芳香族聚酰胺复合隔膜制备方法及隔膜技术

本发明专利技术提供一种芳香族隔膜聚酰胺复合隔膜制备方法及隔膜，所述方法包括如下步骤，将芳香族聚酰胺纤维、溶剂、助溶剂混合均匀，溶解后得到芳香族聚酰胺溶液，再加入造孔剂和剥离剂，混合均匀，制成成膜液；将热熔性聚合物材料与去离子水混合均匀，再加入胶黏剂，混合均匀，制成涂布液；解决热关闭和阻燃的安全性问题。

【技术实现步骤摘要】
芳香族聚酰胺复合隔膜制备方法及隔膜
本专利技术涉及电池生产领域，尤其涉及一种良好的热关闭性能和耐高温的芳香族聚酰胺复合隔膜。
技术介绍
锂离子电池是近年来迅速发展起来的新化学电源体系，与传统的镍镉或镍氢电池相比，它具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应和快速充、放电等优点。可广泛用于便携式电子产品如：手机、笔记本电脑、录像机等所需的充电电池，还可作为电动汽车和混合动力车所需的动力电源等。电池隔膜作为电池的重要组成部分，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性等特性，因此，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要作用。隔膜用于高能量电池，重要的是电池中的电流回路必须在一旦出现电池故障和伴随过热时予以中断，避免因电池继续升温造成隔膜熔融而发生电池大面积内部短路，以致起火甚至爆炸而摧毁电池。因此，通过改进锂离子电池隔膜的性能提高锂离子电池的安全性受到了越来越多的关注，国内外各大院校及相关研究所、锂离子电池隔膜制造企业和锂离子电池制造单位掀起了一股突破锂离子电池隔膜安全性的热潮，各种各样的锂离子电池隔膜层出不穷：陶瓷涂层聚烯烃隔膜、耐温聚合物纤维无纺布陶瓷涂层隔膜、PVDF涂层聚烯烃隔膜、PVDF隔膜等。除了陶瓷涂层隔膜已经规模化生产外，其它的都处于实验研发阶段。但由于其目前的工艺导致其陶瓷涂层与基材聚烯烃微多孔膜不能形成一个有机的整体，尤其是陶瓷与聚烯烃膜的结合界面强度很弱，造成了陶瓷涂层部分脱落或大面积脱落。并且这种陶瓷涂层锂离子电池隔膜因为界面结合不牢在分切时产生很多粉末。这样的陶瓷涂层隔膜组装进电池内部后，涂层脱落，不仅没有提高锂离子电池隔膜的安全性，反而因为脱落的陶瓷粉片而影响了锂离子电池的电性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种芳香族隔膜聚酰胺复合隔膜制备方法，解决热关闭和阻燃性的安全问题。本专利技术是这样实现的：一种芳香族聚酰胺复合隔膜制备方法，包括如下步骤，将芳香族聚酰胺纤维、溶剂、助溶剂混合均匀，溶解后得到芳香族聚酰胺溶液，再加入造孔剂和剥离剂，混合均匀，制成成膜液；将热熔性聚合物材料与去离子水混合均匀，再加入胶黏剂，混合均匀，制成涂布液；所述成膜液涂布后进行烘干使其固化成膜；通过萃取剂将隔膜中的造孔剂除去，烘干，得到芳香族聚酰胺材料多孔层；将所述涂布液涂布于芳香族聚酰胺材料多孔层一面，烘干，得到芳香族聚酰胺复合隔膜。具体地，所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳纶短纤维或对位芳纶短纤维中的一种；所述溶剂为NMP、DMAC、DMF、DMSO中的一种；所述助溶剂为CaCl2、KOH、LiCl、吡啶中的一种；所述造孔剂为氯化锌；所述剥离剂为矿物油或硅酮中的一种。进一步地，所述芳香族聚酰胺纤维为溶剂的10wt％～50wt％；所述助溶剂为溶剂的3wt％～5wt％；所述造孔剂为芳香族聚酰胺纤维的10wt％～20wt％。所述剥离剂为芳香族聚酰胺纤维的0.1wt％～0.5wt％。优选地，所述热熔性聚合物为聚乙烯、聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯共聚物中的至少一种；所述胶黏剂为聚乙烯醇。具体地，所述热熔性聚合物微粒的粒径为0.5um～1.5um；所述热熔性聚合物微粒为去离子水的30wt％～50wt％。优选地，所述胶黏剂为所述热熔性聚合物的5wt％～15wt％。可选地，所述芳香族聚酰胺材料层厚度为10～30um；所述热熔性聚合物材料层厚度为2～5um。具体地，所述萃取剂为去离子水。一种根据上述方法制备的芳香族聚酰胺复合隔膜。本专利技术具有如下优点：热熔性聚合物能在短时间内熔融，迅速堵塞微孔，实现隔膜的热关闭性能，复合隔膜中间层的芳香族纤维层具有优异的阻燃特性，而陶瓷隔膜不具有阻燃特性，本专利技术能够提升电池的安全特性。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并详予说明。本专利技术的所采用的技术方案如下：一种芳香族聚酰胺复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：制备成膜液：将芳香族聚酰胺纤维、溶剂、助溶剂混合均匀，溶解后得到芳香族聚酰胺溶液，再加入造孔剂和剥离剂，混合均匀，制成成膜液。制备涂布液：将热熔性聚合物材料与去离子水混合均匀，再加入胶黏剂，混合均匀，制成涂布液。3)铸涂：将将步骤1)中制备的成膜液转入铸涂机，通过铸涂机涂布在由基带传输装置朝一个方向移动的基带上；通过与烘缸接触将基带上的膜液固化成膜；通过剥离机构将基带与隔膜分离开来；4)萃取：通过萃取剂将隔膜中的造孔剂除去，烘干，得到芳香族聚酰胺材料多孔层；5)涂布热熔性聚合物材料层：将步骤2)中制备的涂布液涂布于芳香族聚酰胺材料多孔层一面，烘干，得到芳香族聚酰胺复合隔膜。