[發(fā)明專利]一種芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜、其制備方法及二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610246984.0
• 申請(qǐng)日: 2016-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN107305937B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫慶津;李翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 微宏動(dòng)力系統(tǒng)（湖州）有限公司
• 主分類號(hào): H01M2/16
• 分類號(hào): H01M2/16;H01M2/14;H01M10/052
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜，其制備方法及二次電池。本發(fā)明中涉及的芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜，包括玻璃纖維及芳香族聚酰胺，所述復(fù)合隔膜在300℃時(shí)熱收縮率＜3％。本發(fā)明還提供了一種芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜的制備方法。本發(fā)明的復(fù)合隔膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐熱性，特別適用于二次電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜，其制備方法及二次電池。

背景技術(shù)

鋰二次電池作為新能源產(chǎn)業(yè)的杰出代表，近年呈現(xiàn)出井噴式的增長(zhǎng)，尤其是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，具備大倍率充放性能的動(dòng)力電池更是出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面。隨著鋰二次電池在電動(dòng)汽車上的大量應(yīng)用，電池安全性已經(jīng)成為動(dòng)力電池檢驗(yàn)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。其中，鋰電池隔膜是單體電芯安全性保障的第一條“防線”。目前正廣泛應(yīng)用于鋰電池中的隔膜主要為聚烯烴類融熔拉伸隔膜，這些材料所擁有的關(guān)閉效應(yīng)在電池發(fā)熱時(shí)有助于安全性的提高。

然而，當(dāng)電池發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)，局部放熱使短路部分瞬間溫度最高可達(dá) 600℃。聚烯烴材料的熔點(diǎn)為160℃或更低，隔膜在獲得關(guān)閉效應(yīng)之前熔融，且可能導(dǎo)致發(fā)生大面積的電極之間的短路，產(chǎn)生的熱量引起電解液氣化，進(jìn)而引發(fā)燃燒或者爆炸。聚烯烴類隔膜材質(zhì)的局限性在于：耐溫性能有限，通常低于160℃，使得鋰二次電池的安全性降低，不適合作為電動(dòng)汽車用的鋰離子動(dòng)力電池隔膜。

芳香族聚酰胺類聚合物(PPTA、PMIA、PBA、PSA)具有高耐熱性，玻璃化溫度在300℃以上，熱分解溫度高達(dá)560℃，此外還有高絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性，是作為鋰離子電池隔膜的上佳選擇。國(guó)內(nèi)有研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)將芳綸應(yīng)用于鋰離子電池隔膜，如公開號(hào)為CN103242556A的中國(guó)專利及公告號(hào)為CN202384420U的中國(guó)專利中將芳香族聚酰胺類聚合物纖維涂覆到聚烯烴隔膜表面，這些方法由于受限于聚烯烴基材，因此在應(yīng)用性方面大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問題，本發(fā)明現(xiàn)提供一種芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜，包括玻璃纖維及芳香族聚酰胺，所述復(fù)合隔膜在300℃時(shí)熱收縮率<3％；優(yōu)選為<1％。所述的芳香族聚酰胺包覆在玻璃纖維上。

本發(fā)明中，所述復(fù)合隔膜在300℃時(shí)熱收縮率<3％；優(yōu)選為<1％。；所述復(fù)合隔膜在500℃時(shí)熱收縮率＜5％；優(yōu)選<3％；進(jìn)一步優(yōu)選為<1％。；所述的熱收縮率包括橫向熱收縮率和縱向熱收縮率。

本發(fā)明中，所述復(fù)合隔膜的透氣率為50～500s/100cc；優(yōu)選為80～300s/100cc；進(jìn)一步優(yōu)選為90～200s/100cc。

本發(fā)明中，所述復(fù)合隔膜的厚度為12～40μm；優(yōu)選為15～30μm；進(jìn)一步優(yōu)選為18～25μm。

本發(fā)明中，所述復(fù)合隔膜的拉伸強(qiáng)度為50～300MPa；優(yōu)選拉伸強(qiáng)度為80～250MPa；進(jìn)一步優(yōu)選拉伸強(qiáng)度為100～200MPa。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述芳香族聚酰胺選自聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(芳綸1414，PPTA)、聚間苯二甲酰間苯二胺(芳綸1313，PMIA)、聚對(duì)苯甲酰胺(芳綸Ⅰ,PBA)及聚苯砜對(duì)苯二甲酰胺(PSA)中至少一種。芳香族聚酰胺類聚合物(PPTA、 PMIA、PBA、PSA)具有高耐熱性，玻璃化溫度在300℃以上，無(wú)固定熔點(diǎn)，熱分解溫度高達(dá)560℃，此外還有高絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性，具備自熄功能，是作為鋰二次電池隔膜材料的上佳選擇。

上述復(fù)合隔膜中，所述芳香族聚酰胺的孔隙率40～80％；優(yōu)選為45～75％；進(jìn)一步優(yōu)選為50～70％。所述芳香族聚酰胺的含量為10～60wt％；優(yōu)選為20～ 50wt％。