本发明专利技术公开了一种聚酰亚胺多孔膜及其制备方法。该方法包括：将聚酰亚胺预聚体与多元醛于溶剂中混匀，再加入多元胺进行反应，反应完毕后成膜，再于酸中浸泡洗涤，得到所述聚酰亚胺多孔膜。该方法制备的聚酰亚胺多孔膜，孔径分布从纳米到微米级别可控。本发明专利技术提供的制备方法和过程简单，制备效率高，绿色环保，原料可以回收反复使用，有利于大规模生产，普适性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料
，特别涉及。
技术介绍
锂离子电池近年来成为新型电源技术研究的热点，在高能量和高功率领域备受欢迎。因为锂离子电池有着优越的性能。电压高，单体电池的工作电压高达3.6-3. 9V，是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍；能量密度高，目前能到达的实际能量密度为100-250Wh/kg和240-300ffh/L(2倍于Ni-Cd，I. 5倍于Ni-H);循环寿命长，一般均可达到500次以上，甚至1000次以上；安全性能好,无公害,无记忆效应；自放电小，室温下充满电的Li-ion储存I个月后的自放电率为10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni-H的30-35% ;工作温度范围高，工作温度为-25-45°C。在锂离子电池结构中，电池隔膜是锂离子电池中的关键材料之一，电池隔膜可以隔离电池正负极，以防止出现短路，同时允许电解质中的离子通过，形成充放电回路。电池隔膜本身不参与任何电池反应，但是它的结构和性质影响着电池能力密度、循环寿命、安全等各方面的性能。首先隔膜材料要有很好的化学稳定性，不与电解质和电极材料反应。同时要具有一定的强度，在电池组装过程中不易损坏。还有，隔膜材料要对电解质溶液要有一定的润湿性，使电解质中的离子更容易通过。隔膜材料还要有一定的尺寸稳定性和热稳定性，防止隔膜在高温时熔化收缩，破坏，导致短路。目前，锂离子电池隔膜主要为多孔聚烯烃，单层聚丙烯多孔膜(PP)，单层聚乙烯多孔膜(PE)，聚乙烯、聚丙烯多层多孔膜。但是聚烯烃类隔膜的熔化温度不高(通常< 180°C)，而且高温下隔膜的热收缩性能不良，经常出现因隔膜收缩造成内部短路。因此，提高电池隔膜的耐高温性能是提高锂离子电池高温安全性能的关键。由于聚酰亚胺(PI)具有耐高温、耐腐蚀、高尺寸稳定性,高电绝缘性等优良的性能，因此，由聚酰亚胺制得的聚酰亚胺多孔膜是锂离子电池隔膜的理想材料之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术提供的制备聚酰亚胺多孔膜的方法，包括如下步骤将聚酰亚胺预聚体与多元醛于溶剂中混匀，再加入多元胺进行亲核加成反应，反应完毕后成膜，再于酸中浸泡洗涤，得到所述聚酰亚胺多孔膜。该方法中，所述聚酰亚胺预聚体选自数均分子量为1000-5000的聚酰亚胺预聚体；所述多元胺选自聚乙烯亚胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺、4，4' -二氨基二苯砜、3，4' - 二氨基二苯醚和三聚氰胺中的至少一种，优选聚乙烯亚胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺、4，4' - 二氨基二苯砜和三聚氰胺中的至少一种；所述聚乙烯亚胺的重均分子量为1000-10000 ；所述多元醛选自乙二醛、戊二醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛和2，4-二甲基-2-甲氧基甲基戊二醛中的至少一种，优选戊二醛、对苯二甲醛和间苯二甲醛中的至少一种；由于戊二醛极易挥发，故在实际操作中，可选用商购的质量百分浓度为50%的戊二醛水溶液；所述溶剂选自N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，2-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、间甲苯酚、四氢呋喃、乙醇、甲醇、二氯甲烷和三氯甲烷中的至少一种，优选N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺和二氯甲烷中的至少一种；所述酸选自盐酸、醋酸、硝酸和硫酸中的至少一种，优选盐酸、醋酸和硝酸中的至少一种。上述方法中，所述聚酰亚胺预聚体、所述多元醛与所述多元胺的质量比为O. 5-4 O. 5-2 O. 5-2，优选 2 :1:1;所述酸的摩尔浓度为O. 