【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液、涂覆隔膜及制備方法，屬于電池材料。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池具有電壓高、比能量高、循環(huán)壽命長、儲存時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與儲能電源系統(tǒng)（如火力、水力、風(fēng)力和太陽能電站等）、電動工具、電動自行車、電動摩托車和電動汽車等多個(gè)領(lǐng)域。在鋰離子電池循環(huán)過程中，負(fù)極鋰枝晶的生長容易刺穿隔膜，從而引發(fā)短路，瞬時(shí)產(chǎn)生大量熱量，引燃電解液，造成電池出現(xiàn)超高溫甚至失火的問題，存在極大安全隱患。
2、目前，常通過在聚乙烯（pe）基膜或聚丙烯（pp）基膜上涂覆一層無機(jī)氧化鋁（al2o3）粉或二氧化硅（sio2）以提高鋰離子電池隔膜的抗穿刺強(qiáng)度及耐熱性，但會增加電池重量，從而降低電池能量密度。很多團(tuán)隊(duì)進(jìn)而開發(fā)聚合物（如聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）、間位芳綸（pmia）、對位芳綸（ppta）、聚偏氟乙烯（pvdf）、聚酰亞胺（pi）等）涂覆隔膜方法，例如中國專利申請cn117060007a、cn118431664a等。
3、間位芳綸（pmia）的全稱為聚間苯二甲酰間苯二胺，也稱為芳綸1313，密度：1.33～1.36g/cm3。間位芳綸是通過縮聚反應(yīng)制備，反應(yīng)單體為間苯二甲酰氯（ipc）和間苯二胺（mpd）。間位芳綸中的酰胺基團(tuán)與間位苯基互相連接，氫鍵在晶體的兩個(gè)平面上以格子狀排列，相互作用力強(qiáng)，這使pmia的分子結(jié)?構(gòu)非常穩(wěn)定，并且具有優(yōu)異的阻燃性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性。正因?yàn)閜mia具有如此明顯的優(yōu)勢，所以其作為新一代電池隔膜具有非常廣闊的應(yīng)用前景，但由于材料本身存在一定的吸水性，導(dǎo)致
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液、涂覆隔膜及制備方法，所述涂覆液可以極大的降低涂覆隔膜的下機(jī)水分，加快芳綸上機(jī)涂覆速度，降低烘干工段的烘干溫度，縮減干燥時(shí)長，降低能量消耗，同時(shí)展現(xiàn)了低溫放電的優(yōu)勢。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液的制備方法，所述制備方法為：
3、s1、dpmia聚合液和pmia聚合液的制備：
4、dpmia聚合液的制備：聯(lián)苯環(huán)芳香二胺單體和間苯二甲酰氯在有機(jī)溶劑中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，經(jīng)中和、脫泡得到dpmia聚合液；
5、pmia聚合液的制備：間苯二胺單體和間苯二甲酰氯在有機(jī)溶劑中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，經(jīng)中和、脫泡得到pmia聚合液；
6、s2、涂覆液的制備：將dpmia聚合液和pmia聚合液混合并加入有機(jī)溶劑稀釋，得到所述涂覆液。
7、進(jìn)一步的，所述聯(lián)苯環(huán)芳香二胺單體為2,2'-雙-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-二氨基-2,2'-雙三氟甲基聯(lián)苯、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基聯(lián)苯、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基]-六氟丙烷、1,3-雙（4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(2,4-二氨基苯氧基)苯、2,2-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(3-氨基苯氧基)二苯砜、4,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯、2,2'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2-(3-氨基苯基)-1,3-苯并惡唑-5-胺、n,n'-[2,2'-雙(三氟甲基)]-[1,1'-聯(lián)苯基]-?4,4'-二酰基]雙[4-氨基苯]、2,2'-雙[4-(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-雙[4-(5-氨基-2-吡啶苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-雙(4-氨基苯氧基)二苯砜、4,4'-雙(3-氨基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(4-硝基苯氧基)聯(lián)苯、2,2'-雙[4-(4-硝基苯氧基)]丙烷、2,2-雙-(4-氨基苯基)六氟丙烷、3,3',4,4'-聯(lián)苯四羧酸二酐、3,5-二氨基苯甲酸、1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯、1,3,5-三(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、3-氨基苯酰肼、1,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯基)哌嗪中的任意一種。
8、進(jìn)一步的，所述涂覆液中，dpmia和pmia的質(zhì)量比為（5-10）：（90-95）；
9、所述涂覆液的固含量為3wt%-15wt%。
10、進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑為dmac、dmf、nmp、dmso中的至少一種。
11、進(jìn)一步的，制備dpmia聚合液時(shí)，聯(lián)苯環(huán)芳香二胺單體和間苯二甲酰氯的摩爾比為1：（1-1.05），間苯二甲酰氯分批次加入到反應(yīng)體系中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)溫度為45-55℃；
12、制備pmia聚合液時(shí)，間苯二胺單體和間苯二甲酰氯的摩爾比為1：（1-1.05），間苯二甲酰氯分批次加入到反應(yīng)體系中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)溫度為45-55℃。
13、本專利技術(shù)還公開了一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液，所述涂覆液為按照本專利技術(shù)所述制備方法制得。
14、本專利技術(shù)還公開了一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆隔膜的制備方法，所述制備方法為：將涂覆液均勻涂覆在基膜上，經(jīng)過凝固浴成型，再經(jīng)水洗、烘干、定型、收卷，制備出疏水芳綸涂覆隔膜；
15、所述涂覆液為按照本專利技術(shù)所述制備方法制得。
16、進(jìn)一步的，所述凝固浴為有機(jī)溶劑的水溶液，所述凝固浴中有機(jī)溶劑的質(zhì)量濃度為60%-80%，所述凝固浴的溫度為10-20℃。
17、進(jìn)一步的，所述水洗的溫度條件為20-40℃；所述烘干的溫度條件為55-85℃，烘干的速度為50-120m/min；所述定型溫度為55-85℃。
18、本專利技術(shù)還公開了一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆隔膜，所述涂覆隔膜為按照本專利技術(shù)所述制備方法制得。
19、本專利技術(shù)的有益效果是：
