專利名稱：具有選擇性離子遷移的Li/MnO的制作方法
背景技術(shù)：
為了延長由錳酸鹽制成陰極的Li-原電池的儲(chǔ)存期限，非常希望使用電池隔板，該電池隔板阻礙Mn離子遷移而允許Li離子穿過該隔板遷移。在本文中，本發(fā)明開發(fā)了這樣一種具有選擇性離子遷移系數(shù)的隔板。
在美國專利No.6,322,923中，該隔板包括具有涂層的微孔膜。該涂層由成膠聚合物(gel forming polymer)、增塑劑和溶劑的混合物制成。該溶劑溶解成膠聚合物和增塑劑，使該混合物可以容易地并且均勻地敷設(shè)到膜上。同樣，該溶劑與其它組分相比是相對揮發(fā)性的，以致于可以容易地被除去。剩下的涂覆隔板(即，包括成膠聚合物和增塑劑的涂層)不是多孔的，并且在它成為多孔之前是不易被電解液浸漬(impregnate)的。增塑劑是孔成形劑。必須抽提增塑劑，例如酯基酞酸酯或有機(jī)碳酸酯，以便形成孔。這種抽提步驟增加了隔板的成本。
Pekala的美國專利5,586,138給出教導(dǎo)在UHMWPE聚合物帶(Web)上使用PVDF涂層。PVDF涂層溶解在允許形成均質(zhì)溶液的溶劑中。示范性的溶劑包括酮、氯化溶劑、烴溶劑、醋酸酯或碳酸酯。
Wensley的美國公開號(hào)US2002/0168564A1給出教導(dǎo)一種包括微孔膜、覆蓋該膜的涂層的隔板，該涂層包括重量比為1∶0.05到1∶3的成膠聚合物和增塑劑。
有選擇地阻礙Mn離子遷移的目的是延長電池的儲(chǔ)存期限。目前，電池的儲(chǔ)存期限與允許Mn離子移動(dòng)時(shí)Mn離子經(jīng)歷的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。因而，通過阻礙Mn離子的遷移，在電池中造成縮短儲(chǔ)存期限的化學(xué)反應(yīng)可以被減少和/或除去，因此會(huì)增加儲(chǔ)存期限。
發(fā)明概述一種在鋰-二氧化錳電池中選擇性地阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，該方法包括下列步驟提供適合于產(chǎn)生鋰離子的鋰電極；提供適合于產(chǎn)生錳離子的二氧化錳電極；阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)，但是允許鋰離子在鋰電極向二氧化錳電極之間自由流動(dòng)和返回；在二氧化錳電極和鋰電極之間提供一個(gè)電池隔板，其中，該隔板選擇性地允許鋰離子在鋰電極向二氧化錳電極之間遷移，但是阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)。
鋰電池的電池隔板能選擇性地使Li離子遷移穿過該電池隔板而阻礙Mn離子，該電池隔板包括下列步驟提供微孔膜，其中該微孔膜是聚烯烴，并且該聚烯烴選自下列集合，該集合由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基戊烯組成；提供包括成膠聚合物的成膠聚合物溶液，成膠聚合物選自下列集合，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物、和它們的組合物組成；并且有機(jī)溶劑具有小于80攝氏度的沸點(diǎn)；提供具有至少60攝氏度沸點(diǎn)的第二溶劑，第一溶劑比第二溶劑更具揮發(fā)性，并且第二溶劑適合于在成膠聚合物中形成孔；使成膠聚合物溶液與第二溶劑混合，以形成成膠聚合物和溶液的混合物；用成膠聚合物和溶液的混合物涂覆微孔膜；并且干燥微孔膜，以形成隔板。
一種鋰電池的電池隔板，能選擇性地使Li離子遷移穿過該電池隔板但是阻礙Mn離子，該電池隔板包括微孔聚烯烴膜；和在其上的涂層，該涂層是選自以下集合的成膠聚合物，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物、和它們的組合物組成，其中，根據(jù)ASTM D-726(B)，電池隔板具有每10立方厘米20到110秒的Gurley值。
附圖簡述

圖1是能選擇性地使Li離子遷移穿過電池隔板而阻礙Mn離子的鋰電池的電池隔板的橫截面圖。
對發(fā)明的詳細(xì)說明為了延長由錳酸鹽制成陰極的Li-原電池的儲(chǔ)存期限，非常希望使用電池隔板，該電池隔板阻礙Mn離子遷移而允許Li離子通過該隔板遷移。在本文中，本發(fā)明開發(fā)了這樣一種具有選擇性離子遷移系數(shù)的隔板。該隔板包括以下變化
-在微孔聚烯烴隔板上以各種厚度使多孔成膠聚合物涂層致密。
通過控制成膠聚合物涂層或成膠共聚物的密度，并且控制溶劑和/或增塑劑的濃度和蒸發(fā)速率，可以得到離子-遷移系數(shù)的適當(dāng)平衡。同樣，通過改變聚烯烴隔板上成膠聚合物涂層的厚度，可以控制各種離子遷移的相對速率。
