隔板、锂电池、制造隔板的方法和制造锂电池的方法
【专利说明】
[0001] 通过引用将于2013年11月19日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0140888 号且名称为"SEPARATOR,LITHIUMBATTERY,METHODOFMANUFACTURINGTHESEPARATOR,AND METHODOFMANUFACTURINGTHELITHIUMBATTERY"（隔板、包括该隔板的锂电池、制造隔板 的方法和制造锂电池的方法）的韩国专利申请的全部内容并入本文。
技术领域
[0002] -个或更多个实施例涉及隔板、锂电池、制造隔板的方法和制造锂电池的方法。
【背景技术】
[0003]对在用于信息和通信的便携式电子装置（诸如个人数字助手（PDA)、移动电话和 笔记本电脑等）、电动自行车或电动车辆等中使用的二次电池的需求正在快速地增长，并且 与诸如电子装置的更小尺寸和更轻重量的趋势一致，实际使用尺寸小、重量轻并具有高容 量的可再充电锂电池。
【发明内容】
[0004] 实施例涉及一种隔板，所述隔板包括：有机-无机混合涂覆层，在多孔基体的至少 一个表面上；以及图案涂覆层，在有机-无机混合涂覆层的表面上。图案涂覆层包括彼此规 则地分隔开的平均直径为0. 1_或更小的图案。
[0005] 图案可以具有大约0. 0001mm至大约0. 1mm的平均直径。
[0006] 基于隔板的总面积，图案涂覆层的总面积可以在大约10%至大约70%的范围内。
[0007] 基于隔板的总面积，图案涂覆层的总面积可以在大约20%至大约60%的范围内。
[0008] 基于隔板的总面积，图案涂覆层的总面积可以在大约30%至大约50%的范围内。
[0009] 图案涂覆层可以被构造为彼此规则地分隔开的点图案。
[0010] 图案涂覆层的图案可以包括水基分散型聚合物结构。
[0011] 图案涂覆层的图案包括从聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯 乙烯、聚偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚乙酸乙烯酯、聚异戊二烯、聚氯丁烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚 环氧乙烷、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氧乙烯、聚甲醛、聚氧丙烯、苯乙烯-丙烯腈 共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯酸酯化的苯乙 烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、苯酚树脂、环氧 树脂、聚乙烯批咯烧酮、聚表氯醇、聚磷腈、乙烯-丙烯-二烯共聚物、聚乙烯基批陡、氯磺化 聚乙烯、聚砜、聚乙烯醇、热塑性聚酯橡胶（PTEE)、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙 基纤维素和二乙酰纤维素中选择的至少一种聚合物结构。
[0012] 有机-无机混合涂覆层可以包括陶瓷和聚合物。
[0013] 有机-无机混合涂覆层可以是多孔的。
[0014] 多孔基体可以是聚烯烃类多孔基体。
[0015] 实施例还涉及一种锂电池，所述锂电池包括正极、负极以及设置在正极和负极之 间的上述隔板。
[0016] 实施例还涉及一种制造隔板的方法，所述方法包括：在多孔基体的至少一个表面 上形成有机-无机混合涂覆层；以及使用微凹版印刷涂覆法在有机-无机混合涂覆层的表 面上形成图案涂覆层。图案涂覆层包括布置为彼此规则地分隔开的平均直径为0. 1_或更 小的图案。
[0017] 基于隔板的总面积，图案涂覆层的总面积可以在大约10%至大约70%的范围内。
[0018] 实施例还涉及一种制造锂电池的方法，所述方法包括：制造电极组件，所述电极组 件包括正极、负极以及设置在正极和负极之间的上述隔板；通过堆叠或卷绕电极组件并热 压被堆叠或卷绕的电极组件来制造一体的电极组件；以及将电解质注入到一体的电极组件 中。
[0019] 可以在大约90°C至大约120°C的温度下执行热压。
【附图说明】
[0020] 通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员来讲将变得明 显，在附图中：
[0021] 图1示出了描绘根据实施例的隔板的表面的示意图；
[0022] 图2示出了根据示例1制造的隔板的表面的扫描电子显微镜（SEM)图像；
[0023] 图3示出了根据对比示例1制造的隔板的表面放大100倍的激光扫描显微镜 (LSM)图像；
[0024] 图4示出了根据对比示例2制造的隔板的表面的SEM图像；