001-4mol/L,优选2mol/L。 所述亲核加成反应步骤中，温度为5_80°C，优选25°C，时间为O. 5_4小时，优选O. 5小时；所述成膜步骤中，温度为50_100°C，具体可为60°C _90°C、60_80°C、80_90°C，优选80°C，时间为0. 5-4小时，具体可为1-4小时、3-4小时、O. 5-3小时、O. 5-2小时、2_4小时或2-3小时，优选2小时；所述浸泡步骤中，时间为O. 5-8小时，优选I小时；所述洗涤步骤中，次数为1-5次，优选3次，洗涤溶剂选自浓度为0.001-4mol/L的盐酸、浓度为O. 001-4mol/L的醋酸、浓度为O. 001-4mol/L的硝酸、浓度为O. 001-4mol/L的硫酸和浓度为O. 001-4mol/L的磷酸中的至少一种，优选浓度为O. 5_4mol/L的盐酸、浓度为O. 5-4mol/L的硫酸、浓度为O. 5_4mol/L的硝酸和浓度为O. 5_4mol/L的醋酸中的至少一种，更优选浓度为2mol/L的盐酸和浓度为2mol/L的醋酸中的至少一种。各种常用的成膜方法均适用于该方法，如旋涂、流涂、浸涂或刮涂等。为了使膜进一步固化交联，提高膜的热稳定性，所述制备聚酰亚胺多孔膜的方法，还包括如下步骤在所述于酸中浸泡洗涤步骤之后，将所得聚酰亚胺多孔膜进行固化；所述固化步骤中，温度均为80_300°C，优选300°C，时间均为O. 5-6小时，优选2小时。该固化温度和时间可采用阶梯升温的方式进行固化，如可按照如下方式进行依次在80°C保温 lh，120°C保温 lh，160°C保温 lh，200°C保温 lh，250°C保温 lh，300°C保温 lh。上述方法中，所用聚酰亚胺预聚体是按照包括如下步骤的方法制备而得将二元酸酐和二元胺混匀进行缩聚反应，反应完毕得到所述聚酰亚胺预聚体。其中，所述二元酸酐选自1，2，4，5_均苯四羧酸二酐(PMDA)、3，3'，4，4'-联苯四酸二酐(BPDA)、3，3'，4，4' -二苯醚四酸二酐(ODPA)、3，3'，4，4'-苯酮四羧酸二酐(BTDA)、3，3'，4，4' - 二苯甲醚四羧酸二酐(OPDA)、4，4’-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐(CBDA)、1，2，4，5-环戊烷四羧酸二酐(CPDA) ,1,2,4，5-环己烷四羧酸二酐(CHDA)和双酚A 二醚二酐(BPADA)中的任意一种；所述二元胺选自对苯二胺(p-PDA)、间苯二胺(m_PDA)、4，4' - 二氨基二苯砜(DDS)、3，4, - 二氨基二苯醚(ODA)、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯(APB)、1，4-双(4'-氨基-2 ' -二氣甲基苯氧基)苯(BTPB)、1,4_双(4' _氛基-2 ' -二氣甲基苯氧基)苯(6FAPB)、4，4'-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯(6FBAB)、3，3' - 二乙基_4，4f -二氨基二苯甲烷(DEDADPM)中的任意一种；所述二元酸酐和二元胺的投料摩尔比为O. 8-1. 2 O. 8-1. 2，具体可为O.8-1 1,0. 8-1. 2 1,1-1. 2 1、1 O. 8-1. 2,1 O. 8-1 或 I : 1-1. 2，优选 I : I;所述缩聚反应步骤中，温度为50_80°C，具体可为50-75°C、50-70°C、50-60°C、60-80°C、60-75°C、70-80°C、70-75°C 或 75-80°C，优选 75°C，时间为 3-15 小时，具体可为3-10小时、3-7小时、3-5小时、5-15小时、5-10小时、7-15小时、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备聚酰亚胺多孔膜的方法，包括如下步骤：将聚酰亚胺预聚体与多元醛于溶剂中混匀，再加入多元胺进行亲核加成反应，反应完毕后成膜，再于酸中浸泡洗涤，得到所述聚酰亚胺多孔膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨振忠，孟照凯，李焦丽，屈小中，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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