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形成二次電池用粘合層的方法與流程

文檔序號:11412711閱讀:297來源:國知局
形成二次電池用粘合層的方法與流程
公開內(nèi)容涉及形成二次電池用粘合層的方法,更特別地,涉及在二次電池的隔膜與電極之間形成粘合層的形成粘合層的方法。本申請案要求在2013年11月4日在韓國提交的韓國專利申請第10-2013-0133077號及在2014年11月4日在韓國提交的韓國專利申請第10-2014-0151949號的優(yōu)先權(quán),將其公開內(nèi)容通過參考并入本文中。

背景技術(shù):
由于鋰二次電池具有高能量密度和高運(yùn)作電壓以及優(yōu)異的儲存與壽命特性的許多優(yōu)點(diǎn),鋰二次電池被廣泛用于包括如下的各種類型的便攜式電子裝置中:個(gè)人計(jì)算機(jī)、攝錄像機(jī)、移動電話、便攜式CD播放器、與個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。一般來說,鋰二次電池包含圓柱形或棱柱形外殼,容納在該外殼中的電解質(zhì)和電極組件。在這里,該電極組件包含一疊的正極、隔膜、和負(fù)極且具有果凍型卷繞結(jié)構(gòu)或堆棧結(jié)構(gòu)。盡管由正極/隔膜/負(fù)極構(gòu)成的電極組件可只具有堆棧結(jié)構(gòu),然而可具有其中多個(gè)電極(正極與負(fù)極)和置于其間的隔膜一起堆棧且通過熱/壓力彼此接合的結(jié)構(gòu)。在這種情形下,在隔膜上涂布粘合層和電極彼此面對的情況下,通過施加熱/壓力實(shí)現(xiàn)了電極和隔膜的接合。在這里,通常使用聚烯烴樹脂作為原料通過擠壓成型法制造隔膜,和為了改進(jìn)包括與電極的粘合強(qiáng)度的性能,可在其上涂布材料如粘合劑等。常規(guī)來講,使用凝膠聚合物涂布技術(shù)、電紡絲技術(shù)等在隔膜上涂布粘合劑材料。然而,這些示例性涂布技術(shù)包含在整個(gè)隔膜表面上涂布粘合劑材料,這阻礙了鋰離子的遷移。也就是說,因?yàn)楦裟ど闲纬傻恼澈蟿┎牧贤繉诱掣接谄渲袖囯x子遷移的電極,所以該涂層是阻礙鋰離子遷移的一個(gè)因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
技術(shù)問題設(shè)計(jì)本發(fā)明以解決以上問題,因此本發(fā)明旨在提供:形成粘合層的方法,通過該方法使接合隔膜與電極的粘合層尺寸最小化從而改進(jìn)離子遷移;粘合層復(fù)合物或包含該粘合層的電極組件;以及用于形成該粘合層的模具。通過以下說明將會理解本發(fā)明的這些和其他目的及優(yōu)點(diǎn)。而且,將顯而易見的是,通過所附權(quán)利要求書中陳述的手段或方法及其組合可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的與優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)以上目的,根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的形成二次電池的粘合層的方法包含:制備具有垂直敞開的開口的掩模,透過該掩模腐蝕感光膜從而在該感光膜中形成與該掩模的開口相對應(yīng)的溝槽,將聚二甲基硅氧烷倒在具有該溝槽的感光膜上,使聚二甲基硅氧烷固化,以及將該固化的聚二甲基硅氧烷與該感光膜分開從而制造具有凹-凸部分的聚二甲基硅氧烷模具,在該具有凹-凸部分的聚二甲基硅氧烷模具上涂布聚合物粘合劑漿料,以及將該涂布于聚二甲基硅氧烷模具上的聚合物粘合劑漿料轉(zhuǎn)移到二次電池的隔膜或電極表面上從而在該隔膜或電極表面上形成具有垂直敞開的空穴部的粘合層。掩模的制備可包含通過具有規(guī)則排列的開口制備具有規(guī)則圖案的掩模。凹-凸部分可包含突出物和凹部,該突出物突出地形成于和感光膜中所形成的溝槽相對應(yīng)的位置,該凹部與該突出物相比是相對向內(nèi)形成的。