步骤1)中，所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳纶短纤维或对位芳纶短纤维中的一种；所述溶剂为NMP、DMAC、DMF、DMSO中的一种；NMP：N-甲基吡咯烷酮；DMAC：二甲基乙酰胺；DMF：二甲基甲酰胺；DMSO：二甲基亚砜。所述助溶剂为CaCl2、KOH、LiCl、吡啶中的一种；所述造孔剂为氯化锌；所述剥离剂为矿物油或硅酮中的一种。步骤1)中，所述芳香族聚酰胺纤维为溶剂的10wt％～50wt％。步骤1)中，所述助溶剂为溶剂的3wt％～5wt％。步骤1)中，所述造孔剂为芳香族聚酰胺纤维的10wt％～20wt％。步骤1)中，所述剥离剂为芳香族聚酰胺纤维的0.1wt％～0.5wt％。步骤2)中，所述热熔性聚合物为聚乙烯、聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯共聚物中的至少一种；所述胶黏剂为聚乙烯醇。步骤2)中，所述热熔性聚合物微粒的粒径为0.5um～1.5um。步骤2)中，所述热熔性聚合物微粒不溶于去离子水。才能够形成均匀分布的颗粒涂布液。步骤2)中，所述热熔性聚合物微粒为所述去离子水重量的30wt％～50wt％。步骤2)中，所述胶黏剂为所述热熔性聚合物的5wt％～15wt％。步骤3)中，所述芳香族聚酰胺材料层厚度为10～30um。步骤4)中，所述萃取剂为去离子水步骤5)中，所述热熔性聚合物材料层厚度为2～5um。通过上述设计，本专利技术的优点在于：1)本专利技术所提供的复合隔膜采用氯化锌作为造孔剂，萃取剂为去离子水，不污染环境。2)本专利技术所提供的复合隔膜的基料，采用耐高温的芳纶制备而成，克服了现有隔膜不耐高温的缺点，在200℃下烘烤1小时不发生热收缩。相较陶瓷隔膜具有显著优点。3)本专利技术通过采用具有永久阻燃特性的芳纶制备的复合隔膜，具有优异的阻燃特性，大大提高了电池的安全性。相较陶瓷基底的隔膜也具有更高的安全性。4)本专利技术所提供的复合隔膜中的热熔性聚合物熔点或软化点为90～140℃，当温度升高时，热熔性聚合物微粒迅速熔融堵塞隔膜微孔，实现隔膜的热关闭性能。5)本专利技术所提供的复合隔膜具有优异的力学性能，包括拉伸强度和穿刺强度等。实施例1一种芳香族聚酰胺复合隔膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤，将芳香族聚酰胺纤维、溶剂、助溶剂混合均匀，溶解后得到芳香族聚酰胺溶液，再加入造孔剂和剥离剂，混合均匀，制成成膜液；将热熔性聚合物材料与去离子水混合均匀，再加入胶黏剂，混合均匀，制成涂布液；所述成膜液涂布后进行烘干使其固化成膜；通过萃取剂将隔膜中的造孔剂除去，烘干，得到芳香族聚酰胺材料多孔层；将所述涂布液涂布于芳香族聚酰胺材料多孔层一面，烘干，得到芳香族聚酰胺复合隔膜。其中，所述芳香族聚酰胺纤维为溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芳香族聚酰胺复合隔膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤，将芳香族聚酰胺纤维、溶剂、助溶剂混合均匀，溶解后得到芳香族聚酰胺溶液，再加入造孔剂和剥离剂，混合均匀，制成成膜液；将热熔性聚合物材料与去离子水混合均匀，再加入胶黏剂，混合均匀，制成涂布液；所述成膜液涂布后进行烘干使其固化成膜；通过萃取剂将隔膜中的造孔剂除去，烘干，得到芳香族聚酰胺材料多孔层；将所述涂布液涂布于芳香族聚酰胺材料多孔层一面，烘干，得到芳香族聚酰胺复合隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种芳香族聚酰胺复合隔膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤，将芳香族聚酰胺纤维、溶剂、助溶剂混合均匀，溶解后得到芳香族聚酰胺溶液，再加入造孔剂和剥离剂，混合均匀，制成成膜液；将热熔性聚合物材料与去离子水混合均匀，再加入胶黏剂，混合均匀，制成涂布液；所述成膜液涂布后进行烘干使其固化成膜；通过萃取剂将隔膜中的造孔剂除去，烘干，得到芳香族聚酰胺材料多孔层；将所述涂布液涂布于芳香族聚酰胺材料多孔层一面，烘干，得到芳香族聚酰胺复合隔膜。2.根据权利要求1所述的芳香族聚酰胺复合隔膜制备方法，其特征在于，所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳纶短纤维或对位芳纶短纤维中的一种；所述溶剂为NMP、DMAC、DMF、DMSO中的一种；所述助溶剂为CaCl2、KOH、LiCl、吡啶中的一种；所述造孔剂为氯化锌；所述剥离剂为矿物油或硅酮中的一种。3.根据权利要求1所述的芳香族聚酰胺复合隔膜制备方法，其特征在于，所述芳香族聚酰胺纤维为溶剂的10wt％～50wt％；所述助溶剂为溶剂的3wt％～5wt％；所述造孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖陈英，李文谨，赵静，
申请(专利权)人：旭成福建科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35