一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法：将二胺、二酰氯、助溶剂以及溶剂加入三颈烧瓶中，在10℃和氮气保护下反应15分钟以上，将产物用蒸馏水与乙醇反复洗涤后，放入真空烘箱中烘干。本发明专利技术测试结果表明含二硫键的聚酰胺薄膜相比不含二硫键的聚酰胺薄膜，前者不但具有优异机械强度，而且具有显著的自修复性能，最高能达到92％，能够很好地解决锂电池在运输使用过程中外包装产生细微裂纹的问题，从而进一步提高锂电池的安全性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法
本专利技术涉及铝塑膜复合包装
，尤其涉及一种一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法。
技术介绍
近年来，锂离子电池因容量大、循环寿命长、重量轻以及无记忆效应等优势在数码电子领域得到广泛应用。锂电池分为软包和硬包两种形式，由于软包装锂电池具有容量大、重量轻、安全性好等优点，已经成为锂电池的发展方向。软包装锂离子电池采用同聚合物锂离子电池相类似的铝塑复合膜作为电池的外壳，取代一般锂离子电池的钢制或铝制外壳。这种铝塑复合膜大致可以分为三层：内层为粘结层，多采用聚乙烯或聚丙烯材料，起封口粘结作用。中间层为铝箔，能够防止电池外部水汽的渗入，同时防止内部电解液的渗出。外层为保护层，多采用高熔点的聚酯或尼龙材料，有很强的机械性能，防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用。但铝塑膜在粘接的过程中以及电池组装的过程或者使用过程中会使胶层有微小的裂纹，这种微裂纹不易检测，不易进行外力修复，且不能更换材料，一旦出现裂纹会造成锂电池使用寿命缩短和安全性降低，造成设备的使用功能下降。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术目的在于提供一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法，向聚酰胺(即尼龙)薄膜层材料中引入动态二硫键，通过含二硫键的二胺或二酰氯缩聚反应得到含二硫键的聚酰胺。发生损伤产生裂纹时，二硫键均裂产生自由基，在温和的条件下，自由基重新结合又形成二硫键，修复裂纹，使聚酰胺薄膜层材料具有自修复性。该材料不仅具有优异的机械性能，且在室温下能实现高效率的自修复。<br>为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：1)在氮气保护条件下，向装有适量溶剂的三颈烧瓶中加入二胺和助溶剂(LiCl或CaCl2)，常温下搅拌至溶解；2)将烧瓶置于冰水浴中，使体系温度降至10℃以下，向烧瓶中缓慢加入二酰氯，继续搅拌反应15分钟以上，将产物倒入水中，过滤，再用蒸馏水和乙醇反复洗涤多次，减压抽滤后真空干燥；3)优选地，所述的二胺为4,4’-二氨基二苯二硫醚、3,3’-二硫代二丙胺、己二胺；4)优选地，所述的二酰氯为2,2’-二硫代二苯甲酰氯、3,3’-二硫代二丙酰氯、己二酰氯、对苯二甲酰氯；5)优选地，所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、环丁砜。具体实施方式以下实施例是对本专利技术所述的一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法的步骤说明。实施例1室温下，向100ml三颈烧瓶中加入40mlN-甲基吡咯烷酮，再加入0.2％wt的LiCl或CaCl2，搅拌溶解后，加入6.21g(0.025mol)4,4’-二氨基二苯二硫醚。将烧瓶置于冰水浴中，将体系温度降至10℃以下，通入氮气保护，缓慢滴加4.68g(0.0255mol)己二酰氯，继续搅拌15分钟后停止，将产物倒入水中，过滤，将得到的沉淀用蒸馏水和乙醇反复洗涤多次，减压抽滤后放入真空烘箱中除去溶剂，然后按常规方法进行测试。