【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種改性芳綸隔膜涂覆漿料、電池隔膜及其制備方法，屬于電池隔膜制備。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池具有高比能量、高循環(huán)壽命、體積小、質(zhì)量輕、無記憶效應(yīng)、無污染等特點，是主流應(yīng)用的鎳鎘、氫鎳電池的替代產(chǎn)品，在儲能設(shè)備發(fā)展方向又很大潛力，迅速發(fā)展成為新一代儲能電源，其可用于信息技術(shù)、電動車和混合動力車、航空航天等領(lǐng)域的動力支持。隔膜作為鋰離子電池的關(guān)鍵內(nèi)層組件之一，在鋰離子電池性能中起著至關(guān)重要的作用，電池的容量、循環(huán)性能、安全性能等均與隔膜的性能息息相關(guān)。
2、傳統(tǒng)的隔膜材料為聚烯烴隔膜，如聚乙烯pe，聚丙烯pp以及兩者的復(fù)合隔膜。但是，聚烯烴類隔膜與電解液極性相差較大，與電解液浸潤性不好，在高溫下的熱穩(wěn)定性差，易收縮，造成隔膜尺寸的不穩(wěn)定，容易引發(fā)電極間的短路，導(dǎo)致電池熱失控，最后引起火災(zāi)，爆炸等安全性問題。因此，技術(shù)人員尋找新的耐熱材料用于涂覆在pe、pp隔膜材料的表面，以提高隔膜的耐溫性能。
3、芳綸是芳香族聚酰胺纖維，具有高強度、高模量和耐高溫、阻燃等優(yōu)異性能。通常所說的芳綸包括聚間苯二甲酰間苯二胺（芳綸1313）、聚對苯二甲酰對苯二胺（芳綸1414，芳綸ⅱ）和雜環(huán)芳綸（芳綸ⅲ）。其中芳綸1414是一種開發(fā)早、應(yīng)用廣、產(chǎn)量大、發(fā)展快的耐高溫纖維品種，其具有優(yōu)異的耐高溫性和耐腐蝕性能，將其涂覆在隔膜上可以顯著提升隔膜的耐熱性能。但是芳綸涂覆隔膜致密性高，導(dǎo)致隔膜透氣性差。中國專利申請cn118943660a中公開了一種芳綸涂覆漿料、隔膜及其制備方法和應(yīng)用，該專利中提出在芳綸原液中加入陶瓷作為造
4、因此，制備一種新的芳綸涂覆漿料，使得芳綸涂覆隔膜兼具優(yōu)良的熱性能和透氣性能成為必需。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種改性芳綸隔膜涂覆漿料、電池隔膜及其制備方法，使用所述改性芳綸隔膜涂覆漿料可以制備出兼具耐熱性能和透氣性的電池隔膜，而且工藝簡單，并且解決了現(xiàn)有陶瓷芳綸隔膜涂覆漿料分散性差、分散周期長等問題。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，所述制備方法為：
3、s1、在惰性氣體保護下，將助溶劑溶解到聚合溶劑中，得到溶劑-助溶劑混合體系；
4、s2、在所述溶劑-助溶劑混合體系中加入對苯二胺進行溶解得到混合溶液；
5、s3、向混合溶液中分批加入對苯二甲酰氯，控制體系溫度進行聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)結(jié)束后得到所述改性芳綸隔膜涂覆漿料；
6、所述制備方法中還加有第三單體參與聚合反應(yīng)，所述第三單體為胺類第三單體、酰氯類第三單體中的至少一種；當使用胺類第三單體時，所述胺類第三單體在步驟s2中加入；當使用酰氯類第三單體時，所述酰氯類第三單體在步驟s3中分批加入；
7、所述胺類第三單體為2-氯-對苯二胺、苯胺、哌嗪中的至少一種；
8、所述酰氯類第三單體為苯甲酰氯、4-氯苯甲酰氯、對甲基苯甲酰氯中的至少一種。
9、進一步的，所述助溶劑為氯化鈣、氯化鋰中的至少一種；所述聚合溶劑為n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺中的至少一種。
10、進一步的，所述助溶劑的加入量為所述聚合溶劑質(zhì)量的3%-8%。
11、進一步的，所述對苯二胺和胺類第三單體的總量在溶劑-助溶劑混合體系中的含量為0.1~0.5mol/l。
12、進一步的，所述對苯二胺與胺類第三單體的摩爾比為（4~9）：1。
13、進一步的，對苯二甲酰氯與酰氯類第三單體的摩爾比為（4~9）：1。
14、進一步的，對苯二甲酰氯和酰氯類第三單體的總摩爾數(shù)與對苯二胺和胺類第三單體總摩爾數(shù)的比值為（0.9~1.1）：1。
15、本專利技術(shù)還公開了一種改性芳綸隔膜涂覆漿料，所述改性芳綸隔膜涂覆漿料為按照本專利技術(shù)所述制備方法制得。
16、本專利技術(shù)還公開了一種電池隔膜的制備方法，所述制備方法為：在基膜的兩面均勻涂覆所述改性芳綸隔膜涂覆漿料，然后經(jīng)凝固浴固化后水洗、烘干，得到電池隔膜。
