[發(fā)明專利]一種無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜及其制備方法

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• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111883721A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 宋海兵;鐘維邦;周蒞;孟湘哲
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南翰墨新材料有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 長沙楚為知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 陶祥琲

1.一種無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜，其特征在于，包括以下質(zhì)量組份的原料：聚烯烴基材0.1％～50％、無機納米聚合物0.1％～50％、增塑劑0.1～1％、抗氧劑0.1～2％；

所述無機納米聚合物包括以下質(zhì)量組分：納米硅溶膠20％～70％、烷氧基硅烷10％～70％、酸催化劑0.01％～5％、陰離子改性劑0.1％～10％、阻聚劑0.05％～0.2％和2％～20％水溶性溶劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜，其特征在于，所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、環(huán)氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷和十八烷基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜，其特征在于，所述阻聚劑包括吩噻嗪、對苯二酚、對叔丁基鄰苯二酚、硝基苯中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜，其特征在于，所述陰離子改性劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉、十二烷基二苯醚磺酸鈉、硬脂酸鈉、N,N-二羥乙基月桂酰胺、異構(gòu)十三醇醚硫酸鈉中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜，其特征在于，所述無機納米聚合物的粒徑大小為10～160nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜，其特征在于，所述隔膜孔徑為10～100nm，透氣率為100～500s/ml，厚度為10～60um。

7.一種如權(quán)利要求1-6任一所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將計量比的半透明流體狀無機納米聚合物、聚烯烴基材、增塑劑、抗氧劑通過雙螺桿擠出機高溫下共擠出，流延成型得到鑄片；

S2、將步驟S1制備的鑄片經(jīng)雙向拉伸設備縱橫方向同步拉伸后熱定型，即可得到由無機納米聚合物改性的聚烯烴鋰電池隔膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述S1中雙螺桿擠出機的料筒前部溫度為170～220℃，中部溫度為180～230℃，后部溫度為190～240℃，模口溫度為180～240℃，注射壓力為70～140MPa，螺桿轉(zhuǎn)速30～100rpm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述S2中拉伸總倍率為20～70倍，拉伸溫度為100～150℃，拉伸速率為0.5～2.5mm/s，熱定型溫度為120～150℃，熱定型時間為10～35min。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無機納米聚合物改性聚烯烴鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述無機納米聚合物的制備過程包括如下步驟：

步驟一、室溫下將烷氧基硅烷混合均勻，加入阻聚劑、陰離子改性劑充分攪拌，形成硅烷混合液；

步驟二、將納米硅溶膠和酸催化劑攪拌均勻后逐步滴加到步驟一制備的硅烷混合液中，10min內(nèi)滴加完成，攪拌后升溫至45～80℃反應0.5～15h；

步驟三、將水溶性溶劑加入步驟二制備的溶液中，攪拌5～30min，升溫至60～80℃后停止攪拌，并保溫陳化1～72h；

步驟四、開啟攪拌，同時減壓蒸餾除去多余的溶劑后停止加熱，自然冷卻后即可獲得透明或半透明狀的粘稠狀無機納米聚合物。