耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用技术

本申请提供一种耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用，该耐溶胀型聚酯复合膜包括芯层、表层A和表层B，表层A和表层B分别位于芯层的两侧表面上；按照质量百分比计，表层A和表层B的原料各自独立地包括：88％～97％聚酯材料和3％～12％添加剂，芯层的原料包括：95％～99％聚酯材料和1％～5％添加剂。本申请通过调控表层A、芯层和表层B中成核剂的含量，使得表层A和表层B具有相对较高的结晶度，为聚酯复合膜提供耐溶剂性，芯层具有相对较低的结晶度以提供柔韧性，有利于降低制膜过程的破膜率，保证聚酯复合膜的稳定生产。以该聚酯复合膜为基膜的复合集流体，其表层A和表层B具有一定的耐溶剂性，能够避免电解液渗入聚酯复合膜破坏其结构，从而提高复合集流体的稳定性。从而提高复合集流体的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电化学装置
，特别是涉及一种耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]储电性能是评价电池的一项重要指标，由于新能源行业对高能量密度的电池需求越来越迫切，基于高分子聚合物膜的复合集流体得到了广泛的关注和应用。复合集流体将高分子聚合膜作为基膜，通过物理气相沉积等方法在基膜的正反面附着金属材料形成金属层而制备得到。在复合集流体的单面或正反两面涂覆活性物质浆料可以得到电池极片。与传统的电池极片相比，包含复合集流体的电池极片质量相对较低，将该电池极片应用于电池中有利于满足高能量密度性能的需求。
[0003]复合集流体的高分子聚合物基膜中比较常用的是聚酯膜，然而当复合集流体与电池电解液接触时传统的聚酯膜会发生溶胀，即使聚酯膜表面设置有金属层，但是由于金属层表面分布有较多的孔隙，电池电解液仍能渗入金属层与聚酯膜接触导致其溶胀，电池电解液不断渗入会逐渐破坏聚酯膜结构，从而影响复合集流体的稳定性。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用，该聚酯复合膜包括依次设置的表层A、芯层和表层B，通过调控表层A、芯层和表层B中成核剂的含量，使得表层A和表层B具有相对较高的结晶度，能够为聚酯复合膜提供耐溶剂性，芯层作为聚酯复合膜的主体具有相对较低的结晶度以提供柔韧性，能够降低制膜过程的破膜率，保证聚酯复合膜的稳定生产。基于该聚酯复合膜制备的复合集流体与电解液接触时，表层A和表层B具有一定的耐溶剂性，避免电解液渗入导致聚酯复合膜的结构被破坏，提高了复合集流体稳定性。
[0005]为实现上述目的，本申请采取以下技术方案：
[0006]本申请第一方面提供一种耐溶胀型聚酯复合膜，所述聚酯复合膜包括芯层、表层A和表层B，其中，表层A和表层B分别位于所述芯层的两侧表面上；
[0007]按照质量百分比计，所述表层A和所述表层B的原料各自独立地包括：88％～97％聚酯材料和3％～12％添加剂，所述芯层的原料包括：95％～99％聚酯材料和1％～5％添加剂；
[0008]所述表层A、所述表层B和所述芯层中的添加剂均包括成核剂，所述表层A和所述表层B中成核剂的含量均高于所述芯层中成核剂的含量，并且所述表层A和所述表层B中的成核剂在各自添加剂中的质量百分比不低于50％。
[0009]在一些实施方式中，所述聚酯材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚2，6
‑
萘二甲酸丙二醇酯(PTN)、聚2，6
‑
萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸1，4
‑
环己烷二甲醇酯(PCT)、聚对苯二甲酸乙二醇
酯
‑
1，4
‑
环己烷二甲醇酯(PETG)、聚2，6
‑
萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚2，5
‑
呋喃二甲酸丁二醇酯、聚芳酯(PAR)和聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)以及它们的衍生物中的一种或多种。
[0010]在一些实施方式中，所述表层A和所述表层B的厚度相等，所述表层A和所述表层B的厚度各自独立地占所述聚酯复合膜厚度的百分比为5％～15％，所述芯层的厚度占所述聚酯复合膜厚度的百分比为70％～90％。
[0011]在一些实施方式中，所述成核剂包括氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铜、硫酸钡、碳酸钠、磷酸三苯酯、二苯甲酮、聚己内酯、硬酯酸镁和苯甲酸钠中的一种或多种。
[0012]在一些实施方式中，所述添加剂还包括抗氧化剂、爽滑剂和抗静电剂中的一种或多种。
[0013]在一些实施方式中，所述抗氧化剂包括膦酸酯和亚磷酸双酚A中的一种或多种；
[0014]所述爽滑剂包括碳酸钙、二氧化钛、硅藻土、滑石粉、丙烯酸酯、二氧化硅、硅氧烷和高岭土中的一种或多种；
[0015]所述抗静电剂包括丙三醇、聚乙二醇、聚甘油、聚醚酯、石墨、炭黑和导电纤维中的一种或多种。
[0016]本申请第二方面提供一种耐溶胀型聚酯复合膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0017]制备聚酯切片A：所述聚酯切片A由所述表层A的原料混合后，依次经过熔融挤出和成型切片处理得到；
[0018]制备聚酯切片B：所述聚酯切片B由所述芯层的原料混合后，依次经过熔融挤出和成型切片处理得到；
