[發明專利]具有聚酰亞胺結構的改性芳綸聚合體、芳綸鑄膜液、鋰電池隔膜及制備方法和鋰電池

在審

• 申請號: 202010046465.6
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111234224A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 陳繼朝;梁云靜;劉鵬;公言飛;胡一波;李琪
• 申請（專利權）人: 青島藍科途膜材料有限公司
• 主分類號: C08G73/14
• 分類號: C08G73/14;H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 董娣

本發明提供一種具有聚酰亞胺結構的改性芳綸聚合體、芳綸鑄膜液、鋰電池隔膜及制備方法和鋰電池。具有聚酰亞胺結構的改性芳綸聚合體，其制備方法包括：將芳香族二胺溶于有機溶劑，在惰性氣體環境下加入芳香族二酰氯和芳香族二酸酐，進行第一反應；加入脫水劑進行第二反應。芳綸鑄膜液，其原料包括具有聚酰亞胺結構的改性芳綸聚合體和無機顆粒。鋰電池隔膜包括基材和涂覆在基材表面的涂覆層，涂覆層包括芳綸鑄膜液。鋰電池隔膜的制備方法包括將包括芳綸鑄膜液在內的物質涂覆在基材上，再進行凝固處理，然后置于水中浸泡，最后進行干燥處理。鋰電池包括鋰電池隔膜。本申請提供的鋰電池隔膜制的鋰電池安全性能好。

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，尤其涉及一種具有聚酰亞胺結構的改性芳綸聚合體、芳綸鑄膜液、鋰電池隔膜及制備方法和鋰電池。

背景技術

鋰電池被廣泛應用于移動電子設備和動力裝置中，其中隔膜作為其重要組成部分，對鋰電池的安全性具有非常重要的影響，為提高鋰電池隔膜的熱穩定性和浸潤性，目前使用最廣泛的是在聚烯烴隔膜上涂覆涂層，陶瓷是常用的涂覆材料，但存在耐高溫性能差、涂層易脫落等問題。芳綸具有高強度、高模量、耐化學腐蝕等優良性能，因此被開發應用于聚烯烴隔膜的涂層，可提高隔膜高溫下的熱穩定性及耐氧化性能。但高能量密度三元電池需要開發熱穩定性能更優異的隔膜來提升電池安全性，芳綸的分解溫度為420℃，作為聚烯烴隔膜的涂層，應用在鋰電池領域，其在耐熱性能，熱穩定性和力學性能方面有待進一步改善。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種具有聚酰亞胺結構的改性芳綸聚合體，通過在芳綸中引入聚酰亞胺結構，提升芳綸的耐熱性能，從而提高鋰電池的安全性能。

本發明的第二目的在于提供一種芳綸鑄膜液，使用其制得的鋰電池隔膜具有良好的熱穩定性。

本發明的第三目的在于提供一種鋰電池隔膜，所述鋰電池隔膜具有良好的熱穩定性和較高的破膜溫度。

本發明的第四目的在于提供一種鋰電池隔膜的制備方法，其條件可控，易于擴大化生產，所制得的鋰電池隔膜性能好。

本發明的第五目的在于提供一種鋰電池，所述鋰電池的安全性能更好。

為實現以上目的，特采用以下技術方案：

一種具有聚酰亞胺結構的改性芳綸聚合體，其制備方法包括：

將芳香族二胺溶于有機溶劑，在惰性氣體環境下加入芳香族二酰氯和芳香族二酸酐，進行第一反應；然后加入脫水劑進行第二反應，得到具有聚酰亞胺結構的改性芳綸聚合體。

在芳綸的合成過程中加入一定比例的芳香族二酐類化合物，在聚酰胺的分子鏈中引入含氮五元環和芳環的聚酰亞胺結構，使得分子鏈的剛性增大，分子間的相互作用力增強，在不影響芳綸優越性的同時，進一步提升聚合物的耐熱性、熱穩定性和力學性能。

優選地，所述有機溶劑中還加入有助溶劑，所述助溶劑包括氯化鈣和/或氯化鋰；

進一步優選地，所述助溶劑的添加量為所述有機溶劑質量的1～15％；

更進一步優選地，加入所述助溶劑之后加熱至60～100℃攪拌溶解，然后降溫至10～35℃；

優選地，所述有機溶劑包括N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和鄰苯二甲酸二甲酯中的一種或多種。

添加助溶劑有助于反應單體更好的溶解，提高反應效率，對有機溶劑和助溶劑的優選，對助溶劑添加量的優選，以及對溶解條件的優選，都可以進一步提高反應效率。

可選地，所述芳香族二胺包括對苯二胺、間苯二胺和聯苯二胺中的一種或多種，所述芳香族二酰氯包括對苯二甲酰氯和/或間苯二甲酰氯，所述芳香族二酸酐包括均苯四甲酸酐和/或聯苯四甲酸二酐；