实施例2步骤同实施例1，区别在于改变二酰氯的种类，二酰氯为对苯二甲酰氯，具体组成含量如表1所示。实施例3，4步骤同实施例1，区别在于改变二胺和二酰氯的种类，二胺为3,3’-二硫代二丙胺，二酰氯为己二酰氯、对苯二甲酰氯，具体组成含量如表1所示。实施例5，6步骤同实施例1，区别在于改变二胺和二酰氯的种类，二胺为己二胺，二酰氯为2,2’-二硫代二苯甲酰氯、3,3’-二硫代二丙酰氯，具体组成含量如表1所示。对比例1室温下，向100ml三颈烧瓶中加入40mlN-甲基吡咯烷酮，再加入0.2％wt的LiCl或CaCl2，搅拌溶解后，加入4.96g(0.025mol)4,4’-二氨基二苯甲烷。将烧瓶置于冰水浴中，将体系温度降至10℃以下，通入氮气保护，缓慢滴加4.68g(0.0255mol)己二酰氯，继续搅拌15分钟后停止，将产物倒入水中，过滤，将得到的沉淀用蒸馏水和乙醇反复洗涤多次，减压抽滤后放入真空烘箱中除去溶剂，然后按常规方法进行测试。(对比例区别实施例1在于将二胺改为不含二硫键的4,4’-二氨基二苯甲烷)对比例2室温下，向100ml三颈烧瓶中加入40mlN-甲基吡咯烷酮，再加入0.2％wt的LiCl或CaCl2，搅拌溶解后，加入4.96g(0.025mol)4,4’-二氨基二苯甲烷。将烧瓶置于冰水浴中，将体系温度降至10℃以下，通入氮气保护，缓慢滴加5.18g(0.0255mol)对苯二甲酰氯，继续搅拌15分钟后停止，将产物倒入水中，过滤，将得到的沉淀用蒸馏水和乙醇反复洗涤多次，减压抽滤后放入真空烘箱中除去溶剂，然后按常规方法进行测试。(对比实施例3在于将二胺改为不含二硫键的4,4’-二氨基二苯甲烷)对比例3室温下，向100ml三颈烧瓶中加入40mlN-甲基吡咯烷酮，再加入0.2％wt的LiCl或CaCl2，搅拌溶解后，加入2.90g(0.025mol)己二胺。将烧瓶置于冰水浴中，将体系温度降至10℃以下，通入氮气保护，缓慢滴加4.68g(0.0255mol)己二酰氯，继续搅拌15分钟后停止，将产物倒入水中，过滤，将得到的沉淀用蒸馏水和乙醇反复洗涤多次，减压抽滤后放入真空烘箱中除去溶剂，然后按常规方法进行测试。(对比实施例1在于将二胺改为不含二硫键的己二胺)表一实施例以及对比例组分及比例利用实施例1-6以及对比例1-3的聚酰胺薄膜与铝箔和聚丙烯粘接剂进行复合，制得铝塑膜样品。对通过利用实施例1-6以及对比例1-3制备聚酰胺薄膜所制得的铝塑膜进行剥离强度测试和拉伸强度测试并计算其自修复效率，统计结果如表二所示：表二实施例与对比例的测试结果从表二可以看出，含二硫键的聚酰胺相比不含二硫键的聚酰胺，机械强度相当甚至更优，并且在温和条下具有显著的自修复性能，能够很好地解决锂电池在运输或使用过程中外包装产生微小裂纹的问题，进而提高了锂电池使用安全性及使用寿命。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法，包括以下步骤：/n1)在氮气保护下，将芳香族二硫二胺或脂肪族二硫二胺和助溶剂(LiCl或CaCl

【技术特征摘要】
1.一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法，包括以下步骤：
1)在氮气保护下，将芳香族二硫二胺或脂肪族二硫二胺和助溶剂(LiCl或CaCl2)溶解于溶剂中，在冰水浴(10℃以下)条件下缓慢加入二酰氯，反应15分钟以上；
2)将以上步骤所得反应物倒入水中，过滤，用蒸馏水和乙醇反复洗涤数次，减压抽滤，放入真空烘箱中干燥。


2.根据权利要求1所述的一种锂电池软包用自修复聚酰胺封装材料的制备方法，其特征在于：所述的二胺为4...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐奕，杨晶磊，向勇，唐先忠，伍芳，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51