[發明專利]聚酰亞胺鋰電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201711443141.0
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108172743A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 陳志平;黃孫息;馮羽風;鐘立松
• 申請（專利權）人: 桂林電器科學研究院有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 范林林

本發明涉及一種可提高聚酰亞胺隔膜生產效率的聚酰亞胺鋰電池隔膜及其制備方法，制備聚酰亞胺鋰電池隔膜的材料包括低沸點溶劑、聚酰亞胺樹脂、高溫下反應產物全部為氣體的成孔劑，聚酰亞胺樹脂由二酐和二胺合成，二酐和二胺的摩爾比0.98:1~1.2:1；以聚酰亞胺樹脂和低沸點溶劑的總質量為基準，所述低沸點溶劑的含量為75%~92%，聚酰亞胺樹脂含量為8%~25%；以聚酰亞胺樹脂的總質量為基準，成孔劑的含量為30%~60%,與現有的聚酰亞胺隔膜及其制備方法相比，無需多余步驟除去成孔劑，大大提高了聚酰亞胺隔膜的生產效率。

技術領域

本發明涉及一種電池隔膜，具體涉及一種可以大大提高聚酰亞胺隔膜生產效率的聚酰亞胺鋰電池隔膜及其制備方法。

背景技術

隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，其作用主要是隔離正、負極，使電解液中的離子在正負極之間穿過而限制電子自由穿過。除此之外，隔膜對電池的安全性還有重要影響。電池在使用不當的情況下，電池內部或外部過熱的情況下，傳統的聚烯烴隔膜在電池溫度超過160℃時會熔斷，導致正負極接觸而短路，從而導致電池著火或爆炸，嚴重危及著使用者的生命安全。

聚酰亞胺是一種綜合性能良好的絕緣材料，具有優異的熱穩定性和機械性能，其長期使用溫度可高達300℃以上，是理想的電池隔膜材料。目前制備聚酰亞胺電池隔膜的制備方法有靜電紡絲法、相轉換法和無機填料脫除法，現有技術均存在一定的弊端，如靜電紡絲法，生產效率低，設備成本高，工藝復雜等，相轉換法和無機填料法在制備過程中都會使用凝固劑、無機填料去除劑等，在普通聚酰亞胺電池隔膜的制備方法中，凝固劑和無機填料去除劑等的使用也影響了聚酰亞胺電池隔膜的生產效率。

如中國發明專利CN 102354733中公開了一種聚酰亞胺隔膜的制備方法，該方法使用氧化鋰等無機物作為成孔劑，將氧化鋰分散在聚酰胺酸溶液中，鋪膜亞胺化后得到含有氧化鋰的聚酰亞胺薄膜，然后用稀鹽酸反復清洗除去氧化鋰得到多孔的聚酰亞胺隔膜。該方法得到聚酰亞胺薄膜后，需要多步的后處理過程，增加了時間成本，嚴重影響了隔膜的生產效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足而提供一種產品質量好、性能穩定、成本低、生產效率高的聚酰亞胺鋰電池隔膜及其制備方法，與現有聚酰亞胺隔膜及其制備方法相比，無需多余步驟除去成孔劑，大大提高了聚酰亞胺隔膜的生產效率。

本發明的目的是這樣實現的：

一種聚酰亞胺鋰電池隔膜，其特征在于，所述制備聚酰亞胺鋰電池隔膜的材料包括低沸點溶劑、聚酰亞胺樹脂、高溫下反應產物全部為氣體的成孔劑，其中所述聚酰亞胺樹脂由二酐和二胺合成，二酐和二胺的摩爾比為0.98:1~1.2:1；以聚酰亞胺樹脂和低沸點溶劑的總質量為基準，所述低沸點溶劑的含量為75%~92%，聚酰亞胺樹脂含量為8%~25%；以聚酰亞胺樹脂的總質量為基準，所述成孔劑的含量為30%~60%。

所述低沸點溶劑為能夠溶解聚酰胺酸的低沸點溶劑，具體為甲醇、乙醇、四氫呋喃的一種或多種組合，當多種溶劑混合使用時，以甲醇、乙醇和四氫呋喃的總質量為基準，所用四氫呋喃的含量為70%~80%，所用甲醇和乙醇的總含量為20%~30%，其中占溶劑含量20%~30%的甲醇和乙醇之間以任意比例混合。

所述二酐為常用的合成聚酰亞胺的單體，包括均苯四甲酸酐、3,3’, 4,4’-聯苯四甲酸二酐、2,2’, 3,3’-聯苯四甲酸二酐、二苯酮四甲酸二酐、雙酚A型二醚二酐中的一種或幾種的任意組合。

所述二胺為常用的合成聚酰亞胺的單體，包括4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚對苯二胺、間苯二胺、5,4’-二氨基-2-苯基苯并惡唑、2-（4-氨基苯基）-5氨基苯并咪唑、4,4’-二氨基-2,2’-二甲基-1,1’-聯苯、4,4’-二氨基聯苯中的一種或幾種的任意組合。