH電池)更高的驅(qū)動(dòng)電壓和能量密度，因此成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。但是，大多數(shù)鋰二次電池具有不同的安全性， 這取決于幾種因素，電池的安全性評價(jià)和保證是要考慮的非常重要的因素。因此，安全標(biāo)準(zhǔn)對電池安全性和/或燃燒方面有著非常嚴(yán)格地限制。為了防止正極和負(fù)極之間短路，目前，鋰離子電池和鋰離子聚合物電池使用聚烯烴基隔膜。但是，由于聚烯烴基隔膜具有200°C或更低的熔點(diǎn)，因此當(dāng)電池溫度由于內(nèi)部或外部因素升高時(shí)，它們會收縮或熔融，導(dǎo)致體積變化，以致由隔膜的收縮或熔融引起的電池正負(fù)極之間短路的可能性很高，容易導(dǎo)致意外事故，如由放電引起的電池爆炸。因此，必須提供一種在高溫下不會引起熱收縮的隔膜。為了解決與聚烯烴基隔膜有關(guān)的上述問題，業(yè)界已進(jìn)行了使用無機(jī)材料作為常規(guī)隔膜替代物開發(fā)電解質(zhì)的多種嘗試，這種電解質(zhì)可大致分為以下兩類第一類是通過使用具有鋰離子傳導(dǎo)性的無機(jī)顆粒，與多孔性基材復(fù)合得到復(fù)合型隔膜，但是，這種復(fù)合型隔膜的離子傳導(dǎo)性低，無機(jī)顆粒和多孔性基材的界面電阻高；第二類是通過使用有鋰離子傳導(dǎo)性的無機(jī)顆粒與由多孔性基材和液體電解質(zhì)形成的凝膠聚合物電解質(zhì)混合或不混合得到的電解質(zhì)，但是，這種情況下引入的無機(jī)材料要比聚合物和液體電解質(zhì)的總量小，因此其僅僅具有輔助由液體電解質(zhì)產(chǎn)生的鋰離子傳導(dǎo)性的補(bǔ)充功能。如上所述，使用無機(jī)顆粒的現(xiàn)有電解質(zhì)具有以下的共同問題首先，當(dāng)不使用液體電解質(zhì)時(shí)，無機(jī)顆粒之間以及無機(jī)顆粒和多孔性基材之間的界面電阻過度增加，導(dǎo)致電池性能下降；其次，當(dāng)引入過量的無機(jī)材料時(shí)，由于其脆性，上述電解質(zhì)的處理難以實(shí)現(xiàn)，因此，使用這種電解質(zhì)難以組裝電池。特別地，迄今為止進(jìn)行的大多數(shù)努力都是開發(fā)獨(dú)立式薄膜形式的含無機(jī)顆粒的復(fù)合型電解質(zhì)，但是，由于薄膜的機(jī)械性能差(如高脆性)，實(shí)際上很難在電池中應(yīng)用這種電解質(zhì)。即使能通過降低無機(jī)顆粒的含量來提高機(jī)械性能，但無機(jī)顆粒和液體電解質(zhì)的混合物也會由于液體電解質(zhì)而導(dǎo)致機(jī)械性能明顯下降，造成隨后的電池組裝失敗。如果在電池組裝后再注入液體電解質(zhì)，電解液在電池中分散需要的時(shí)間太長，并且由于無機(jī)/有機(jī)復(fù)合薄膜中的聚合物含量較高而導(dǎo)致電解液的實(shí)際潤濕性差。另外，為了提高安全性而加入無機(jī)顆粒，會導(dǎo)致鋰離子傳導(dǎo)性明顯降低。此外，由于電解質(zhì)內(nèi)沒有孔，或即使有的話，也只是具有大小為幾個(gè)埃(A)的孔和很低的孔隙率，因此電解質(zhì)不能充分地用作隔膜。有鑒于此，確有必要提供一種能夠避免上述電性能問題和安全事故的電化學(xué)裝置及其無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電性能和安全性能較好的電化學(xué)裝置及其無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，以改善常規(guī)聚烯烴基隔膜的熱安全性。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其包括多孔性基材和附著在多孔性基材上的活性層，其中，活性層含有無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑的混合物。作為上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的一種改進(jìn)，所述粘接劑為偶聯(lián)劑，或聚丙烯酸，或聚丙烯酸與聚丙烯酸鹽的混合物，或偶聯(lián)劑與聚丙烯酸的混合物，或偶聯(lián)劑與聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽的混合物。作為上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的一種改進(jìn)，所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑， 其分解溫度大于200°c，所述聚丙烯酸鹽為聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀。作為上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的一種改進(jìn)，所述硅烷類偶聯(lián)劑為水性硅氧烷、環(huán)氧基硅烷、雙氨基硅烷、酰氧基硅烷、芳香基硅烷或者乙烯基硅烷中的任意一種或幾種。作為上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的一種改進(jìn)，所述聚丙烯酸的分子量為 2000-10000000，聚丙烯酸鹽的分子量為2000-10000000。作為上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的一種改進(jìn)，所述聚丙烯酸的分解溫度大于 200 "C。作為上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的一種改進(jìn)，所述無機(jī)顆粒的粒徑優(yōu)選為 0.l-2Mm。本發(fā)明提供的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，足夠用作隔膜來防止電池正極和負(fù)極之間的電接觸和使離子從中通過，能夠改善克服聚烯烴基隔膜熱安全性差的缺陷，并表現(xiàn)出優(yōu)異的鋰離子傳導(dǎo)性和良好的電解液浸潤吸收能力。