CN103390740A - 隔板、其制造方法、及包括其的可再充电锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供隔板、其制造方法、及包括其的可再充电锂电池。用于锂电池的隔板包括多孔基材和在所述多孔基材的至少一侧上的涂层，所述涂层具有与所述多孔基材相邻的第一侧、以及与所述第一侧相反的第二侧。所述涂层可包括无机化合物和聚合物粘结剂，并且在所述第二侧处的所述聚合物粘结剂的量大于在所述第一侧处的所述聚合物粘结剂的量。可再充电锂电池包括所述隔板。

Description

隔板、其制造方法、及包括其的可再充电锂电池
技术领域
本公开内容涉及隔板(separator)、其制造方法、以及包括其的可再充电锂电池。
背景技术
非水可再充电锂电池包括位于正极和负极之间的由多孔绝缘膜制成的隔板。所述膜的孔被包含溶解在其中的锂盐的电解质浸渍。通常，非水可再充电锂电池具有高容量和高能量密度。
然而，当可再充电锂电池的正极和负极在充电和放电循环期间反复收缩和膨胀时，或者当放出的热量由于电池的异常运行而变高时，电池温度可突然升高。在此情况下，隔板可突然收缩或破坏，并且可发生电极的短路。
因此，已经提出将耐热无机颗粒连同粘结剂一起涂布在隔板的至少一侧上，以改善电池稳定性。然而，当耐热无机颗粒的量变大时，包含了更少的粘结剂，从而使隔板对电极的附着力(adhesion)恶化。
发明内容
本发明的实施方式涉及隔板，其具有改善的对电极的附着力，从而改善电池的稳定性。
在一些实施方式中，用于锂电池的隔板包括：多孔基材和在所述多孔基材的至少一侧上的涂层，所述涂层具有与所述多孔基材相邻的第一侧、以及与所述第一侧相反的第二侧。所述涂层可包括无机化合物和聚合物粘结剂，并且在所述第二侧的所述聚合物粘结剂的量可大于在所述第一侧的所述聚合物粘结剂的量。
在一些实施方式中，所述聚合物粘结剂可包括第一聚合物粘结剂和第二聚合物粘结剂，并且所述第一聚合物粘结剂可具有与所述第二聚合物粘结剂不同的平均粒径。所述第一聚合物粘结剂可具有第一平均粒径和所述第二聚合物粘结剂可具有第二平均粒径，并且所述第二平均粒径可小于或等于所述第一平均粒径的80%。所述第一平均粒径可为约50nm-约500nm，和所述第二平均粒径可为约20nm-约400nm。
所述聚合物粘结剂可包括比所述第二聚合物粘结剂大的量的所述第一聚合物粘结剂。基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述第一聚合物粘结剂可以约70-99重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中，和基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述第二聚合物粘结剂可以约1-30重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中。
所述第一和第二聚合物粘结剂可为乳液型聚合物粘结剂。所述第一和第二聚合物粘结剂可独立地选自基于二烯的(二烯类)聚合物、基于丙烯酸酯的(丙烯酸酯类)聚合物、基于苯乙烯的(苯乙烯类)聚合物、基于氨基甲酸酯的(氨基甲酸酯类)聚合物、基于聚烯烃的(聚烯烃类)聚合物、或者其组合。
该乳液型聚合物粘结剂可为丁苯橡胶、丙烯酸酯化的丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、丙烯酸类橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯丙烯二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、或者其组合。
在一些实施方式中，所述聚合物粘结剂包括能溶解于溶剂的聚合物粘结剂和乳液型聚合物粘结剂。所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂可选自聚偏氟乙烯(PVdF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVdF-co-HFP)、聚偏氟乙烯-三氯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酸(PAA)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、芳族聚酰胺、聚乙酸乙烯酯(PVA)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯基醚(PVE)、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚乙烯醇、或者其组合。所述乳液型聚合物粘结剂可选自基于二烯的聚合物、基于丙烯酸酯的聚合物、基于苯乙烯的聚合物、基于氨基甲酸酯的聚合物、基于聚烯烃的聚合物、或者其组合。例如，所述乳液型聚合物粘结剂可为丁苯橡胶、丙烯酸酯化的丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、丙烯酸类橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯丙烯二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、或者其组合。
所述聚合物粘结剂可包括比所述乳液型聚合物粘结剂大的量的所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂。基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂可以约70-99重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中，和基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述乳液型聚合物粘结剂可以约1-30重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中。