[0019]制备聚酯切片C：所述聚酯切片C由所述表层B的原料混合后，依次经过熔融挤出和成型切片处理得到；
[0020]制备熔融聚酯料：将所述聚酯切片A、所述聚酯切片B和所述聚酯切片C依次进行结晶处理和干燥处理后，分别加入不同的双螺杆挤出机内，经过熔融挤出处理，得到熔融聚酯料；
[0021]制备聚酯复合膜：对所述熔融聚酯料依次进行铸片、拉伸和热处理，得到包括所述表层A、所述芯层和所述表层B的聚酯复合膜。
[0022]在一些实施方式中，所述结晶处理温度为130～185℃，所述结晶处理时间为20～130min，所述干燥处理温度为130～175℃，所述干燥处理时间为110～300min。
[0023]在一些实施方式中，所述热处理包括以下步骤：
[0024](1)升温至130～160℃，处理0.5～20min；
[0025](2)升温至160～220℃，处理0.5～30min；
[0026](3)降温至130～160℃，处理0.5～20min；
[0027](4)降温至70～110℃，处理0.5～20min。
[0028]本申请第三方面提供一种复合集流体，所述复合集流体包括基体层和金属导电层，所述金属导电层设置于所述基体层的至少一个表面，所述基体层包括上述聚酯复合膜或上述制备方法制得的聚酯复合膜。
[0029]在一些实施方式中，所述复合集流体还包括保护层，所述保护层设置于所述金属
导电层自身厚度相对的两个表面中的至少一者上。
[0030]在一些实施方式中，所述保护层的材质包括镍、铬、铜基合金、镍基合金、氧化钴、氧化铜、氧化镍、氧化铝、炭黑、碳纳米管、乙炔黑、石墨、氧化铬、石墨烯科琴黑、碳纳米纤维和碳纳米量子点中的一种或多种。
[0031]在一些实施方式中，所述保护层的厚度为10～150nm。
[0032]在一些实施方式中，所述保护层的厚度为20～100nm。
[0033]本申请第四方面提供一种电极极片，包括活性物质层以及上述复合集流体，所述活性物质层位于所述复合集流体靠近所述金属导电层的至少一个表面上。
[0034]本申请第五方面提供一种电池，包括正极片和负极片，所述正极片和负极片中至少一个为上述电极极片。
[0035]本申请第六方面提供一种电子设备，包括上述电池。
[0036]与传统技术相比，上述耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用具有如下优点：
[0037](1)上述表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐溶胀型聚酯复合膜，其特征在于，所述聚酯复合膜包括芯层、表层A和表层B，其中，表层A和表层B分别位于所述芯层的两侧表面上；按照质量百分比计，所述表层A和所述表层B的原料各自独立地包括：88％～97％聚酯材料和3％～12％添加剂，所述芯层的原料包括：95％～99％聚酯材料和1％～5％添加剂；所述表层A、所述表层B和所述芯层中的添加剂均包括成核剂，所述表层A和所述表层B中成核剂的含量均高于所述芯层中成核剂的含量，并且所述表层A和所述表层B中的成核剂在各自添加剂中的质量百分比不低于50％。2.根据权利要求1所述的聚酯复合膜，其特征在于，所述聚酯材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2，6
‑
萘二甲酸丙二醇酯、聚2，6
‑
萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸1，4
‑
环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯
‑
1，4
‑
环己烷二甲醇酯、聚2，6
‑
萘二甲酸丁二酯、聚2，5
‑
呋喃二甲酸丁二醇酯、聚芳酯和聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯以及它们的衍生物中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的聚酯复合膜，其特征在于，所述表层A和所述表层B的厚度相等，所述表层A和所述表层B的厚度各自独立地占所述聚酯复合膜厚度的百分比为5％～15％，所述芯层的厚度占所述聚酯复合膜厚度的百分比为70％～90％。4.根据权利要求1所述的聚酯复合膜，其特征在于，所述成核剂包括氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铜、硫酸钡、碳酸钠、磷酸三苯酯、二苯甲酮、聚己内酯、硬酯酸镁和苯甲酸钠中的一种或多种。5.根据权利要求1～4任一项所述的聚酯复合膜，其特征在于，所述添加剂还包括抗氧化剂、爽滑剂和抗静电剂中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的聚酯复合膜，其特征在于，所述抗氧化剂包括膦酸酯和亚磷酸双酚A中的一种或多种；所述爽滑剂包括碳酸钙、二氧化钛、硅藻土、滑石粉、丙烯酸酯、二氧化硅、硅氧烷和高岭土中的一种或多种；所述抗静电剂包括丙三醇、聚乙二醇、聚甘油、聚醚酯、石墨、炭黑和导电纤维中的一种或多种。7.如权利要求1～6任一项所述的耐溶胀型聚酯复合膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：制备聚酯切片A：所述聚酯切片A由所述表...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱中亚，王帅，夏建中，李学法，张国平，
申请(专利权)人：扬州纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：