本發(fā)明通過在多孔性基材的表面上涂覆無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑聚合物的混合物得到無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，存在于基材自身中的孔和活性層中的無機(jī)顆粒之間的間隙形成的均勻結(jié)構(gòu)允許無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜用作隔膜。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過使用無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑聚合物形成的常規(guī)固體電解質(zhì)沒有孔結(jié)構(gòu)，或即使有的話，也只是具有孔徑大小幾個(gè)埃的不規(guī)則孔結(jié)構(gòu)。因此，它們不適宜用作鋰離子可通過的隔膜，導(dǎo)致電池性能下降。相比之下，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜在多孔性基材和活性層中都有均勻的孔結(jié)構(gòu)，并且孔結(jié)構(gòu)允許鋰離子從中平穩(wěn)地通過。在現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)隔膜或聚合物電解質(zhì)形成為獨(dú)立式薄膜的形狀，然后與電極一起組裝。相比之下，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜通過在有孔的多孔性基材表面上直接涂覆形成，因而多孔性基材和活性層上的孔可彼此固定，并在活性層和多孔性基材之間提供牢固的物理粘結(jié)。因此，本發(fā)明可改善與機(jī)械性能有關(guān)的問題如脆性。另外，多孔性基材和活性涂層之間增加的界面粘合力可降低界面電阻。事實(shí)上，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜包括有機(jī)地粘結(jié)到多孔性基材上的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔層。另外，活性層不會影響多孔性基材中存在的孔結(jié)構(gòu)，因此可保持孔結(jié)構(gòu)。此外，活性層自身也具有由無機(jī)顆粒形成的均勻孔結(jié)構(gòu)。由于上述孔結(jié)構(gòu)隨后被注入的液體電解質(zhì)充滿，因此無機(jī)顆粒之間或無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑聚合物之間產(chǎn)生的界面電阻被大大降低。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜由于耐熱無機(jī)顆粒而表現(xiàn)出高的熱安全性。換句話說，常規(guī)聚烯烴基隔膜在高溫下引起熱收縮，是因?yàn)樗鼈兙哂?20-140°C或 150-170°C的熔點(diǎn)，但本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜因無機(jī)顆粒的耐熱性而不會引起熱收縮。因此，使用上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜作為隔膜的電化學(xué)裝置，即使在極端條件下(如高溫、過充電等)，也不會出現(xiàn)由正極和負(fù)極之間的內(nèi)部短路引起的安全性降低。 因此，這種電化學(xué)裝置與常規(guī)電池相比具有優(yōu)異的安全性特性。由氧化鋁和二氧化硅混合涂布在PET上制成無紡布料，為本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的技術(shù)。但是，這種復(fù)合薄膜不使用粘結(jié)劑聚合物來支撐和互連無機(jī)顆粒。另外，對無機(jī)顆粒的粒徑和均勻性以及無機(jī)顆粒形成的孔結(jié)構(gòu)沒有正確的認(rèn)識。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的這種復(fù)合薄膜會導(dǎo)致電池性能下降。更特別地，當(dāng)無機(jī)顆粒具有較大直徑時(shí)，在相同固體含量下得到的活性層厚度增加，會導(dǎo)致機(jī)械性能下降。而且，由于過大的孔徑，在電池充電/放電循環(huán)過程中存在極大的內(nèi)部短路可能性。此外，由于沒有用于固定的粘結(jié)劑，最終形成的薄膜在多孔性基材上容易剝離，難以應(yīng)用在實(shí)際電池組裝過程中。例如，現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)合薄膜可能無法適應(yīng)于層壓過程。相比之下，我們認(rèn)識到，控制本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的孔隙率和孔徑大小是影響電池性能的一個(gè)重要因素，因此，我們改變和優(yōu)化了無機(jī)顆粒的粒徑，無機(jī)顆粒與粘結(jié)劑聚合物作為粘結(jié)劑用于互連和穩(wěn)定地固定它們自身之間。無機(jī)顆粒和耐熱多孔性基材表面之間以及無機(jī)顆粒和基材中一部分孔間存在的無機(jī)顆粒，可防止最終形成的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的機(jī)械性能降低。由于本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜中的粘結(jié)劑有高的電解液溶脹程度，電池組裝后注入的電解液可滲入到粘結(jié)劑內(nèi)，滲入其中的電解液具有傳導(dǎo)電解質(zhì)離子的能力。 因此，與常規(guī)無機(jī)/有機(jī)復(fù)合型電解質(zhì)相比，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜可提高電化學(xué)裝置的電池性能；與常規(guī)疏水性聚烯烴基隔膜相比，電池電解液的潤濕性得到提高，并允許使用極性電解液。