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改性聚丙烯粉料及其制备方法、改性聚丙烯树脂组合物及树脂、隔膜材料和锂离子电池技术

技术编号:41201857 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-07 22:28
本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域,公开了一种改性聚丙烯粉料及其制备方法、改性聚丙烯树脂组合物及树脂、隔膜材料和锂离子电池。本发明专利技术将聚丙烯粉料先经表面氧化活化处理得到活化物料后,再进行接枝聚合得到改性聚丙烯粉料。由所制备的改性聚丙烯粉料制成改性聚丙烯树脂,由改性聚丙烯树脂制成隔膜材料,由隔膜材料制成锂离子电池。由隔膜材料制备的锂离子电池,可以在电极表面形成均匀稳定的吸附层,降低电池的界面阻抗,从而提高电池的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池,具体涉及一种改性聚丙烯粉料及其制备方法、改性聚丙烯树脂组合物及树脂、隔膜材料和锂离子电池


技术介绍

1、在商业化锂离子电池中,聚烯烃类隔膜,例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp) 及三层复合隔膜(pe/pp/pe),因其具有价格便宜、化学和电化学稳定性好等诸多优点而被广泛使用。由于聚烯烃材料的本征疏水性,它与高极性的电解液之间的浸润性差,使得所组装的电池具有较高的界面电阻,最终影响到电池的循环和倍率性能。另外,隔膜的电解液浸润性的提高也可以缩短电池制备过程中注液工序中的渗透时间,降低生产成本。因此,提高隔膜的电解液浸润性是隔膜高性能化改性的一个重要方向。

2、目前,常用的改性方法包括表面涂覆、表面接枝和共混等。表面涂覆主要是在隔膜表面涂覆或沉积一层薄的聚合物功能层,该涂层与电解液之间具有良好的亲和性,以提高隔膜对电解液的浸润性。尽管涂覆改性简单有效,但涂覆层的稳定性较差,会影响到改性效果的持久性及所组装电池的循环性能和使用寿命等。共混也是一种简单有效的改性方法,但在传统的共混改性方法中,常使用小分子或者水溶性低分子量物质作为添加剂,如peg和pvp 等。这类添加剂极易溶于水,在隔膜制备过程中易流失。相较之下,表面接枝则可提供更稳定的改性效果。但是,目前研究的表面接枝改性聚烯烃材料接枝率不高,用于锂离子电池隔膜时无法获得较好的电解液浸润性,从而限制了电池性能的提升。

3、因此,亟需研发一种改性效果好,能够进一步提高隔膜的电解液浸润性的聚烯烃材料。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的锂离子电池隔膜的电解液浸润性低的问题,提供一种改性聚丙烯粉料及其制备方法、改性聚丙烯树脂组合物及树脂、隔膜材料和锂离子电池。由本专利技术所述的改性聚丙烯树脂制备的隔膜材料具有电解液浸润性高、界面阻抗低等特性,所述隔膜材料用于锂离子电池中,电池具有更优异的循环稳定性。

2、为了实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种改性聚丙烯粉料的制备方法,其中,将聚丙烯粉料先经表面氧化活化处理得到活化物料后,再进行接枝聚合得到改性聚丙烯粉料。

3、本专利技术第二方面提供一种前述的制备方法得到的改性聚丙烯粉料。

4、本专利技术第三方面提供一种改性聚丙烯树脂组合物,其中,所述组合物包括前述的改性聚丙烯粉料。

5、本专利技术第四方面提供一种改性聚丙烯树脂,其中,所述改性聚丙烯树脂由前述的组合物制得。

6、本专利技术第五方面提供一种由前述的改性聚丙烯树脂制成的隔膜材料。

7、本专利技术第六方面提供一种包括前述的隔膜材料的锂离子电池。

8、通过上述技术方案,本专利技术所取得的有益技术效果如下:

9、本专利技术通过直接对聚丙烯粉料进行亲水改性获得改性聚丙烯粉料。由该改性聚丙烯粉料形成的高接枝率树脂制备锂离子电池的隔膜材料,在不降低隔膜孔隙率的同时,有利于提高隔膜的电解液浸润性,有助于在其表面吸附一层均匀、稳定的电解液层,提高隔膜与电极接触紧密程度,有利于离子在界面处的迁移,进而赋予其更低的界面阻抗。由该隔膜材料制备的锂离子电池,可以在电极表面形成均匀稳定的吸附层,降低电池的界面阻抗,从而提高电池的循环稳定性。

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【技术保护点】

1.一种改性聚丙烯粉料的制备方法,其特征在于,将聚丙烯粉料先经表面氧化活化处理得到活化物料后,再进行接枝聚合得到改性聚丙烯粉料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述聚丙烯粉料为均聚聚丙烯;

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其中,所述表面氧化活化处理为电晕放电处理;

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法,其中,在聚合反应条件及引发剂存在下,将所述活化物料和接枝单体在溶剂中进行所述接枝聚合;

5.一种权利要求1-4中任意一项所述的制备方法得到的改性聚丙烯粉料。

6.一种改性聚丙烯树脂组合物,其特征在于,所述组合物包括权利要求5所述的改性聚丙烯粉料。

7.根据权利要求6所述的组合物,其中,以重量份计,所述组合物包括:所述改性聚丙烯粉料100份和助剂0.1-1.5份;

8.根据权利要求7所述的组合物,其中,所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂;

9.一种改性聚丙烯树脂,其特征在于,所述改性聚丙烯树脂由权利要求6-8中任意一项所述的组合物制得。

10.一种由权利要求9所述的改性聚丙烯树脂制成的隔膜材料。

11.根据权利要求10所述的隔膜材料,其中,所述隔膜材料的电解液接触角为20°-45°。

12.一种包括权利要求10或11所述的隔膜材料的锂离子电池。

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【技术特征摘要】

1.一种改性聚丙烯粉料的制备方法,其特征在于,将聚丙烯粉料先经表面氧化活化处理得到活化物料后,再进行接枝聚合得到改性聚丙烯粉料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述聚丙烯粉料为均聚聚丙烯;

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其中,所述表面氧化活化处理为电晕放电处理;

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法,其中,在聚合反应条件及引发剂存在下,将所述活化物料和接枝单体在溶剂中进行所述接枝聚合;

5.一种权利要求1-4中任意一项所述的制备方法得到的改性聚丙烯粉料。

6.一种改性聚丙烯树脂组合物,其特征在于,所述组合物包括权...

【专利技术属性】
技术研发人员:张宏吴志涛章迪李晓雪叶泳铭陈平
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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