本发明专利技术提供了一种用于减小电化学电池的自放电速率和自放电速率的变异系数的方法，其中在电池的阴极和阳极之间插入多孔隔膜，并且多孔隔膜包含纳米网，所述纳米网包括多根纳米纤维，所述纳米纤维可包含全芳族聚酰亚胺，并且全芳族聚酰亚胺具有大于0.51的酰亚胺化度，其中酰亚胺化度为1375cm-1处的酰亚胺C-N吸光度与1500cm-1处的C-H吸光度的高度的比率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种用于减小电化学电池的自放电速率和自放电速率的变异系数的方法，其中在电池的阴极和阳极之间插入多孔隔膜，并且多孔隔膜包含纳米网，所述纳米网包括多根纳米纤维，所述纳米纤维可包含全芳族聚酰亚胺，并且全芳族聚酰亚胺具有大于0.51的酰亚胺化度，其中酰亚胺化度为1375cm-1处的酰亚胺C-N吸光度与1500cm-1处的C-H吸光度的高度的比率。【专利说明】
技术介绍
1.抟术领域本专利技术涉及纳米网聚酰亚胺隔膜在电化学电池中的应用，所述电化学电池可为锂(Li)和锂离子(Li离子)电池。2.相关领域说明现代储能装置的一个重要的实际方面为不断增加的能量密度和功率密度。安全性已被发现为主要问题。可商购获得的锂离子电池通常采用基于聚乙烯和/或聚丙烯的微孔膜作为电池隔膜。这些膜在120°C下开始收缩，从而限制了电池的制造方法、电池的工作温度、和得自电池的功率。对选择用于锂离子电池和其它高能量密度电化学装置的改善的隔膜的需求错综复杂。合适的隔膜兼具良好的电化学特性与良好的机械方面，所述电化学特性诸如高电化学稳定性、低充电/放电/再充电滞后性、良好的储存寿命(低自放电)、低首次循环不可逆容量损失，所述良好的机械方面诸如强度、韧性和热稳定性。已展开了关于用作电池隔膜的已知高性能聚合物的调查。一种此类聚合物为聚酰亚胺。Handbook of Batteries (David Linden 和 Thomas Reddy 编辑，McGraw-Hill,(第3版)，2002)描述了首次循环放电容量损失作为二次电池的重要判据(P.35.19)。还指出了非织造隔膜通常已被发现表现出不足以用于锂电池和锂离子电池的强度。(P.35.29)。由于该原因，低熔点的聚烯烃基微孔膜趋于被用作锂和锂离子电池中的隔膜。然而，聚烯烃基微孔膜在热性能方面不适应于高温，所述高温偶尔与快速放电最终用途或高温环境中的最终用途相关联。Huang 等人的 Adv.Mat.DOI: 10.1002/adma.200501806 公开了聚酸亚胺纳米纤维垫的制备:静电纺纱聚酰胺酸随后亚胺化成由以下结构表示的聚合物。匕」Π如此制备的垫随后被加热至430°C保持30分钟，从而产生强度的增加。未提及电池隔膜。Honda等人的JP2004-308031A公开了通过静电纺纱聚酰胺酸溶液然后是亚胺化来制备聚酰亚胺纳米网。公开了作为电池隔膜的用途。Nishibori等人的JP2005-19026A公开了利用聚合物链中具有砜官能团的聚酰亚胺纳米网作为用于锂金属电池的隔膜。聚酰亚胺被描述为可溶解在有机溶剂中，且纳米网通过静电纺纱聚酰亚胺溶液制成。未示例出实际电池。本专利技术公开了将纳米网加热至约200。。。J0等人的W02008/018656公开了使用聚酰亚胺纳米网作为锂电池和锂离子电池中的电池隔膜。EP2, 037, 029公开了利用聚酰亚胺纳米网作为锂电池和锂离子电池中的电池隔膜。然而，仍然需要由兼具良好的电化学特性与良好的机械方面的材料制备的锂电池和锂离子电池，所述电化学特性诸如高电化学稳定性、低充电/放电/再充电滞后性、良好的储存寿命(低自放电)、低首次循环不可逆容量损失，所述良好的机械方面诸如强度、韧性和热稳定性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种方法，所述方法用于通过在锂离子电池的阴极和阳极之间插入多孔隔膜来减小所述电池的自放电速率和自放电速率的变异系数。多孔隔膜包括纳米网，所述纳米网包括多根纳米纤维，其中纳米纤维基本上由全芳族聚酰亚胺组成，并且全芳族聚酰亚胺具有大于0.51的酰亚胺化度，其中酰亚胺化度为1375CHT1处的酰亚胺C-N吸光度与1500cm^处的C-H吸光度的高度的比率。在一个实施例中，本专利技术涉及一种方法，所述方法用于通过在电化学电池的阴极和阳极之间插入多孔隔膜来减小所述电池的自放电速率和自放电速率的变异系数，并且其中所述多孔隔膜包括纳米网，所述纳米网还包括多根纳米纤维，其中纳米纤维基本上由全芳族聚酰亚胺组成，所述全芳族聚酰亚胺包含衍生自PMDA/0DA的单体单元，并且全芳族聚酰亚胺具有大于0.51的酰亚胺化度，其中酰亚胺化度为1375CHT1处的酰亚胺C-N吸光度与1500cm^处的C-H吸光度的高度的比率。