當(dāng)本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的活性層中使用的無機(jī)顆粒具有高的介電常數(shù)和/或高鋰離子傳導(dǎo)性時(shí)，無機(jī)顆?？商岣咪囯x子傳導(dǎo)性以及耐熱性，從而有利于電池性能的提高。因此，上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜中，無機(jī)顆粒優(yōu)選為介電常數(shù)> 5，導(dǎo)熱系數(shù)< 0. lw/m. k的電子絕緣材料。在本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜中，對涂有機(jī)顆粒和粘結(jié)劑的混合物的基材沒有特殊限制，只要是具有孔的多孔性基材即可。本發(fā)明可使用的多孔性基材的非限制性的例子包括聚乙烯、聚丙烯，優(yōu)選厚度為Ι-lOOMffl，更優(yōu)選為10-20Mm。當(dāng)孔徑大小和孔隙率分別小于0. OlMffl和5%時(shí)，多孔性基材可能會起電阻層的作用。當(dāng)孔徑大小和孔隙率分別大于50Mm和95%時(shí)，機(jī)械性能難以保持。因此，作為上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的一種改進(jìn)，所述多孔性基材為PE (聚乙烯)、PP (聚丙烯)或者PP/PE/PP三層復(fù)合微孔薄膜，孔隙率為20% 60%，厚度為5Mm 50Mm。在本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜中，在多孔性基材表面上或其一部分孔上的活性層中的組分之一是目前現(xiàn)有技術(shù)中使用的無機(jī)顆粒。無機(jī)顆粒允許在它們之間形成間隙，借此用于形成微孔和保持作為隔片時(shí)的物理形狀。另外，由于無機(jī)顆粒的特征在于它們的物理性質(zhì)即使在200°C或更高的溫度下也不會變化，因此使用無機(jī)顆粒的本發(fā)明無機(jī)/ 有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜具有優(yōu)異的耐熱性。在本發(fā)明的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜中，在多孔性基材表面上或其一部分孔上形成的活性層中的組分之一是本領(lǐng)域中目前未使用的粘結(jié)劑。粘結(jié)劑用于在它們的自身之間互連和穩(wěn)定地固定無機(jī)顆粒，防止最終形成的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的機(jī)械性能降低。當(dāng)粘結(jié)劑具有離子傳導(dǎo)性時(shí)，還可進(jìn)一步提高電化學(xué)裝置的性能，因此，優(yōu)選具有盡可能高的介電常數(shù)的粘接劑。因?yàn)辂}在電解質(zhì)中的離解程度取決于所用溶劑的介電常數(shù)，具有較高介電常數(shù)的粘接劑可提高鹽在本發(fā)明所用電解質(zhì)中的離解程度。粘結(jié)劑的介電常數(shù)可為1.0-100(在IkHz的頻率下測量)，并優(yōu)選10或更高。可在本發(fā)明中使用的粘合劑的非限制性例子包括水性硅氧烷、Y-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、Y -(甲氧丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、β - (3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、γ - (2，3環(huán)氧丙烷基)丙基三甲基硅烷、Y-巰基丙基三甲氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、Y-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、及其他環(huán)氧基硅烷、雙氨基硅烷、2-氨乙基-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷、2-氨乙基-3-氨丙基-三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、三氨基官能化丙基三甲氧基硅烷、N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、酰氧基硅烷、二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷、芳香基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和乙烯基硅烷，也可以使用分子量在2000和10000000之間的純聚丙烯酸水溶液，或聚丙烯酸與聚丙烯酸鈉，以任意比混合而成的混合水溶液。其它材料可單獨(dú)使用或聯(lián)合使用，只要它們滿足上述特征即可。對無機(jī)顆粒的選擇沒有特殊的限制，只要它們在電化學(xué)上是穩(wěn)定的即可。換句話說，對可在本發(fā)明中使用的無機(jī)顆粒沒有特殊限制，只要他們在應(yīng)用其的電池的驅(qū)動(dòng)電壓 (例如基于Li/Li+的0-5v)范圍內(nèi)不會發(fā)生氧化和/或還原即可。特別地，優(yōu)選使用具有盡可能高的離子傳導(dǎo)性的無機(jī)顆粒，因?yàn)檫@種無機(jī)顆粒能提高離子傳導(dǎo)性和電化學(xué)裝置的性能。另外，當(dāng)使用具有低熱導(dǎo)率的無機(jī)顆粒時(shí)，它們有助于在電池發(fā)生短路發(fā)熱時(shí)，有效防止局部熱量向周圍擴(kuò)散，抑制電池起火或燃燒。此外，當(dāng)使用具有高介電常數(shù)的無機(jī)顆粒時(shí)，它們會有助于增加液體電解質(zhì)內(nèi)的電解質(zhì)鹽(如鋰鹽)的離解程度，從而提高電解液的離子傳導(dǎo)性。