EP1535358A2

Electric separator, method for making same and use thereof in high-power lithium cells

Abstract

This record has no abstract on file.

Term

Term ended

Projected expiry passed 4 July 2023, 3.2 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Projected expiry
  5. Today

25 claims: 25 independent, 0 dependent

  1. 1
    Claims of equivalent WO 2004021499 A2 Translation of claims of equivalent WO 2004021499 A2 Patentansprüche:claims: 1. A separator comprising a flexible web having a porous inorganic coating on and in said web, said web material being selected from nonwoven, non-electrically conductive polymer fibers, characterized in that said web has a thickness of less than 30 μm, a porosity of more than 50% and a pore radius distribution, wherein at least 50% of the pores have a pore radius of 75 to 150 microns. 1. Separator, umfassend ein flexibles Vlies mit einer auf und in diesem Vlies befindlichen porösen anorganischen Beschichtung, wobei das Material des Vlieses ausgewählt ist aus ungewebten, nicht elektrisch leitfähigen Polymerfasern, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies eine Dicke von weniger als 30 μm, eine Porosität von mehr als 50 % und eine Porenradienverteilung aufweist, bei der mindestens 50 % der Poren einen Porenradius von 75 bis 150 μm aufweisen.
  2. 2
    Separator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator eine Dicke von kleiner 35 μm aufweist. Second Separator according to claim 1, characterized in that the separator has a thickness of less than 35 microns.
  3. 3
    Separator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfasern, ausgewählt sind aus Fasern von Polyacrylnitril, Polyester und/oder Polyolefm. Third Separator according to claim 1 or 2, characterized in that the polymer fibers are selected from fibers of polyacrylonitrile, polyester and / or Polyolefm.
  4. 4
    Separator gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfasern einen Durchmesser von 0,1 bis 10 μm aufweisen. 4th Separator according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the polymer fibers have a diameter of 0.1 to 10 microns.
  5. 5
    Separator gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Vlies ein Flächengewicht von kleiner 20 g/m2 aufweist. 5th Separator according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the flexible nonwoven fabric has a basis weight of less than 20 g / m2 having.
  6. 6
    Separator nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies eine Dicke von 5 bis 30 μm aufweist. 6th Separator according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the nonwoven fabric has a thickness of 5 to 30 microns.
  7. 7
    Separator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf und in dem Vlies befindliche poröse anorganische Beschichtung Oxid- Partikel der Elemente AI, Si und/oder Zr mit einer mittleren Partikelgröße von 0,5 bis 7μm aufweist. 7th Separator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the on and in the web located porous inorganic coating oxide particles of the elements AI, Si and / or Zr having an average particle size of 0.5 to 7 microns.
  8. 8
    Separator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die auf und in dem Vlies befindliche poröse anorganische Beschichtung Aluminiumoxid-Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 1 bis 4 μ aufweist, die mit einem Oxid der Elemente Zr oder Si verklebt sind. 8th. Separator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the on and in the non-woven porous inorganic coating comprises alumina particles having an average particle size of 1 to 4 μ, which are bonded to an oxide of the elements Zr or Si.
  9. 9
    Separator gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator eine Porosität von 30 bis 80 % aufweist.. 9th Separator according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the separator has a porosity of 30 to 80%.
  10. 10
    Separator gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator eine Reißfestigkeit von mehr als 1 N/cm aufweist. 10th Separator according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the separator has a tensile strength of more than 1 N / cm.
  11. 11
    Separator gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator ohne Beschädigung bis auf einen Radius bis herab zu 100 m biegbar ist. 11th Separator according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the separator without damage to a radius down to 100 m is bendable.
  12. 12
    Separator gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator ohne Beschädigung bis auf einen Radius bis herab zu 1mm biegbar ist. 12th Separator according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the separator without damage to a radius down to 1mm is bendable.
  13. 13
