微囊、包括所述微囊的隔板和包括所述隔板的电化学装置专利检索-粘合剂树脂粘合剂胶粘剂，粘合剂和密封剂专利检索查询-专利查询网

微囊、包括所述微囊的隔板和包括所述隔板的电化学装置

阅读：860发布：2020-05-11

专利汇可以提供微囊、包括所述微囊的隔板和包括所述隔板的电化学装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种用于电化学装置的隔板，包括：多孔聚合物基板；和多孔涂层，所述多孔涂层形成于所述多孔聚合物基板的至少一个表面上，并且包含多个微囊和粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物位于微囊的整个表面或部分表面上，以将所述微囊彼此连接并固定，其中所述微囊包括：金属氢氧化物颗粒；和围绕所述金属氢氧化物颗粒的表面的胶囊涂层。还提供了一种包括所述隔板的电化学装置、以及所述微囊。所述微囊和隔板显示出优异的阻燃性，并且能够减少由于金属氢氧化物颗粒的吸水性引起的电池性能的劣化。，下面是微囊、包括所述微囊的隔板和包括所述隔板的电化学装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于电化学装置的微囊，包括：金属氢氧化物颗粒；和围绕所述金属氢氧化物颗粒的表面的胶囊涂层，
其中所述胶囊涂层包括阻燃树脂，并且
所述金属氢氧化物颗粒包括氢氧化铝、氢氧化钙、勃姆石、或它们中的两种或更多种的混合物。
2.根据权利要求1所述的用于电化学装置的微囊，其中所述金属氢氧化物颗粒是氢氧化铝。
3.根据权利要求1所述的用于电化学装置的微囊，其中所述阻燃树脂包括三聚氰胺树脂。
4.根据权利要求3所述的用于电化学装置的微囊，其中所述三聚氰胺树脂包括三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸酯、三聚氰胺异氰脲酸酯、三苯基异氰脲酸酯、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、或它们中的两种或更多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的用于电化学装置的微囊，其中所述微囊进一步包括磷酸。
6.根据权利要求1所述的用于电化学装置的微囊，其中基于100重量份的所述金属氢氧化物颗粒，所述胶囊涂层以1-5重量份的量存在。
7.根据权利要求1所述的用于电化学装置的微囊，其中基于100重量份的所述金属氢氧化物颗粒，所述胶囊涂层以1-3重量份的量存在。
8.一种用于电化学装置的隔板，包括：
多孔聚合物基板；和
多孔涂层，所述多孔涂层形成于所述多孔聚合物基板的至少一个表面上，并且包含多个微囊和粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物位于所述微囊的整个表面或部分表面上，以将所述微囊彼此连接并固定，
其中所述微囊是如权利要求1至7中任一项所限定的用于电化学装置的微囊。
9.根据权利要求8所述的用于电化学装置的隔板，其中所述微囊与所述粘合剂聚合物的重量比为60:40-99:1。
10.一种电化学装置，包括：正极、负极、以及插置在所述正极和所述负极之间的隔板，其中所述隔板是如权利要求8中所限定的用于电化学装置的隔板。
11.根据权利要求10所述的电化学装置，所述电化学装置为锂二次电池。

说明书全文

微囊、包括所述微囊的隔板和包括所述隔板的电化学装置

技术领域

[0001] 本公开内容涉及用于电化学装置的微囊、包括所述微囊并且适用于诸如锂二次电池之类的电化学装置的隔板、和包括所述隔板的电化学装置。

[0002] 本申请要求于2018年5月15日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0055666号的优先权，通过引用将上述专利申请的包括说明书和附图在内的公开内容结合在此。

背景技术

[0003] 近来，储能技术已受到越来越多的关注。随着储能技术的应用已扩展到移动电话、便携式摄像机和笔记本电脑的能源，甚至扩展到电动车辆的能源，对电化学装置的研究和开发工作已越来越多地得以实现。在这种情况下，电化学装置受到最广泛的关注。在这些电化学装置中，可充电二次电池的开发一直是关注的焦点。最近，在开发这种电池过程中，为了提高容量密度和比能，已经进行了有关设计新型电极和电池的积极研究。