一種鋰電池的電池隔板10，能選擇性地使Li離子遷移穿過該電池隔板而阻礙Mn離子，該電池隔板包括微孔聚烯烴膜20；和在其上的涂層30，該涂層是選自以下集合的成膠聚合物，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物、和它們的組合物構(gòu)成；其中，根據(jù)ASTMD-726(B)，電池隔板具有每10立方厘米20到110秒范圍的Gurley值為。Gurley是通過Gurley透氣度測定儀(例如4120型)測量的氣流阻力。Gurley是在12.2英寸水柱的壓力下10立方厘米空氣通過1平方英寸的產(chǎn)物所需的時(shí)間秒數(shù)。
微孔膜20是指任何微孔膜。膜20可以由聚烯烴制造。示范性的聚烯烴包括，但是不局限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基戊烯(PMP)和聚丁烯(PB)。膜20可以通過干式拉伸法(亦稱CELGARD法)或溶劑法(亦稱凝膠擠出或分相法)制成。制備膜的其它方法包括相轉(zhuǎn)化法；濕法和粒子拉伸法。膜20可以具有以下特性透氣性不大于125秒/10立方厘米(優(yōu)選50秒/10立方厘米，最優(yōu)選20秒/10立方厘米)；厚度為5到500μm(優(yōu)選10到100μm，最優(yōu)選10到50μm)；孔徑為0.001到10μm(優(yōu)選0.01到5μm，最優(yōu)選0.02到0.5μm)，并且孔隙率為35到85％(優(yōu)選40到80％)。膜20優(yōu)選地是關(guān)斷隔板，例如見美國專利No.4,650,730；No.4,731,304；No.5,281,491；No.5,240,655；No.5,565,281；No.5,667,911；No.5,952,120；日本專利No.2642206和日本專利申請No.98395/1994(1994年5月12日提交)；No.7/56320(1995年3月15日提交)和英國專利申請No.9604055.5(1996年2月27日提交)，其內(nèi)容通過引用而包含于此。膜20可以購自CELGARDLLC，Charlotte，NC，USA；Asahi Chemical Industry Co.，Ltd.，Tokyo，Japan；Tonaen Corporation，Tokyo，Japan；Ube Industries，Tokyo，Japan；和Nitto Denko K.K.，Osaka，Japan。
膜20可以是單層或多層隔板。最普通的單層隔板是聚乙烯隔板。在多層隔板中，一個(gè)實(shí)例是由聚丙烯層、聚乙烯層和聚丙烯層組成的三層。這些微孔聚烯烴膜一般具有50μm或以下的總厚度?？偤穸葍?yōu)選25μm或以下。
對膜20的表面敷設(shè)涂層30，優(yōu)選地是在外表面和孔40的內(nèi)表面均敷設(shè)。敷設(shè)涂層，使表面密度小于0.6毫克/平方厘米，優(yōu)選為0.10到0.4毫克/平方厘米。為了優(yōu)化性能，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)0.2到0.3毫克/平方厘米范圍的涂層工作良好。涂層30可以以成膠聚合物和溶劑的稀溶液的形式敷設(shè)到膜20上。為了實(shí)現(xiàn)適當(dāng)粘著，涂層30應(yīng)該具有小于0.3毫克/平方厘米的表面密度(優(yōu)選0.05到小于0.3毫克/平方厘米的范圍；并且最優(yōu)選0.1到0.25毫克/平方厘米)。選擇第一溶劑，使其可以溶解或懸浮成膠聚合物。具有小于80攝氏度沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑可以選作第一溶劑。示范性的溶劑包括，但不局限于四氫呋喃、甲基乙基酮(MEK)、二甲醚、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和丙酮。優(yōu)選的第一溶劑是丙酮。按重量計(jì)，稀溶液可以包含小于10％的成膠聚合物。
第二溶劑是成膠聚合物的孔成形劑。第一溶劑比第二溶劑更具有揮發(fā)性(例如，第二溶劑具有比第一溶劑更低的蒸汽壓)。示范性的第二溶劑包括，但不局限于有機(jī)溶劑，例如，四氫呋喃、甲基乙基酮(MEK)、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、丁醇和2-戊醇。除了第二溶劑之外，可以添加一些水。優(yōu)選地是水是去離子水。如果水和第二溶劑聯(lián)合使用，則同樣優(yōu)選使用親水性溶劑。在這方面，我們使用的術(shù)語“親水性”，是指能容易地與水溶解或混合并且不分離成兩個(gè)離散(discrete)相的溶劑。
根據(jù)ASTM-D726(B)，本發(fā)明的電池隔板具有每10立方厘米20到110秒，優(yōu)選每10立方厘米22到95秒，范圍的Gurley值。