所述聚合物粘结剂可以约1-30重量份的量存在于所述涂层中，基于100重量份的所述无机化合物。所述无机化合物可包括选自如下的材料：金属氧化物、半金属氧化物、金属氟化物、金属氢氧化物、或者其组合。所述无机化合物可选自Al2O3、SiO2、TiO2、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、SrTiO3、BaTiO3、Mg(OH)2、MgF、或者其组合。所述无机化合物可具有约1nm-800nm的粒径。
所述多孔基材可包括玻璃纤维、聚酯、聚烯烃、聚四氟乙烯(PTFE)、或者其组合。
在一些实施方式中，可再充电锂电池包括：包含正极活性物质的正极；包含负极活性物质的负极；以及在所述正极和所述负极之间的上述隔板之一。所述隔板的涂层的第一侧与所述多孔基材接触，和所述涂层的第二侧与正极或负极中的任一个接触。
在一些实施方式中，形成锂电池的方法包括：将无机化合物和聚合物粘结剂混合以形成浆料，将所述浆料施加至多孔基材的至少一侧，和以约30-70%/分钟的速率干燥所述浆料以形成涂层。所述涂层可具有与所述多孔基材相邻的第一侧、以及与所述第一侧相反的第二侧。在所述第二侧的所述聚合物粘结剂的量可大于在所述第一侧的所述聚合物粘结剂的量。干燥所述浆料可包括以约40-60%/分钟的速率干燥所述浆料。
本发明的实施方式提供隔板，其对电极具有较好的附着力，从而改善所得电池的特性和稳定性。
附图说明
图1为根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的隔板的示意性截面图。
图2为图1的隔板的涂层的特写(close-up)图。
图3为通过根据本发明实施方式的方法制造的涂层的示意图。
图4为通过根据本发明实施方式的方法制造的涂层的示意图。
图5为根据一个实施方式的可再充电锂电池的透视图，其中将所述电池的一部分分解出来以显示各种部件。
图6为实施例2的隔板的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图7为实施例2的隔板上的涂层的表面的SEM照片。
图8为对比例3的隔板上的涂层的表面的SEM照片。
图9为在根据实施例2的隔板的涂层的截面处氟的能量色散X-射线光谱法图谱分析(mapping analysis)。
具体实施方式
下文中将更充分地描述本发明，其中展示和描述了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施方式可以各种不同方式改变，全部不背离本发明的精神或范围。
下文中，参照附图，描述根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的隔板。图1为根据一个实施方式的用于可再充电锂电池的隔板的截面图。
隔板13包括多孔基材23和设置在多孔基材23的一侧或两侧上的涂层33。
多孔基材23可包括，例如，玻璃纤维、聚酯、聚烯烃、聚四氟乙烯(PTFE)、或者其组合。所述聚烯烃可为例如聚乙烯、聚丙烯等。
多孔基材23可为单层或多层，例如混合多层。例如，混合多层多孔基材可为聚乙烯/聚丙烯双层基材、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层基材、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层基材等。
涂层33包括无机化合物和聚合物粘结剂。
所述无机化合物为能够改善耐热性的陶瓷材料，并且可包括，例如，金属氧化物、半金属氧化物、金属氟化物、金属氢氧化物、或者其组合。示例性的无机化合物包括Al2O3、SiO2、TiO2、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、SrTiO3、BaTiO3、Mg(OH)2、及其组合。
所述无机化合物可改善所述涂层的耐热性并且因此可防止由于温度升高而引起的所述隔板的突然收缩或者变形(转变，transformation)。
所述无机化合物可为颗粒，并且例如，可具有约1nm-约800nm的粒径。在一些实施方式中，所述粒径可为约100nm-约600nm。具有在上述范围内的粒径的无机化合物可赋予涂层33合适的强度。
所述聚合物粘结剂使所述无机化合物附着至多孔基材23并且可同时使在涂层33一侧处的多孔基材23附着至在所述涂层另一侧处的电极(未示出)。
在涂层33的表面处的所述聚合物粘结剂的量可大于在涂层33的与多孔基材23相邻的内部处的所述聚合物粘结剂的量。所述“涂层33的表面”可为与电极接触的部分。
图2为图1的隔板的涂层的放大图。
在图2中，为了更好理解和便于描述，将涂层33中包括较多所述聚合物粘结剂的区域画上较深的阴影，而将涂层33中包括较少所述聚合物粘结剂的区域画上较浅的阴影。
参照图2，与在涂层33的内部处相比，在涂层33的表面处包括更多的所述聚合物粘结剂。当与在涂层33的内部处相比，在涂层33的表面处包括更多的所述聚合物粘结剂时，所述隔板可更好地附着至电极。
因此，由于涂层33在表面处包括所述聚合物粘结剂且不降低所述涂层中所述无机化合物的总量，具有涂层33的隔板可良好地附着至电极。因此，涂层33可改善耐热性和附着力两者。
下文中，参照附图描述涂层33的形成方法。图3和4是通过根据本发明实施方式的方法制造的涂层的视图。
根据涂层形成方法的一个实施方式并且参照图3(以及图1)，将无机化合物(未示出)、具有第一平均粒径的第一聚合物粘结剂33a、和具有小于或等于所述第一平均粒径的约80%的第二平均粒径的第二聚合物粘结剂33b混合以形成浆料。然后可将所述浆料涂布在多孔基材23的一侧上。在一些实施方式中，第二聚合物粘结剂33b可具有小于或等于所述第一平均粒径的约50%的第二平均粒径。
在此，所述第一平均粒径可为约50nm-约500nm和所述第二平均粒径可为约20nm-约400nm。当所述第一和第二聚合物粘结剂具有在上述范围内的平均粒径时，聚合物乳液(例如，上述涂层浆料)可具有合适的粘度和充分的粘合性。
