[發(fā)明專利]一種耐高溫鋰離子電池隔膜及其制備工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410339770.9
• 申請(qǐng)日: 2014-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105322118A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金永成;孫德業(yè);顏文超;姜繼成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所
• 主分類號(hào): H01M2/16
• 分類號(hào): H01M2/16;B32B27/34
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

1.一種耐高溫鋰離子電池隔膜，包括基材和通孔，其特征在于：基材為聚酰亞胺類耐高溫聚合物，通孔由球形碳酸鈣模板劑形成。

2.按權(quán)利要求1所述的耐高溫鋰離子電池隔膜，其特征在于：隔膜按體積百分比計(jì)，30-50vol％的基材聚酰亞胺和50-70vol％的通孔，其厚度在10-40μm。

3.按權(quán)利要求1所述的耐高溫鋰離子電池隔膜，其特征在于：所述聚酰亞胺類耐高溫聚合物由聚酰亞胺酸前驅(qū)體經(jīng)過(guò)熱處理酰亞胺化后得到；其中，聚酰亞胺酸前驅(qū)體為能溶于二甲基乙酰胺(DMAc)溶劑的聚酰亞胺酸系列，其粘度控制在50000-700000cps，固含率控制在10-20％。

4.按權(quán)利要求3所述的耐高溫鋰離子電池隔膜，其特征在于：所述聚酰亞胺酸前驅(qū)體是通過(guò)多元有機(jī)所酸酐或其衍生物與有機(jī)二胺之間的縮合反應(yīng)得到。

5.按權(quán)利要求4所述的耐高溫鋰離子電池隔膜，其特征在于：所述多元有機(jī)酸酐或其衍生物為均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-聯(lián)苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-聯(lián)苯四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,2,4,5-萘四羧酸二酐、1,4-雙(三氟甲基)2,3,5,6-苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、1,2’,3,3’-二苯甲酮四羧酸二酐、2,6-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,7-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,3,6,7-四氯萘-2,4,5,8-四羧酸二酐、苯-1,2,3,4-四羧酸二酐和吡嗪-2,3,5,6-四羧酸二酐中的一種或幾種；

所述有機(jī)二胺為4,4’-4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲酮、間苯二胺、對(duì)苯二胺、4’-亞甲基雙(鄰-氯苯氨)、3,3’-二氯二苯胺、3,3’-磺酰基二苯胺、1,5-二氨基萘、2,2’-雙(4-氨基苯酚)、4,4’-二氨基聯(lián)苯、4,4’-亞甲基二苯胺、4,4’-硫基二苯胺、4,4’-亞異丙基二苯胺、3,3’-二甲基聯(lián)苯胺、3,3’-二甲氧基聯(lián)苯胺、2,4-二羧基聯(lián)苯胺、2,5-二氨基甲苯中一種或幾種。

6.按權(quán)利要求1所述的耐高溫鋰離子電池隔膜，其特征在于：所述球形碳酸鈣為球形、單分散顆粒，其粒徑范圍100-1500nm，表面無(wú)修飾物處理。

7.一種權(quán)利要求1所述的耐高溫鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于：聚酰亞胺前驅(qū)體、碳酸鈣模板和有機(jī)溶劑混合、涂布、干燥、熱處理，最后經(jīng)過(guò)酸處理溶出碳酸鈣，即得到隔膜；其中，模板顆粒為單分散、球形碳酸鈣顆粒。

8.權(quán)利要求7所述的耐高溫鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于：將聚酰亞胺前驅(qū)體、模板和有機(jī)溶劑混合，在常溫、氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌30-90分鐘，攪拌后在40-60℃下干燥，而后進(jìn)行熱處理使其酰亞胺化，以8-15℃/分鐘的速度升溫至260-340℃，熱處理時(shí)間1-6小時(shí)，熱處理后使用常用酸來(lái)浸泡、溶解熱處理后制備得到的聚酰亞胺/碳酸鈣復(fù)合膜中的模板，其浸泡時(shí)間為10-30分鐘，取出后用蒸餾水洗凈、常溫干燥獲得所述隔膜；其中，聚酰亞胺前驅(qū)體、模板和有機(jī)溶劑混合的混合物中，有機(jī)溶劑占混合物45-70wt％；聚酰亞胺前驅(qū)體和模板中，聚酰亞胺酸占24-16wt％。

9.權(quán)利要求8所述的耐高溫鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于：所述有機(jī)溶劑為沸點(diǎn)高于二甲基乙酰胺(DMAc)的強(qiáng)極性非離子溶劑。