用於鋰電池之有機-無機複合層及電極模組
 

領域別:儲能系統日期:2017/11/3
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專利名稱 申請國別 狀態 專利證號 專利起期 專利迄期
用於鋰電池之有機-無機複合層及電極模組 中華民國 已獲證 I580098 20170421 20331209
美國 9698399 20170704 20350612
日本 暫准,領證中

主要技術特徵
本發明提供之鋰電池,包括:正極板;負極板;聚烯烴隔離膜,置於正極板與負極板之間;有機無機混成膜,置於正極板與聚烯烴隔離膜之間,及/或置於負極板與聚烯烴隔離膜之間,其中有機無機混成膜包括:無機氧化物粒子與氟系高分子黏結劑,且無機氧化物粒子與氟系高分子黏結劑之重量比約介於40:60至80:20之間。功效特點與產業效益本發明是有關於一種有機-無機複合層,特別是有關於一種用於鋰電池之有機-無機複合層及其電極模組。

傳統鋰電池發生內短路時,因為短時間釋放大量熱量,會使得結構中聚烯烴材質的隔離膜無法耐受高溫而熔融變形。若無法阻隔局部熱累積或中止內短路,則鋰電池的活性物質將分解形成高壓氣體,甚至產生爆炸等危害。有鑑於此,國際各鋰電池製造大廠無不投入大量資源,研究如何有效改善鋰電池內短路的安全問題。日本電芯廠松下(Panasonic)開發之熱阻隔材料(Heat-resistant Layer; HRL)可導入鋰電池內部,藉由強化隔離膜的機械性質,避免電池因受熱導致正/負極直接接觸產生內短路現象,進而提升電池安全性。然而熱阻隔材料主要是由高含量之無機粒子及低含量之有機高分子黏著劑組成,易造成電池內電阻上升。此外,無機粒子在使用充放電過程中易剝落而失去其保護功能,且因無機粒子容易聚集沉降,造成加工不便,影響熱阻隔材料的功效。

綜上所述,目前仍需新的材料組成來改善目前市售含熱阻隔層之電池阻抗,並具有良好加工性及維持其安全性。

申請專利範圍
1. 一種用於鋰電池之有機-無機複合層,包含:一有機高分子及多數個複合無機粒子,所述有機高分子與所述複合無機粒子的重量比為10:90~95:5,其中所述複合無機粒子具有交錯堆疊的一第一結構型態無機粒子與一第二結構型態無機粒子,且所述第一結構型態無機粒子為板狀、片狀或棒狀,所述第二結構型態無機粒子為球狀,其中所述第一結構型態無機粒子與所述第二結構型態無機粒子之重量比為10:90~90:10。

10. 一種電極模組,包括:一陽極板;一陰極板;一隔離膜,介於所述陽極板與所述陰極板之間;以及一有機-無機複合層,位於所述陽極板與所述隔離膜之間,及/或所述陰極板與所述隔離膜之間,其中所述有機-無機複合層包括一有機高分子及多數個複合無機粒子,所述有機高分子與所述複合無機粒子的重量比為10:90~95:5,且所述複合無機粒子具有交錯堆疊的一第一結構型態無機粒子與一第二結構型態無機粒子,所述第一結構型態無機粒子為板狀、片狀或棒狀,所述第二結構型態無機粒子為球狀,其中所述第一結構型態無機粒子與所述第二結構型態無機粒子之重量比為10:90~90:10。

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