第一聚合物粘结剂33a是将所述无机化合物固定在多孔基材23上的主要聚合物粘结剂，和第二聚合物粘结剂33b是提高所述涂层的粘合性的辅助聚合物粘结剂。基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，可分别以约70-99重量份和约1-30重量份的量包括第一和第二聚合物粘结剂33a和33b。当在上述范围内包括第一和第二聚合物粘结剂33a和33b时，所述涂层可充分地附着至所述多孔基材。此外，当在上述范围内包括第一和第二聚合物粘结剂33a和33b时，所述涂层不具有过度的粘合性质(adhesive qualities)，从而防止所述隔板由于在所述涂层表面处的过度粘性而粘在一起。
随着所述浆料被干燥，由于所述涂层的表面与内部相比可更早地被干燥，因此，所述涂层中的所述聚合物粘结剂和所述无机化合物可由于热对流(thermal convection)而朝着所述涂层的表面移动。在此，具有较小平均粒径的第二聚合物粘结剂33b可更容易地朝着所述涂层的表面移动。因此，在表面处包括更多的所述聚合物粘结剂(例如，所述第二聚合物粘结剂)并且所述聚合物粘结剂可提高涂层33的表面附着力。
在此，第一聚合物粘结剂33a和第二聚合物粘结剂33b可为乳液型聚合物粘结剂并且所述第一和第二聚合物粘结剂可相同或不同。所述乳液型聚合物粘结剂可为，例如，基于二烯的聚合物、基于丙烯酸酯的聚合物、基于苯乙烯的聚合物、基于氨基甲酸酯的聚合物、基于聚烯烃的聚合物、或者其组合。例如，所述乳液型聚合物粘结剂可为丁苯橡胶、丙烯酸酯化的丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、丙烯酸类橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯丙烯二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、或者其组合。
所述乳液型聚合物粘结剂可使用能聚合的单体通过乳液聚合或者相转化方法制备。所述乳液聚合方法和相转化(phase inversion)方法没有特别限制，并且可使用任何合适的方法。
所述能聚合的单体可为，例如，烯属不饱和羧酸烷基酯例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等；具有氰基的烯属不饱和单体例如丙烯腈、甲基丙烯腈、富马腈、α-氯代丙烯腈、α-氰基乙基丙烯腈等；共轭二烯单体例如1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、氯丁二烯等；烯属不饱和羧酸或其盐例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、柠康酸等；芳族乙烯基单体例如苯乙烯、烷基苯乙烯、乙烯基萘等；氟烷基乙烯基醚例如氟乙基乙烯基醚等；非共轭二烯单体例如乙烯基吡啶等；α-烯烃例如乙烯、丙烯等；烯属不饱和酰胺单体例如(甲基)丙烯酰胺等；基于磺酸的(磺酸类)不饱和单体例如2-丙烯酰胺基2-甲基丙烷磺酸、苯乙烯磺酸等；等等。
此外，所述能聚合的单体可为包含交联官能团的能聚合的单体。所述交联官能团为当聚合物粘结剂交联时起到交联点作用的官能团。所述交联官能团可为，例如，羟基、缩水甘油基、氨基、N-羟甲基、乙烯基等。所述包含交联官能团的能聚合的单体可为，例如，烯属不饱和羧酸的羟基酯例如(甲基)丙烯酸羟丙基酯、(甲基)丙烯酸羟乙基酯等；烯属不饱和羧酸的缩水甘油酯例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等；烯属不饱和羧酸的氨基酯例如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙基酯等；含羟甲基的烯属不饱和酰胺例如N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二羟甲基(甲基)丙烯酰胺等；包含至少两个乙烯基的单体例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯等。
可以基于所述能聚合的单体总重量的小于或等于约5重量%包含所述包含交联官能团的能聚合的单体。在一些实施方式中，可以基于所述能聚合的单体总重量的小于或等于约2重量%包含所述包含交联官能团的能聚合的单体。
根据涂层形成方法的另一实施方式，并且参照图4(以及图1)，将无机化合物(未示出)、作为第三聚合物粘结剂33c的能溶解于溶剂的聚合物粘结剂、作为第四聚合物粘结剂33d的乳液型聚合物粘结剂、和溶剂混合以形成浆料。可将所述浆料涂布在多孔基材23的一侧上。
第三聚合物粘结剂33c为能溶解于溶剂的聚合物粘结剂且为主要聚合物粘结剂。所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂为在溶剂中能溶解的聚合物粘结剂，并且可为，例如，聚偏氟乙烯(PVdF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVdF-co-HFP)、聚偏氟乙烯-三氯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酸(PAA)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、芳族聚酰胺、聚乙酸乙烯酯(PVA)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯基醚(PVE)、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚乙烯醇、或者其组合。
第四聚合物粘结剂33d为乳液型聚合物粘结剂，其在溶剂中作为颗粒存在。第四聚合物粘结剂33d(即，所述乳液型聚合物粘结剂)为辅助聚合物粘结剂。所述乳液型聚合物粘结剂可为，例如，基于二烯的聚合物、基于丙烯酸酯的聚合物、基于苯乙烯的聚合物、基于氨基甲酸酯的聚合物、基于聚烯烃的聚合物、或者其组合。例如，所述乳液型聚合物粘结剂可为丁苯橡胶、丙烯酸酯化的丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、丙烯酸类橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯丙烯二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、或者其组合。
