The invention relates to a preparation method of a para aramid nanofiber composite lithium ion battery diaphragm, which belongs to the field of high polymer material technology. The preparation of para aramid polymer slurry, slurry coating method for coating aramid fiber polymerization on the membrane surface, the coagulation bath coating on N 2 methyl pyrrolidone and water in solidification, obtained para aramid fiber composite nano membrane for lithium ion batteries; washing and drying on the diaphragm aramid fiber composite nano lithium ion battery, para aramid fiber composite by nano lithium ion battery separator product. Compared with the existing technology, this method saves solvent and energy, reduces energy consumption and avoids the adverse effects of impurities on the performance of the battery. And the preparation process is simple, at the same time, the high temperature resistance of the diaphragm is improved. The prepared septum has good ionic conductivity, which can be used as a separator for lithium ion batteries.
【技术实现步骤摘要】
一种对位芳纶纳米纤维复合锂离子电池隔膜的制备方法
本专利技术涉及一种对位芳纶纳米纤维复合锂离子电池隔膜的制备方法,属于高分子材料
技术介绍
近年来锂离子电池产业发展迅猛,作为移动设备中成熟且常见的能源形式,与其他种类的电池相比,其具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应和循环寿命长等特点。锂离子电池中通常包括正极、负极、隔膜和电解质。隔膜在其中起到使正负极处于电子绝缘但可传导锂离子的状态。随着电动汽车的兴起,大功率动力电池的出现对锂离子电池的安全性提出了巨大的挑战。目前常见的锂离子电池隔膜为聚烯烃材质,通常为聚丙烯、聚乙烯或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的夹层结构,熔点低于170℃,当电池因内部或外部原因造成升温时,隔膜会熔融并收缩,造成正负极直接接触导致短路,引起电池燃烧、爆炸等意外事故的发生。聚对苯二甲酰对苯二胺(以下简称PPTA)是一种刚性液晶高分子,具有优异的热稳定性,热分解温度高达550℃。将PPTA取向制成的纤维还具有优异的力学性能,因此PPTA是一种有效的解决锂离子电池隔膜耐热隐患的材料。但是由于PPTA分子刚性,而且分子间有强烈的氢键作用,所以在普通溶剂中很难溶解,因此将其制成多孔膜在技术上还是一个巨大的挑战。尽管如此,目前已有将PPTA复合在聚烯烃隔膜表面以改善隔膜耐热性的报道。复合方法有两种:一是将对位芳纶纤维或树脂溶解在有机溶剂中,然后涂覆于锂离子电池用基膜上并经过凝固、水洗、干燥等过程成膜,如申请号为201510457866.X和201510453815.X的中国专利中所描述的方法。但是该方法存在如下问题:PPTA纤维或树脂很难溶 ...
【技术保护点】
一种对位芳纶纳米纤维复合锂离子电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:(1)对位芳纶聚合浆料的制备:在氮气保护下,向100重量份含水量小于100ppm的N‑甲基‑2‑吡咯烷酮中加入1.5~3份助溶盐和0.5~2.5份对苯二胺,在冰水浴中搅拌至完全溶解,然后加入对苯二甲酰氯,保持搅拌进行聚合,其中对苯二甲酰氯与对苯二胺的摩尔比为:1.000~1.010,聚合反应10~30分钟,停止搅拌,得到对位芳纶聚合浆料,其中所述的助溶盐为氯化钙或氯化锂;(2)涂覆:用涂布方法将对位芳纶聚合浆料涂覆在基膜表面,制得涂覆膜,其中所述的涂覆膜的厚度为25~400μm;(3)凝固:将涂覆膜在N‑甲基‑2‑吡咯烷酮和水组成的凝固浴中进行凝固,凝固浴中,两种溶剂的体积比为N‑甲基‑2‑吡咯烷酮∶水=(1~19)∶1,凝固时间为10秒~10分钟,得到对位芳纶纳米纤维复合锂离子电池隔膜;(4)对上述步骤(3)得到的对位芳纶纳米纤维复合锂离子电池隔膜进行水洗和烘干,得到对位芳纶纳米纤维复合锂离子电池隔膜成品,经过凝固后由对位芳纶聚合物形成的网状纳米纤维层的厚度为0.5~10μm。
【技术特征摘要】
1.一种对位芳纶纳米纤维复合锂离子电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:(1)对位芳纶聚合浆料的制备:在氮气保护下,向100重量份含水量小于100ppm的N-甲基-2-吡咯烷酮中加入1.5~3份助溶盐和0.5~2.5份对苯二胺,在冰水浴中搅拌至完全溶解,然后加入对苯二甲酰氯,保持搅拌进行聚合,其中对苯二甲酰氯与对苯二胺的摩尔比为:1.000~1.010,聚合反应10~30分钟,停止搅拌,得到对位芳纶聚合浆料,其中所述的助溶盐为氯化钙或氯化锂;(2)涂覆:用涂布方法将对位芳纶聚合浆料涂覆在基膜表面,制得涂覆膜,其中所述的涂覆膜的厚度为25~400μm;(3)凝固:将涂覆膜在N-甲基-2-吡咯烷酮和水组成的凝固浴中进行凝固,凝固浴中,两种溶剂的体积比...
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