本申請(qǐng)基于并要求均于2023年3月17日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2023-0035101和10-2023-0035102號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。本公開內(nèi)容涉及用于電化學(xué)裝置的分隔件以及包括其的電化學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

1、電化學(xué)裝置利用電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，并且鋰二次電池由于其高的能量密度和電壓、長(zhǎng)循環(huán)壽命以及在各種應(yīng)用中的多功能性，近年來被廣泛使用。

2、鋰二次電池可以包括由正極、負(fù)極和設(shè)置在正極與負(fù)極之間的分隔件制造的電極組件，并且該電極組件和電解質(zhì)一起容納在殼體中。分隔件可以包括在多孔基底的至少一側(cè)上的包含聚合物粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒的多孔涂層。無機(jī)顆粒可以通過聚合物粘結(jié)劑與其他無機(jī)顆粒連接以形成間隙體積，并且鋰離子可以通過間隙體積遷移。除了固定無機(jī)顆粒之外，聚合物粘結(jié)劑還可以為多孔涂層提供粘合性，并且多孔涂層可以分別粘附至多孔基底和電極。

3、同時(shí)，這樣的分隔件需要在鋰二次電池的運(yùn)行期間可能出現(xiàn)的高溫和潮濕條件下保持穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本公開內(nèi)容提供在高溫潮濕狀態(tài)下具有減小的尺寸變化率的用于電化學(xué)裝置的分隔件、其制造方法以及包括所述分隔件的電化學(xué)裝置。

3、技術(shù)方案

4、根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)方面，用于電化學(xué)裝置的分隔件包括多孔聚合物基底；和形成在多孔聚合物基底的至少一個(gè)表面上的多孔涂層。多孔涂層包含丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑、共聚物粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒，共聚物粘結(jié)劑的重均分子量為約40,000至80,000，以及共聚物粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒以約1:93至1:20的重量比包含在內(nèi)。

5、丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑可以包括包含選自以下中的一種或更多種單體的重復(fù)單元：(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸n-乙基己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸n-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯腈(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、n-烴氧基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸十四烷基酯。

6、共聚物粘結(jié)劑可以通過使選自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的兩者或更多者共聚而獲得。

7、共聚物粘結(jié)劑可以通過使聚丙烯酸和聚丙烯酰胺以約8:2至5:5的比率共聚而獲得。

8、丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑可以呈平均粒徑(d50)為約100nm至500nm的顆粒的形式，以及共聚物粘結(jié)劑可以是非顆粒形狀的。

9、基于多孔涂層的總重量，多孔涂層可以包含約90重量％至95重量％的無機(jī)顆粒。

10、基于多孔涂層的重量，丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑的含量可以大于共聚物粘結(jié)劑的含量。

11、丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑和共聚物粘結(jié)劑可以以約5:1至1.5:1的重量比包含在內(nèi)。

12、根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)方面，電化學(xué)裝置包括正極、負(fù)極和設(shè)置在正極與負(fù)極之間的分隔件，其中分隔件為與上述一個(gè)方面不同的用于電化學(xué)裝置的分隔件。

13、電化學(xué)裝置可以為鋰二次電池。

14、電化學(xué)裝置還可以包括包含溶劑的電解質(zhì)，所述溶劑中以約3:7的重量比混合有碳酸亞乙酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)。

15、根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)方面，用于制造用于電化學(xué)裝置的分隔件的方法包括形成多孔聚合物基底和形成在多孔聚合物基底的至少一個(gè)表面上的多孔涂層，其中多孔涂層包含丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑、共聚物粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒，共聚物粘結(jié)劑的重均分子量為約40,000至80,000，以及共聚物粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒以約1:93至1:20的重量比包含在內(nèi)。

16、丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑可以包括包含選自以下中的一種或更多種單體的重復(fù)單元：(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸n-乙基己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸n-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯腈(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、n-烴氧基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸十四烷基酯。

17、共聚物粘結(jié)劑可以通過使選自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的兩者或更多者共聚而獲得。

18、共聚物粘結(jié)劑可以通過使聚丙烯酸和聚丙烯酰胺以約8:2至5:5的比率共聚而獲得。

19、丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑可以呈平均粒徑(d50)為約100nm至500nm的顆粒的形式，以及共聚物粘結(jié)劑可以是非顆粒形狀的。

20、基于多孔涂層的總重量，多孔涂層可以包含約90重量％至95重量％的無機(jī)顆粒。

21、基于多孔涂層的重量，丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑的含量可以大于共聚物粘結(jié)劑的含量。

22、丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑和共聚物粘結(jié)劑可以以約5:1至1.5:1的重量比包含在內(nèi)。

23、根據(jù)本公開內(nèi)容的又一個(gè)方面，提供了制造電化學(xué)裝置的方法，所述電化學(xué)裝置包括正極、負(fù)極和設(shè)置在正極與負(fù)極之間的分隔件，其中分隔件為所述用于電化學(xué)裝置的分隔件。

24、電化學(xué)裝置還可以包括包含溶劑的電解質(zhì)，所述溶劑中以約3:7的重量比混合有碳酸亞乙酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)。

25、有益效果

26、根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電化學(xué)裝置的分隔件可以提供在干燥狀態(tài)和經(jīng)電解質(zhì)溶液浸漬的潮濕狀態(tài)下改善的尺寸穩(wěn)定性。例如，分隔件可以表現(xiàn)出在200℃或更高的高溫條件下約5％或更小的干燥狀態(tài)熱收縮率和在130℃或更高的高溫條件下約5％或更小的潮濕狀態(tài)熱收縮率，從而防止電極由于分隔件的熱收縮而暴露。

技術(shù)特征：

1.一種用于電化學(xué)裝置的分隔件，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分隔件，其中所述丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑包括包含選自以下中的一種或更多種單體的重復(fù)單元：(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸n-乙基己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸n-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯腈(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、n-烴氧基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸十四烷基酯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分隔件，其中所述共聚物粘結(jié)劑通過使選自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的兩者或更多者共聚而獲得。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分隔件，其中所述共聚物粘結(jié)劑通過使聚丙烯酸和聚丙烯酰胺以8:2至5:5的比率共聚而獲得。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分隔件，其中所述丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑呈平均粒徑(d50)為100nm至500nm的顆粒的形式，以及

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分隔件，其中基于所述多孔涂層的總重量，所述多孔涂層包含90重量％至95重量％的所述無機(jī)顆粒。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分隔件，其中基于所述多孔涂層的重量，所述丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑的含量大于所述共聚物粘結(jié)劑的含量。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分隔件，其中所述丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑和所述共聚物粘結(jié)劑以5:1至1.5:1的重量比包含在內(nèi)。

9.一種電化學(xué)裝置，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電化學(xué)裝置，所述電化學(xué)裝置還包含：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及用于電化學(xué)裝置的分隔件，所述用于電化學(xué)裝置的分隔件包括多孔聚合物基底和形成在多孔聚合物基底的至少一個(gè)表面上的多孔涂層，其中多孔涂層包含丙烯酸類聚合物粘結(jié)劑、共聚物粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒，以及共聚物粘結(jié)劑的重均分子量為40,000至80,000，以及共聚物粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒以1:93至1:20的重量比包含在內(nèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：成寅赫,成東昱,賈炅侖,金知炫,金知蓮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10