[0025] 图5示出了描绘根据实施例的锂二次电池的结构的分解透视图；
[0026] 图6A示出了根据示例2制造的锂电池的图像；
[0027] 图6B示出了根据对比示例3制造的锂电池的图像；
[0028] 图7示出的曲线图示出了示例2和对比示例3的锂电池的寿命特性。
【具体实施方式】
[0029] 现在将参照附图在下文中更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不 同的形式实施，且不应当被解释为局限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本 公开将是彻底的且完整的，并将向本领域技术人员充分地传达示例性实施方式。
[0030] 在附图中，为了示出的清楚起见，可以夸大层和区域的尺寸。同样的附图标记始终 指示同样的元件。
[0031] 在下文中，将详细描述根据实施例的隔板、包括该隔板的锂电池、制造隔板的方法 和制造锂电池的方法。
[0032] 参照图1，根据实施例的隔板10包括设置在多孔基体1的至少一个表面上的有 机-无机混合涂覆层2和设置在有机-无机混合涂覆层2的表面上的图案涂覆层3。图案 涂覆层3具有彼此规则地分隔开的平均直径为0. 1mm或更小的图案。这里，图案的术语被 定义为位于多孔基体1上的涂覆区域。
[0033] 仅包括位于多孔基体的表面上的有机-无机混合涂覆层的隔板对于电极会具有 弱的粘附强度，因此在制造电池单元的工艺中会容易与电极分离。
[0034] 根据实施例的隔板10具有位于有机-无机混合涂覆层的表面上的图案涂覆层3， 图案涂覆层3具有布置为彼此规则地分隔开的平均直径为0. 1mm或更小的图案。与具有布 置为彼此不规则地分隔开的每相同面积的直径相同或者平均直径为0. 1_或更大的图案 的隔板相比，隔板10对于电极可以具有更高的粘附强度。平均直径可以是圆形形状的直 径，圆形形状的面积与形状不为圆形形状的面积相同。
[0035] 图案涂覆层3可以具有预定图案。可以构造图案涂覆层3使得平均直径为 0. 0001mm至0. 1mm(例如，0. 001mm至0. 1mm)的图案彼此规则地分隔开。
[0036] 当图案的平均直径在上述范围内时，可以在有机-无机混合涂覆层的表面上包括 具有较小的平均直径的较大数量的图案，因此可以增强包括在有机_无机混合涂覆层中的 无机颗粒之间的粘附力以及隔板10和电极之间的粘附力。
[0037] 基于隔板10的总面积，图案涂覆层3的总面积可以在大约10%和大约70%之间， 或者例如大约20%和大约60%之间，或者例如大约30%和大约50%之间。当图案涂覆层3 的总面积在上述范围内时，隔板10可以容易浸渍在电解质中，并且可以进一步地增强隔板 10和电极之间的粘附力。隔板10的总面积是隔板的其上设置有第一粘附层或第二粘附层 的具体面的面积。
[0038] 可以构造图案涂覆层3使得点图案规则地彼此分隔。可以使用形成点图案的任意 合适类型的图案。例如，点图案可以具有圆形、三角形、四角形、矩形、菱形、椭圆形或扇形的 形状。各个点的面积的总和可以构成图案涂覆层3的总面积。例如，基于隔板的总面积，各 个点的面积的总和可以在大约10%和大约70%之间。
[0039] 图案涂覆层3的图案可以具有水基分散型聚合物结构。图案涂覆层3的图案可 以包括从聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚苯 乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚异戊 二烯、聚氯丁烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚环氧乙烷、丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯共聚物、聚氧乙烯、聚甲醛、聚氧丙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-苯乙 烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯酸酯化的苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯 腈-丁二烯共聚物、丙烯酸橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、苯酚树脂、环氧树脂、聚乙烯吡咯烷酮、 聚表氯醇、聚磷腈、乙烯-丙烯-二烯共聚物、聚乙烯基批陡、氯磺化聚乙烯、聚砜、聚乙烯 醇、热塑性聚酯橡胶（PTEE)、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素和二乙酰纤 维素中选择的至少一种聚合物结构