一种电池用隔膜材料制造技术

本发明专利技术提供了一种电池用隔膜材料，其含有高密度聚乙烯和至少一种结构如式(I)所示的苯酰胺类化合物，其中，R1、R2、R3和R4独立的选自烷基、芳香基、环烷基或烷基化取代芳基。本发明专利技术还提供了一种电池隔膜，由上述电池用隔膜材料所制备，具体包括将电池用隔膜材料与石蜡油加入高速混合机内混合，通过双螺杆挤出机挤出成膜，然后进行单向或双向拉伸，溶剂萃取除去石蜡油，再次拉伸后热处理定型，得到电池隔膜。本发明专利技术电池用隔膜材料通过添加特殊的苯酰胺类化合物，在维持孔隙率和穿刺强度相当的情况下，可有效降低热收缩率，具有更优异热收缩率的电池隔膜将对电池的使用安全提供更高的保证。证。

【技术实现步骤摘要】
一种电池用隔膜材料


[0001]本专利技术涉及电池隔膜材料制备
，尤其涉及一种含高密度聚乙烯的电池用隔膜材料。

技术介绍

[0002]高密度聚丙烯作为一种热塑型树脂，具有良好的机械强度、优异的化学及电化学稳定性、容易加工成型等优点，从而成为商用充电电池隔膜的首选材料之一。但高密度聚乙烯制备的电池隔膜在高温下收缩率偏高。如果电池在使用过程中出现异常导致温度升高，高密度聚乙烯隔膜可能会因过度收缩而导致电池正负极短路，从而造成更严重的安全问题，比如电池过度放热，甚至燃烧爆炸。
[0003]随着电动气车，电子产品，及储能用电池的应用日益广泛，市场对充电电池包括安全性能在内的各种性能提出了更高的要求。尽管现有的生产工艺和科研成果对降低高密度聚乙烯隔膜的高收缩率问题提供了一定的帮助，但并不能完全令人满意，因此如何更近一步降低高密度聚乙烯隔膜的收缩率成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种电池用隔膜材料，用此隔膜材料制备的电池隔膜具有优良的收缩率，可提升电池的安全性能，从而解决
技术介绍
存在的上述缺陷。
[0005]本专利技术的第一方面是提供一种电池用隔膜材料，其含有高密度聚乙烯和至少一种结构如式(I)所示的苯酰胺类化合物：
[0006][0007]其中，R1、R2、R3和R4独立的选自烷基、芳香基、环烷基或烷基化取代芳基。
[0008]优选的，R1、R2、R3和R4均为异丁基。此时，所述苯酰胺类化合物即1,3,4,6
‑
四异丁基酰胺苯。
[0009]所述苯酰胺类化合物的含量是高密度聚乙烯重量的0.05
‑
0.5wt％，优选含量是高密度聚乙烯重量的0.05
‑
0.2wt％，最好是高密度聚乙烯重量的0.08
‑
0.12wt％。
[0010]所述高密度聚乙烯的粘均分子量为40万至1000万。优选的，高密度聚乙烯的粘均分子量为40万至200万，更优选的，高密度聚乙烯的粘均分子量为50
‑
70万。
[0011]本专利技术的第二方面是提供一种电池隔膜，所述电池隔膜由上述电池用隔膜材料所制备。
[0012]本专利技术的第三方面是提供该上述电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：将所述电池用隔膜材料与石蜡油混合加入高速混合机内混合，通过双螺杆挤出机挤出成膜，然后进行单向或双向拉伸，溶剂萃取除去石蜡油，再次拉伸后热处理定型，得到电池隔膜。
[0013]优选的，挤出成膜的温度为175
‑
185℃；所述拉伸的温度为115
‑
125℃。
[0014]优选的，采用双向拉伸，纵向拉伸和横向拉伸的拉伸比率均为6倍。
[0015]本专利技术的第四方面是提供上述电池隔膜的应用，可应用于锂离子电池与钠离子电池。
[0016]本专利技术电池用隔膜材料通过添加特殊的苯酰胺类化合物，在维持孔隙率和穿刺强度相当的情况下，可有效降低热收缩率，具有更优异热收缩率的电池隔膜将对电池的使用安全提供更高的保证。
具体实施方式
[0017]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，但不用来限制本专利技术的范围，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。
