LG化學(xué)在美申請隔膜專利的背后

近日，韓國企業(yè)LG化學(xué)將中國的ATL公司告上了法庭，認(rèn)為ATL侵犯了其隔膜專利，要求美國禁止進(jìn)口ATL的電池，引起了電池界的一片熱議。

其實(shí)LG的思路也不難理解，近年來ATL的出貨量快速攀升，2017年前三季度出貨量僅次于日本的松下位居全球第二，而LG已經(jīng)落后于ATL僅排在第三的位置。在中國國內(nèi)，由于補(bǔ)貼政策的限制，三星和LG等國外廠商無法享受到新能源政策的紅利，LG在中國這個(gè)世界上最大的動(dòng)力電池市場上失利后，絕對不會(huì)將美國這個(gè)僅次于中國的市場拱手相讓，小編相信針對ATL的專利訴訟只是一個(gè)開始，后續(xù)LG會(huì)采取各種措施阻止中國的鋰離子電池生產(chǎn)生進(jìn)入美國市場。

LG化學(xué)在北美經(jīng)營多年，在美國擁有自己的生產(chǎn)工廠，因此在美國的專利布局也非常早，這種先發(fā)優(yōu)勢使得專利戰(zhàn)爭成為阻擋中國企業(yè)進(jìn)入國際市場的最為有效方法。隨著中國企業(yè)國際化的腳步的加速，類似的專利爭端將會(huì)越來越普遍。

從今天開始，小編將開一個(gè)專利解讀板塊，不定期為大家解讀鋰電企業(yè)在全球申請的鋰離子電池相關(guān)專利，今天首先要為大家解讀的就是LG化學(xué)在美國申請的涂層隔膜方面的專利，看LG在涂層隔膜方面到底有什么獨(dú)到之處。

近年來隨著鋰離子電池的比能量越來越高，隔膜也越來越薄，為了保證鋰離子電池的安全性，陶瓷涂層隔膜成為了最佳的選擇。陶瓷涂層能夠減少聚合物基底隔膜在高溫下的收縮，提高鋰離子電池的熱穩(wěn)定性，減少鋰離子電池在高溫、機(jī)械濫用的情況下熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，因此厚度在10-16um的陶瓷涂層隔膜成為高比能量電池的首選材料。此次LG起訴ATL案件中所涉及的隔膜專利，小編預(yù)計(jì)就是此類的陶瓷涂層隔膜專利(暫時(shí)還無法知道LG提到的三個(gè)專利具體指的是哪些專利)，為此小編在美國專利局的網(wǎng)站上搜索了LG近期申請的陶瓷涂層隔膜專利，小編就為大家對LG的涂層隔膜專利做一個(gè)介紹。

專利號(hào)：US9825271B2，申請時(shí)間：2017.11.21

LG申請的該專利的創(chuàng)新點(diǎn)在于將基底隔膜的熱處理工藝放在了涂層涂布之后，從而使得在靠近陶瓷涂層的一側(cè)的隔膜纖維的直徑要小于隔膜中間位置的纖維的直徑(例如，其中一種情況靠近涂層一側(cè)的隔膜纖維的直徑在0.01-0.04um左右，而在隔膜中間(厚度方向)直徑大約在0.04-0.08um)。此項(xiàng)專利要求涂層使用的無機(jī)顆粒需要滿足絕緣常數(shù)不低于5，例如BaTiO3、SnO3、NiO等，以及其他能夠傳輸Li+的材料，例如Li3PO4等，以及其他有機(jī)顆粒，這些要求與其他的一些涂層隔膜專利非常類似，該專利的主要看點(diǎn)在于其對隔膜的處理工藝上的創(chuàng)新。

LG公司申請的這款隔膜專利與其他專利的區(qū)別主要在于其熱處理工藝。從上圖來看，傳統(tǒng)陶瓷涂層隔膜的生產(chǎn)工藝一般是在隔膜拉伸后首先進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行陶瓷涂層的涂布，但是LG的專利將隔膜的熱處理轉(zhuǎn)移到了陶瓷涂層涂布之后，此時(shí)由于陶瓷涂層的存在，使得熱處理溫度可以比常規(guī)的熱處理溫度高，因此能夠獲得結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，熱性能更好，并且具有良好的透氣性能的隔膜。

LG之所示這樣設(shè)計(jì)，是因?yàn)檫@種將熱處理后移的工藝，使得熱量必須通過涂層后才能到達(dá)基底隔膜，因此能夠在較高的溫度下對隔膜進(jìn)行處理，這一方面能夠提高涂層漿料對隔膜纖維的潤濕性，另一方面由于涂層的阻擋，因此在靠近涂層的位置隔膜纖維較細(xì)，因此單位截面積內(nèi)的纖維數(shù)量較多，能夠與涂層形成更好的接觸，從而明顯的提高隔膜的機(jī)械和熱穩(wěn)定性，減少在高溫下的隔膜收縮。

從上面的介紹來看，LG申請的專利無論是在涂層材料的選擇，還是在粘結(jié)劑的選擇上都沒有太大的創(chuàng)新之處，更多的是對隔膜的處理工藝的創(chuàng)新，將隔膜的熱處理工序轉(zhuǎn)移到了涂層涂布之后，因此在隔膜內(nèi)形成了一個(gè)隔膜纖維直徑梯度變化的結(jié)構(gòu)，從而改善了隔膜的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，減少了個(gè)膜的熱收縮，同時(shí)也提升隔膜的透氣性，提升隔膜的電化學(xué)性能。