[0004] 在市售二次电池中，20世纪90年代初期开发的锂二次电池备受关注，因为与使用含水电解质的诸如Ni-MH、Ni-Cd和硫酸铅电池之类的传统电池相比，它们具有更高的工作电压和明显更高的能量密度。

[0005] 虽然许多生产公司已经生产这些电化学装置，但其安全特性却显示出不同的迹象。评估和确保这些电化学装置的安全性非常重要。最重要的考虑是电化学装置在发生故障时不应对使用者造成伤害。为此，安全标准严格控制电化学装置中的着火和烟雾排放。关于电化学装置的安全特性，当电化学装置过热而引起隔板的热失控或穿孔时，人们非常担心爆炸。特别地，常规地用作电化学装置的隔板的聚烯烃基多孔基板由于其材料特性和其制造过程中的包括取向在内的特性而在100℃或更高的温度下表现出严重的热收缩行为，从而导致正极和负极之间的短路。

[0006] 为了解决电化学装置的上述安全问题，已经提出了一种通过将过量的无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物施加至具有多个孔的多孔聚合物基板的至少一个表面上而形成的具有多孔有机-无机涂层的隔板。发明内容

[0007] 技术问题

[0008] 设计本公开内容解决现有技术的问题，因此，本公开内容旨在提供一种能够提供减湿效果和改善的电池性能的用于电化学装置的微囊。

[0009] 本公开内容还旨在提供一种包括所述微囊的用于电化学装置的隔板和一种包括所述隔板的电化学装置。

[0010] 容易理解的是，本公开内容的这些和其他目的以及优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。

[0011] 技术方案

[0012] 在本公开内容的一个方面中，提供一种根据以下实施方式中任一项所述的用于电化学装置的微囊。

[0013] 根据第一实施方式，提供一种用于电化学装置的微囊，所述微囊包括金属氢氧化物颗粒和围绕所述金属氢氧化物颗粒的表面的胶囊涂层，其中所述胶囊涂层包括阻燃树脂，并且所述金属氢氧化物颗粒包括氢氧化铝、氢氧化钙、勃姆石、或它们中的两种或更多种的混合物。

[0014] 根据第二实施方式，提供如第一实施方式中所限定的用于电化学装置的微囊，其中所述金属氢氧化物颗粒是氢氧化铝。

[0015] 根据第三实施方式，提供如第一或第二实施方式中所限定的用于电化学装置的微囊，其中所述阻燃树脂包括三聚氰胺树脂。

[0016] 根据第四实施方式，提供如第三实施方式中所限定的用于电化学装置的微囊，其中所述三聚氰胺树脂包括三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸酯、三聚氰胺异氰脲酸酯、三苯基异氰脲酸酯、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、或它们中的两种或更多种的混合物。

[0017] 根据第五实施方式，提供如第一至第四实施方式中任一项所限定的用于电化学装置的微囊，其中所述微囊进一步包括磷酸。

[0018] 根据第六实施方式，提供如第一至第五实施方式中任一项所限定的用于电化学装置的微囊，其中基于100重量份的金属氢氧化物颗粒，所述胶囊涂层以1-5重量份的量存在。

[0019] 根据第七实施方式，提供如第一至第六实施方式中任一项所限定的用于电化学装置的微囊，其中基于100重量份的金属氢氧化物颗粒，所述胶囊涂层以1-3重量份的量存在。

[0020] 在本公开内容的另一方面，还提供一种根据以下实施方式中任一项所述的用于电化学装置的隔板。

[0021] 根据第八实施方式，提供一种用于电化学装置的隔板，所述隔板包括：

[0022] 多孔聚合物基板；和

[0023] 多孔涂层，所述多孔涂层形成于所述多孔聚合物基板的至少一个表面上，并且包含多个微囊和粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物位于微囊的整个表面或部分表面上，以将微囊彼此连接并固定，

[0024] 其中所述微囊是如第一至第七实施方式中任一项所限定的用于电化学装置的微囊。

[0025] 根据第九实施方式，提供如第八实施方式中所限定的用于电化学装置的隔板，其中微囊与粘合剂聚合物的重量比为60:40-99:1。

[0026] 在本公开内容的又一方面，还提供一种根据以下实施方式中任一项所述的电化学装置。

[0027] 根据第十实施方式，提供一种电化学装置，所述电化学装置包括正极、负极、和插置在正极和负极之间的隔板，其中所述隔板是如第八实施方式中所限定的用于电化学装置的隔板。