20、（1）本專利技術(shù)所述涂覆液的制備方法，通過引入聯(lián)苯環(huán)芳香二胺單體對聚合溶液進(jìn)行改性，得到具有疏水功能的芳綸聚合液，此方法制備發(fā)涂覆液通過延長酰胺鍵之間的距離，一方面增加分子間極性，另一方面在減弱氫鍵作用的同時(shí)又保留一定程度浸潤性，以降低芳綸涂層的親水性。并將此具有疏水功能的芳綸與常規(guī)芳綸按照一定的比例搭配混合后采用輥涂的方式在基膜兩側(cè)進(jìn)行單面或雙面涂覆，再經(jīng)非溶劑相轉(zhuǎn)化、水洗、烘干和定型后得到具有疏水功能的芳綸涂覆隔膜，此功能性隔膜的優(yōu)勢在于極大的降低了涂覆隔膜的下機(jī)水分，可加快芳綸上機(jī)涂覆速度，降低烘干工段的烘干溫度，縮減干燥時(shí)長，降低能量消耗，同時(shí)展現(xiàn)了低溫放電的優(yōu)勢，同時(shí)采用此技術(shù)制備的疏水芳綸涂覆隔膜，水分含量低，可減輕電極材料界面的副反應(yīng)，有利于提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
21、（2）本專利技術(shù)所述涂覆液及涂覆隔膜的制備方法中，通過控制dpmia聚合液的加入比例，并配合涂覆隔膜合適的凝固浴條件，使得所述涂覆隔膜在具有很好疏水性能的前提下，也同時(shí)具有很好的拉伸強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性能和透氣性能。從而得到綜合性能本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液的制備方法，其特征在于，所述聯(lián)苯環(huán)芳香二胺單體為2,2'-雙-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-二氨基-2,2'-雙三氟甲基聯(lián)苯、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基聯(lián)苯、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基]-六氟丙烷、1,3-雙（4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(2,4-二氨基苯氧基)苯、2,2-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(3-氨基苯氧基)二苯砜、4,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯、2,2'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2-(3-氨基苯基)-1,3-苯并惡唑-5-胺、N,N'-[2,2'-雙(三氟甲基)]-[1,1'-聯(lián)苯基]-?4,4'-二?；鵠雙[4-氨基苯]、2,2'-雙[4-(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液的制備方法，其特征在于，所述涂覆液中，DPMIA和PMIA的質(zhì)量比為（5-10）：（90-95）；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為DMAc、DMF、NMP、DMSO中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液的制備方法，其特征在于，制備DPMIA聚合液時(shí)，聯(lián)苯環(huán)芳香二胺單體和間苯二甲酰氯的摩爾比為1：（1-1.05），間苯二甲酰氯分批次加入到反應(yīng)體系中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)溫度為45-55℃；
6.一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液，其特征在于，所述涂覆液為按照權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述制備方法制得。
7.一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆隔膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：將涂覆液均勻涂覆在基膜上，經(jīng)過凝固浴成型，再經(jīng)水洗、烘干、定型、收卷，制備出疏水芳綸涂覆隔膜；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆隔膜的制備方法，其特征在于，所述凝固浴為有機(jī)溶劑的水溶液，所述凝固浴中有機(jī)溶劑的質(zhì)量濃度為60%-80%，所述凝固浴的溫度為10-20℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆隔膜的制備方法，其特征在于，所述水洗的溫度條件為20-40℃；所述烘干的溫度條件為55-85℃，烘干的速度為50-120m/min；所述定型溫度為55-85℃。
10.一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆隔膜，其特征在于，所述涂覆隔膜為按照權(quán)利要求7-9任意一項(xiàng)所述制備方法制得。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰離子電池疏水芳綸涂覆液的制備方法，其特征在于，所述聯(lián)苯環(huán)芳香二胺單體為2,2'-雙-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-二氨基-2,2'-雙三氟甲基聯(lián)苯、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基聯(lián)苯、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基]-六氟丙烷、1,3-雙（4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(2,4-二氨基苯氧基)苯、2,2-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(3-氨基苯氧基)二苯砜、4,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯、2,2'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2-(3-氨基苯基)-1,3-苯并惡唑-5-胺、n,n'-[2,2'-雙(三氟甲基)]-[1,1'-聯(lián)苯基]-?4,4'-二?；鵠雙[4-氨基苯]、2,2'-雙[4-(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-雙[4-(5-氨基-2-吡啶苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-雙(4-氨基苯氧基)二苯砜、4,4'-雙(3-氨基苯氧基)聯(lián)苯、4,4'-雙(4-硝基苯氧基)聯(lián)苯、2,2'-雙[4-(4-硝基苯氧基)]丙烷、2,2-雙-(4-氨基苯基)六氟丙烷、3,3',4,4'-聯(lián)苯四羧酸二酐、3,5-二氨基苯甲酸、1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯、1,3,5-三(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、3-氨基苯酰肼、1,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李丹，張紫巖，王濤，王汝意，郝碩，徐小鈞，楊東平，孫樹民，朱曉飛，周星，張曉彤，關(guān)振虹，江明，
申請(專利權(quán))人：煙臺泰和電池新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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