过所 述方法在隔板基板的表面上涂覆粘结剂时,如果多孔基板用作隔板,那么在维持隔板与其 他电化学元件之间的粘结强度的同时,隔板基板的锂离子的多孔性质和传导性不会恶化。 当在隔板、特别是多孔隔板上直接涂覆粘结剂溶液时,粘结剂溶液通过孔渗入到隔板中,因 此,在表面上的用于粘结所需的粘结剂的量不充足,并且渗入的粘结剂溶液封闭隔板的孔。 图2a和图2b示意性地示出了在多孔隔板的表面上形成粘结剂层的方法。图2a示出了根据相 关技术形成粘结剂层的方法。根据相关技术,通过在多孔隔板的表面上直接涂覆粘结剂溶 液来形成粘结剂层,并且当在多孔隔板的表面上涂覆未干状态的粘结剂溶液时,粘结剂溶 液在粘结剂溶液干之前渗入到隔板的孔中,并且因此,隔板的透气性降低。
[0037] 本发明解决了上述问题,并且不涉及在隔板上直接涂覆粘结剂溶液,而是包括将 不含溶剂的粘性粘结剂的图案层转印到隔板表面上以防止粘结剂溶剂引起的隔板的孔阻 塞,从而得到隔板的良好的透气性并且赋予其他电化学元件,例如,电极,粘结强度(参见图 2b)。另外,因为粘性粘结剂形成具有非涂覆区的图案,所以与非涂覆区对应的隔板表面暴 露于外侧,从而得到良好的透气性。
[0038] 以下将详细地描述本发明。应当理解,说明书和所附权利要求书中使用的术语不 应当理解为限于一般意思和字面意思,而应当根据本发明按照适合于最佳解释的方式限定 术语的原则来基于与本发明的技术方面相对应的意义和概念进行解释。因此,在这里提出 的描述仅仅是仅用于图示目的的优选示例,并非旨在限制本发明的范围,所以应当理解的 是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对其作出其他等效形式和修改。
[0039] 图1是示意性地示出了本发明的在隔板表面上涂覆粘性粘结剂的方法的流程图。
[0040] 首先,制备粘结剂溶液(S1)。粘结剂溶液可以制备成粘结剂树脂和溶剂的混合物 的形式,其中粘结剂树脂分散在有机溶剂中。粘结剂树脂的内容物可以根据在后续步骤中 将要形成的粘结剂图案层的厚度而不同。优选地,1〇〇重量份的粘结剂溶液可以包括约1重 量份至约30重量份,优选地,约5重量份至约20重量份比例的粘结剂树脂。
[0041] 粘结剂树脂可以包括,但不限于,选自以下各项组成的组的任意一种:聚偏二氟乙 烯类树脂(PVDF),苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR),聚四氟乙烯(PTFE),聚乙二醇(PEG),聚丙二醇 (PPG),甲苯二异氰酸酯(TDI),聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯腈,聚乙烯吡咯烷酮,聚乙酸乙烯 酯,聚乙烯共-乙酸乙烯酯,聚环氧乙烷,乙酸纤维素,乙酸丁酸纤维素,乙酸丙酸纤维素,氰 乙基支链淀粉,氰乙基聚乙烯醇,氰乙基纤维素,氰乙基蔗糖,支链淀粉,羧甲基纤维素,丙 烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亚胺,或它们的混合物。
[0042]另外,聚偏二氟乙烯(PVDF)可以包括,作为非限制性示例,但是不限于,选自以下 各项组成的组的任意一种:聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯,聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯,聚偏 二氣乙稀-共-四氣乙稀,聚偏二氣乙稀-共-二氣乙稀,聚偏氣乙稀-共-二氣氯乙稀和偏二 氟乙烯-共-乙烯,或它们的混合物。
[0043] 在本发明的特定实施例中,对于溶剂,优选地使用具有与使用的粘结剂树脂类似 的溶度参数的溶剂,目的是与使用的粘结剂树脂均匀混合。优选的是,当在后续步骤中通过 喷嘴喷涂粘结剂溶液时,使用具有高沸点的溶剂以防止例如喷墨式印刷机的喷嘴被堵塞。 另外,在后续步骤中,在粘结剂图案上施加热量以去除有机溶剂,并且在这种情况下,为了 有效地去除有机溶剂,不可取的是使用具有过高沸点的溶剂。考虑到这一点,溶剂的沸点为 80°C至180°C,或100°C至165°C。在本发明中,溶剂可以包括,作为非限制性示例,选自以下 各项组成的组的任意一种:环己烷,均三甲苯,二甲基乙酰胺,二甲基砜,碳酸二甲酯,丙酮, 四氢呋喃,二氯甲烷,氯仿,二甲基甲酰胺,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),水,甲基乙基酮,乙酸 甲酯和环己酮,或它们的混合物。在本发明中,溶剂可以包括选自由以下各项组成的组的任 意一种:环己烷,均三甲苯,二甲基乙酰胺,二甲基砜,碳酸二甲酯,或它们的混合物。