[0028] 根据第十一实施方式，提供如第十实施方式中所限定的电化学装置，所述电化学装置为锂二次电池。

[0029] 有益效果

[0030] 根据本公开内容的实施方式，通过使用包含金属氢氧化物颗粒的多孔涂层，可以提供具有优异的阻燃性的用于电化学装置的隔板。

[0031] 根据本公开内容的实施方式，通过用阻燃树脂涂覆金属氢氧化物颗粒，可以减少由于金属氢氧化物颗粒的吸湿性而引起的电池性能劣化。

[0032] 根据本公开内容的实施方式，通过使用所述隔板，可以提供具有改善的循环特性的电化学装置。

附图说明

[0033] 图1是示出根据本公开内容的实施方式的微囊的示意图。

[0034] 图2是示出根据本公开内容的实施方式的微囊的含水量和根据比较例的氢氧化铝颗粒的含水量的图。

[0035] 图3示出了根据本公开内容的实施方式的微囊的含水量。

[0036] 图4是示出根据本公开内容的实施方式和比较例的锂电池的循环特性的图。

具体实施方式

[0037] 在下文中，将参照附图详细地描述本公开内容的优选实施方式。在描述之前，应当理解的是，在说明书和所附权利要求书中所使用的术语不应解释为受限于一般意义和字典意义，而是应在以允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则的基础上根据对应于本公开内容的技术方面的意义和概念来解释。

[0038] 在整个说明书中，表述“一部分「包括」一个元素”并不排除存在任何其他元素，而是表示该部分可进一步包括其他元素。

[0039] 如本文所使用的，术语“大约”、“基本上”等在提出对所述含义特有的可接受的制备和材料误差时被用于表示与所述数值相邻的含义，并且用于防止不道德的侵权者不适当地使用所述为帮助理解本公开内容而提供的包括准确数值或绝对数值的公开内容的目的。

[0040] 如本文所使用的，表述“A和/或B”表示“A、B或它们二者”。

[0041] 在以下描述中使用的特定术语是用于说明性目的，而不是限制性的。诸如“右”、“左”、“顶表面”和“底表面”之类的术语显示了所引用的附图中的方向。“向内”和“向外”等术语分别表示朝向相应设备、系统及其构件的几何中心的方向以及远离该中心的方向。“前”、“后”、“顶部”和“底部”以及相关的词语和表述显示了所引用的附图中的位置和点，不应加以限制。这些术语包括上面列出的词语及其派生词以及具有类似含义的词语。

[0042] 本公开内容涉及用于电化学装置的微囊、包括所述微囊的隔板、和包括所述隔板的电化学装置。

[0043] 在诸如锂二次电池之类的电化学装置中，隔板在高温下可能会经历热收缩，从而引起正极和负极之间的短路。

[0044] 为了防止这种热收缩，传统的隔板包括含有无机颗粒和粘合剂聚合物的多孔有机-无机涂层。

[0045] 然而，这种含有无机颗粒的多孔涂层仍然显示出较差的安全性。

[0046] 因此，根据本公开内容，使用金属氢氧化物颗粒代替根据现有技术使用的诸如氧化铝之类的无机颗粒。通过使用金属氢氧化物颗粒，可以提高阻燃效果并提高电池安全性。

[0047] 然而，已经发现这种金属氢氧化物显示出高的吸湿性，但是被金属氢氧化物吸附的微量的水分会与诸如LiPF6之类的电解质盐反应，从而产生HF，然后所产生的HF会不利地影响电池性能，特别是导致电池的循环特性劣化。

[0048] 为了解决上述问题，根据本公开内容的实施方式，提供了一种用于电化学装置的微囊，所述微囊包括金属氢氧化物颗粒和围绕所述金属氢氧化物颗粒的表面的胶囊涂层，其中所述胶囊涂层包括阻燃树脂。