聚合物粘合劑漿料的涂布可包含在突出物或凹部上涂布聚合物粘合劑漿料。作為一個(gè)實(shí)例,聚合物粘合劑漿料的涂布可包含在凹部上涂布聚合物粘合劑漿料,和粘合層的形成可包含形成具有與由開口形成的規(guī)則圖案相同的圖案的具有空穴部的粘合層。作為另一個(gè)實(shí)例,聚合物粘合劑漿料的涂布可包含在突出物上涂布聚合物粘合劑漿料,和粘合層的形成可包含形成具有與由開口形成的規(guī)則圖案相反的圖案的具有空穴部的粘合層。掩模的制備可包含制備具有矩形開口的掩模。開口的寬度與長度的標(biāo)準(zhǔn)可為0.5μm×0.5μm到2μm×2μm。掩模的制備可包含制備使用通過CAD預(yù)先設(shè)計(jì)的規(guī)則圖案的掩模。優(yōu)選地,掩??蔀殂t掩模。更優(yōu)選地,該方法可還包含在涂布該聚合物粘合劑漿料之前,進(jìn)行聚二甲基硅氧烷模具的O2等離子體表面處理或電暈表面處理。溝槽在感光膜中的形成可包含對感光膜進(jìn)行光腐蝕以形成溝槽。粘合層的形成可包含將涂布在聚二甲基硅氧烷模具上的聚合物粘合劑漿料轉(zhuǎn)移到形成于二次電池的隔膜表面上的包含無機(jī)粒子的多孔涂層上,從而在該多孔涂層上形成具有垂直敞開的空穴部的粘合層。為了實(shí)現(xiàn)以上目的,根據(jù)本發(fā)明另一方面的粘合層復(fù)合物包含具有空穴部的粘合層,其形成于該粘合層復(fù)合物表面上,該空穴部是垂直敞開的且具有規(guī)則圖案。粘合層復(fù)合物可包含二次電池的電極與粘合層,且該粘合層可形成于該二次電池的電極表面上。粘合層復(fù)合物可包含二次電池的隔膜與粘合層,且該粘合層可形成于該二次電池的隔膜表面上。粘合層可形成于包含無機(jī)粒子的多孔涂層上,該多孔涂層形成于二次電池的隔膜表面上。粘合層可包含空穴部和由粘合劑聚合物制成的粘合劑區(qū)域,且該空穴部或該粘合劑區(qū)域可具有規(guī)則圖案。當(dāng)從頂部觀察時(shí),粘合劑區(qū)域或空穴部可具有規(guī)則的矩形重復(fù)性圖案。在這種情形下,粘合劑區(qū)域或空穴部的寬度與長度的標(biāo)準(zhǔn)可為0.5μm×0.5μm到2μm×2μm。粘合層的厚度可為0.5μm到2μm。為了實(shí)現(xiàn)以上目的,根據(jù)本發(fā)明另一方面的電極組件包含以上粘合層復(fù)合物。為了實(shí)現(xiàn)以上目的,根據(jù)本發(fā)明另一方面的聚二甲基硅氧烷模具是一種用于將聚合物粘合劑漿料轉(zhuǎn)移到隔膜或電極表面上的模具,且該聚二甲基硅氧烷模具具有表面上形成有規(guī)則圖案的凹-凸部分。以在垂直于表面的方向上突出地形成突出物及在垂直于表面的方向上向內(nèi)形成凹部的規(guī)則重復(fù)性圖案可以形成凹-凸部分。突出物的高度可為0.5μm到2μm。突出物的寬度與長度的標(biāo)準(zhǔn)可為0.5μm×0.5μm到2μm×2μm。有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于,通過使在電極與隔膜之間的粘合層尺寸、特別是表面積最小化以改進(jìn)被該粘合層阻礙的鋰離子遷移,從而改進(jìn)二次電池的質(zhì)量。而且,由于具有規(guī)則精細(xì)圖案的粘合層形成于電極或隔膜表面上,由此在制造二次電池時(shí)節(jié)省粘合層的原料,所以相比于使用粘合劑材料形成粘合涂層的現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有降低制造二次電池所承擔(dān)的成本的益處。附圖說明附圖示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,并且與前述公開內(nèi)容一起,用于提供對本發(fā)明技術(shù)主旨的進(jìn)一步理解,因此本發(fā)明不應(yīng)被理解為受限于附圖。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的形成二次電池中的粘合層的方法的流程圖。