作為上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的一種改進(jìn)，所述電子絕緣材料優(yōu)選為 SiO2, A1203、CaO、TiO2, ZnO, MgO, ZrO2, SnO2 中的任意一種或幾種。此外，無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜還可包括除了無機(jī)顆粒和粘合劑以外的添加劑作為活性層的其余組分。如上所述，本發(fā)明通過將無機(jī)顆粒和粘合劑的混合物涂覆到多孔性基材上，使形成的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜上具有包含在多孔性基材自身中的孔，并由于形成在基材上的無機(jī)顆粒之間的間隙而在基材中以及在活性層中形成孔結(jié)構(gòu)。無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的孔徑大小和孔隙率主要取決于無機(jī)顆粒的粒徑，例如，當(dāng)使用粒徑為IMffl或更低的無機(jī)顆粒時(shí)，形成的孔具有IMffl或更小的孔徑。上述孔結(jié)構(gòu)隨后會充滿注入的電解液，電解液用于傳導(dǎo)離子，因此，孔的孔徑大小和孔隙率是控制無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的離子傳導(dǎo)性的重要困素。優(yōu)選地，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的孔徑大小和孔隙率分別為 0.Ol-IOMm 和 5-95%。本發(fā)明的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜對厚度沒有特殊限制，可根據(jù)電池性能進(jìn)行厚度控制，其厚度優(yōu)選為Ι-lOOMffl，更優(yōu)選為2_30Mffl，薄膜厚度的控制可有助于提高電池性能。本發(fā)明的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜對無機(jī)顆粒和粘合劑的混合比沒有特殊限制，可根據(jù)最終要形成的薄膜的厚度和結(jié)構(gòu)選擇適當(dāng)?shù)谋壤?。本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜可與微孔隔膜(例如聚烯烴基隔膜)一起應(yīng)用到電池上，這根據(jù)最終形成的電池的特性而定。綜上所述，本發(fā)明通過使用多孔性基材、無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑形成的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜來克服常規(guī)聚烯烴基隔膜熱安全性差的缺陷；具有良好的抗氧化作用，可以在高電壓正極材料體系鋰電池中防止隔離膜被氧化；具有比常規(guī)聚烯烴基隔膜好的電解液吸收和浸潤能力，可以有效改善大尺寸鋰電池中電解液吸收和浸潤的問題，有效改善電池析鋰問題。因此，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜能提高使用它作為隔膜的電化學(xué)裝置的性能和安全性。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的制備方法，其包括以下步驟a)將粘結(jié)劑溶解在溶劑中形成溶液；b)向由步驟a)得到的溶液中加入無機(jī)顆粒并將其混合均勻形成混合物，按重量百分比計(jì)，無機(jī)顆粒在所述混合物中的含量為60_85wt% ；以及c)將上述混合物涂布于多孔性基材的表面上或多孔性基材中的部分孔上，然后干燥，制得無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜。作為上述制備方法的一種改進(jìn)，所述溶液的濃度為1 99wt%，pH值為4. 0 6. 0。作為上述制備方法的一種改進(jìn)，所述溶液的濃度優(yōu)選為20 40wt%，pH值優(yōu)選為 4. 0 4. 5。以下，將詳細(xì)說明本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的制備方法。在步驟a)中，優(yōu)選的溶劑應(yīng)具有類似于所用粘接劑溶解度的參數(shù)和低沸點(diǎn)。這種溶劑可與粘接劑均勻混合，并在涂覆多孔性基材后能容易除去，可使用的溶劑的非限制性例子包括水、N-甲基-2吡咯烷酮、環(huán)己酮或其混合物。在步驟b)中，優(yōu)選在將無機(jī)顆粒加入到粘合劑溶液之前將其粉碎，粉碎所需的時(shí)間優(yōu)選為1-20小時(shí)，粉碎后顆粒的粒徑優(yōu)選為0. l-2Mm?？墒褂贸Ｒ?guī)粉碎方法，優(yōu)選使用高能球磨方法。這是由于雖然對包含無機(jī)顆粒和粘合劑溶液的混合物的組成沒有特殊限制， 但這種組成可有助于控制最終形成的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的厚度、孔徑大小和孔隙率。在步驟C)中，為了用無機(jī)顆粒和粘合劑溶液的混合物涂覆多孔性基材，可使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法，可使用方法包括浸涂、模頭涂、輥涂、comma涂或其組合。 另外，當(dāng)將包含無機(jī)顆粒和聚合物的混合物涂覆在多孔性基材上時(shí)，可涂覆多孔性基材的任意一個(gè)或兩個(gè)表面。當(dāng)然，也可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)方法制造無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜。此外，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種電化學(xué)裝置，其包括正極、負(fù)極、 電解液和位于正極和負(fù)極之間的薄膜，其中，薄膜為本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔薄膜。