基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，可分别以约70-99重量份和约1-30重量份的量包括第三聚合物粘结剂33c和第四聚合物粘结剂33d。当在上述范围内包括第三聚合物粘结剂33c和第四聚合物粘结剂33d时，所述涂层不具有过度的粘合性质，从而防止所述隔板由于在所述涂层表面处的过度粘性而粘在一起。
随着所述浆料被干燥，由于所述涂层的表面与所述涂层的内部相比可更早地被干燥，因此，所述溶剂可由于热对流而朝着所述涂层的表面移动。在此，所述聚合物粘结剂可与所述溶剂一起朝着所述涂层的表面移动。在所述溶剂中作为颗粒存在的所述乳液型聚合物粘合剂可更容易地与所述溶剂一起向所述表面移动。因此，与内部处相比，在所述表面处可存在更多的所述聚合物粘结剂(例如，乳液型聚合物粘结剂)，从而提高涂层33在所述表面处的粘合性。
此外，当所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂(例如聚偏氟乙烯(PVdF))和所述乳液型聚合物粘结剂(例如丁苯橡胶)存在于涂层33的表面处时，所述涂层对负极活性物质层或者对正极活性物质层的粘合性可改善。因此，具有涂层33的隔板可具有良好的与正极和负极两者的附着力。
可以基于100重量份的所述无机化合物的约1-30重量份的量包括所述聚合物粘结剂。在一些实施方式中，可以基于100重量份的所述无机化合物的约10-20重量份的量包括所述聚合物粘结剂。当在上述范围内包括所述粘结剂时，所述涂层可更牢固地附着至所述多孔基材并且可使所述多孔基材更牢固地附着至电极，而不使所述多孔基材中的孔闭合，从而保持离子导电(传导)性。
可使用任何合适的溶剂。例如，所述溶剂可为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四甲基脲、磷酸三乙酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、或者其组合。
下文中，将对制造隔板的方法进行说明。
根据一个实施方式，所述制造隔板的方法可包括：将无机化合物和聚合物粘结剂混合以形成浆料，将该浆料施加在多孔基材的至少一侧上，并且干燥所述浆料以形成涂层。
如上所述，所述聚合物粘结剂可为具有不同粒度的聚合物粘结剂的混合物、或者能溶解于溶剂的聚合物粘结剂和乳液型聚合物粘结剂的混合物。
所述浆料可通过使用例如热空气干燥、红外干燥等以约30-70%/分钟的干燥速率进行干燥。
在此，所述干燥速率指的是每分钟使所述浆料中的溶剂的约30-70%干燥的速度。干燥速率可取决于多种因素，包括干燥温度、所提供的空气的量、所排出的空气的量、风速、加热方法等。当干燥速率在上述范围内时，所述聚合物粘结剂充分地如以上所描述的那样朝着所述涂层的表面移动，并且可防止所述涂层的表面由于快速干燥而引起的开裂或变形。在一些实施方式中，所述干燥可以约40-60%/分钟的干燥速率进行。
干燥温度可取决于各种因素例如所使用的溶剂以及其中进行所述干燥的气氛。干燥温度可为约45°C-约110°C的范围。在一些实施方式中，所述干燥可在约50°C-约90°C进行。在另一些实施方式中，所述干燥可在约60°C-约80°C进行。当所述干燥在上述范围内进行时，可干燥所述溶剂而不使所述多孔基材过度收缩。
下文中，描述包括所述隔板的可再充电锂电池。
根据隔板的存在以及其中使用的电解质的类型，可再充电锂电池可分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、或者锂聚合物电池。可再充电锂电池可具有各种形状和尺寸，例如可为圆柱形、棱柱形、硬币、或袋型电池，和可为薄膜型或块型尺寸。这样的锂离子电池的结构和制造方法是本领域普通技术人员已知的。
所述隔板具有包含聚合物粘结剂的涂层并且因此具有改善的附着力。因此，所述隔板可稳定地附着至电极，并且因此，不存在由于从电极脱离而导致的间隙，而是相反，所述隔板和电极可牢固地固定在一起。
图5是根据一个实施方式的可再充电锂电池的分解透视图。
参照图5，可再充电锂电池包括果冻卷(jelly roll)型电极组件10和壳(未示出)。
电极组件10可具有通过对其间具有隔板13的负极11和正极12进行卷绕而形成的果冻卷形状。负极11、正极12和隔板13可被电解质(未示出)浸渍。
负极11包括集流体和设置在所述集流体上的负极活性物质层。
所述集流体可为铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、涂布有导电金属的聚合物基材、或者其组合。
所述负极活性物质层包括负极活性物质、粘结剂、和任选的导电材料。
所述负极活性物质可包括如下中的一种或多种：可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料、锂金属、锂金属合金、能够掺杂和脱掺杂锂的材料、或者过渡金属氧化物。
所述可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料可包括碳质材料。碳质材料可为可再充电锂电池中通常使用的任何基于碳的负极活性物质。所述碳质材料的实例包括结晶碳、无定形碳、及其组合。所述结晶碳可为非成形的(non-shaped)、或者薄板、薄片、球形、或纤维形状的天然石墨或人造石墨。所述无定形碳可为软碳(通过在低温下烧结获得的碳)、硬碳、中间相沥青碳化产物、烧结焦炭等。
所述锂金属合金可包含锂和选自如下的金属：Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Si、Sb、Pb、In、Zn、Ba、Ra、Ge、Al、Sn、或者其组合。
所述能够掺杂和脱掺杂锂的材料可包括Si、SiOx(0<x<2)、Si-C复合物、Si-Q合金(其中Q不是Si并且为选自如下的元素：碱金属、碱土金属、第13-16族元素、过渡元素、稀土元素、或者其组合)、Sn、SnO2、Sn-C复合物、Sn-R(其中R不是Sn并且为选自如下的元素：碱金属、碱土金属、第13-16族元素、过渡元素、稀土元素、或者其组合)等。Q和R可选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Tc、Re、Bh、Fe、Pb、Ru、Os、Hs、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、Sn、In、Ti、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po、或者其组合。