圖2至5是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的制造具有凹-凸部分的聚二甲基硅氧烷(PDMS)模具的方法的各個(gè)步驟的圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的具有垂直敞開的開口的鉻掩模的圖。圖7是示出具有圖3的感光膜的基材的俯視圖。圖8是示出圖5的PDMS模具從頂部觀察時(shí)的圖。圖9是示出涂布在PDMS模具上的聚合物粘合劑漿料的圖。圖10是示出圖9的PDMS模具從頂部觀察時(shí)的圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的具有粘合層的粘合層復(fù)合物的圖,該粘合層形成于二次電池的電極表面上。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的具有粘合層的粘合層復(fù)合物的圖,該粘合層形成于二次電池的隔膜表面上。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極組件的圖,該電極組件包含粘合層復(fù)合物。具體實(shí)施方式參照附圖,前述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)說明中變得顯而易見,因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠容易地實(shí)踐本發(fā)明的技術(shù)方面。而且,在本發(fā)明的說明中,當(dāng)認(rèn)為特定的與本發(fā)明有關(guān)的已知技術(shù)的詳細(xì)說明可能對本發(fā)明的精髓造成不必要的混淆時(shí),在此省略其詳細(xì)說明。在下文中,參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的形成二次電池中的粘合層的方法的流程圖。圖2至5是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的制造具有凹-凸部分的聚二甲基硅氧烷模具的方法的各個(gè)步驟的圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的具有垂直敞開的開口的鉻掩模的圖。參照圖1至6,在S101中,制備具有預(yù)先設(shè)計(jì)的開口的鉻掩模30。優(yōu)選地,使用AutoCAD制造鉻掩模30的開口。優(yōu)選地,開口32可具有規(guī)則排列,并且鉻掩模30可通過開口32而具有規(guī)則圖案。通過在鉻掩模30的結(jié)構(gòu)31之間形成的開口32的規(guī)則排列可形成鉻掩模30的規(guī)則圖案。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式,開口32可具有立方形,而當(dāng)從頂部觀察時(shí),開口32可為矩形。優(yōu)選地,鉻掩模30的開口32的寬度與長度的標(biāo)準(zhǔn)可為0.5μm到2μm。而且,優(yōu)選地,鉻掩模30的厚度可為0.5μm到2μm,而鉻掩模30的開口32的厚度可為0.5μm到2μm。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式,形成規(guī)則圖案的開口32具有寬度、長度和高度小于或等于2μm×2μm×2μm的尺寸,且開口32的尺寸等于開口32之間的間距。在S103中,感光膜20形成于基板10上,將所制備的鉻掩模30放置于感光膜20上,然后進(jìn)行照射光線的光腐蝕工序,與由鉻掩模30的開口32所形成的圖案相對應(yīng)的圖案形成于感光膜20中。也就是說,如圖3所示,在感光膜20中,去除曝光的部分而未曝光的部分保留在基板10上。因此,與掩模30的開口32相對應(yīng)的溝槽21形成于感光膜20中。形成了與掩模30的開口32的圖案相對應(yīng)的圖案。圖7是示出具有圖3的感光膜的基材從頂部觀察時(shí)的圖。參照圖7與圖3,從感光...
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