电化学装置用隔膜以及包含该隔膜的电化学装置的制作方法

本申请基于分别于2023年4月19日、2023年4月28日和2023年5月22日在韩国知识产权局提交的10-2023-0051176、10-2023-0055916和10-2023-0065754号韩国专利申请，并要求以上韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用以其整体并入本文。本公开内容涉及电化学装置用隔膜以及包含所述隔膜的电化学装置。

背景技术：

1、隔膜是电化学装置的构成要素之一，包含设置于正极和负极之间的多孔聚合物基材，起着将正极和负极相互分隔、防止2个电极间短路以及使得电解质和离子能够通过其孔的作用。所述隔膜本身不参与电化学反应，但其物理特性如对电解质的润湿性、孔隙率、热收缩率会影响所述电化学装置的性能和安全性。

2、为了提高所述隔膜的物理特性，正在尝试各种方法，例如在所述多孔聚合物基材上形成涂层，并在所述涂层中添加各种物质来改变所述涂层的物理特性。例如，可以在所述涂层中添加无机物质以改善所述隔膜的机械强度，或者可以在所述涂层中添加无机物质或水合物以改善所述聚合物基材的耐火性和耐热性。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开内容提供了一种电化学装置用隔膜及包含所述隔膜的电化学装置，由此本公开内容可避免在将所述隔膜与电极结合的层压工序中由施加的压力导致的所述隔膜的变形以及所述隔膜的孔的损坏，从而改善所述隔膜的绝缘击穿电压水平。

3、本公开内容的优点不限于如上的描述，并且本公开内容的所属领域的普通技术人员能够从下文的描述中清楚地理解其它的优点。

4、技术方案

5、本公开内容的实施方式提供了一种电化学装置用隔膜，包含多孔聚合物基材，其中，所述多孔聚合物基材包含非结晶聚合物树脂和结晶聚合物树脂，通过升温洗脱分级(tref)法从所述多孔聚合物基材中洗脱出的洗脱物具有约100,000以上的重均分子量(mw)。

6、根据本公开内容的一个实施方式，所述多孔聚合物基材可包含约40重量%以下的通过tref法在35℃以下的温度下洗脱的级分。

7、根据本公开内容的一个实施方式，所述多孔聚合物基材中所述非结晶聚合物树脂的含量可为约40重量%以下。

8、根据本公开内容的一个实施方式，所述多孔聚合物基材中所述结晶聚合物树脂的含量可为约60重量%以上。

9、根据本公开内容的一个实施方式，所述多孔聚合物基材中所述非结晶聚合物树脂与所述结晶聚合物树脂的重量比可为约1:1至10:1。

10、根据本公开内容的一个实施方式，所述多孔聚合物基材的压痕深度的偏差可为约-5nm至5nm。

11、根据本公开内容的一个实施方式，所述多孔聚合物基材可包含聚烯烃系树脂，所述非结晶聚合物树脂可为非结晶聚烯烃系树脂，并且所述结晶聚合物树脂可为结晶聚烯烃系树脂。

12、根据本公开内容的一个实施方式，所述聚烯烃系树脂可为选自由聚乙烯；聚丙烯；聚丁烯；聚戊烯；聚己烯；聚辛烯；乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯、己烯、辛烯的至少一种共聚物；以及它们的组合组成的组中的一种。

13、根据本公开内容的一个实施方式，所述聚烯烃系树脂的每总共1,000个碳原子可具有500个以下的平均短链分支(scb)。

14、根据本公开内容的一个实施方式，所述聚烯烃系树脂的熔融指数(astm d1238，190℃，2.16千克)可为约0.1克/10分钟至0.3克/10分钟。

15、根据本公开内容的一个实施方式，所述多孔聚合物基材的重均分子量(mw)可为约500,000至3,000,000。

16、根据本公开内容的一个实施方式，所述洗脱物的多分散指数(pdi)可为约5以上。

17、根据本公开内容的一个实施方式，当在70℃下施加8mpa的压力时，可以满足下列条件(i)至(iii)中的至少一个：

18、(i)由下式1定义的所述多孔聚合物基材的厚度减少率为约10%以下：

19、[式1]

20、厚度减少率(%)=(施加压力前多孔聚合物基材的厚度-施加压力后多孔聚合物基材的厚度)/施加压力前多孔聚合物基材的厚度×100；

21、(ii)由下式2定义的所述多孔聚合物基材的压缩后透气度增加率为约185%以下：

22、[式2]

23、透气度增加率(%)=(压缩后透气度-压缩前透气度)/(压缩前透气度)×100；以及

24、(iii)所述多孔聚合物基材的绝缘击穿电压为约1,000v以上。

25、根据本公开内容的一个实施方式，所述多孔聚合物基材的厚度可为约1μm至30μm。

26、本公开内容的另一实施方式提供了一种电化学装置，包含：正极；负极；以及如上所述的隔膜，所述隔膜插置于所述正极和所述负极之间。

27、发明效果

28、根据本公开内容的一个实施方式的电化学装置用隔膜可改善在高温下洗脱的洗脱物的重均分子量和多分散指数，以将层压工序中由施加的压力导致的变形最小化，由此改善绝缘击穿电压水平。

29、根据本公开内容的实施方式的电化学装置可防止hi-pot(高电位)故障和低电压故障，从而增强电池性能。

技术特征：

1.一种电化学装置用隔膜，所述隔膜包含：

2.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材包含40重量%以下的通过tref法在35℃以下的温度下洗脱的级分。

3.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材中所述非结晶聚合物树脂的含量为40重量%以下。

4.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材中所述结晶聚合物树脂的含量为60重量%以上。

5.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材中所述非结晶聚合物树脂与所述结晶聚合物树脂的重量比为1:1至10:1。

6.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材的压痕深度的偏差为-5nm至5nm。

7.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材包含聚烯烃系树脂，

8.根据权利要求7所述的电化学装置用隔膜，其中，所述聚烯烃系树脂是选自由聚乙烯；聚丙烯；聚丁烯；聚戊烯；聚己烯；聚辛烯；乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯、己烯、辛烯中的一种以上的共聚物；以及它们的组合组成的组中的一种。

9.根据权利要求7所述的电化学装置用隔膜，其中，所述聚烯烃系树脂的每总共1,000个碳原子具有500个以下的平均短链分支(scb)。

10.根据权利要求7所述的电化学装置用隔膜，其中，所述聚烯烃系树脂的熔融指数(astm d1238，190℃，2.16千克)为0.1克/10分钟至0.3克/10分钟。

11.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材的重均分子量(mw)为500,000至3,000,000。

12.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述洗脱物的多分散指数(pdi)为5以上。

13.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，当在70℃下施加8mpa的压力时，满足下列条件(i)至(iii)中的至少一个：

14.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中，所述多孔聚合物基材的厚度为1μm至30μm。

15.一种电化学装置，包含：

技术总结本公开内容提供了一种电化学装置用隔膜、以及包含所述隔膜的电化学装置，其中所述隔膜的耐压缩性和绝缘击穿电压能够通过如下方式改善：将在多孔聚合物基材中包含的聚合物树脂选择为特定类型，以及调节在高温下洗脱的聚合物的多分散指数和重均分子量、在特定温度下洗脱的级分的含量和压痕深度。技术研发人员：李昭咏,裴元植,权秀智,裴耕嬉,朴炳赞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：2024/12/23