[0018]本专利技术实施例中的仪器或试剂未注明生产厂商的，均为常规商业化仪器或试剂。
[0019]实施例1
[0020]1,3,4,6
‑
四异丁基酰胺苯的制备：
[0021]步骤1：将25g间二氯苯加入到含有80mL浓硫酸及7.3g硝酸钾的溶液中，加热搅拌反应。待反应完成后，萃取旋干，粗产物进行柱层析分离纯化，得到中间体产物1,5
‑
二氯
‑
2,4
‑
二硝基苯。
[0022]步骤2：将步骤1所得中间体1,5
‑
二氯
‑
2,4
‑
二硝基苯1g分散于7mL乙二醇中，升温搅拌，持续鼓入氨气，将固体抽滤并干燥，得到中间体4,6
‑
二硝基
‑
1,3
‑
苯二胺。
[0023]步骤3：将步骤2所得中间体4,6
‑
二硝基
‑
1,3
‑
苯二胺0.5g分散于26mL浓HCl和13mL乙醇混合液中，加热搅拌，将4.3g SnCl2溶于适量乙醇，加至反应液中，搅拌反应。待反应完成后抽滤收集白色粉末产物，得到中间体1,2,4,5
‑
苯四胺四盐酸盐。
[0024]步骤4：将中间体1,2,4,5
‑
苯四胺四盐酸盐1g溶于125mL乙腈中，搅拌，加入3.67g异戊酰氯，缓慢滴入8.3mL三乙胺，搅拌反应，抽滤收集白色固体粉末，充分洗涤后干燥，得到1,3,4,6
‑
四异丁基酰胺苯。
[0025]终产物结构数据：1H NMR(400MHz,DMSO
‑
d6):δ9.39(s,4H),7.59(s,2H),2.14
‑
2.15(m,8H),1.97
‑
2.12(m,4H),0.86
‑
1.14(m,24H).HRMS m/z calcd for C
26
H
42
N4O4[M+H]+
:475.32；Found:475.35.熔点范围：215
‑
240℃。
[0026]实施例2
[0027]电池隔膜制备：取粘均分子量60万的高密度聚乙烯粉料100重量份，加入0.1重量份的1,3,4,6
‑
四异丁基酰胺苯粉末，在速度为800r/min的高速混合机内混合5分钟。加入250重量份的石蜡油之后继续混合5分钟。之后混合物添加至单螺杆挤出机，经狭缝模具挤出，熔融挤出温度为180℃。挤出的熔融物牵引至冷轧滚筒制成油膜。油膜在120℃进行双向拉伸(纵向拉伸和横向拉伸的拉伸比率均为6倍)。拉伸后的油膜经由二氯甲烷萃取除去石
蜡油，之后烘干除去残余二氯甲烷。然后在120℃再次拉伸后冷却至温度32℃做定型处理，得到电池隔膜。
[0028]对比例1
[0029]将不加1,3,4,6
‑
四异丁基酰胺苯粉末的高密度聚乙烯粉料经过同样处理，作为对比样。具体如下：取粘均分子量60万的高密度聚乙烯粉料100重量份，在速度为800r/min的高速混合机内混合5分钟。加入250重量份的石蜡油之后继续混合5分钟。之后混合物添加至单螺杆挤出机，经狭缝模具挤出，熔融挤出温度为180℃。挤出的熔融物牵引至冷轧滚筒制成油膜。油膜在120℃进行双向拉伸(纵向拉伸和横向拉伸的拉伸比率均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池用隔膜材料，其特征在于，含有高密度聚乙烯和至少一种结构如式(I)所示的苯酰胺类化合物：其中，R1、R2、R3和R4独立的选自烷基、芳香基、环烷基或烷基化取代芳基。2.如权利要求1所述的电池用隔膜材料，其特征在于，R1、R2、R3和R4均为异丁基。3.如权利要求1所述的电池用隔膜材料，其特征在于，所述苯酰胺类化合物的含量是高密度聚乙烯重量的0.05
‑
0.5wt％。4.如权利要求1所述的电池用隔膜材料，其特征在于，所述苯酰胺类化合物为1,3,4,6
‑
四异丁基酰胺苯，其含量是高密度聚乙烯重量的0.08
‑
0.12wt％。5.如权利要求1所述的电池用隔膜材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文龙，王艳丽，董小攀，张娜，朱宇飞，
申请(专利权)人：朴烯晶新能源材料上海有限公司，
类型：发明
国别省市：