用于制造锂二次电池用分隔件的方法、由此制造的锂二次电池用分隔件以及具有其的锂二次电池与流程

本公开内容涉及用于制造锂二次电池用分隔件的方法、由此制造的锂二次电池用分隔件以及包括其的锂二次电池。本申请要求于2022年10月24日在韩国提交的韩国专利申请第10-2022-0137543号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术：

1、近来，储能技术受到越来越多的关注。随着作为用于移动电话、便携式摄像机和笔记本电脑以及甚至电动车辆的能量源的应用范围的扩展，对电化学器件的研究和开发做出更多努力。在这方面，在引起最多关注的电化学器件的领域中，可充电二次电池例如锂二次电池的开发是关注的焦点。

2、在电池中，分隔件的基本要求包括正极与负极的分离和电绝缘，以及通过高离子透过性的高离子电导率，例如基于高孔隙率的锂离子。通常使用的分隔件的基底主要包括由诸如聚乙烯(pe)和聚丙烯(pp)的基于聚烯烃的材料制成的多孔聚烯烃基底，因为其容易形成孔并且在耐化学性、机械特性和热特性方面是良好的。

3、然而，使用多孔聚烯烃基底的分隔件由于分隔件在高温下的热收缩而经受内部短路，并且在热失控的情况下，聚合物分隔件基底熔化，并且处于增加的火灾风险中。因此，为了增强聚烯烃基底的耐热性，开发了在多孔聚烯烃基底的表面上具有由无机颗粒和粘结剂聚合物的混合物形成的无机/有机复合材料多孔涂层的分隔件。

4、具有无机/有机复合材料多孔涂层的分隔件具有高耐热特性，但为了形成无机/有机复合材料多孔涂层，当涂覆并干燥包含无机颗粒和粘结剂聚合物的浆料时，粘结剂聚合物渗透到多孔聚烯烃基底的孔中。因此，存在锂离子移动不均匀、电阻增加和锂枝晶生长的问题。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开内容旨在解决上述问题，并且根据本公开内容的一个方面的目的是提供用于制造具有用于增强多孔聚烯烃基底的耐热特性并防止多孔聚烯烃基底的孔渗透的多孔涂层的锂二次电池用分隔件的方法。