17、本專利技術(shù)還公開了一種電池隔膜，所述電池隔膜為按照本專利技術(shù)所述制備方法制得。
18、本專利技術(shù)的有益效果是：
19、本專利技術(shù)通過聚合法制備對位芳綸涂覆漿料，在聚合過程中通過調(diào)整溶劑、助溶劑、添加第三單體共聚直接在漿料中聚合形成納米顆粒，代替無機陶瓷顆粒來改善涂覆隔膜的透氣性能。本專利技術(shù)采用“一鍋法”制備，工藝簡單、省時高效，避免了傳統(tǒng)在芳綸原液中后添加無機陶瓷顆粒分散周期長、分散不均勻等問題，制備的改性芳綸涂覆隔膜具有優(yōu)異的耐熱性能和透氣性能。
20、本專利技術(shù)所述改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，以對苯二胺和對苯二甲酰氯為聚合單體，采用低溫溶液縮聚制備對位芳綸原液；通過添加第三單體取代對苯的位置進行共聚改性，從而破壞對位芳綸分子鏈的規(guī)整性，使分子鏈結(jié)構(gòu)由剛性棒狀轉(zhuǎn)變?yōu)槁菪隣睿瑥亩龃笕嵝裕煌瑫r調(diào)整聚合溶劑和助溶劑用量情況實現(xiàn)對位芳綸在溶劑中的溶解情況，這些工藝條件共同協(xié)同作用下聚合形成部分納米顆粒作為造孔劑，制備出兼具耐熱性能和透氣性能的改性芳綸涂覆電池隔膜，在電池隔膜領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
21、本方法通過“一鍋法”制備芳綸隔膜涂覆漿料，具有工藝簡單、省時高效的優(yōu)勢，制備的隔膜具有優(yōu)異的性能。
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1.一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述助溶劑為氯化鈣、氯化鋰中的至少一種；所述聚合溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述助溶劑的加入量為所述聚合溶劑質(zhì)量的3%-8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述對苯二胺和胺類第三單體的總量在溶劑-助溶劑混合體系中的含量為0.1~0.5mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述對苯二胺與胺類第三單體的摩爾比為（4~9）：1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，對苯二甲酰氯與酰氯類第三單體的摩爾比為（4~9）：1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，對苯二甲酰氯和酰氯類第三單體的總摩爾數(shù)與對苯二胺和胺類第三單體總摩爾數(shù)
8.一種改性芳綸隔膜涂覆漿料，其特征在于，所述改性芳綸隔膜涂覆漿料為按照權(quán)利要求1-7任意一項所述制備方法制得。
9.一種電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：在基膜的兩面均勻涂覆權(quán)利要求8中所述改性芳綸隔膜涂覆漿料，然后經(jīng)凝固浴固化后水洗、烘干，得到電池隔膜。
10.一種電池隔膜，其特征在于，所述電池隔膜為按照權(quán)利要求9中所述制備方法制得。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述助溶劑為氯化鈣、氯化鋰中的至少一種；所述聚合溶劑為n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述助溶劑的加入量為所述聚合溶劑質(zhì)量的3%-8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述對苯二胺和胺類第三單體的總量在溶劑-助溶劑混合體系中的含量為0.1~0.5mol/l。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改性芳綸隔膜涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述對苯二胺與胺類第三單體的摩爾比為（4~9）：1。
...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：耿雪，董順妮，江明，鄒璇，
申請(專利權(quán))人：煙臺泰和新材高分子新材料研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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