所述过渡金属氧化物可为钒氧化物、锂钒氧化物等。
所述粘结剂改善负极活性物质颗粒彼此的粘结性以及对集流体的粘结性。所述粘结剂的实例包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸酯化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等，但所述粘结剂不限于此。
所述导电材料改善所述负极的导电性。可使用任何电传导性材料作为导电剂，除非其导致化学变化。所述导电材料的实例包括基于碳的(碳类)材料例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等；基于金属的(金属类)材料例如金属粉末或金属纤维，包括铜、镍、铝、银等；导电聚合物例如聚亚苯基衍生物；以及其混合物。
正极12包括集流体和设置在所述集流体上的正极活性物质层。
所述集流体可为Al，但是其不限于此。
所述正极活性物质层可包括正极活性物质、粘结剂、和任选的导电材料。
所述正极活性物质可包括一种或多种可逆地嵌入和脱嵌锂离子的锂化的插层化合物。所述正极活性物质可包括包含钴、锰、或镍的至少一种和锂的复合氧化物。特别地，可使用以下含锂化合物：
LiaA1-bRbD2(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8且0≤b≤0.5)；LiaE1-bRbO2-cDc(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，且0≤c≤0.05)；LiE2-bRbO4-cDc(其中，在上式中，0≤b≤0.5且0≤c≤0.05)；LiaNi1-b-cCobRcDα(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α≤2)；LiaNi1-b-cCobRcO2-αZα(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α<2)；LiaNi1-b-cCobRcO2-αZ2(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbRcDα(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α≤2)；LiaNi1-b-cMnbRcO2-αZα(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbRcO2-αZ2(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α<2)；LiaNibEcGdO2(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，且0.001≤d≤0.1)；LiaNibCocMndGeO2(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，且0.001≤e≤0.1)；LiaNiGbO2(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8且0.001≤b≤0.1)；LiaCoGbO2(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8且0.001≤b≤0.1)；LiaMnGbO2(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8且0.001≤b≤0.1)；LiaMn2GbO4(其中，在上式中，0.90≤a≤1.8且0.001≤b≤0.1)；QO2；QS2；LiQS2；V2O5；LiV2O5；LiTO2；LiNiVO4；Li(3-f)J2(PO4)3(0≤f≤2)；Li(3-f)Fe2(PO4)3(0≤f≤2)；和LiFePO4。
在以上化学式中，A为Ni、Co、Mn、或者其组合；R为Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素、或者其组合；D为O、F、S、P、或者其组合；E为Co、Mn、或者其组合；Z为F、S、P、或者其组合；G为Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V、或者其组合；Q为Ti、Mo、Mn、或者其组合；T为Cr、V、Fe、Sc、Y、或者其组合；和J为V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、或者其组合。
所述锂化的插层化合物可在表面上具有包覆层(涂层)或者可与具有包覆层的化合物混合。所述包覆层可包括选自如下的至少一种包覆元素化合物：包覆元素的氧化物、包覆元素的氢氧化物、包覆元素的羟基氧化物、包覆元素的碳酸氧盐、或者包覆元素的羟基碳酸盐。用于包覆层的化合物可为无定形的或者结晶的。用于包覆层的包覆元素可为Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Sn、Ge、Ga、B、As、Zr、或者其混合物。所述包覆层可以任何对所述正极活性物质的性质没有负面影响的方法形成。例如，包覆方法可包括任何合适的涂覆方法例如喷涂、浸渍等。
所述粘结剂改善正极活性物质颗粒彼此的粘结性以及对集流体的粘结性。所述粘结剂的实例包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸酯化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等，但是所述粘结剂不限于此。