一種在鋰-二氧化錳電池中選擇性地阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，該方法包括下列步驟提供適合于產(chǎn)生鋰離子的鋰電極；提供適合于產(chǎn)生錳離子的二氧化錳電極；阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)，但是允許鋰離子在鋰電極到二氧化錳電極之間自由流動(dòng)并返回；在二氧化錳電極和鋰電極之間設(shè)置電池隔板，其中，該隔板選擇性地允許鋰離子在鋰電極和二氧化錳電極之間遷移，但是阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)。雖然不受任何具體理論的束縛，但是，人們相信本發(fā)明的膜通過形成Mn離子運(yùn)動(dòng)的曲折路徑防止Mn離子通過。這種曲折路徑阻止Mn離子穿過該膜遷移，而允許Li離子自由穿過該膜。
本發(fā)明的電池隔板通過以下方法制造，該方法包括下列步驟提供微孔膜，其中該微孔膜是聚烯烴，并且該聚烯烴選自以下集合，該集合由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基戊烯組成；提供包括成膠聚合物的成膠聚合物溶液，成膠聚合物選自以下集合，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物、和它們的組合物組成；并且第一有機(jī)溶劑具有小于80攝氏度的沸點(diǎn)；提供第二溶劑，該第二溶劑具有至少為60攝氏度的沸點(diǎn)，第一溶劑比第二溶劑更具揮發(fā)性，并且第二溶劑適合于在成膠聚合物中形成孔；使成膠聚合物溶液與第二溶劑混合，形成成膠聚合物和溶液的混合物；用成膠聚合物和溶液的混合物涂覆微孔膜；并且干燥微孔膜，以形成隔板。
在這種制造用于鋰電池的電池隔板的方法中，以聚合物相對于有機(jī)溶劑為1％到10％的比率，提供成膠聚合物溶液。當(dāng)對第二溶劑添加水時(shí)，水對第二溶劑的比率為0.25∶1到2∶1，優(yōu)選0.5∶1。
優(yōu)選的成膠聚合物是聚(偏二氟乙烯∶六氟丙烯)(PVDF∶HFP)共聚物。最優(yōu)選的共聚物是具有重量比為91∶9的PVDF∶HFP。PVDF共聚物可以購自Atochem，Philadelphia，PA，USA；Solvay SA，Brussels，比利時(shí)；和Kureha Chemicals Industries，Ltd.，Ibaraki，日本。優(yōu)選的PVDF∶HFP共聚物是來自Atochem的KYNAR 2800。
微孔聚烯烴膜通過選自以下的方法產(chǎn)生干式拉伸方法；濕法；相轉(zhuǎn)化法；或通過粒子拉伸方法產(chǎn)生。優(yōu)選的微孔聚烯烴膜具有25μm或以下的厚度。
可選擇地，可以通過以下方法制造電池隔板，該方法包括下列步驟提供微孔膜，其中該微孔膜是聚烯烴，并且該聚烯烴選自以下集合，該集合由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基戊烯組成；提供包括成膠聚合物的成膠聚合物溶液，該成膠聚合物選自以下集合，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物、和它們的組合物組成；并且有機(jī)溶劑具有小于80攝氏度的沸點(diǎn)；使成膠聚合物溶液與該溶劑混合，以形成成膠聚合物和溶液的混合物；用成膠聚合物和溶液的混合物涂覆微孔膜的至少一側(cè)；并且干燥微孔膜，以形成電池隔板。
實(shí)施例(A)樣品和樣品制備的描述所有的樣品在丙酮中具有PVDF共聚物濃度為2.5％聚合物。所使用的PVDF共聚物是AtoFina Chemicals，Inc.，Philadelphia，PA提供的Kynar FLEX 2800。在非溶劑混合物中水對IPA的比率是1∶2。露點(diǎn)是38F。由Celgard指明為AC25的三層膜的三手片(three handsheets)在以下每一種條件下進(jìn)行涂覆(1)只涂覆PVDF。沒有添加IPA/水。
(2)1∶0.5比率的PVDF/IPA+水。
(3)1∶1比率的PVDF/IPA+水。
(B)表征數(shù)據(jù)條件#Gurley(秒) ER Add-on 平均孔徑大小(毫克/平方厘米) (微米)1 117.3 15.1 0.27 0.032STD＝31.0 STD＝0.0032 66.012.5 0.25 0.035STD＝6.1 STD＝0.0013 43.311.2 0.20 0.036STD＝3.3 STD＝0.001-Gurley值是4個(gè)獨(dú)立測量值的平均值。
-平均孔徑測量值是三個(gè)獨(dú)立測量值的平均值。測試是使用fluorinert方法，內(nèi)部的Celgard測試，進(jìn)行的。
-電阻ER是指定為McMullin數(shù)，它定義為電解液飽和的孔隙介質(zhì)的電阻對等效體積電解液的電阻的比率。
權(quán)利要求