3、除了上述特征之外，根据本公开内容的另一个方面的目的是提供用于制造具有用于诱导锂离子的均匀移动以降低电阻的多孔涂层的锂二次电池用分隔件的方法。

4、根据本公开内容的又一个方面的目的是提供具有上述特征的锂二次电池用分隔件。

5、根据本公开内容的再一个方面的目的是提供包括具有上述特征的分隔件的锂二次电池。

6、技术方案

7、本公开内容的一个方面提供了根据以下实施方案的用于制造锂二次电池用分隔件的方法。

8、第一实施方案涉及用于制造锂二次电池用分隔件的方法，其包括

9、(s1)将其中β-甲壳素溶解在溶剂中的溶液静电纺丝在具有多个孔的多孔聚烯烃基底的至少一个表面上；以及

10、(s2)干燥(s1)的所得物以形成β-甲壳素纳米纤维的多孔涂层。

11、在第一实施方案中，第二实施方案涉及用于制造锂二次电池用分隔件的方法，

12、其中基于在多孔聚烯烃基底的一个表面上的厚度，多孔涂层的厚度为0.5μm至10μm，并且更具体地，1μm至3μm。

13、在第一实施方案和第二实施方案的任一者中，第三实施方案涉及用于制造锂二次电池用分隔件的方法，

14、其中基于在多孔聚烯烃基底的一个表面上的负载量，多孔涂层的负载量为0.5g/m2至15g/m2。

15、在第一实施方案至第三实施方案的任一者中，第四实施方案涉及用于制造锂二次电池用分隔件的方法，

16、其中β-甲壳素纳米纤维的平均直径为200nm至2,000nm。

17、在第一实施方案至第四实施方案的任一者中，第五实施方案涉及用于制造锂二次电池用分隔件的方法，

18、其中多孔聚烯烃基底由聚乙烯制成。

19、在第一实施方案至第五实施方案的任一者中，第六实施方案涉及用于制造锂二次电池用分隔件的方法，

20、其中溶剂为1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇(hfip)。

21、本公开内容的另一个方面提供了根据以下实施方案的锂二次电池用分隔件。

22、第七实施方案涉及锂二次电池用分隔件，

23、其包括具有多个孔的多孔聚烯烃基底；和

24、在多孔聚烯烃基底的至少一个表面上的静电纺丝β-甲壳素纳米纤维的多孔涂层。

25、在第七实施方案中，第八实施方案涉及锂二次电池用分隔件，

26、其中基于在多孔聚烯烃基底的一个表面上的厚度，多孔涂层的厚度为0.5μm至10μm，并且更具体地，1μm至3μm。

27、在第七实施方案或第八实施方案中，第九实施方案涉及锂二次电池用分隔件，

28、其中基于在多孔聚烯烃基底的一个表面上的负载量，多孔涂层的负载量为0.5g/m2至15g/m2。

29、在第七实施方案至第九实施方案的任一者中，第十实施方案涉及锂二次电池用分隔件，

30、其中β-甲壳素纳米纤维的平均直径为200nm至2,000nm。

31、在第七实施方案至第十实施方案的任一者中，第十一实施方案涉及锂二次电池用分隔件，

32、其中多孔聚烯烃基底由聚乙烯制成。

33、本公开内容的又一个方面提供了锂二次电池，其包括正极、负极和介于正极与负极之间的根据第七实施方案至第十一实施方案中任一者的分隔件。

34、有益效果

35、根据本公开内容，通过静电纺丝在多孔聚烯烃基底的至少一个表面上形成β-甲壳素纳米纤维的多孔涂层。

36、β-甲壳素由于高的耐热性而在180℃下保持纳米纤维的多孔涂层的形状，并且抑制多孔聚烯烃基底的热收缩，从而改善基底的耐热特性。此外，由于β-甲壳素纳米纤维的多孔涂层通过静电纺丝而形成，因此可以显著地抑制β-甲壳素渗透到多孔聚烯烃基底的孔中。因此，可以解决锂离子的移动不均匀或电阻增加的问题，并使锂枝晶生长最小化。

37、此外，β-甲壳素为由于分子中的官能团而具有高介电特性的聚合物，并且对锂离子表现出高亲和力。因此，β-甲壳素纳米纤维的多孔涂层诱导锂离子的均匀移动，从而降低电阻并抑制锂枝晶生长。

技术特征：

1.一种用于制造锂二次电池用分隔件的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用分隔件的方法，其中基于在所述多孔聚烯烃基底的一个表面上的厚度，所述多孔涂层的厚度为0.5μm至10μm。

3.根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用分隔件的方法，其中基于在所述多孔聚烯烃基底的一个表面上的负载量，所述多孔涂层的负载量为1g/m2至15g/m2。

4.根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用分隔件的方法，其中所述β-甲壳素纳米纤维的平均直径为200nm至2,000nm。

5.根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用分隔件的方法，其中所述多孔聚烯烃基底由聚乙烯制成。

6.根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用分隔件的方法，其中所述溶剂为1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇(hfip)。

7.一种锂二次电池用分隔件，包括：

8.根据权利要求7所述的锂二次电池用分隔件，其中基于在所述多孔聚烯烃基底的一个表面上的厚度，所述多孔涂层的厚度为0.5μm至10μm。

9.根据权利要求7所述的锂二次电池用分隔件，其中基于在所述多孔聚烯烃基底的一个表面上的负载量，所述多孔涂层的负载量为1g/m2至15g/m2。

10.根据权利要求7所述的锂二次电池用分隔件，其中所述β-甲壳素纳米纤维的平均直径为200nm至2,000nm。

11.根据权利要求7所述的锂二次电池用分隔件，其中所述多孔聚烯烃基底由聚乙烯制成。

12.一种锂二次电池，包括：

技术总结提供了一种用于制造锂二次电池用分隔件的方法，其包括：(S1)将其中β‑甲壳素溶解在溶剂中的溶液静电纺丝到具有多个孔的多孔聚烯烃基底的至少一个表面上；以及(S2)干燥(S1)的所得物以形成β‑甲壳素纳米纤维的多孔涂层。技术研发人员：金庆泰,裵元植,李昭咏,郑邵美受保护的技术使用者：株式会社LG新能源技术研发日：技术公布日：2024/7/25