在另一个实施例中，本专利技术涉及一种方法，所述方法用于通过在电化学电池的阴极和阳极之间插入多孔隔膜来减小所述电池的自放电速率和自放电速率的变异系数，并且其中所述多孔隔膜包括纳米网，所述纳米网包括多根纳米纤维，其中纳米纤维基本上由全芳族聚酰亚胺组成，并且全芳族聚酰亚胺具有小于3.0%的酰胺酸含量。【具体实施方式】 申请人:特别将所有引用的参考文献的完整内容引入本公开内容中。此外，当数量、浓度或其他数值或参数以范围、优选范围或优选上限数值和优选下限数值的列表形式给出时，其应理解为具体地公开由任何范围上限或优选数值和任何范围下限或优选数值的任何一对所构成的所有范围，而无论所述范围是否被单独地公开。凡在本文中给出某一数值范围之处，该范围都意在包括其端点，以及位于该范围内的所有整数和分数，除非另行指出。不旨在将本专利技术的范围限制为限定范围时详述的具体值。如本文所用，术语“变异系数”是指一组测量值的标准偏差除以那些测量值的平均值。通常获取六个或更多个测量值来建立所述平均值和变异系数。出于本专利技术的目的，将采用与聚酰亚胺领域中的实施一致的表1中所示的缩写和命名。【权利要求】1.一种方法，所述方法用于通过在电化学电池的阴极和阳极之间插入多孔隔膜来减小所述电池的自放电速率和自放电速率的变异系数，并且其中所述多孔隔膜包括纳米网，所述纳米网还包括多根纳米纤维，其中所述纳米纤维基本上由全芳族聚酰亚胺组成，所述全芳族聚酰亚胺包括衍生自PMDA/ODA的单体单元，并且所述全芳族聚酰亚胺具有大于0.51的酰亚胺化度，其中酰亚胺化度为1375m-1处的所述酰亚胺C-N吸光度与15ΟΟοπL-1处的所述C-H吸光度的高度的比率。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述酰亚胺化度大于0.53。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述酰亚胺化度大于0.55。4.根据权利要求1所述的方法，其中在六个样本上测量的七日开路百分比自放电容量的标准偏差与平均百分比自放电容量的比率为0.125或更小。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电化学电池为锂一次电池或锂离子二次电池。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述电化学电池为电容器。7.一种方法，所述方法用于通过在电化学电池的阴极和阳极之间插入多孔隔膜来减小所述电池的自放电速率和自放电速率的变异系数，并且其中所述多孔隔膜包括纳米网，所述纳米网包括多根纳米纤维，其中所述纳米纤维基本上由全芳族聚酰亚胺组成，并且所述全芳族聚酰亚胺具有小于3.0%的酰胺酸含量。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述全芳族聚酰亚胺包含衍生自选自ODA、R0DA、PDA、TD1、MD1、BTDA、BMDA, BPDA的化合物以及前述化合物的任何组合的单体单元。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述酰胺酸含量小于1.0%。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述酰胺酸含量小于0.1 %。11.根据权利要求7所述的方法，其中七日开路百分比自放电容量的标准偏差与平均百分比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，所述方法用于通过在电化学电池的阴极和阳极之间插入多孔隔膜来减小所述电池的自放电速率和自放电速率的变异系数，并且其中所述多孔隔膜包括纳米网，所述纳米网还包括多根纳米纤维，其中所述纳米纤维基本上由全芳族聚酰亚胺组成，所述全芳族聚酰亚胺包括衍生自PMDA/ODA的单体单元，并且所述全芳族聚酰亚胺具有大于0.51的酰亚胺化度，其中酰亚胺化度为1375cm‑1处的所述酰亚胺C‑N吸光度与1500cm‑1处的所述C‑H吸光度的高度的比率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：TJ登内斯，S马祖尔，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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