1.一種在鋰-二氧化錳電池中選擇性地阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，所述方法包括下列步驟提供適合于產(chǎn)生鋰離子的鋰電極；提供適合于產(chǎn)生錳離子的二氧化錳電極；并且阻礙錳離子從所述二氧化錳電極向所述鋰電極的流動(dòng)，但是允許鋰離子在鋰電極向二氧化錳電極之間自由流動(dòng)并返回；在所述二氧化錳電極和所述鋰電極之間設(shè)置電池隔板，其中所述隔板選擇性地允許鋰離子在所述鋰電極向所述二氧化錳電極之間遷移，但是阻礙錳離子從所述二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述電池隔板通過包括以下步驟的方法制造提供微孔膜，其中所述微孔膜是聚烯烴，并且所述聚烯烴選自下列集合，該集合由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基戊烯組成；提供包括成膠聚合物的成膠聚合物溶液，該成膠聚合物選自下列集合，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物、和它們的組合物組成；并且第一有機(jī)溶劑具有小于80攝氏度的沸點(diǎn)；提供第二溶劑，其中所述第二溶劑具有至少為60攝氏度的沸點(diǎn)，所述第一溶劑比所述第二溶劑更具揮發(fā)性，并且所述第二溶劑適合于在成膠聚合物中形成孔；使所述成膠聚合物溶液與所述第二溶劑混合，以形成成膠聚合物和溶液的混合物；用所述成膠聚合物和溶液的混合物涂覆所述微孔膜的至少一側(cè)；并且干燥微孔膜，以形成電池隔板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，根據(jù)ASTM D-726(B)的測量結(jié)果，所述電池隔板具有每10立方厘米20到110秒范圍的Gurley值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述第二溶劑與水混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，以聚合物相對于有機(jī)溶劑為1％到10％的比率，提供所述成膠聚合物溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，以水相對于第二溶劑為1∶2到3∶5的比率提供所述第二溶劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，具有成膠聚合物相對于第二溶劑為3∶1到1∶3的成膠聚合物與第二溶劑的比率。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述的成膠聚合物是聚(偏二氟乙烯∶六氟丙烯)共聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述的微孔聚烯烴膜通過選自以下的方法產(chǎn)生干式拉伸方法；濕法；相轉(zhuǎn)化法；或通過粒子拉伸方法產(chǎn)生。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述微孔聚烯烴膜具有25μm或以下的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述電池隔板具有0.01到5μm的孔徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述電池隔板通過包括以下步驟的方法制造提供微孔膜，其中所述微孔膜是聚烯烴，并且所述聚烯烴選自下列集合，該集合由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基戊烯組成；提供包括成膠聚合物的成膠聚合物溶液，成膠聚合物選自下列集合，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物、和它們的組合物組成；并且有機(jī)溶劑具有小于80攝氏度的沸點(diǎn)；使所述成膠聚合物溶液與所述溶劑混合，以形成成膠聚合物和溶液的混合物；用所述成膠聚合物和溶液的混合物涂覆所述微孔膜的至少一側(cè)；并且干燥微孔膜，以形成電池隔板。