一种制备聚酰亚胺隔膜的方法和应用技术

本发明专利技术提供一种制备聚酰亚胺隔膜的方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种制备聚酰亚胺隔膜的方法和应用


[0001]本专利技术属于隔膜材料
，具体涉及一种制备聚酰亚胺隔膜的方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着小型电子设备以及新能源汽车等产业的迅猛发展，锂离子电池凭借高能量密度和绿色环保无污染的优势成为能源储备系统的主流体系
。
[0003]隔膜作为锂离子电池结构中最关键的内部组件之一，其起到的主要作用为隔开电池的正负极材料，以防两级接触而造成电池短路
。
目前，商业化的锂离子电池隔膜一般是由聚丙烯
(PP)
和聚乙烯
(PE)
等聚烯烃制成的多孔膜
。
上述隔膜虽然具有一定的机械稳定性和化学稳定性，能够在一定温度下会发生闭孔，防止锂离子电池进一步短路，但由于其材质的熔点较低，在电池温度过高时，隔膜发生热收缩或熔融，使隔膜的体积发生变化，引发电池正负极直接接触，导致电池产生短路
。
此外，由于聚烯烃材料本身为非极性的材料，故其对电解液的浸润性较差，从而严重影响其对电解液的吸液保液率及离子电导率等电化学性能
。
[0004]因此，在本领域中，亟需开发一种隔膜材料，其不仅具有良好的高温稳定性，还对电解液具有良好的浸润性能
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种制备聚酰亚胺隔膜的方法和应用
。
本专利技术提供的聚酰亚胺隔膜具有良好的高温稳定性
、
耐磨损性以及亲液性，进而提高了锂离子电池的生产效率
。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种制备聚酰亚胺隔膜的方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)
将聚酰亚胺和粘结剂以及乳化剂溶液进行预乳化，得到乳化液；
[0009](2)
将分散剂和溶剂进行混合，得到分散剂溶液，而后将步骤
(1)
得到的一部分乳化液加入分散剂溶液进行加热，并加入一部分引发剂，得到前驱体溶液；
[0010](3)
将步骤
(1)
剩余的另一部分乳化液滴加至步骤
(2)
得到的前驱体溶液中，滴加完毕后并加入剩余的另一部分引发剂进行反应，反应结束后调节体系的
pH
，得到胶层浆料，而后将胶层浆料涂覆在基膜至少一侧，光固化后得到所述聚酰亚胺隔膜
。
[0011]由于聚酰亚胺高分子材料耐高温达
400℃
以上，本专利技术提供的制备方法能够提升隔膜的高温稳定性以及耐老化性，涂布后制备的聚酰亚胺隔膜具备粘结强度大和水分含量低的优势，故在锂离子电池装配过程中对电解液的浸润性能有所提高，并且不易掉粉，同时能够减少烘烤时间，达到提高锂离子电池的生产效率的目的
。
[0012]优选地，步骤
(1)
中所述聚酰亚胺和粘结剂的质量比为
(1
～
8):(12
～
16)
，例如可以为
1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、2:12、2:14、2:16、3:15、4:16、5:12、5:14、6:16、7:14、8:16
等
。
[0013]在本专利技术中，通过调控聚酰亚胺和粘结剂的质量比，获得粘结剂和聚酰亚胺颗粒均匀分散的涂层，质量比过低或过高均会导致粘结剂和聚酰亚胺颗粒分离的问题
。
[0014]优选地，步骤
(1)
中所述粘结剂包括聚甲基丙烯酸甲酯
。
[0015]优选地，步骤
(1)
中所述乳化剂溶液中的乳化剂包括十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠
。
[0016]优选地，所述乳化剂中十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的质量比为
(1.5
～
2.5):1
，例如可以为
1.5:1、1.8:1、2:1、2:2、2:3、2:4、2:5
等
。
[0017]在本专利技术中，通过调控乳化剂中各组分的质量比，使得体系的稳定性增强，质量比过低或过低均会使得体系不稳定
。
[0018]在本专利技术中，使用复配的乳化剂具有协同增效的优势，使得混合液更加稳定
。
[0019]优选地，步骤
(2)
中所述分散剂包括三聚磷酸钠
。
[0020]优选地，步骤
(2)
中所述溶剂包括去离子水
。
[0021]优选地，以乳化液的总质量为
100
％计，步骤
(2)
中所述一部分乳化液的质量百分含量为
25
％～
33
％，例如可以为
25
％
、26
％
、27
％
、28
％
、29
％
、30
％
、31
％
、32
％
、33
％等
。
[0022]优选地，步骤
(2)
中所述加热的温度为
65
～
75℃
，例如可以为
65℃、68℃、70℃、72℃、75℃。
[0023]优选地，以引发剂的总质量为
100
％计，步骤
(2)
中所述一部分引发剂的质量百分含量为
55
～
65
％，例如可以为
55
％
、58
％
、60
％
、62
％
、65
％等
。
[0024]优选地，步骤
(3)
中所述反应的温度为
60
～
70℃
，例如可以为
60℃、62℃、65℃、68℃、70℃
等，时间为5～
30s
，例如可以为
5s、10s、15s、20s、25s、30s
等
。
[0025]优选地，步骤
(3)
中所述调节体系的
pH
采用氨水进行调节
。
[0026]优选地，步骤
(3)
中所述调节体系的
pH
至
7。
[0027]优选地，步骤
(3)
中所述基膜为聚乙烯基膜
。
[0028]优选地，步骤
(3)
中所述光固化采用紫外光进行辐照
。
[0029]第二方面，本专利技术提供了一种聚酰亚胺隔膜，所述聚酰亚胺隔膜采用根据第一方面所述的制备聚酰亚胺隔膜的方法制备得到的
。
[0030]第三方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种制备聚酰亚胺隔膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)
将聚酰亚胺和粘结剂以及乳化剂溶液进行预乳化，得到乳化液；
(2)
将分散剂和溶剂进行混合，得到分散剂溶液，而后将步骤
(1)
得到的一部分乳化液加入分散剂溶液进行加热，并加入一部分引发剂，得到前驱体溶液；
(3)
将步骤
(1)
剩余的另一部分乳化液滴加至步骤
(2)
得到的前驱体溶液中，滴加完毕后并加入剩余的另一部分引发剂进行反应，反应结束后调节体系的
pH
，得到胶层浆料，而后将胶层浆料涂覆在基膜至少一侧，光固化后得到所述聚酰亚胺隔膜
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述聚酰亚胺和粘结剂的质量比为
(1
～
8):(12
～
16)
；优选地，步骤
(1)
中所述粘结剂包括聚甲基丙烯酸甲酯
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述乳化剂溶液中的乳化剂包括十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠；优选地，所述乳化剂中十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的质量比为
(1.5
～
2.5):1。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤
(2)
中所述分散剂包括三聚磷酸钠；优选地，步骤
(2)
中所述溶剂包括去离子水
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的方法，其特征在于，以乳化液的总质量为

【专利技术属性】
技术研发人员：梅煜涵，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：