【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池隔膜，尤其涉及一种聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜及其应用。
技术介绍
1、电池隔膜是具有微孔结构的电绝缘性薄膜，其是二次电池的重要组成部分，主要用来隔开正极片和负极片，防止二次电池内部短路。传统的隔膜主要采用聚烯烃微孔膜，例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)的单层膜或多层复合膜。但是聚烯烃微孔膜的熔点较低，在温度过高时会发生严重热收缩，当二次电池使用过程中内部热积聚时，聚烯烃微孔膜容易变形使正极片和负极片直接接触，引发二次电池内部短路，存在引起火灾或者爆炸等安全隐患。
2、为了提高聚烯烃微孔膜的耐温性，目前市场上主要使用耐热性树脂复合聚烯烃微孔膜来实现。聚酰胺酰亚胺(pai)是一种性能良好的新型材料，具有优异的热稳定性能和机械性能，较高的孔隙率和内在的化学结构，因此赋予隔膜高耐热功能，降低隔膜的热收缩率，从而更有效地减少锂离子等二次电池内部短路，进而防止因电池内部短路而引起的电池热失控。
3、但是聚酰胺酰亚胺复合聚烯烃微孔膜作为电池隔膜后又带来了新的问题：聚酰胺酰亚胺的耐电解液性质较差，亲电解液同时也会导致聚酰胺酰亚胺吸附过量的电解液，由此导致电解液溶胀比大于聚烯烃微孔膜的溶胀比，而通过改善聚酰胺酰亚胺刚性以便降低电解液溶胀比后，又使得电池隔膜和极片粘结力变差，通过改善聚酰胺酰亚胺柔性以便提高电池隔膜和极片粘结力时，却也会降低电池隔膜的离子电导率。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出了一种聚酰胺酰亚胺复合改性
2、本专利技术提出的一种聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，包括聚烯烃微孔膜和位于所述聚烯烃微孔膜表面的聚酰胺酰亚胺微孔膜；
3、所述聚酰胺酰亚胺微孔膜包括如下结构式(1)所示的柔性聚酰胺酰亚胺：
4、
5、其中，r1为碳原子数4-16的脂肪族基团、脂环族基团或芳香族基团，r2为具有如上结构式(2)所示结构的基团，m、n为大于0的整数，x为3-240的整数。
6、本专利技术中，通过在聚酰胺酰亚胺中引入peo的聚合物链段(结构式(2)所示结构的基团)，不仅可以降低所形成电池隔膜的玻璃化温度，还能提升其与极片的粘附力，并且在保证与极片粘附性后，由于peo能与li离子形成络合物，因此还可以进一步提高电池隔膜的离子传导性。
7、优选地，m、n的配比为1:0.05-0.2。
8、本专利技术中，m、n的配比限定对应控制了所得聚酰胺酰亚胺中peo的聚合物链段间的比例，一方面可以实现高粘附性的情况下具有较高的离子电导率，另一方面可以避免链段比例过高或过低时引起的安全问题发生。
9、优选地，r1为衍生自二异氰酸酯的二价基团；
10、优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
11、优选地，r2为衍生自如下结构式(3)所示聚醚二羧酸的二价基团；
12、
13、优选地，所述聚酰胺酰亚胺多孔膜还包括如下结构式(4)所示的磺化聚酰胺酰亚胺：
14、
15、其中，r1为碳原子数4-16的脂肪族基团、脂环族基团或芳香族基团，r3为含磺酸基的芳香族基团，l、h为大于0的整数；
16、优选地，l、h的配比为1:0.05-0.5。
17、本专利技术中，所述聚酰胺酰亚胺多孔膜还包括磺化聚酰胺酰亚胺，其有助于实现电池隔膜的低溶胀，并进一步提升电池隔膜的离子电导率。
18、优选地，r3为衍生自磺化芳香族二羧酸的二价基团；
19、优选地，所述磺化芳香族二羧酸为5-磺酸基间苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、2-磺酸基对苯二甲酸、对苯二甲酸-2-磺酸钠、4-磺基邻苯二甲酸、邻苯二甲酸-4-磺酸钠、4-磺基-2，7-萘二羧酸、5，8-二羧基萘-2-磺酸钠、2，2'-二磺酸基-4，4'-联苯二甲酸、2，2'-二磺酸钠-4，4'-联苯二甲酸、2，2'-二磺酸基-4，4'-二羧基二苯醚或2，2'-二磺酸钠-4，4'-二羧基二苯醚中的至少一种。
20、优选地，所述磺化聚酰胺酰亚胺和柔性聚酰胺酰亚胺的质量比为1:0.5-5。
21、优选地，所述聚酰胺酰亚胺微孔膜还包括无机填料；
22、优选地，所述无机填料为氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化锌、氧化硅、氧化钛、氧化锆、氢氧化镁或氢氧化铝中的至少一种。