所述导电材料改善所述正极的导电性。可使用任何电传导性材料作为导电剂，除非其导致化学变化。所述导电材料的实例包括基于碳的材料例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等；基于金属的材料例如金属粉末或者金属纤维，包括铜、镍、铝、银等；导电聚合物例如聚亚苯基衍生物；以及其混合物。
负极11和正极12可各自通过如下制造：将活性物质、导电材料和粘结剂在溶剂中混合以形成活性物质浆料，和将所述浆料涂布在集流体上。溶剂可包括N-甲基吡咯烷酮等，但是其不限于此。电极制造方法是本领域普通技术人员已知的。
负极11和正极12分别与负极极耳(tab)14和正极极耳15连接，并且负极极耳14和正极极耳15从电极组件10的相同侧延伸。
所述电解质包括非水有机溶剂和锂盐。
所述非水有机溶剂充当用于输运参与电池电化学反应的离子的介质。
所述非水有机溶剂可选自基于碳酸酯的(碳酸酯类)溶剂、基于酯的(酯类)溶剂、基于醚的(醚类)溶剂、基于酮的(酮类)溶剂、基于醇的(醇类)溶剂、非质子溶剂、或者其组合。所述基于碳酸酯的溶剂的非限制性实例包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、其组合，等等。所述基于酯的溶剂的非限制性实例包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸1,1-二甲基乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯、其组合，等等。所述基于醚的溶剂的非限制性实例包括二丁基醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃、其组合，等等。所述基于酮的溶剂的非限制性实例包括环己酮等。所述基于醇的溶剂的非限制性实例包括乙醇、异丙醇等。所述非质子溶剂的非限制性实例包括腈例如R-CN(其中R为C2-C20直链、支化或者环状的烃基，并且可包含双键、芳环、或醚键)、酰胺例如二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺、二氧戊环类例如1,3-二氧戊环、环丁砜、其组合，等等。
可使用单一的非水有机溶剂或者可使用溶剂混合物。当所述有机溶剂包括混合物时，可根据期望的电池性能控制混合比。
所述基于碳酸酯的溶剂可包括环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物。在一些实施方式中，所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯以约1:1-约1:9的体积比混合。包含这样的混合物的电解质可具有增强的性能。
此外，除了所述基于碳酸酯的溶剂之外，所述电解质还可进一步包括基于芳烃的(芳烃类)溶剂。在一些实施方式中，所述基于碳酸酯的溶剂和所述基于芳烃的溶剂以约1:1-约30:1的体积比混合在一起。
该基于芳烃的有机溶剂可为由以下化学式1表示的基于芳烃的化合物。
化学式1
Figure BDA00003171723700141
在化学式1中，R1-R6各自独立地为氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10卤代烷基、或者其组合。
所述基于芳烃的有机溶剂可为，例如，苯、氟代苯、1,2-二氟代苯、1,3-二氟代苯、1,4-二氟代苯、1,2,3-三氟代苯、1,2,4-三氟代苯、氯代苯、1,2-二氯代苯、1,3-二氯代苯、1,4-二氯代苯、1,2,3-三氯代苯、1,2,4-三氯代苯、碘代苯、1,2-二碘代苯、1,3-二碘代苯、1,4-二碘代苯、1,2,3-三碘代苯、1,2,4-三碘代苯、甲苯、氟代甲苯、2,3-二氟代甲苯、2,4-二氟代甲苯、2,5-二氟代甲苯、2,3,4-三氟代甲苯、2,3,5-三氟代甲苯、氯代甲苯、2,3-二氯代甲苯、2,4-二氯代甲苯、2,5-二氯代甲苯、2,3,4-三氯代甲苯、2,3,5-三氯代甲苯、碘代甲苯、2,3-二碘代甲苯、2,4-二碘代甲苯、2,5-二碘代甲苯、2,3,4-三碘代甲苯、2,3,5-三碘代甲苯、二甲苯、或者其组合。
所述非水电解质可进一步包括碳酸亚乙烯酯或者由以下化学式2表示的基于碳酸亚乙酯的(碳酸亚乙酯类)化合物，以改善电池的循环寿命。
化学式2
Figure BDA00003171723700142
在化学式2中，R7和R8各自独立地为氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)或者C1-C5氟代烷基，条件是R7和R8的至少一个为卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)、或者C1-C5氟代烷基。
所述基于碳酸亚乙酯的化合物的实例包括二氟代碳酸亚乙酯、氯代碳酸亚乙酯、二氯代碳酸亚乙酯、溴代碳酸亚乙酯、二溴代碳酸亚乙酯、硝基代碳酸亚乙酯、氰基代碳酸亚乙酯、氟代碳酸亚乙酯等。可在合适的范围内对所使用的碳酸乙烯酯或者基于碳酸亚乙酯的化合物的量进行调节。
所述锂盐溶解在所述非水溶剂中并且在所述可再充电锂电池中供应锂离子，并且改善正极和负极之间的锂离子输运。所述锂盐的非限制性实例包括支持电解质盐，例如，LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO2、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(其中，x和y为自然数)、LiCl、LiI、LiB(C2O4)2(双(草酸)硼酸锂，LiBOB)、或者其组合。所述锂盐可以约0.1-约2.0M的浓度使用。当在以上浓度范围内包括所述锂盐时，由于最佳的电解质导电性和粘度，其可改善电解质性能和锂离子迁移率。
隔板113将负极112与正极114隔开并且提供锂离子路径。隔板113包括多孔基材和如上所述的涂层。所述隔板与以上描述的相同。
以下实施例更详细地说明本发明。然而，这些实施例不应在任何意义上被解释为限制本发明的范围。
隔板的制造
实施例1