[0049] 在下文中，将参照图1详细地解释本公开内容。

[0050] 根据本公开内容实施方式的用于电化学装置的微囊10包括金属氢氧化物颗粒11，并且金属氢氧化物颗粒被包括阻燃树脂的胶囊涂层12围绕。换句话说，根据本公开内容的微囊具有芯-壳结构，所述芯-壳结构包括在其芯部的金属氢氧化物颗粒和在其壳部的阻燃树脂。如本文所使用的，术语“壳部”是指完全围绕芯部的部分，使得芯部的表面可以不暴露于外部并且可以不形成任何空置空间。

[0051] 由于金属氢氧化物颗粒11在其分子结构中具有羟基，因此它能够通过氢键等容易地吸附空气中存在的水分。然而，在诸如锂二次电池之类的电化学装置中，吸附的水分可与锂盐反应而产生氟化氢，这引起诸如循环特性之类的电池性能劣化的问题。

[0052] 根据本公开内容，用胶囊涂层12涂覆金属氢氧化物颗粒11的表面，以解决上述问题。

[0053] 如本文所使用的，术语“金属氢氧化物颗粒”包括具有阳离子金属离子和阴离子氢氧化物离子(OH)的颗粒，该颗粒具有阻燃性并且在室温下以固态存在。

[0054] 根据本公开内容，金属氢氧化物颗粒包括氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化钙、勃姆石(AlO(OH))、或它们中的两种或更多种的混合物。

[0055] 具体地，优选氢氧化铝颗粒。氢氧化铝颗粒在约200-250℃的温度下吸收热量，使得其可分解为氧化铝(Al2O3)和水(H2O)，其中吸收了约1000J/g的热能。因此，在锂二次电池的情况下，与可通过在350℃或更高的温度下吸收热量而分解成氧化镁和水的氢氧化镁相比，更优选氢氧化铝颗粒作为用于多孔涂层的无机颗粒。换句话说，当使用氢氧化铝颗粒时，可以进一步提高电化学装置的安全性。

[0056] 此外，在其芯部包括氢氧化铝颗粒并且在其壳部包括阻燃树脂的氢氧化铝-阻燃树脂复合颗粒能够有助于提高安全性，因为围绕芯部的阻燃树脂阻断了与在电化学装置的操作过程中产生的水的反应并且防止了由于氢氧化铝分解成水而可能发生的问题。

[0057] 根据本公开内容，胶囊涂层12包括阻燃树脂。

[0058] 如本文所使用的，术语“阻燃树脂”是指具有阻燃性的树脂，其中阻燃性抑制燃烧以延迟或阻断燃烧，从而材料本身可具有改善的耐受火焰或高温的能力。特别地，阻燃性增加了材料的着火点并且降低了材料的燃烧速率，使得该材料可不易燃烧。根据本公开内容的阻燃树脂是指完全涂覆在金属氢氧化物颗粒的表面上以防止水分吸附的材料。

[0059] 根据本公开内容的实施方式，所述阻燃树脂可包括氮基阻燃剂。

[0060] 根据本公开内容的实施方式，所述氮基阻燃剂可包括三聚氰胺树脂。

[0061] 根据本公开内容的实施方式，三聚氰胺树脂可包括三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸酯、三聚氰胺异氰脲酸酯、三苯基异氰脲酸酯、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、或它们中的两种或更多种的混合物。

[0062] 根据本公开内容的实施方式，胶囊涂层可进一步包括磷酸。磷酸起反应性增强剂和/或催化剂的作用。根据本公开内容的实施方式，基于100重量份的金属氢氧化物颗粒，磷酸可以以1-5重量份的量来使用。

[0063] 根据本公开内容的实施方式，基于100重量份的金属氢氧化物颗粒，胶囊涂层可以1-5重量份或1-3重量份的量存在。胶囊涂层阻止金属氢氧化物颗粒与水直接接触。

[0064] 根据本公开内容的实施方式，阻燃树脂可以是亲水性树脂。

[0065] 一般而言，随着疏水性胶囊涂层的厚度增加，阻断在芯中产生的水分的能力增加，以产生更少量的水分。然而，根据本公开内容，使用亲水材料代替疏水材料来作为阻燃树脂。因此，随着胶囊涂层的含量减少，水分吸附或水分产生的量可减少。认为这是因为亲水性阻燃树脂能够吸附更大量的水分。