電化學(xué)裝置包括發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的任何裝置，其具體例子包括各種原電池、二次電池、燃料電池、太陽能電池或電容器。優(yōu)選地，電化學(xué)裝置為鋰二次電池，包括鋰金屬二次電池、鋰離子二次電池、鋰聚合物二次電池或鋰離子聚合物二次電池。根據(jù)本發(fā)明，電化學(xué)裝置中包含的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜用作隔膜，除了上述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，還可一起使用微孔隔膜，例如聚烯烴基隔膜?？赏ㄟ^本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)方法制造電化學(xué)裝置。在制造電化學(xué)裝置的方法的一個(gè)實(shí)施方案中，通過使用插在正極和負(fù)極之間的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜組裝電化學(xué)裝置，然后注入電解液?？赏ㄟ^本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法在電流集電器上施加電極活性材料來形成能與本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜一起應(yīng)用的電極。特別地，正極活性材料可包括常規(guī)電化學(xué)裝置的正極中目前使用的任何常規(guī)正極活性材料，其非限制性例子包括嵌鋰材料， 如鋰錳氧化物、鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰鐵氧化物或它們的復(fù)合氧化物。另外，負(fù)極活性材料可包括常規(guī)電化裝置的負(fù)極中目前使用的任何常規(guī)負(fù)極活性材料，其非限制性例子包括嵌鋰材料，如鋰金屬、鋰合金、碳、石油焦、活性炭、石墨或碳質(zhì)材料。正極電流集電器的非限制性例子包括由鋁、鎳或其組合形成的箔，負(fù)極電流集電器的非限制性例子包括由銅、 金、鎳、銅合金或其組合形成的箔?？稍诒景l(fā)明電化學(xué)裝置中使用的電解液包括由式A+B-表示的鹽，其中A+代表選自Li+、Na+、K+和它們的組合中的堿金屬陽離子，B—代表選自PF6_、BF4_、Cl_、Br_、Γ、C104_、 ASF6_、CH3C02_、CF3S03_、N(CF3SO2)C(CF2SO2)3_和它們的組合中的陰離子，以及在有機(jī)溶劑中溶解或離解的鹽。其中，有機(jī)溶劑選自碳酸丙烯酯(PC)、碳乙酸乙烯(EC)、碳酸二乙酯 (DEC)碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲基亞砜、乙腈、二甲氧基乙烷、四氫呋喃、 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸乙基甲基酯(EMC)、r_ 丁丙酯和它們的混合物。但是，可在本發(fā)明中使用的電解液并不限于上述例子。更特別地，根據(jù)制造方法和最終產(chǎn)品性能的需要，可在電化學(xué)裝置的制造過程中在合適的步驟中注入電解液。換句話說，可在組裝電化學(xué)裝置前或在組裝電化學(xué)裝置的最后步驟中注入電解液。可將無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜應(yīng)用到電池上的方法不僅包括隔膜和電極的常規(guī)卷繞方法，而且包括隔膜和電極的層壓(堆疊)和折疊方法。當(dāng)本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜應(yīng)用于層壓方法時(shí)，可顯著提高電池的熱安全性，因?yàn)榕c通過卷繞方法形成的電池相比，通過層壓和折疊方法形成的電池通常表現(xiàn)出更劇烈的隔膜熱收縮。另外，當(dāng)使用層壓方法時(shí)，存在這樣一種優(yōu)點(diǎn)，即利用本發(fā)明的無機(jī)/ 有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜中存在的聚合物的優(yōu)異粘合性可容易地組裝電池。此時(shí)，可根據(jù)無機(jī)顆粒的含量和聚合物的含量和性質(zhì)控制粘合性。更特別地，當(dāng)聚合物的極性增加和當(dāng)聚合物的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或熔點(diǎn)(Tm)降低時(shí)，在無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜和電極之間可得到更高的粘合性。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有聚乙烯薄膜的掃描電鏡圖。圖3為本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的掃描電鏡圖。圖4為采用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池與采用現(xiàn)有聚乙烯薄膜的鋰二次電池的C-速率特性對比圖。圖5為采用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池與采用現(xiàn)有聚乙烯薄膜的鋰二次電池的循環(huán)特性對比圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明電池組進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式
僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明。請參閱圖1所示，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜包括包括多孔性基材102(多孔性基材102上的孔未示出)和附著在多孔性基材102上的活性層，活性層含有無機(jī)顆粒 104和粘結(jié)劑106的混合物，其中，粘接劑為偶聯(lián)劑，或聚丙烯酸，或聚丙烯酸與聚丙烯酸鹽的混合物，或偶聯(lián)劑與聚丙烯酸的混合物，或偶聯(lián)劑與聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽的混合物。以下將通過具體實(shí)施例對無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的制備進(jìn)行說明。實(shí)施例1
1-1.無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜(AI2O3ZPAA-PAAS)的制備
向去離子水中加入含量約為50wt% WAl2O3粉末攪拌lh，然后加入以固體含量計(jì)含量為 5wt% ^ PAA-PAAS (Polyacrylic acid-Sodium polyacrylate,-7-Κ
溶液(PAA-PAAS在水溶液中的含量為25wt%)攪拌Ih后，于球磨機(jī)中研磨lh，研磨后的漿料中再加入以固體含量計(jì)含量為0. 5wt%的CMC溶液，繼續(xù)攪拌lh，制得漿料。然后使用逆轉(zhuǎn)輥凹版涂布機(jī)將制得的上述漿料均勻涂覆在厚度為20Mm的聚乙烯微孔薄膜(孔隙率45%) 上，涂層厚度為5Mm厚，重復(fù)此步驟得到厚度5Mm厚的另一面涂層，即復(fù)合多孔性薄膜的總厚度為30Mm。用壓汞儀測量制得復(fù)合多孔薄膜，其孔隙率為45%，與聚乙烯微孔薄膜孔隙率基本無差別。1-2.鋰二次電池的制造
正極的制造向作為溶劑的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中加入Mwt%的正極材料 LiMnO2,4. 0wt%的導(dǎo)電劑炭黑，和2. 0wt%的粘結(jié)劑PVDF (聚偏二氟乙烯)，制得正極漿料。 將正極漿料均勻涂在厚度為16Mm的正極集流體Al箔上，并干燥得到正極。然后，對正極進(jìn)行壓延。負(fù)極的制造向作為溶劑的去離子水中加入94. 5wt%的負(fù)極活性物質(zhì)石墨粉末、 2. 0wt%的導(dǎo)電劑炭黑、1. 5wt%的增稠劑CMC (羧甲基纖維素鈉)和2. 0wt%的粘結(jié)劑SBR (丁苯橡膠)，混合均勻形成負(fù)極用漿料。將負(fù)極漿料均勻涂在厚度為9Mm的負(fù)極集流體Cu箔上，并干燥形成負(fù)極。然后，對負(fù)極進(jìn)行滾壓。電池的制造將上述步驟制得的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜與制得的正極和負(fù)極卷繞，形成組件。然后，向組件中注入電解液(碳酸二甲酯DMC，包含IM六氟磷酸鋰 (LiPF6)),得到鋰二次電池。實(shí)施例2
2-1.無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜(ai2o3/paa-paas/cr)的制備
向去離子水中加入含量約為50wt%的Al2O3粉末攪拌lh，然后加入以固體含量計(jì)含量為5wt%的PAA-PAAS水溶液和以固體含量計(jì)含量為3wt %的水性硅烷偶聯(lián)劑(3-縮水甘油醚丙基三乙氧基硅烷)，并攪拌Ih后，于球磨機(jī)中研磨lh，研磨后的漿料中再加入以固體含量及含量為1.0 wt % WCMC溶液，繼續(xù)攪拌lh，制得漿料。聚丙烯微孔薄膜需要預(yù)先經(jīng)過電暈或其他能提高薄膜表面張力的表面處理方法處理后，再使用精密狹縫擠壓涂布機(jī)將如上述方法制得的漿料均勻涂覆在厚度為20Mm的聚丙烯微孔薄膜(孔隙率45%)上，涂層厚度為5Mm厚，重復(fù)此步驟得到厚度5Mm厚的另一面涂層，即復(fù)合多孔性薄膜的總厚度為30Mm。 用壓汞儀測量復(fù)合多孔薄膜的孔隙率約為40%。2-2.鋰二次電池的制造步驟與實(shí)施例1相同，區(qū)別僅在于采用本實(shí)施例制得的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜。實(shí)施例3
3-1.無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜(Si02/Al203/PAA_PAAS/CR)的制備
向去離子水中加入含量約為40wt%的Al2O3粉末和10wt%的SW2粉末攪拌lh，然后加入以固體含量計(jì)含量為5wt% WPAA-PAAS水溶液和以固體含量計(jì)含量為3 wt %的硅烷偶聯(lián)劑(3-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷)，并攪拌Ih后，于球磨機(jī)中研磨lh，研磨后的漿料中再加入以固體含量及含量為0. 5wt%的CMC溶液，繼續(xù)攪拌lh，制得漿料。聚丙烯微孔薄膜需要預(yù)先經(jīng)過電暈或其他能提高薄膜表面張力的表面處理方法處理后，再使用逆轉(zhuǎn)輥凹版涂布機(jī)將如上述方法制得的漿料涂覆在厚度為20Mm的聚丙烯微孔薄膜(孔隙率45%)上， 涂層厚度為5Mm厚，重復(fù)此步驟得到厚度5Mm厚的另一面涂層，即復(fù)合多孔性薄膜的總厚度為30Mm。用壓汞儀測量復(fù)合多孔薄膜的孔隙率約為40%。3-2.鋰二次電池的制造步驟與實(shí)施例1相同，區(qū)別僅在于采用本實(shí)施例制得的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜。實(shí)施例4
4-1.無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜(A1203/PAA-PAAS)的制備
