电隔板,其制造及用途

摘要

本发明系关于一种电隔板及其制造方法。电隔板为一种使用在电池及例如电极必需彼此分离同时维持离子导电度之其它安排中的隔板。隔板较佳地为一种薄的多孔绝缘材料而拥有高离子渗透性、好的机械强度及对在系统中(例如在电解质电池中)所使用的化学物质及溶剂有长时间的稳定性。在电池中，该隔板应该对阴极与阳极完全地电子绝缘。再者，例如在电极堆叠的充电及放电期间，该隔板必需具有耐久的弹性且可随着系统移动。此目标可藉由根据本发明之电隔板而达成，该电隔板包含一薄片状可挠性具有多重开口的基材，且在该基材之内或上具有一涂层，该基材为一种聚合不织物而该涂层为一多孔电子绝缘陶瓷涂层，该隔板之特征为厚度小于80微米。

主权项

1.一种隔板,其包含一薄片状可挠性具有多重开口的基材,且在该基材之内或上具有一多孔的无机涂层,该基材之材料可选自于经编织或不经编织的不导电纤维,其特征为该基材可包含聚合或天然纤维且具有大于50%的多孔洞性。2.如申请专利范围第1项之隔板,其特征为该隔板之厚度小于80微米。3.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为该聚合纤维可选自于聚丙烯、聚酯、聚醯亚胺、聚醯胺、聚四氟乙烯及/或聚烯烃之纤维。4.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为该聚合纤维的直径从1至25微米。5.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为该可挠性基材之多孔洞性从50%至97%。6.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为该可挠性基材为一种不织聚合纤维。7.如申请专利范围第6项之隔板,其特征为该不织物的厚度从15至80微米。8.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为在该基材之内或上的涂层包含金属Al、Zr、Si、Ti及/或Y的氧化物。9.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为该多孔洞性从10%至70%。10.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为该隔板之断裂强度大于1牛顿/公分。11.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为该隔板可绕着半径下至100公尺弯曲而没有损伤。12.如申请专利范围第1或2项之隔板,其特征为该隔板可绕着半径下至10毫米弯曲而没有损伤。13.一种用以制造如申请专利范围第1至12项中至少一项的隔板之方法,其包含提供一薄片状可挠性具有多重开口的基材,在该基材之内或上含有一涂层,该基材之材料可选自于经编织或不经编织的不导电纤维聚合物及/或天然纤维,该涂层为一多孔电子绝缘陶瓷涂层。14.如申请专利范围第13项之方法,其中该基材可选自于不织聚合及/或天然纤维,且该涂层为一多孔陶瓷涂层,其可藉由将包含至少一种金属Al、Zr、Si、Ti及/或Y之氧化物与一种溶胶的悬浮液涂布至该基材而带到该基材上及内,加热一或多次以固化在该基材之内或上的悬浮液而形成。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该溶胶包含少于50重量%的水及/或酸。16.如申请专利范围第14项之方法,其中该悬浮液可藉由印刷在上面、压印在上面、压印在里面、辊在上面、刮涂在上面、刷涂在上面、浸泡、喷洒或倾注在上面将其带到该基材之上及内。17.如申请专利范围第13或14项之方法,其中该可挠性基材为一种不织聚合纤维。18.如申请专利范围第13或14项之方法,其中该纤维可选自于聚丙烯、聚酯、聚醯亚胺、聚醯胺、聚四氟乙烯及/或聚烯烃。19.如申请专利范围第14项之方法,其中该悬浮液包含至少一种溶胶、至少一种半金属氧化物溶胶或至少一种经混合的金属氧化物溶胶或其混合物,且可藉由将至少一种无机组分悬浮在至少一种这些溶胶中而制备。20.如申请专利范围第19项之方法,其中该溶胶可藉由使用水或酸或其组合来水解至少一种金属化合物、至少一种半金属化合物或至少一种经混合的金属化合物而获得。21.如申请专利范围第20项之方法,其中该已水解的金属化合物为选自于元素Zr、Al、Si、Ti及Y的醇盐化合物之至少一种金属醇盐化合物或至少一种半金属醇盐化合物,或选自于元素Zr、Al、Si、Ti及Y的金属盐之至少一种金属硝酸盐、金属碳酸盐或金属卤化物。22.如申请专利范围第19项之方法,其中该已悬浮的无机组分为至少一种氧化物,其选自于元素Y、Zr、Al及Ti的氧化物。23.如申请专利范围第19项之方法,其中该悬浮组分的质量部分为所使用的溶胶之0.1至500倍。24.如申请专利范围第14项之方法,其中该悬浮液具有一增黏剂,该增黏剂已在涂布至该基材之前加入。25.如申请专利范围第13项之方法,其中该基材在涂布该悬浮液之前藉由涂布一增黏剂在该纤维上以提供一黏附力促进涂层。26.如申请专利范围第24或25项之方法,其中该增黏剂可选自于有机官能基的矽烷或元素Zr、Al、Si或Ti之氧化物。27.如申请专利范围第26项之方法,其中该增黏剂可选自于3-胺基丙基三乙氧基矽烷、2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-缩水甘油基氧基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷及乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷。28.如申请专利范围第14项之方法,其中在该基材之上及中的悬浮液可藉由加热至50-350℃而固化。29.如申请专利范围第28项之方法,其中该加热可藉由在110-280℃下0.5至10分钟而达成。30.如申请专利范围第1或2项之隔板,其系作为电池中之隔板。31.如申请专利范围第1或2项之隔板,其系用于锂电池。32.如申请专利范围第1或2项之隔板,其系用于镍金属氢化物电池。33.如申请专利范围第1或2项之隔板,其系用于镍-镉电池。34.如申请专利范围第1或2项之隔板,其系用于银-锌电池。35.如申请专利范围第1或2项之隔板,其系用于锌-空气电池。36.一种电池,其特征系包含一隔板,该隔板含有一薄片状可挠性具有多重开口的基材,且在该基材之内或上具有一多孔的无机涂层,该基材之材料可选自于经编织或不经编织的不导电纤维,其中该基材可包含聚合或天然纤维且具有大于50%的多孔洞性。37.如申请专利范围第36项之电池,其特征系该电池为锂电池、镍金属氢化物电池、镍-镉电池、银-锌电池、锌-空气电池。图式简单说明:第1图为如实例13一般之锂离子电池充电行为图。