【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，更进一步说，涉及一种聚四氟乙烯-无纺布复合多孔膜及制备方法和锂电池隔膜材料中的应用。
技术介绍
1、目前，锂离子电池商用隔膜以聚烯烃隔膜为主，但存在破膜温度低、耐穿刺强度低等缺点，容易造成电池短路甚至爆炸事故。另一类电池隔膜是无纺布隔膜，具有高孔隙率和高热稳定性的特点(耐热温度可达150℃)，其三维孔隙结构可以保证较高的电解液保有率，并有效防止隔膜穿刺引起的短路问题，在大功率电池方面有应用潜力，但无纺布的孔径比较大(20-50μm)，高于常用的锂电池隔膜的孔径，为了防止枝晶通过孔径生长，必须增加其厚度，因此直接作为隔膜使用受到限制。
2、本专利技术的专利技术人经过研究发现，虽然聚四氟乙烯多孔膜具有耐高低温、耐强酸碱和有机溶剂的点，还具有电池隔膜所需的低电阻、较高耐穿刺强度和较好的弹性等性能，但由于ptfe表面能极低，表面润湿性和可粘结性极差，具有很强的疏液性，因此阻碍了ptfe多孔膜在锂离子电池隔膜领域的应用。
3、本专利技术的专利技术人经过进一步的研究，发现将本专利技术中特定的聚四氟乙烯多孔膜与无纺布复合作为锂电池隔膜使用，一方面可进一步提高隔膜的耐热性，从而保证电池的安全性，另一方面可获得较合理的孔径范围，有效防止枝晶的生长，降低隔膜厚度，还具有适宜的电解液吸收率。
技术实现思路
1、基于锂电池隔膜材料的研究现状以及所存在的技术问题，并基于本专利技术人的上述研究，本专利技术的目的是提供一种聚四氟乙烯-无纺布复合多孔膜及制备方
2、本专利技术的第一个方面是提供一种复合多孔膜，所述复合多孔膜具有三层结构，包括芯层和位于芯层两侧的表层，芯层为聚四氟乙烯多孔膜，表层为无纺布；其中，所述聚四氟乙烯多孔膜通过以下聚四氟乙烯复合物制备得到：所述聚四氟乙烯复合物包括组分a、组分b以及组分c；所述组分a和组分b均为聚四氟乙烯树脂，所述组分a的平均相对标准密度大于所述组分b的平均相对标准密度；组分c为助挤剂。
3、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述无纺布的厚度为10μm-20μm，孔隙率为30％-80％；和/或，所述无纺布的最大孔径不大于50μm，优选为1μm-50μm。
4、所述无纺布层，可以采用湿法、纺粘、熔喷或静电纺丝等工艺制备，包括聚乙烯无纺布、聚丙烯无纺布、聚酯(pet)无纺布、纤维素无纺布等。在本专利技术一种优选的实施方式中，所述无纺布选自聚乙烯无纺布、聚丙烯无纺布、聚酯无纺布、纤维素无纺布中的至少一种。
5、所述组分c可以有多种选择，在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分c选自航空煤油、白油、石脑油、异构烷烃和煤油中至少两种；优选地，所述组分c选自航空煤油、白油和异构烷烃中至少两种。更优选地，所述组分c选自航空煤油和异构烷烃，以所述组分c的总重量为100％计，所述的航空煤油的含量为10-50重量％，所述的异构烷烃的含量为50-90重量％。
6、根据本专利技术，配比的选择范围较宽，在本专利技术一种优选的实施方式中以所述聚四氟乙烯复合物的总重量为100％计，所述组分a的含量为5-90重量％，所述组分b的含量为5-90重量％，所述组分c的含量为5-50重量％；更优选地，以所述聚四氟乙烯复合物的总重量为100％计，所述组分a的含量为10-50重量％，所述组分b的含量为30-70重量％，所述组分c的含量为5-30重量％。
7、根据本专利技术，以所述聚四氟乙烯复合物的总重量为100％计，所述组分a的含量为5-90重量％，优选为10-50重量％，例如可以为10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％，以及10重量％至50重量％之间的任意数值和任意两数值的任意区间。
8、根据本专利技术，以所述聚四氟乙烯复合物的总重量为100％计，所述组分b含量为5-90重量％，优选为30-70重量％，例如可以为30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％，以及30重量％至70重量％之间的任意数值和任意两数值的任意区间。
9、根据本专利技术，以所述聚四氟乙烯复合物的总重量为100％计，所述组分c的含量为5-50重量％，优选为5-30重量％，例如可以为5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％，以及5重量％至30重量％之间的任意数值和任意两数值的任意区间。
10、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分a、组分b各自独立地选自分散法聚合得到的聚四氟乙烯树脂。
11、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分a和组分b的平均相对标准密度各自均在2.1-2.2g/cm3之间。
12、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分a的平均相对标准密度为2.161-2.2g/cm3。
