[發(fā)明專利]改性聚烯烴及其制備方法與鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110656441.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN113402643B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊飛;程忠;林峰;李娟娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 欣旺達(dá)電動(dòng)汽車電池有限公司
• 主分類號(hào): C08F110/02
• 分類號(hào): C08F110/02;C08F110/06;C08F110/14;C08F110/08;C08F210/06;C08F210/14;C08F210/16;C08G63/08;H01M10/0525;H01M50/414
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 張美月

本發(fā)明提供了一種改性聚烯烴及其制備方法與鋰離子電池。上述改性聚烯烴具有式(I)所示結(jié)構(gòu)，R基團(tuán)選自氫原子或碳原子數(shù)為1～4的烷基；x為聚烯烴鏈段的聚合度，y為聚酯鏈段的聚合度，其中x為1～10supgt;7/supgt;，y為1～5×10supgt;5/supgt;；改性聚烯烴的重均分子量為2.1×10supgt;2/supgt;～6×10supgt;6/supgt;g/mol。通過將極性聚酯鏈段引入到聚烯烴材料中，制得了上述改性聚烯烴，提高了聚烯烴類隔膜的浸潤性和保液性。同時(shí)，上述改性聚烯烴的適應(yīng)性強(qiáng)，通過調(diào)整其結(jié)構(gòu)中含有的聚烯烴鏈段和聚酯鏈段的種類與質(zhì)量比例，制得具有不同結(jié)構(gòu)的改性聚烯烴，便于后續(xù)制得的改性聚烯烴類隔膜適應(yīng)不同的電解液環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種改性聚烯烴及其制備方法與鋰離子電池。

背景技術(shù)

聚烯烴隔膜是鋰離子電池的四大主材之一，起著避免正負(fù)極片接觸而短路的作用，還具有快速傳輸鋰離子的重要功能。目前，大部分鋰離子電池隔膜主要由非極性的聚乙烯、聚丙烯材料制備而成，這類材料對(duì)極性電解液的浸潤性非常差，保液量較低，從而降低了鋰離子傳輸?shù)乃俣龋龃罅穗娀瘜W(xué)阻抗。

聚烯烴基嵌段共聚物是具有不同嵌段分子的樹脂，可將非極性聚烯烴嵌段與極性聚合物嵌段相結(jié)合，使得聚烯烴表現(xiàn)出不同的溶液和固體性質(zhì)，因而在聚烯烴隔膜、高性能粘結(jié)劑等材料領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。例如，將聚碳酸酯分子引入到聚丙烯樹脂中，可提高聚丙烯的著色性、抗沖性以及極性溶劑浸潤性；將己內(nèi)酯嵌段引入到聚乙烯樹脂中，可賦予聚乙烯一定的機(jī)械性能以及潛在的形狀記憶性能，這使得所制備的鋰離子電池隔膜具有自恢復(fù)性能。因此，需要開發(fā)可制備成高性能聚烯烴類電池隔膜的專用料，來改善鋰離子電池隔膜的浸潤性等性能，進(jìn)而提高離子導(dǎo)電性和電池的充放電性能具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種改性聚烯烴及其制備方法與鋰離子電池，以解決現(xiàn)有技術(shù)中聚烯烴類隔膜存在浸潤性差、保液性差及由其導(dǎo)致的阻抗高的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種改性聚烯烴，上述改性聚烯烴具有式(I)所示結(jié)構(gòu)，

R基團(tuán)選自氫原子或碳原子數(shù)為1～4的烷基；x為聚烯烴鏈段的聚合度，y為聚酯鏈段的聚合度，其中x為1～10⁷，y為1～5×10⁵；改性聚烯烴的重均分子量為2.1×10²～6×10⁶g/mol。

進(jìn)一步地，改性聚烯烴的分子量分布指數(shù)為1.1～50；可選地，改性聚烯烴的分子量分布指數(shù)為1.5～15。

進(jìn)一步地，聚烯烴鏈段的等規(guī)度為80～99.5％。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一個(gè)方面還提供了一種上述改性聚烯烴的制備方法，改性聚烯烴的制備方法包括：在溶劑、催化劑、鏈轉(zhuǎn)移劑的存在下，使烯烴單體進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到含有聚烯烴的第一混合液；使薄荷酮內(nèi)酯單體與第一混合液中的聚烯烴進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，得到改性聚烯烴，其中薄荷酮內(nèi)酯單體包括但不限于式(II)和/或式(III)所示的單體：

進(jìn)一步地，溶劑選自甲苯、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、1,2,4-三甲苯、己烷、戊烷、正辛烷、環(huán)己烷和異辛烷組成的組中的一種或多種；催化劑選自鈦配合物催化劑、鋯配合物催化劑和鉿配合物催化劑組成的組中的一種或多種；鏈轉(zhuǎn)移劑為金屬烷基鏈轉(zhuǎn)移劑，金屬烷基鏈轉(zhuǎn)移劑選自氯化二乙基鋁、二氯化乙基鋁、正丁基鋰、三乙基鋁、三甲基鋁、三異丙基鋁、二乙基鋅、二乙基鎂、二丁基鎂和正丁基乙基鎂組成的組中的一種或多種；烯烴單體選自乙烯、丙烯、1-丁烯和4-甲基-1-戊烯組成的組中的一種或多種。