[發明專利]一種聚醚醚酮隔膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110343070.7
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113105661A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 袁海朝;徐鋒;李騰;蘇碧海
• 申請（專利權）人: 河北金力新能源科技股份有限公司
• 主分類號: C08J5/22
• 分類號: C08J5/22;C08G8/02;H01M50/403;H01M50/406;H01M50/414;H01M10/052;C08L61/16
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 李薇

本發明公開了一種聚醚醚酮隔膜及其制備方法和應用，其制備方法包括以下步驟：步驟1：惰性氣體保護下，向二苯砜中依次加入二氟二苯甲酮和對苯二酚得反應液；將反應液一次升溫至150?190℃，然后加入無水碳酸鉀和聚乙二醇，攪拌均勻后階梯升溫至310?350℃，并于310?350℃攪拌2?3h；降溫至90?180℃且反應液粘度為10000?14000mPa.s得擠出體；步驟2：將步驟1所得擠出體經鑄片工藝得鑄片，然后一次進行橫拉、縱拉、一次萃取、一次烘干、二次萃取和二次烘干得聚醚醚酮隔膜。依據上述制備方法制備的聚醚醚酮隔膜，相比于傳統的耐高溫隔膜，即聚酰亞胺隔膜和間位芳綸隔膜，表現出更好的耐高溫性能和機械性能。

技術領域

本發明涉及電池隔膜技術領域，特別是涉及一種聚醚醚酮隔膜及其制備方法和應用。

背景技術

目前市場上的電池隔膜一般采用PE和PP材質制成，其優點在與有很好的柔性和強度，制作隔膜較為簡單，其缺點在于不具有耐高溫性。而耐高溫的隔膜一般不具備柔性以及強度。例如，聚酰亞胺跟間位芳綸都屬于耐高溫材料，但是在制作隔膜后各項性能都有所下降，在受到機械碰撞時容易引起破裂。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中常用材質不能兼顧耐高溫性能和機械強度的技術缺陷，而提供一種聚醚醚酮隔膜。

本發明的另一個目的，是提供上述聚醚醚酮隔膜的制備方法。

本發明的另一個目的，是提供上述聚醚醚酮隔膜的應用。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種聚醚醚酮隔膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：制備擠出體

惰性氣體保護下，向二苯砜中依次加入二氟二苯甲酮和對苯二酚得反應液；將反應液一次升溫至150-190℃，然后加入無水碳酸鉀和聚乙二醇，攪拌均勻后階梯升溫至310-350℃，并于310-350℃攪拌2-3h；降溫至90-180℃且反應液粘度為10000-14000mPa.s得擠出體；

上述過程的化學反應式為：

二苯砜的質量份數為69-51份，二氟二苯甲酮和對苯二酚的質量份數和為17-23份，無水碳酸鉀的質量份數為2-5份，聚乙二醇的質量份數為12-21份；其中，二氟二苯甲酮和對苯二酚的摩爾比為(0.9-1.3)：(1-1.5)；

步驟2：制膜

將步驟1所得擠出體經鑄片工藝得鑄片，然后依次進行橫拉、縱拉、一次萃取、一次烘干、二次萃取和二次烘干得聚醚醚酮隔膜。

在上述技術方案中，步驟1中，所述階梯升溫具體為：二次升溫至200-230℃，200-230℃下反應50-70min，然后三次升溫至240-260℃，240-260℃反應10-25min，然后四次升溫至310-350℃。階梯升溫主要為了避免反應過快而產生爆聚，階梯升溫的好處是減緩反應，讓分子更為充分的聚合，有利于提高擠出體的分子量，使擠出體的分子量大概在5萬到8萬之間。

在上述技術方案中，一次升溫、二次升溫、三次升溫和四次升溫時的升溫速率為3-6℃/min。

在上述技術方案中，步驟1中，降溫速率為2-5℃/min。降溫太快會使高分子凝結在一起結成小顆粒塊狀，容易在步驟2制膜過程中發生斷裂。

在上述技術方案中，步驟2中，鑄片工藝中擠出機的擠出口寬度為250-350mm，擠出口高度為15-25mm，擠出速率為0.2-0.5m/s；冷卻輥的溫度為110-150℃，鑄片工藝中冷卻輥的速度為0.2-0.5m/s。