将3重量份具有约80nm平均粒径的丁苯橡胶(SBR)乳液(其中3重量份指的是该乳液中包含的丁苯橡胶的重量)、100重量份氧化铝颗粒、和0.5重量份具有约30nm平均粒径的聚氨酯乳液(其中该聚氨酯在该乳液中的含量为约30-40重量%)混合以制备浆料。将所述浆料在聚乙烯基材的两侧上涂布至16μm厚度并且以50%/分钟的干燥速率干燥，从而制造具有拥有约3μm厚度的涂层的隔板。
实施例2
将10重量份溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的聚偏氟乙烯(PVdF)与100重量份氧化铝颗粒和0.5重量份丁苯橡胶(SBR)乳液(平均粒径约80nm)混合。搅拌该混合物，从而制备浆料。将所述浆料在聚乙烯基材的两侧上涂布至16μm厚度并且以50%/分钟的干燥速率干燥，从而制造具有拥有约3μm厚度的涂层的隔板。
对比例1
根据与实施例1相同的方法制造隔板，除了不使用聚氨酯乳液之外。
对比例2
根据与实施例2相同的方法制造隔板，除了不加入丁苯橡胶(SBR)乳液之外。
对比例3
根据与实施例2相同的方法制造隔板，除了以20%/分钟的干燥速率进行干燥之外。
分析1：隔板的截面和表面的研究
图6为根据实施例2的隔板的扫描电子显微镜(SEM)照片。
参照图6，根据实施例2的隔板在该隔板的两侧上具有拥有预定厚度的涂层。
图7为显示根据实施例2的隔板上的涂层的表面的SEM照片，而图8为显示根据对比例3的隔板上的涂层的表面的SEM照片。
参照图7和8，与根据对比例3的隔板的涂层的表面处相比，根据实施例2的隔板的涂层的表面处包括更多的聚合物粘结剂。
分析2：聚合物粘结剂的分布
对根据实施例2的隔板进行图谱分析以研究丁苯橡胶(SBR)、颗粒聚合物粘结剂的分布。所述图谱分析使用能量色散X-射线光谱法(EDS)进行。
为了检查涂层中丁苯橡胶(SBR)的分布，根据与实施例2相同的方法制造隔板，除了不加入氧化铝之外。
图9为在所述隔板的涂层的截面处氟的EDS图谱分析。
参照图9，与所述涂层的底部(靠近聚乙烯基材)相比，所述涂层的顶部(表面)包括更少的氟原子。该分析结果显示，不含氟原子的丁苯橡胶(SBR)在所述涂层的表面处以较大的量存在，因为在所述涂层的干燥期间，较多的丁苯橡胶(SBR)颗粒朝着表面移动。
评价1：热收缩率
将根据实施例1和2以及对比例1-3的隔板在130°C的对流式烘箱中热处理10分钟，然后冷却至室温。在所述热处理之前和之后对所述隔板进行测量以确定它们的收缩率。
结果提供于表1中。
表1
热收缩率
实施例1 ○
实施例2 ◎
对比例1 ○
对比例2 ◎
对比例3 ○
◎:热收缩率小于或等于3%
○:热收缩率大于3%且小于或等于5%
△:热收缩率大于5%且小于或等于7%
X:热收缩率大于7%
参照表1，根据实施例1和2的隔板具有与根据对比例1-3的隔板类似的热收缩率。因此，实施例1和2中包含的根据本发明实施方式的聚合物粘结剂(即，包括聚氨酯乳液和/或丁苯橡胶(SBR)乳液的聚合物粘结剂)对耐热性没有负面影响。
可再充电锂电池单元(cell)的制造
实施例3
通过如下制备正极活性物质浆料：将作为正极活性物质的LiCoO2、作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVDF)、和作为导电剂的碳以92:4:4的重量比混合以形成混合物，和将所述混合物在N-甲基-2-吡咯烷酮中分散。将所述浆料涂布在20μm厚铝箔上，干燥，并且压制，从而制造正极。
通过如下制备负极活性物质浆料：将作为负极活性物质的人造石墨、作为粘结剂的丁苯橡胶、和作为增稠剂的羧甲基纤维素以96:2:2的重量比混合以形成混合物，和将所述混合物在水中分散。将该浆料涂布在15μm厚铜箔上，干燥，并且压制，从而制造负极。
使用所述正极和负极以及根据实施例1的隔板制造袋型可再充电锂电池单元。通过将碳酸亚乙酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)/碳酸二乙酯(DEC)(以3/5/2的体积比)混合并且包括1.3M浓度的LiPF6而制备电解质。将所述电解质注入到所述电池单元中。
实施例4
根据与实施例3相同的方法制造可再充电锂电池单元，除了使用根据实施例2的隔板代替根据实施例1的隔板之外。
对比例3
根据与实施例3相同的方法制造可再充电锂电池单元，除了使用根据对比例1的隔板代替根据实施例1的隔板之外。
对比例4
根据与实施例3相同的方法制造可再充电锂电池单元，除了使用根据对比例2的隔板代替根据实施例1的隔板之外。
对比例5
根据与实施例3相同的方法制造可再充电锂电池单元，除了使用根据对比例3的隔板代替根据实施例1的隔板之外。
评价2：粘合性
将根据实施例3和4以及对比例3-5的可再充电锂电池单元拆解并且评价隔板对正极和负极的附着力。
通过使用万能试验机(UTM)测定剥离强度而对粘合性进行度量。
结果提供于表2中。
表2
附着力
实施例3 ◎
实施例4 ◎
对比例3 X
对比例4 △
对比例5 △
◎:附着力大于或等于0.03N/mm
○:附着力为0.01-0.02N/mm
△:附着力为0.005-0.01N/mm
X:附着力小于或等于0.005N/mm
参照表2，根据实施例3和4的可再充电锂电池单元与根据对比例3-5的单元电池相比具有改善的隔板对电极的附着力。
评价3：充电和放电特性
将根据实施例3和4以及对比例3-5的可再充电锂电池单元在25°C以0.2C倍率进行恒定电流充电至4.2V电压，和在保持4.2V电压的同时以0.01C进行恒定电压充电。接着，将所述可再充电锂电池单元以0.2C的恒定电流放电至3.05V电压(化成步骤)。
然后，将所述可再充电锂电池单元在25°C以0.5C倍率进行恒定电流充电至4.2V电压和在保持4.2V电压的同时以0.01C进行恒定电压充电。然后，将所述可再充电锂电池单元以0.5C的恒定电流放电至3.0V电压。所述充电和放电循环重复30次。
结果提供于表3中。
充电和放电效率是在第30次循环的充电和放电效率相对于初始充电和放电效率的比。
容量保持率是在第30次循环的容量相对于初始容量的比。
表3
Figure BDA00003171723700191
◎:充电和放电效率大于或等于98%/容量保持率大于或等于90%
△:充电和放电效率大于或等于97%且小于98%/容量保持率大于或等于80%且小于90%
X:充电和放电效率小于97%/容量保持率小于80%