23、优选地，所述聚烯烃微孔膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚丁烯微孔膜或聚戊烯微孔膜中的一种；
24、优选地，所述聚烯烃微孔膜的厚度为5-20μm，孔隙率为25-65％。
25、本专利技术还提出一种上述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜在锂电池中的应用。
26、本专利技术所述电池隔膜包括聚烯烃微孔膜和位于所述聚烯烃微孔膜表面的聚酰胺酰亚胺微孔膜，聚酰胺酰亚胺微孔膜包括同时具有柔性脂肪链段和peo聚合物链段的聚酰胺酰亚胺，如此在实现隔膜高粘附性的同时还具有高的锂离子传导特性，同时还具有较高机械强度的磺化聚酰胺酰亚胺的添加，使得隔膜本身具有较低溶胀率；最终当所得隔膜应用于锂电池时，可使得最终形成的锂电池能量密度高，循环性能优异，并解决了现有技术中隔膜的粘接强度和离子传导性无法兼顾的技术问题。
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1.一种聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，包括聚烯烃微孔膜和位于所述聚烯烃微孔膜表面的聚酰胺酰亚胺微孔膜；
2.根据权利要求1所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，m、n的配比为1:0.05-0.2。
3.根据权利要求1或2所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，R1为衍生自二异氰酸酯的二价基团；
4.根据权利要求1-3任一项所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，R2为衍生自如下结构式(3)所示聚醚二羧酸的二价基团；
5.根据权利要求1-4任一项所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，所述聚酰胺酰亚胺多孔膜还包括如下结构式(4)所示的磺化聚酰胺酰亚胺：
6.根据权利要求5所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，R3为衍生自磺化芳香族二羧酸的二价基团；
7.根据权利要求5或6所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，所述磺化聚酰胺酰亚胺和柔性聚酰胺酰亚胺的质量比为1:0.5-5。
8.根据权利要求1
9.根据权利要求1-8任一项所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，所述聚烯烃微孔膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚丁烯微孔膜或聚戊烯微孔膜中的一种；
10.一种权利要求1-9任一项所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜在锂电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，包括聚烯烃微孔膜和位于所述聚烯烃微孔膜表面的聚酰胺酰亚胺微孔膜；
2.根据权利要求1所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，m、n的配比为1:0.05-0.2。
3.根据权利要求1或2所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，r1为衍生自二异氰酸酯的二价基团；
4.根据权利要求1-3任一项所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，r2为衍生自如下结构式(3)所示聚醚二羧酸的二价基团；
5.根据权利要求1-4任一项所述聚酰胺酰亚胺复合改性聚烯烃的电池隔膜，其特征在于，所述聚酰胺酰亚胺多孔膜还包括如下结构式(4)所示的磺化聚酰胺酰亚胺：
【专利技术属性】
技术研发人员：张群，曹河文，祝春才，刘国隆，徐哲，
申请(专利权)人：浙江中科玖源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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