[0066] 根据本公开内容的实施方式，可以通过以下方法获得微囊，但是本公开内容的范围不限于此。

[0067] 首先，将诸如氢氧化铝颗粒之类的金属氢氧化物颗粒分散在水中，并向其中加入磷酸。接下来，添加三聚氰胺树脂，并将所得混合物搅拌，使得金属氢氧化物颗粒的表面可被三聚氰胺涂覆。

[0068] 在本公开内容的另一方面，提供了一种包括上述微囊的隔板。

[0069] 根据本公开内容的实施方式，所述隔板包括：

[0070] 多孔聚合物基板；和

[0071] 多孔涂层，所述多孔涂层形成于所述多孔聚合物基板的至少一个表面上，并且包含多个微囊和粘合剂聚合物，所述粘合剂聚合物位于微囊的整个表面或部分表面上，以将微囊彼此连接并固定。

[0072] 根据本公开内容的实施方式，可以将常规用于形成多孔涂层的聚合物用作粘合剂聚合物。特别地，可以使用玻璃化转变温度(glass transition temperature,Tg)为-200℃至200℃的聚合物。这是因为这样的聚合物能够改善最终形成的多孔涂层的机械性能，诸如柔性和弹性。这种粘合剂聚合物用作将微囊彼此连接并稳定地固定的粘合剂，因此有助于防止具有多孔涂层的隔板的机械性能劣化。

[0073] 此外，粘合剂聚合物基本上不需要具有离子传导性。然而，当使用具有离子传导性的聚合物时，可以进一步改善电化学装置的性能。因此，可以使用介电常数尽可能高的粘合剂聚合物。实际上，由于电解质中盐的解离度取决于电解质所用溶剂的介电常数，因此，具有较高介电常数的粘合剂聚合物能够提高电解质中的盐解离度。粘合剂聚合物的介电常数可以在1.0至100的范围内(在1kHz的频率下测得)，具体地是在10或更大的范围内。

[0074] 除了上述功能之外，粘合剂聚合物的特征可还在于，其在用液体电解质浸渍时会凝胶化，因此显示出高溶胀度(degree of swelling)。因此，粘合剂聚合物的溶解度参数(即，Hildebrand溶解度参数(Hildebrand solubility parameter))为15-45MPa1/2、或15-1/2 1/2
25MPa 和30-45MPa 。因此，与诸如聚烯烃之类的疏水性聚合物相比，可以更常使用具有多个极性基团的亲水性聚合物。当溶解度参数小于15MPa1/2和大于45MPa1/2时，粘合剂聚合物难以通过常规用于电池的液体电解质溶胀(swelling)。

[0075] 粘合剂聚合物的非限制性实例包括但不限于：聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚丙烯酸乙基己酯(polyethylhexyl acrylate)、聚丙烯酸丁酯(polybutyl acrylate)、聚丙烯腈
(polyacrylonitrile)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrro1idone)、聚乙酸乙烯酯(polyvinyl acetate)、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯(polyethylene-co-vinyl acetate)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide)、聚芳酯(polyarylate)、乙酸纤维素(cellulose acetate)、乙酸丁酸纤维素(cellulose acetate butyrate)、乙酸丙酸纤维素(cellulose acetate propionate)、氰乙基支链淀粉(cyanoethyl pullulan)、氰乙基聚乙烯醇
(cyanoethylpolyvinyl alchol)、氰乙基纤维素(cyanoethyl cellulose)、氰乙基蔗糖(cyanoethyl sucrose)、支链淀粉(pullulan)、羧甲基纤维素(carboxymethyl
cellulose)、和鞣酸。这样的粘合剂聚合物可以单独使用或组合使用。

[0076] 根据本公开内容的实施方式，基于100重量份的金属氢氧化物颗粒，微囊可包括1-5重量份或1-3重量份的量的胶囊涂层。

[0077] 当胶囊涂层的含量在上述限定范围内时，可以减少或阻断由金属氢氧化物颗粒产生的水分。

[0078] 根据本公开内容的实施方式，微囊与粘合剂聚合物的重量比可以为60:40-99:1、或70:30-99:1。当微囊与粘合剂聚合物的重量比满足上述限定范围时，可以防止由于粘合剂聚合物的含量增加而引起的所得多孔涂层的孔径和孔隙率减小的问题。还可以解决由于粘合剂聚合物的含量降低而引起的多孔涂层的耐剥离性降低的问题。