[0044] 随后,在转印构件的表面上以预定图案印刷所述粘结剂溶液以在所述转印构件的 表面上形成所述粘结剂溶液的图案(S2)。所述印刷方法不限于特定类型,只要它符合可以 在转印构件的表面上形成粘结剂溶液的图案的印刷过程。根据本发明的一个示例性实施 例,使用喷墨式印刷机、分配器或喷嘴可以执行印刷。
[0045] 转印构件不限于特定类型,只要它在后续步骤中起到将形成在转印构件的表面上 的图案转印到另一个表面上一一例如,隔板基板的表面上一一的作用。转印构件可以是以 下形式,例如,板、膜、框架、辊、筒体和环形带。(参见图3和图4)。具体地讲,可以使用转印 辊、辊层压机、或板层压机。随后,可以加热转印构件以从印刷的粘结剂溶液去除有机溶剂。 因此,转印构件可以是由金属或具有耐热性的陶瓷制成的。另外,转印构件可以包括由金属 或陶瓷制成的支撑构件以及形成在支撑构件的表面上的弹性构件,该弹性构件由耐化学或 耐热树脂,例如,有机硅、聚氨酯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚四氟乙烯制成。
[0046] 根据本发明的一个示例性实施例,为了有效地使粘结剂溶液的印刷图案移动到另 一个表面上,转印构件的表面可以具有已经经历离型处理的离型层。离型层可以通过对转 印构件的表面直接进行离型处理来形成。可替代地,转印构件的表面可以具有离型处理的 薄膜或膜。根据本发明的一个特定的实施例,转印构件可以是具有离型处理的表面的膜型 转印构件,更具体地,PDMS离型膜。离型层可以减小转印构件的表面能量,并且允许例如粘 合剂材料,例如,附着在表面上的粘结剂,容易移动(转印)到另一个物体的表面上。例如,可 以通过离型处理在表面上形成凹凸图案。这里,基于待转印的图案的形状和材料可以合适 地修改凹凸图案的形状、凹凸之间的间距以及凹凸的宽度或高度。
[0047] 随后,从印刷在转印构件的表面上的粘结剂溶液去除溶剂(S3)。溶剂去除可以通 过加热粘结剂溶液的图案来来进行。加热可以一般通过例如加热器、烘箱、电阻加热、电感 应加热、热风加热和紫外线加热的加热过程来进行。转印构件可以不仅具有在上面印刷的 粘结剂溶液的支撑件的功能,而且具有通过干燥粘结剂溶液去除粘结剂溶液中包含的有机 溶剂的功能。因此,通过使用如上所述的设置在转印构件中的加热装置加热转印构件可以 执行加热。加热可以在约40°C至约200°C,优选地约60°C至约150°C,更优选地约80°C至约 120 °C的范围内进行。另外,加热可以进行约3秒至约180秒,优选地约1秒至约60秒。
[0048]不需要从粘结剂溶液完全去除溶剂。例如,可以从印刷在转印构件上的粘结剂溶 液去除溶剂,以使得溶剂的范围保持为每100重量份粘结剂溶液10重量份或更少,优选地5 重量份或更少,最优选地,1重量份或更少。当从上述内容物范围内的粘结剂溶液去除溶剂 时,粘结剂图案的粘结性能增加,并且初始印刷图案在转印粘结剂溶液时维持良好,从而允 许在微米水平进行图案转印。另外,在实现将干燥的粘结剂溶液高效转印到隔板表面中有 利。以下,通过从粘结剂溶液去除溶剂获得的粘结性能增加的结果被称为粘性粘结剂以区 别于粘结剂溶液。
[0049] 随后,将粘性粘结剂从转印构件的表面转印到隔板基板的表面(S4),并且由此在 隔板基板的表面上形成粘性粘结剂层(S5)。基于印刷在转印构件上的粘性粘结剂的图案, 粘结剂层具有预定图案。所述图案可以由选自点、圆、多边形、面包圈、条纹和网格或它们的 组合组成的组的一种类型的图案子单元组成,但不限于此。基于将要形成在隔板基板表面 上的非涂覆区的比,可以对图案进行适当修改。粘结剂层包括非涂覆区或在图案子单元之 间未涂覆粘性粘结剂的区域。根据本发明的另一个实施例,非涂覆区的面积是具有粘结剂 层的隔板表面积的约1%至约50%。当非涂覆区的面积超过隔板表面积的50%时,隔板和其 他电气元件,特别是电极的粘合不够,并且当非涂覆区的面积低于1%时,隔