    Verfahren zur Herstellung eines Separators gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in und auf ein flexibles Vlies, das eine Dicke von weniger als 30 μm, eine Porosität von mehr als 50 % und eine Porenradienverteilung aufweist, bei der 50 % der Poren einen Porenradius von 75 bis 150 μm aufweisen, durch Aufbringen einer Suspension und zumindest einmaliges Erwärmen, bei welchem die Suspension auf und im Vlies verfestigt wird, eine poröse, anorganische Beschichtung gebracht wird, und wobei die Suspension Oxid-Partikel und zumindest ein Sol aufweist und das Material des Vlieses ausgewählt ist aus ungewebten, nicht elektrisch leitfähigen Polymerfasern. 13th A process for producing a separator according to at least one of claims 1 to 12, characterized, that in and on a flexible fleece, a thickness of less than 30 μm, has a porosity of more than 50% and a pore radius distribution, in which 50% of the pores have a pore radius of 75 to 150 μm, by applying a suspension and at least one time heating, in which the suspension is solidified on and in the web, a porous, inorganic coating is brought, and wherein the suspension comprises oxide particles and at least one sol, and the material of the nonwoven fabric is selected from nonwoven, non-electrically conductive polymer fibers.
  14. 14
    Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension Oxid-Partikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,5 bis 7 μm der Elemente AI, Zr und/oder Si und zumindest ein Sol aufweist. 14th A method according to claim 13, characterized in that the suspension has oxide particles with an average particle diameter of 0.5 to 7 microns of the elements AI, Zr and / or Si and at least one sol.
  15. 15
    Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension durch Aufdrucken, Auφressen, Einpressen, Aufrollen, Aufrakeln, Aufstreichen, Tauchen, Spritzen oder Aufgießen auf und in das Substrat gebracht wird. 15th A method according to claim 13 or 14, characterized in that the suspension is brought by printing, Auφressen, pressing, rolling, doctoring, brushing, dipping, spraying or pouring on and in the substrate.
  16. 16
    Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfasern ausgewählt sind aus Fasern von Polyacrylnitril, Polyester oder Polyolefin. 16th A method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the polymer fibers are selected from fibers of polyacrylonitrile, polyester or polyolefin.
  17. 17
    Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension zumindest ein Sol der Elemente AI, Zr und/oder Si aufweist, und durch Suspendieren von Oxid-Partikeln in zumindest einem dieser Sole hergestellt wird. 17th Method according to at least one of claims 13 to 16, characterized in that the suspension has at least one sol of the elements Al, Zr and / or Si, and is prepared by suspending oxide particles in at least one of these sols.
  18. 18
    Verfahren ach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sole durch Hydrolisieren zumindest einer Verbindung der Elemente AI, Zr und/oder Si mit Wasser oder einer Säure oder eine Kombination dieser Verbindungen erhalten werden. 18th A method according to claim 17, characterized in that the sols are obtained by hydrolyzing at least one compound of the elements Al, Zr and / or Si with water or an acid or a combination of these compounds.
  19. 19
    Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Alkoholatverbindung der Elemente Zr, AI und/oder Si oder zummdest ein Nitrat, Carbonat oder Halogenid ausgewählt aus den Verbindungen der Elemente Zr, AI und/oder Si hydrolisiert wird. 19th A method according to claim 18, characterized in that at least one alkoxide compound of the elements Zr, Al and / or Si or at least a nitrate, carbonate or halide selected from the compounds of the elements Zr, Al and / or Si is hydrolyzed.
  20. 20
    Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Metalloxid-Partikel Aluminiumoxidpartikel eingesetzt werden, die eine mittlere Partikelgröße von 0,5 bis 7 um aufweisen. 20th A method according to any one of claims 13 to 19, characterized in that are used as the metal oxide particles alumina particles having an average particle size of 0.5 to 7 microns.
  21. 21
    Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenanteil der suspendierten Metalloxid-Partikel dem 1 bis lOfachen des eingesetzten Sols entspricht. 21st Method according to at least one of claims 17 to 20, characterized in that the mass fraction of the suspended metal oxide particles corresponds to 1 to 10 times the sol used.
  22. 22
    Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die auf und im Vlies vorhandene Suspension durch Erwärmen auf 50 bis 350 °C verfestigt wird. 22nd Process according to at least one of claims 13 to 21, characterized in that the suspension present on and in the fleece is solidified by heating to 50 to 350 ° C.
  23. 23
    Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen für 0,5 bis 10 Minuten bei einer Temperatur von 110 bis 280 °C erfolgt. 23rd A method according to claim 22, characterized in that the heating for 0.5 to 10 minutes at a temperature of 110 to 280 ° C.
  24. 24
    Verwendung eines Separators gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12 als Separator in Lithium-Batterien. 24th Use of a separator according to at least one of claims 1 to 12 as a separator in lithium batteries.
  25. 25
    Batterie, einen Separator gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweisend. 25th A battery having a separator according to at least one of claims 1 to 12.
Independent claims25