[0079] 根据本公开内容的实施方式，除了如上所述的微囊和粘合剂聚合物之外，多孔涂层还可进一步包括其他添加剂。

[0080] 多孔涂层的厚度没有特别限制，但是形成于多孔聚合物基板的一个表面上的多孔涂层的厚度可以是1-10μm，特别是1.5-6μm。当在多孔聚合物基板的两个表面上形成多孔涂层时，多孔涂层的总厚度可以是2-20μm，特别是3-12μm。

[0081] 此外，多孔涂层的孔隙率没有特别限制，但是优选可以为35-65％。

[0082] 在根据本公开内容的隔板中，多孔聚合物基板可以是多孔聚合物膜基板或多孔聚合物无纺布基板。

[0083] 多孔聚合物膜基板可以包括由诸如聚乙烯或聚丙烯之类的聚烯烃制成的多孔聚合物膜。例如，这种聚烯烃多孔聚合物膜基板在80-130℃的温度下表现出关闭功能。

[0084] 在此，聚烯烃多孔聚合物膜的具体示例可包括由以下聚合物单独或组合而形成的那些聚烯烃多孔聚合物膜，该聚合物包括聚乙烯，诸如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、和超高分子量聚乙烯；聚丙烯；聚丁烯和聚戊烯。

[0085] 此外，可以通过将聚烯烃以外的其他各种聚合物(诸如聚酯)模制成膜形状来获得多孔聚合物膜基板。此外，多孔聚合物膜基板可具有包括连续堆叠的两个或更多个膜层的层压结构，其中每个膜层可单独或组合地包括上述聚合物，诸如聚烯烃或聚酯。

[0086] 除了聚烯烃基多孔聚合物膜基板和多孔无纺布基板之外，基板还可包括由以下聚合物单独或组合而形成的基板，该聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)、聚酯(polyester)、聚缩醛(polyacetal)、聚酰胺(polyamide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚醚醚酮(polyetherether ketone)、聚醚砜(polyether sulfone)、聚苯醚(polyphenylene oxide)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚乙烯萘
(polyethylene naphthalene)等。

[0087] 多孔聚合物基板的厚度没有特别限制，但是可以为1-100μm，特别是5-50μm。此外，多孔聚合物基板中存在的孔的大小和孔隙率没有特别限制。然而，孔径和孔隙率可以分别为0.01-50μm和10-95％。

[0088] 根据本公开内容的实施方式的隔板可以通过本领域常规使用的方法获得。根据本公开内容的实施方式，可以将用于形成多孔涂层的浆料施加至多孔聚合物基板上并干燥，以形成多孔涂层，所述浆料包括分散在含有分散于溶剂中的粘合剂聚合物的聚合物分散体中的微囊。可以通过使用狭缝涂覆工艺或浸涂工艺来形成多孔涂层，但并不限于此。狭缝涂覆工艺包括将通过狭缝模具供应的组合物涂覆在基板的整个表面上，狭缝涂覆工艺能够根据从计量泵供应的流量来控制涂层的厚度。此外，浸涂包括将基板浸入包含组合物的槽中进行涂覆，浸涂能够根据组合物的浓度和从组合物槽中移出基板的速度来控制涂层的厚度。此外，为了更精确地控制涂层厚度，可以在浸入之后通过Mayer棒等进行后计量。

[0089] 然后，通过使用诸如烘箱之类的干燥机干燥涂覆有用于形成多孔涂层的组合物的多孔聚合物基板，以在多孔聚合物基板的至少一个表面上形成多孔涂层。

[0090] 在多孔涂层中，当微囊被封装并彼此接触时，微囊通过粘合剂聚合物彼此结合。因此，在微囊之间形成间隙体积(interstitial volume)，并且间隙体积(Interstitial Volume)成为空置空间，以形成孔。