参照表3，根据实施例3和4的可再充电锂电池单元具有比根据对比例3-5的单元电池高的充电和放电效率以及容量保持率。虽然不受任何理论制约，但是认为，由于隔板对电极的改善的粘合性，根据实施例3和4的可再充电锂电池单元具有更高的充电和放电效率以及容量保持率。
参照表1-3，根据实施例3和4的可再充电锂电池单元的隔板具有与根据对比例3-5的可再充电锂电池单元的热收缩率类似的热收缩率，但是实施例3和4的隔板具有更好的对电极的附着力，从而改善所述可再充电锂电池单元的充电和放电效率以及容量保持率。
虽然已经图示和描述了一些示例性实施方式，然而本发明不限于所公开的实施方式。相反，本领域普通技术人员将认识到，在不背离如所附权利要求中所描述的本公开内容的精神和范围的情况下，可对所描述的实施方式进行一些改进和变化。

Claims (20)

1.用于锂电池的隔板，包括：
多孔基材；和
在所述多孔基材的至少一侧上的涂层，所述涂层具有与所述多孔基材相邻的第一侧、以及与所述第一侧相反的第二侧，所述涂层包括：
无机化合物；和
聚合物粘结剂，其中在所述第二侧处的所述聚合物粘结剂的量大于在所述第一侧处的所述聚合物粘结剂的量。
2.权利要求1的隔板，其中所述聚合物粘结剂包括第一聚合物粘结剂和第二聚合物粘结剂，并且所述第一聚合物粘结剂具有与所述第二聚合物粘结剂不同的平均粒径。
3.权利要求2的隔板，其中所述第一聚合物粘结剂具有第一平均粒径和所述第二聚合物粘结剂具有第二平均粒径，所述第二平均粒径小于或等于所述第一平均粒径的80%。
4.权利要求3的隔板，其中所述第一平均粒径为50nm-500nm，并且所述第二平均粒径为20nm-400nm。
5.权利要求3的隔板，其中所述聚合物粘结剂包括比所述第二聚合物粘结剂大的量的所述第一聚合物粘结剂。
6.权利要求5的隔板，其中基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述第一聚合物粘结剂以70-99重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中，和基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述第二聚合物粘结剂以1-30重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中。
7.权利要求2的隔板，其中所述第一和第二聚合物粘结剂为乳液型聚合物粘结剂。
8.权利要求7的隔板，其中所述第一和第二聚合物粘结剂独立地选自由如下组成的组：基于二烯的聚合物、基于丙烯酸酯的聚合物、基于苯乙烯的聚合物、基于氨基甲酸酯的聚合物、基于聚烯烃的聚合物、及其组合。
9.权利要求1的隔板，其中所述聚合物粘结剂包括能溶解于溶剂的聚合物粘结剂和乳液型聚合物粘结剂。
10.权利要求9的隔板，其中所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂选自由如下组成的组：聚偏氟乙烯(PVdF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVdF-co-HFP)、聚偏氟乙烯-三氯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酸(PAA)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、芳族聚酰胺、聚乙酸乙烯酯(PVA)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯基醚(PVE)、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚乙烯醇、及其组合。
11.权利要求9的隔板，其中所述乳液型聚合物粘结剂选自由如下组成的组：基于二烯的聚合物、基于丙烯酸酯的聚合物、基于苯乙烯的聚合物、基于氨基甲酸酯的聚合物、基于聚烯烃的聚合物、及其组合。
12.权利要求9的隔板，其中所述聚合物粘结剂包括比所述乳液型聚合物粘结剂大的量的所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂。
13.权利要求12的隔板，其中基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述能溶解于溶剂的聚合物粘结剂以70-99重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中，和基于所述聚合物粘结剂的100重量份的总重量，所述乳液型聚合物粘结剂以1-30重量份的量存在于所述聚合物粘结剂中。
14.权利要求1的隔板，其中所述聚合物粘结剂以基于100重量份的所述无机化合物的1-30重量份的量存在于所述涂层中。
15.权利要求1的隔板，其中所述无机化合物包括选自由如下组成的组中的材料：金属氧化物、半金属氧化物、金属氟化物、金属氢氧化物、及其组合。
16.权利要求15的隔板，其中所述无机化合物选自由如下组成的组：Al2O3、SiO2、TiO2、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、SrTiO3、BaTiO3、Mg(OH)2、MgF、及其组合。
17.权利要求1的隔板，其中所述无机化合物具有1nm-800nm的粒径。
18.可再充电锂电池，包括：
包含正极活性物质的正极；
包含负极活性物质的负极；和
在所述正极和所述负极之间的权利要求1-17中任一项的隔板。
19.形成用于锂电池的隔板的方法，所述方法包括：
将无机化合物、聚合物粘结剂和任选的溶剂混合以形成浆料；
将所述浆料施加至多孔基材的至少一侧；和
以30-70%/分钟的速率干燥所述浆料以形成涂层，其中30-70%/分钟的速率指的是每分钟使所述浆料中的溶剂的30-70%干燥的速度，所述涂层具有与所述多孔基材相邻的第一侧以及与所述第一侧相反的第二侧，并且在所述第二侧处的所述聚合物粘结剂的量大于在所述第一侧处的所述聚合物粘结剂的量。
20.权利要求19的方法，其中干燥所述浆料包括以40-60%/分钟的速率干燥所述浆料。
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