向去離子水中加入含量約為30wt% WAl2O3粉末攪拌lh，然后加入以固體含量計(jì)含量為 5wt %的PAA-PAAS水溶液，并攪拌Ih后，于球磨機(jī)中研磨lh，研磨后的漿料中再加入以固體含量及含量為0. 5wt %的CMC溶液，繼續(xù)攪拌lh，制得漿料。然后使用逆轉(zhuǎn)輥凹版涂布機(jī)將如上述方法制得的漿料涂覆在厚度為20Mm的聚乙烯微孔薄膜(孔隙率45%)上，涂層厚度為2Mm厚，重復(fù)此步驟得到厚度2Mm厚的另一面涂層，即復(fù)合多孔性薄膜的總厚度為MMffl。 用壓汞儀測量復(fù)合多孔薄膜的孔隙率為45%，與聚乙烯微孔薄膜孔隙率基本無差別。4-2.鋰二次電池的制造步驟與實(shí)施例1相同，區(qū)別僅在于采用本實(shí)施例制得的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜。比較例1按照實(shí)施例1的方法制備正極、負(fù)極，并使用常規(guī)聚乙烯PE隔膜制得鋰二次電池，其中，隔膜的孔隙率約為45%。比較例2
按照實(shí)施例1的方法制備正極、負(fù)極，并使用常規(guī)聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP) 隔膜制得鋰二次電池，其中，隔膜的孔隙率約為40%。以下通過實(shí)驗(yàn)來說明本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜及使用其制備的鋰二次電池的性能。實(shí)驗(yàn)1 無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的表面分析
本實(shí)驗(yàn)中所使用的樣品為根據(jù)實(shí)施例1得到的AI2O3/PAA-paas聚乙烯復(fù)合薄膜，并使用比較例1的PE隔膜作為對照。使用掃描電子顯微鏡(SEM)分析時(shí)，比較例1的PE隔膜表現(xiàn)出如圖2所示的常規(guī)微孔結(jié)構(gòu)，相比之下，本發(fā)明實(shí)施例1的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜表現(xiàn)出在多孔性基材表面涂覆的無機(jī)顆粒之間形成連續(xù)致密的孔結(jié)構(gòu)，如圖3所示。實(shí)驗(yàn)2 無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的熱收縮評估
本實(shí)驗(yàn)使用實(shí)施例1得到的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜作為樣品，并使用比較例1的 PE隔膜作為對照。在200°C的高溫下存放5分鐘后檢查每個(gè)試驗(yàn)樣品的熱收縮率，結(jié)果顯示作為對照的比較例1的PE隔膜由于高溫而收縮卷曲，并且變得透明，微孔結(jié)構(gòu)融合；相比之下，本發(fā)明實(shí)施例1的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜沒有出現(xiàn)明顯微孔融合，熱收縮很小。可見，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜具有良好的熱穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)3 鋰二次電池的安全性評估
實(shí)驗(yàn)3-1.穿釘測試將實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品和比較例1至2的鋰二次電池樣品分別滿充至4. 2V，靜置1小時(shí)后測量電壓和電阻，用直徑5mm的鐵釘穿透每個(gè)電池樣品，同時(shí)監(jiān)控電池表面溫度，觀察每個(gè)電池樣品的情況。結(jié)果顯示，實(shí)施例1至4的鋰二次電池不冒煙、不起火、不爆炸，電池安全性良好；而比較例1至2的鋰二次電池則出現(xiàn)明顯冒煙、起火?？梢?，使用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池可防止電池起火和爆炸，具有良好的安全性能。實(shí)驗(yàn)3-2.過充測試將實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品和比較例1至2的鋰二次電池樣品分別放電至3. 0V,再使用IC的電流過充至6. OV并保持2. 5小時(shí)，觀察各個(gè)電池樣品的情況。結(jié)果顯示，實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品不冒煙、不起火、不爆炸，而比較例 1至2的鋰二次電池樣品則出現(xiàn)冒煙、起火現(xiàn)象。測試結(jié)果表明，采用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池具有良好的耐過充安全性能。實(shí)驗(yàn)3-3.熱箱試驗(yàn)將實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品和比較例1至2的鋰二次電池樣品分別滿充至4. 2V并靜置1小時(shí)，將各個(gè)電池樣品置于150°C熱箱中1小時(shí)，然后檢查電池。檢查結(jié)果顯示，實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品不冒煙、不起火、不爆炸；而比較例1至2的鋰二次電池樣品均發(fā)生爆炸。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池可防止電池起火和燃燒。實(shí)驗(yàn)3-4.撞擊試驗(yàn)將實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品和比較例1至2的鋰二次電池樣品分別滿充至4. 2V，使用直徑為15. 8mm、重9. IKg的棒子從電池上面61cm的高度撞擊電池的中心位置，檢查電池。結(jié)果顯示，實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品不冒煙、不起火，也不爆炸；而比較例1至2的鋰二次電池樣品均冒煙、起火。試驗(yàn)結(jié)果說明，采用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池能防止電池起火和燃燒。實(shí)驗(yàn)3-5.擠壓試驗(yàn)將實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品和比較例1至2的鋰二次電池樣品滿充至4. 2V，在兩塊平板之間擠壓，直至壓力達(dá)到13KN后釋放壓力，觀察電池。 結(jié)果顯示，實(shí)施例1至4的鋰二次電池樣品不冒煙、不起火，也不爆炸；而比較例1至2的鋰二次電池樣品均冒煙起火。試驗(yàn)結(jié)果說明，采用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池能防止電池起火和燃燒。實(shí)驗(yàn)4 鋰二次電池的性能評價(jià)