[0091] 换句话说，粘合剂聚合物将微囊彼此附着，使得它们可以保持其结合状态。例如，粘合剂聚合物将微囊彼此连接并固定。此外，多孔涂层的孔是由成为空置空间的微囊之间的间隙体积(interstitial volume)形成的孔。在微囊的紧密堆积或致密堆积(closely packed or densely packed)的结构中，所述空间基本上可以由彼此面对的微囊限定。

[0092] 在本公开内容的又一方面，提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括正极、负极、以及插置在正极和负极之间的隔板，其中所述隔板是根据本公开内容的实施方式的上述隔板。

[0093] 电化学装置包括进行电化学反应的任何装置，其具体示例包括所有类型的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容器(capacitor)，诸如超级电容器装置。特别地，在二次电池中，优选锂二次电池，包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、或锂离子聚合物电池。

[0094] 与根据本公开内容的隔板组合使用的两个电极，即正极和负极，没有特别限制，并且可以通过使电极活性材料经由本领域中通常已知的方法结合至电极集电器而获得。在电极活性材料中，正极活性材料的非限制性示例包括可用于常规电化学装置的正极的常规正极活性材料。具体地，优选地使用锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物、或包括它们的组合的锂复合氧化物。负极活性材料的非限制性示例包括可用于常规电化学装置的负极的常规负极活性材料。具体地，优选地使用诸如锂金属或锂合金之类的锂嵌入材料、碳、石油焦(petroleum coke)、活性炭(activated carbon)、石墨(graphite)或其他碳质材料。正极集电器的非限制性示例包括由铝、镍或它们的组合制成的箔。负极集电器的非限制性示例包括由铜、金、镍、镍合金或它们的组合制成的箔。

[0095] 可以在根据本公开内容的电化学装置中使用的电解质是具有A+B-结构的盐，其中A+包括碱金属阳离子，诸如Li+,Na+,K+或它们的组合，并且B-包括阴离子，诸如PF6-、BF4-、Cl-、Br-、I-、ClO4-、AsF6-、CH3CO2-、CF3SO3-、N(CF3SO2)2-、C(CF2SO2)3-或它们的组合，所述盐溶解或离解在有机溶剂中，所述有机溶剂包括碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷，四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ-丁内酯(g-丁内酯)或它们的混合物。然而，本公开内容不限于此。

[0096] 根据最终产品的制造工序和最终产品所需的特性，可以在电池制造过程中的适当步骤中进行电解质的注入。换句话说，电解质的注入可以在电池组装之前或在电池组装的最后步骤中进行。

[0097] 在下文中将更充分地描述各实施例，从而可以容易地理解本公开内容。然而，以下实施例可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于其中阐述的示例性实施方式。相反，提供这些示例性实施方式以使得本公开内容透彻和完整，并将本公开内容的范围充分传达给本领域技术人员。

[0098] 实施例1

[0099] (1)微囊的制备

[0100] 首先，基于100重量份的蒸馏水，将作为金属氢氧化物颗粒的氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒(D50,0.9μm)以30重量份的量分散，从而获得含有分散在蒸馏水中的氢氧化铝颗粒的金属氢氧化物颗粒分散体。接下来，基于100重量份的氢氧化铝颗粒，分别以1.5重量份和10重量份的量添加作为阻燃树脂的磷酸和三聚氰胺。然后，将所得混合物于70℃搅拌12小时，并用丙酮洗涤，以获得用于电化学装置的微囊，该微囊的最终粒径为1.0μm(D50)并且基于100重量份的氢氧化铝颗粒，包括1重量份的胶囊涂层。

[0101] (2)隔板的制造

[0102] 在室温下，将如上所述获得的微囊、第一粘合剂聚合物(氰乙基支链淀粉)、第二粘合剂聚合物(鞣酸)、和第三粘合剂聚合物(聚偏二氟乙烯，PVDF)以70:1:1:28的重量比溶解在丙酮中，以制备用于形成多孔涂层的浆料。在此，基于100重量份的丙酮，以18重量份的量将微囊添加到浆料中。

