【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合集流体生产，尤其涉及一种复合集流体用阻燃基膜及其制备方法。
技术介绍
1、集流体是锂离子电池中不可或缺的组成部件之一，在锂离子电池中起到将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质，从而实现化学能转化为电能的作用。集流体性能的好坏直接影响锂离子电池的库伦效率、循环稳定性和倍率性能，因此，开发综合性能和性能稳定性优异的集流体显得尤为重要。
2、传统集流体多为金属集流体，重量很大，导致集流体的质量在电池的总质量中占据了一个较大的比重，遭受机械应力（尤其是挤压、针刺、撞击）、热应力或是电应力等损伤时，也很容易发生内部短路，从而造成电池的热失控，导致安全事故。正是在这种形势下，复合集流体应运而生，它的出现引起了业内的广泛重视。复合集流体是将铜/铝原子沉积在聚合物基膜表面上，形成复合铜箔集流体或复合铝箔集流体，该类集流体将聚合物膜的机械和结构优势与铜和铝的电化学性能优势相结合，减少了金属的用量，能有效提升能量密度与安全性。聚合物基膜是复合集流体的关键部件之一，理想的复合集流体用基膜需要同时具有优异的机械力学性能，与金属之间的接触电阻小、结合力强，较佳的阻燃性能和电解液耐受性和较好的耐热老化性。
3、现阶段复合集流体基膜材质多为pp、pet或者pi，这些材质的基膜存在和金属存在较大的接触电阻，进而导致电池的电阻增加，电池功率会下降，影响快充性能的问题。另外，其还存在阻热性能不足，与金属结合力不好，电解液耐受性不佳等缺陷。
4、为了解决上述问题，申请号为202211587893.
5、可见，有必要寻求更为有效的方法，制备出一种阻燃效果显著，与金属之间的结合力强、电解液耐受性好，机械力学性能和耐热老化性能佳的复合集流体用阻燃基膜。
技术实现思路
1、本专利技术目的是为了克服现有技术的不足而提供一种阻燃效果显著，与金属之间的结合力强、电解液耐受性好，机械力学性能和耐热老化性能佳的复合集流体用阻燃基膜及其制备方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种复合集流体用阻燃基膜，包括如下按重量份计的各原料制成：喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物20-30份、pet树脂100份、偶联剂3-5份、邻磺酸对苯二胺4-6份、五氧化二磷1-2份、多聚磷酸0.4-0.6份、导电填料5-10份、抗氧剂1-2份、润滑剂0.3-0.6份、1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮1-3份；所述喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物是由2,3-喹啉二甲酸、双(3-氨基苯基) 3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦通过缩聚反应制成。
3、优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
4、优选的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
5、优选的，所述导电填料是由碳纤维、石墨烯、铝粉、铜粉按质量比0.3:(0.1-0.3):(0.8-1.2):1混合形成的混合物。
6、优选的，所述碳纤维的平均直径为3-6μm，长度为1-3mm。
7、优选的，所述石墨烯的来源无特殊要求，在本专利技术的一个实施例中，所述石墨烯是按申请号为201510061527.x的中国专利技术专利实施例1的方法制成。
8、优选的，所述铝粉的粒径为3-6μm；所述铜粉的粒径为3-6μm。
9、优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。
10、优选的，所述pet树脂的牌号为pet cz-333，由江阴兴业提供。
11、优选的，所述喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物的制备方法，包括如下步骤：将2,3-喹啉二甲酸、双(3-氨基苯基) 3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、催化剂加入到高沸点溶剂中混合均匀后得到混合物料，再将混合物料加入反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，常压下125-135℃反应2-4小时，后升温至230-250℃，在300-500pa下进行缩聚反应16-20小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤粗产品3-6次，再置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物。
12、优选的，所述2,3-喹啉二甲酸、双(3-氨基苯基) 3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、催化剂、高沸点溶剂的摩尔比为1:1:(0.8-1):(8-15)。
13、优选的，所述催化剂为硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
14、本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述复合集流体用阻燃基膜的制备方法，包括如下步骤：
15、步骤s1、将除1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮以外的其它原料混合均匀后，得到混合物料，将混合物料通过模具挤出并流延成膜片；
16、步骤s2、将上述膜片通过双向拉伸工艺进行拉伸形成基膜；
17、步骤s3、将1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮分散于二氧六环中，得到分散液，均匀涂敷于基膜表面，在95-105℃下放置3-5h，得到复合集流体用阻燃基膜。
18、优选的，步骤s1中所述挤出的模头温度为250-270℃。
19、优选的，步骤s2中所述双向拉伸工艺具体为：拉伸温度为105～120℃，拉伸速率为120～90mm/s，热定型温度220-240℃，横纵向拉伸倍率为3～4。
20、优选的，步骤s3中所述1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮、二氧六环的质量比为(10-23):100。
21、由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：