實(shí)驗(yàn)4-1. C-速率特性的評價(jià)本實(shí)驗(yàn)使用實(shí)施例1的鋰二次電池作為樣品，并使用比較例1的鋰二次電池作為對照。請參閱圖4所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池與使用常規(guī)聚烯烴隔膜的鋰二次電池相當(dāng)?shù)腃-速率特性。實(shí)驗(yàn)4-2.循環(huán)特性評價(jià)本實(shí)驗(yàn)使用實(shí)施例1的鋰二次電池作為樣品，并使用比較例1的鋰二次電池作為對照。請參閱圖5所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的鋰二次電池與使用常規(guī)聚烯烴隔膜的鋰二次電池的循環(huán)特性相當(dāng)。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1.一種無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于包括多孔性基材和附著在多孔性基材上的活性層，其中，活性層含有無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述粘接劑為偶聯(lián)劑，或聚丙烯酸，或聚丙烯酸與聚丙烯酸鹽的混合物，或偶聯(lián)劑與聚丙烯酸的混合物，或偶聯(lián)劑與聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑，其分解溫度大于200°C，所述聚丙烯酸鹽為聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述硅烷類偶聯(lián)劑為水性硅氧烷、環(huán)氧基硅烷、雙氨基硅烷、酰氧基硅烷、芳香基硅烷或者乙烯基硅烷中的任意一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述聚丙烯酸的分子量為2000-10000000，聚丙烯酸鹽的分子量為2000-10000000，分解溫度大于200°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的孔徑大小和孔隙率分別為0. Ol-IOMffl和5-95%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述無機(jī)顆粒為介電常數(shù)> 5，導(dǎo)熱系數(shù)< 0. lw/m. k的電子絕緣材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述電子絕緣材料為 Si02、Al203、Ca0、Ti02、ai0、Mg0、Zr02、SnA 中的任意一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述無機(jī)顆粒的粒徑為0. l-2Mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其特征在于所述多孔性基材為PE、PP或PP/PE/PP三層復(fù)合微孔薄膜，孔隙率為20% 60%，厚度為5Mm 50Mm。
11.一種權(quán)利要求1所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟a)將粘結(jié)劑溶解在溶劑中形成溶液；b)向由步驟(a)得到的溶液中加入無機(jī)顆粒并將其混合均勻形成混合物，按重量百分比計(jì)，無機(jī)顆粒在所述混合物中的含量為60-85wt% ；以及c)將上述混合物涂布于多孔性基材的表面上或多孔性基材中的部分孔上，然后干燥， 制得無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于所述溶液的濃度為1 99wt%，pH 值為4.0 6.0。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于所述溶液的濃度為20 40wt%，pH 值為4.0 4. 5。
14.一種電化學(xué)裝置，其包括正極、負(fù)極、電解液和位于正極和負(fù)極之間的薄膜，其特征在于所述薄膜為權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜，其包括多孔性基材和附著在其上的活性層，其中，活性層含有無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑的混合物。本發(fā)明通過使用多孔性基材、無機(jī)顆粒和粘結(jié)劑形成的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜來克服常規(guī)聚烯烴基隔膜熱安全性差的缺陷；具有良好的抗氧化作用，可以在高電壓正極材料體系的鋰電池中防止隔膜被氧化；具有比常規(guī)聚烯烴基隔膜好的電解液吸收和浸潤能力，可以有效改善大尺寸鋰電池中電解液吸收和浸潤的問題，有效改善電池析鋰問題。因此，本發(fā)明無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜能提高使用它作為隔膜的電化學(xué)裝置的性能和安全性。此外，本發(fā)明還公開了一種無機(jī)/有機(jī)復(fù)合多孔性薄膜的制備方法以及使用此薄膜的電化學(xué)裝置。
文檔編號H01M2/18GK102244223SQ20111013871
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者張五堂, 江德順, 焦軍峰, 王岳利 申請人:東莞新能源科技有限公司