[發明專利]聚氨酯基復合電解質膜的方法及聚氨酯基復合電解質膜

有效

• 申請號: 202110581067.9
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113394446B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張焱;陳建;劉桃松;陳冬;屠芳芳;黨志敏;張文;李敏;胡雨萌
• 申請（專利權）人: 浙江南都電源動力股份有限公司;杭州南都動力科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 張解翠

1.一種聚氨酯基復合電解質膜的制備方法，其特征在于，包括：

混勻分散步驟：將聚氨酯-聚硅氧烷嵌段共聚物和鋰鹽混合分散并加熱得到鋰鹽混合物；

熔噴步驟：采用熔噴工藝分別同時將所述鋰鹽混合物和增強纖維混合交織，后沉降于接收裝置上后形成復合纖維無紡布；及

熱輥加壓步驟：將所述復合纖維無紡布熱輥加壓，得到所述聚氨酯基復合電解質膜；

其中，所述增強纖維包括聚丙烯、聚酯、聚酰胺及聚乙烯中的任意一種或多種；

所述熔噴步驟中的熔噴工藝中有至少兩個熔噴模具，用于噴出鋰鹽混合物的第一熔噴模具的噴絲孔徑為0.1 mm -0.6mm，第一熔噴模具的溫度120℃-250℃，熱空氣溫度120℃-280℃，氣壓0.2 MPa -0.4MPa，熔噴流量1 ml/min -8ml/min, 鋰鹽混合物的纖維直徑在0.5μm -10μm；用于噴出增強纖維的第二熔噴模具的噴絲孔徑為0.1 mm -0.6mm，第二熔噴模具的溫度200℃-300℃，熱空氣溫度200℃-400℃，氣壓0.2 MPa -0.4MPa，增強纖維的熔體流量1 ml/min -8ml/min，增強纖維的纖維直徑在0.5μm -10μm。

2.如權利要求1所述的聚氨酯基復合電解質膜的制備方法，其特征在于，所述接收裝置的運動速度為40 m/min-150m/min，所述至少兩個熔噴模具的噴頭距離所述接收裝置5cm-70cm。

3.如權利要求1至2中任一所述的聚氨酯基復合電解質膜的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽包括雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、及二氟草酸硼酸鋰中的一種或多種。

4.如權利要求1所述的聚氨酯基復合電解質膜的制備方法，其特征在于，所述熔噴步驟中的增強纖維在進行熔噴工藝之前先由第一擠出機擠出，擠出的增強纖維的熔融指數800-2000g/10min，所述混勻分散步驟在第二擠出機中進行。

5.如權利要求1所述的聚氨酯基復合電解質膜的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽占所述聚氨酯-聚硅氧烷嵌段共聚物的質量的5%-50%，所述增強纖維占所述鋰鹽混合物的質量的10%-50%。

6.如權利要求1所述的聚氨酯基復合電解質膜的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯-聚硅氧烷嵌段共聚物的制備方法包括：

步驟1：通過Si-H鍵與雙鍵加成反應制備聚醚嵌段的聚硅氧烷二元醇，所述聚醚嵌段的聚硅氧烷二元醇的結構式為：

步驟2：以所述聚醚嵌段的聚硅氧烷二元醇為軟段，制備聚氨酯-聚硅氧烷嵌段共聚物，所述聚氨酯-聚硅氧烷嵌段共聚物的結構式為：

其中R1為聚醚嵌段的聚硅氧烷二元醇的基團，R為異氰酸酯基團。

7.如權利要求6所述的聚氨酯基復合電解質膜的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯-聚硅氧烷嵌段共聚物的制備方法包括：

步驟1：加入Si-H鍵封端的聚硅氧烷和聚乙二醇單烯丙基醚，加甲苯溶劑，升溫至70-80℃，加入催化劑，升溫到90-120℃，保持反應12-24h；將反應后的混合物洗滌干燥過濾，并在80℃下減壓蒸餾除去溶劑，得到聚醚嵌段的聚硅氧烷二元醇；

步驟2：稱取異氰酸酯和聚醚嵌段的聚硅氧烷二元醇的聚合物，加溶劑和催化劑，升溫至70-100℃，反應2-4小時；再加入小分子二元醇和交聯劑，繼續反應4-5小時，得到聚氨酯-聚硅氧烷嵌段聚合物；

其中，聚硅氧烷的分子量范圍在500 g/mol -8000g/mol，聚乙二醇單烯丙基醚的分子量范圍在500 g/mol -6000g/mol；

其中，異氰酸酯的異氰酸根與聚醚嵌段的聚硅氧烷二元醇的羥基摩爾比為2：1-8：1，異氰酸根與擴鏈劑的羥基摩爾比為3：1-10：8，擴鏈劑和交聯劑的羥基摩爾比為3：1-10：8。