[0103] 通过使用浸涂工艺将用于形成多孔涂层的浆料施加到厚度为9μm的聚乙烯多孔基板的两个表面上，然后干燥，以形成多孔涂层。每个多孔涂层的厚度为4μm。

[0104] (3)正极的制造

[0105] 将正极活性材料(LiCoO2)、导电材料(炭黑)和粘合剂聚合物(聚偏二氟乙烯)以96:1.5:2.5的重量比引入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，然后混合，以制备浆料。将所得浆料涂覆到厚度为30μm的铝箔上至容量为3.285mAh/cm2，从而获得正极。

[0106] (4)负极的制造

[0107] 将负极活性材料(石墨)、导电材料(炭黑)、羧甲基纤维素(CMC)和粘合剂聚合物(丁苯橡胶，SBR)以96:2.5:1.5:1的重量比与水混合，以制备浆料。将所得浆料涂覆到厚度为8μm的铜箔上，从而获得厚度为50μm的负极。

[0108] (5)锂二次电池的制造

[0109] 首先，将LiPF6溶解在包括以1:1的体积比混合的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的有机溶剂中至1.0M的浓度，从而提供非水电解质。

[0110] 将隔板插置在如上所述获得的正极和负极之间，并将所得结构于90℃、8.5MPa下压制1秒，以获得电极组件。将电极组件容纳在袋型壳体中，并向壳体中注入电解质，从而获得锂二次电池。

[0111] 实施例2

[0112] 以与实施例1相同的方式获得锂二次电池，不同之处在于：控制引入颗粒分散体中的阻燃树脂的含量，以获得基于100重量份的氢氧化铝颗粒包括3重量份的胶囊涂层的用于电化学装置的微囊。

[0113] 实施例3

[0114] 以与实施例1相同的方式获得锂二次电池，不同之处在于：控制引入颗粒分散体中的阻燃树脂的含量，以获得基于100重量份的氢氧化铝颗粒包括5重量份的胶囊涂层的用于电化学装置的微囊。

[0115] 比较例1

[0116] 以与实施例1相同的方式获得隔板和包括该隔板的锂二次电池，不同之处在于：原样使用氢氧化铝颗粒(Al(OH)3)(D50,0.9μm)，而非微囊。

[0117] 比较例2

[0118] 以与实施例3相同的方式获得隔板和包括该隔板的锂二次电池，不同之处在于：原样使用氢氧化铝颗粒(Al(OH)3)(D50,0.9μm)，而非微囊。

[0119] 比较例3

[0120] 以与实施例1相同的方式获得隔板和包括该隔板的锂二次电池，不同之处在于：使用氢氧化镁，而非氢氧化铝颗粒。

[0121] 测试例

[0122] 1)吸湿性的评估方法

[0123] 将根据实施例和比较例的每个微囊以0.1g的重量进行采样，并在干燥室(dry room)中干燥2天。然后，使用含水量测量系统(Karl Fischer 860,Metrohm)在120℃和60mL/min的N2流速(flow rate)条件下确定吸湿性。结果示于图2和图3中。参照图2，根据实施例3的微囊包括根据比较例2的氢氧化铝颗粒，其表面涂覆有包括阻燃树脂的胶囊涂层。
因此，可以看出实施例3显示出显著降低的吸湿性。像比较例2一样，未涂覆有胶囊涂层的金属氢氧化物颗粒本身显示出高的吸湿性，因此由于在电池操作期间电池中产生的水分，可导致循环特性劣化。

[0124] 此外，参照图3，可以看出，与具有更高胶囊涂层含量的实施例3相比，具有最低胶囊涂层含量的实施例1显示出最小的吸湿性或产生最少水分。

[0125] 2)循环特性的评估方法

[0126] 将根据实施例3和比较例2的各个锂二次电池在室温下以恒定电流-恒定电压(CC-CV)模式以0.3C充电至4.25V，并在恒定电流模式下以0.5C放电至3V。重复充电/放电循环达500次，以确定容量保持率。结果示于图4中。参照图4，可以看出，与比较例2相比，根据实施例3的使用设置有包括微囊的多孔涂层的隔板的锂二次电池，即使重复500次循环，由于金属氢氧化物颗粒的吸湿性引起的电池性能的劣化也会显著降低。

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微囊、包括所述微囊的隔板和包括所述隔板的电化学装置

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