22、（1）本专利技术公开的复合集流体用阻燃基膜的制备方法，工艺简单易行、易于放大进行大批量生产，对设备依赖性低，制备效率和成品合格率高。
23、（2）本专利技术公开的复合集流体用阻燃基膜，包括如下按重量份计的各原料制成：喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物20-30份、pet树脂100份、偶联剂3-5份、邻磺酸对苯二胺4-6份、五氧化二磷1-2份、多聚磷酸0.4-0.6份、导电填料5-10份、抗氧剂1-2份、润滑剂0.3-0.6份、1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，包括如下按重量份计的各原料制成：喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物20-30份、PET树脂100份、偶联剂3-5份、邻磺酸对苯二胺4-6份、五氧化二磷1-2份、多聚磷酸0.4-0.6份、导电填料5-10份、抗氧剂1-2份、润滑剂0.3-0.6份、1,3,5-三缩水甘油-S-三嗪三酮1-3份；所述喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物是由2,3-喹啉二甲酸、双(3-氨基苯基) 3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦通过缩聚反应制成。
2.根据权利要求1所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种；所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述导电填料是由碳纤维、石墨烯、铝粉、铜粉按质量比0.3:(0.1-0.3):(0.8-1.2):1混合形成的混合物。
4.根据权利要求3所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述碳纤维的平均直径为3-6μm，长度为1-3mm；所述铝粉的粒径为3-6μm；所
5.根据权利要求1所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述PET树脂的牌号为PETCZ-333。
6.根据权利要求1所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物的制备方法，包括如下步骤：将2,3-喹啉二甲酸、双(3-氨基苯基) 3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、催化剂加入到高沸点溶剂中混合均匀后得到混合物料，再将混合物料加入反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，常压下125-135℃反应2-4小时，后升温至230-250℃，在300-500Pa下进行缩聚反应16-20小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤粗产品3-6次，再置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物。
7.根据权利要求6所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述2,3-喹啉二甲酸、双(3-氨基苯基) 3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦、催化剂、高沸点溶剂的摩尔比为1:1:(0.8-1):(8-15)。
8.根据权利要求6所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述催化剂为硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述复合集流体用阻燃基膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述复合集流体用阻燃基膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述挤出的模头温度为250-270℃；步骤S2中所述双向拉伸工艺具体为：拉伸温度为105～120℃，拉伸速率为120～90mm/s，热定型温度220-240℃，横纵向拉伸倍率为3～4；步骤S3中所述1,3,5-三缩水甘油-S-三嗪三酮、二氧六环的质量比为(10-23):100。
...【技术特征摘要】
1.一种复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，包括如下按重量份计的各原料制成：喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物20-30份、pet树脂100份、偶联剂3-5份、邻磺酸对苯二胺4-6份、五氧化二磷1-2份、多聚磷酸0.4-0.6份、导电填料5-10份、抗氧剂1-2份、润滑剂0.3-0.6份、1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮1-3份；所述喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物是由2,3-喹啉二甲酸、双(3-氨基苯基) 3,5-二(三氟甲基)苯基氧化膦通过缩聚反应制成。
2.根据权利要求1所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种；所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述导电填料是由碳纤维、石墨烯、铝粉、铜粉按质量比0.3:(0.1-0.3):(0.8-1.2):1混合形成的混合物。
4.根据权利要求3所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述碳纤维的平均直径为3-6μm，长度为1-3mm；所述铝粉的粒径为3-6μm；所述铜粉的粒径为3-6μm。
5.根据权利要求1所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种；所述pet树脂的牌号为petcz-333。
6.根据权利要求1所述的复合集流体用阻燃基膜，其特征在于，所述喹啉基含氟苯基氧化膦基功能性聚合物的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓军，王润霄，王勇军，胡昊，华斌，徐鼎盛，高明辉，
申请(专利权)人：扬州博恒新能源材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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