13、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分b的平均相对标准密度为2.13-2.160g/cm3。
14、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分a和组分b的热不稳定系数各自均不大于50。
15、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚四氟乙烯多孔膜层的厚度为5μm-10μm，孔隙率为30％-80％。
16、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚四氟乙烯多孔膜层的最大孔径不大于5μm，优选为0.01μm-5μm。
17、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述复合多孔膜为三层结构，芯层为聚四氟乙烯多孔膜层，表层为无纺布层。聚四氟乙烯多孔膜层的厚度为5μm-10μm，孔隙率为30％-80％，最大孔径为0.01μm-5μm。所述无纺布层厚度为10μm-20μm，孔隙率为30％-80％，最大孔径为1μm-50μm。
18、根据本专利技术，所述复合多孔膜的厚度为两层无纺布和聚四氟乙烯多孔膜的厚度之和，在本专利技术一种优选的实施方式中，所述复合多孔膜的厚度为25-50μm，优选为25-40μm。
19、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述复合多孔膜的孔隙率为30％-70％，优选为40％-60％。
20、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述复合多孔膜的吸液率为100％-250％，优选为150％-250％。
21、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚四氟乙烯多孔膜通过包括以下步骤的方法制备得到：(1)将包括所述组分a、组分b和组分c在内的组分混合，得到所述聚四氟乙烯复合物；(2)再将所述的聚四氟乙烯复合物进行制膜，得到所述聚四氟乙烯多孔膜。
22、在本专利技术一种优选的实施方式中，步骤(1)中：所述混合在压力下进行，优选地，所述混合的压力为0.2-10mpa；和/或，所述混合的时间为10-150h；进一步优选地，所述混合的方式为非搅拌式混合，优选为转动容器带动容器内物料混合，更优选转速为10-200rpm。
23、在本专利技术一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合多孔膜，所述复合多孔膜具有三层结构，包括芯层和位于芯层两侧的表层，芯层为聚四氟乙烯多孔膜，表层为无纺布；
2.根据权利要求1所述的复合多孔膜，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的复合多孔膜，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的复合多孔膜，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的复合多孔膜，其特征在于：
6.根据权利要求1-5之一所述的复合多孔膜，其特征在于：
7.根据权利要求1-5之一所述的复合多孔膜，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的复合多孔膜，其特征在于：
9.一种根据权利要求1-8之一所述的复合多孔膜的制备方法，包括将所述聚四氟乙烯多孔膜和位于聚四氟乙烯多孔膜两侧的无纺布进行热压复合，得到所述复合多孔膜。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：
11.一种权利要求1-8之一所述的复合多孔膜或权利要求9或10所述的制备方法制备得到的复合多孔膜在锂电池隔膜材料中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种复合多孔膜，所述复合多孔膜具有三层结构，包括芯层和位于芯层两侧的表层，芯层为聚四氟乙烯多孔膜，表层为无纺布；
2.根据权利要求1所述的复合多孔膜，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的复合多孔膜，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的复合多孔膜，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的复合多孔膜，其特征在于：
6.根据权利要求1-5之一所述的复合多孔膜，其特征在于：
7.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：权慧，姜超，高达利，徐萌，夏礼栋，胡晨曦，张江茹，李杰，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。