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述電池隔板通過包括以下步驟的方法制造提供微孔膜，其中所述微孔膜是聚烯烴，并且所述聚烯烴選自下列集合，該集合由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基戊烯組成；提供包括成膠聚合物的成膠聚合物溶液，成膠聚合物選自下列集合，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物、和它們的組合物組成；并且第一有機(jī)溶劑具有小于80攝氏度的沸點(diǎn)；提供第二溶劑，其中所述第二溶劑具有至少為60攝氏度的沸點(diǎn)，所述第一溶劑比所述第二溶劑更具揮發(fā)性，并且所述第二溶劑適合于在成膠聚合物中形成孔；使所述成膠聚合物溶液與所述第二溶劑混合，以形成成膠聚合物和溶液的混合物；用所述成膠聚合物和溶液的混合物涂覆所述微孔膜的至少一側(cè)，干燥微孔膜，以形成電池隔板，其中根據(jù)ASTM D-726(B)測量的結(jié)果，所述電池隔板具有每10立方厘米20到110秒的Gurley值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，所述電池隔板通過包括以下步驟的方法制造提供微孔膜，其中所述微孔膜是聚烯烴，并且所述聚烯烴選自下列集合，該集合由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基戊烯組成；提供包括成膠聚合物的成膠聚合物溶液，該成膠聚合物選自下列集合，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、上述任何一種的共聚物，及它們的組合物組成，并且第一有機(jī)溶劑具有小于80攝氏度的沸點(diǎn)；提供第二溶劑，其中所述第二溶劑具有至少為60攝氏度的沸點(diǎn)，所述第一溶劑比所述第二溶劑更具有揮發(fā)性的，并且所述第二溶劑適合于在成膠聚合物中形成孔；使所述成膠聚合物溶液與所述第二溶劑混合，以形成成膠聚合物和溶液的混合物；用所述成膠聚合物和溶液的混合物涂覆所述微孔膜的至少一側(cè)；干燥微孔膜，以形成電池隔板，其中所述電池隔板具有0.01到5μm范圍的孔徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在鋰-二氧化錳電池中阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，其中，根據(jù)ASTM D-726(B)的測量結(jié)果，所述電池隔板具有每10立方厘米22到95秒的Gurley值。
16.一種在鋰-二氧化錳電池中選擇性地阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，該方法包括下列步驟提供適合于產(chǎn)生鋰離子的鋰電極；提供適合于產(chǎn)生錳離子的二氧化錳電極；并且用所述二氧化錳電極和所述鋰電極之間的電池隔板，阻礙錳離子從所述二氧化錳電極向所述鋰電極流動(dòng)但允許鋰離子在鋰電極向二氧化錳電極之間自由地流動(dòng)并返回，其中所述隔板選擇性地允許鋰離子在所述鋰電極向所述二氧化錳電極之間遷移，并且阻礙錳離子從所述二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)，其中，所述電池隔板通過包括以下步驟的方法制造提供微孔膜，其中所述微孔膜是聚烯烴，并且所述聚烯烴選自下列集合，該集合由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基戊烯組成；提供包括成膠聚合物的成膠聚合物溶液，該成膠聚合物選自下列集合，該集合由聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚二丙烯酸四甘醇酯、以上任何一種的共聚物、和它們的組合物組成；并且第一有機(jī)溶劑具有小于80攝氏度的沸點(diǎn)；提供第二溶劑，其中所述第二溶劑具有至少60攝氏度的沸點(diǎn)，所述第一溶劑比所述第二溶劑更具有揮發(fā)性，并且所述第二溶劑適合于在成膠聚合物中形成孔；使所述成膠聚合物溶液與所述第二溶劑混合，以形成成膠聚合物和溶液的混合物；用所述成膠聚合物和溶液的混合物涂覆所述微孔膜的至少一側(cè)；并且干燥微孔膜，以形成電池隔板，其中根據(jù)ASTM D-726(B)測量結(jié)果，電池隔板具有每10立方厘米20到110秒的Gurley值。
全文摘要
一種在鋰－二氧化錳電池中選擇性地阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)的方法，該方法包括步驟提供適合于產(chǎn)生鋰離子的鋰電極；提供適合于產(chǎn)生錳離子的二氧化錳電極；阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)，但是允許鋰離子在鋰電極向二氧化錳電極之間自由流動(dòng)并返回；在二氧化錳電極和鋰電極之間設(shè)置電池隔板，其中該隔板選擇性地允許鋰離子在鋰電極向二氧化錳電極之間遷移，但是阻礙錳離子從二氧化錳電極向鋰電極流動(dòng)。
文檔編號(hào)H01M2/16GK1981395SQ200580021209
公開日2007年6月13日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者石烈, 馬克·T·迪麥尤斯, 凱文·D·錢伯斯 申請人:賽爾格公司