本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體來講是一種鋰離子電池隔膜。
背景技術(shù)：
在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。對于鋰電池系列，由于電解液為有機(jī)溶劑體系，因而需要有耐有機(jī)溶劑的隔膜材料，一般采用聚烯烴多孔膜。
但是聚烯烴多孔膜的強(qiáng)度不夠，孔徑不均勻，在使用的時候電池容易出現(xiàn)故障，所以出現(xiàn)了以聚酰亞胺鋰電池膜。
專利申請?zhí)枺?01410424279.6、名稱：一種以納米級鋅粉或錳粉為成孔物質(zhì)的多孔聚酰亞胺薄膜的制備方法的中國發(fā)明專利公開了一種聚酰亞胺鋰電池膜，是將成孔物質(zhì)均勻分散于聚酰胺酸溶液中，得到前驅(qū)體溶液，所得前驅(qū)體溶液涂覆于基體表面，烘干后進(jìn)行熱亞胺化，所得聚酰亞胺-成孔物質(zhì)復(fù)合薄膜置于刻蝕液中刻蝕除去成孔物質(zhì)，洗滌，干燥后得到多孔聚酰亞胺薄膜 ； 其中，所述的成孔物質(zhì)為納米級的鋅粉或錳粉。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種聚酰亞胺鋰離子電池隔膜及其電池，拉伸性能、閉孔溫度和破膜溫度等性能均有較大的改善。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明公開了一種聚酰亞胺鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述的鋰離子電池隔膜的空隙率為30%以上，縱向拉伸強(qiáng)度為180MP以上。
本發(fā)明公開了鋰離子電池隔膜的制備方法如下：
步驟1：將對二胺單體在惰性氣體環(huán)境下加入都高沸點質(zhì)子溶劑當(dāng)中，攪拌使得對二胺單體完全溶解，之后加入均苯四酸二酐，在低溫60℃-80℃的溫度下反應(yīng)2-10小時，得到聚酰胺酸溶液。
步驟2：將步驟1后的聚酰胺酸溶液加入無機(jī)納米成孔物質(zhì)，使其充分分散，在玻璃板上推膜，在烘箱中烘干，得到聚酰胺酸薄膜；
步驟3：將聚酰胺酸薄膜進(jìn)行熱亞胺化得到聚酰亞胺薄膜；
步驟4：將步驟2后的薄膜刻蝕液中刻蝕除去成孔物質(zhì)，之后洗滌干燥得到所述的聚酰亞胺鋰離子電池隔膜。
其中所述步驟1的高沸點質(zhì)子溶劑可以選用常用的溶劑，也可以選用二甲基乙酰胺、六甲基亞膦酰三胺、六乙基亞磷酰三胺溶劑，實驗發(fā)現(xiàn)二甲基乙酰胺、六甲基亞膦酰三胺、六乙基亞磷酰三胺三種溶劑具有較好的效果。
其中攪拌時間和溫度以及反映時間都可以在所選的范圍內(nèi)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以自由選擇，本申請只是公開較優(yōu)的低溫范圍，這種低溫范圍是根據(jù)所選用的原料進(jìn)行選擇的。
在步驟2中，可以根據(jù)成本和性能自由選自無機(jī)納米成孔物質(zhì)，無機(jī)納米成孔物質(zhì)優(yōu)選為銀、銅、碳化硼、碳化鎢、碳化硅、碳化鈦、氮化硅、氮化鈦、氮化鋁、氮化硼、硫酸鋇、硫化鎘、硫化銅、硫酸鈣、硫化鋅、氧化鋅、氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化亞銅、氧化鈰粉的一種或者幾種。
上述的納米材料均可以達(dá)到所述的效果，但是每個材料效果之間還是存在一定的差異，實際中可以根據(jù)成本自由選擇。
可以采用的方式使得無機(jī)材料充分分散到聚酰胺酸溶液，如攪拌、超聲波分散等，時間本領(lǐng)域技術(shù)人員可以輕易是知道選擇，1min到60min均可以，在效果上時間越來越好，而烘箱烘干時間是影響到產(chǎn)品性能的重要參數(shù)，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以自由選自，但是在本發(fā)明中優(yōu)選為60℃-80℃，烘干時間為2 H -4H，薄膜的厚度可以根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格自由控制。
在本發(fā)明中，操作人員可以根據(jù)需要達(dá)到的隔膜孔徑來選自納米材料的粒徑，在發(fā)本發(fā)明中，根據(jù)材料的特點和最終產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度和透氣性、電導(dǎo)率等的平衡關(guān)系，優(yōu)選粒徑為10-80nm之間。
本發(fā)明的二胺原料，優(yōu)選二氨基吡啶類的原理，具體的單體結(jié)構(gòu)單元可以按照如下表示：
其中R1、R2、R3、R4任意一個為氨基，其他為氫原子，在上述的滿足條件下，單體可以為：2，3-二氨基吡啶，2，4-二氨基吡啶，2，5-二氨基吡啶，2，6-二氨基吡啶。
本發(fā)明同時公開上采用上述隔膜的鋰離子電池，除隔膜外，其他均采用現(xiàn)有或常見電池結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的有益效果在于：在本發(fā)明中引入特殊結(jié)構(gòu)的二氨基吡啶環(huán)，其特征性猜測體現(xiàn)在于吡啶環(huán)的2位上有一個氨基，會受到來自N原子的作用，能夠顯著提高電池隔膜的拉伸輕度，以及減低閉孔溫度、提高破膜溫度。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
具體實施例1：在本實施例中；
原料二胺單體采用：2，3-二氨基吡啶。
二酐單體采用：均苯四酸二酐；
前驅(qū)體合成的溫度為60℃，反應(yīng)時間為2小時；
無機(jī)納米成孔物質(zhì)為：銀，粒徑為10nm。
烘箱溫度為：在烘箱的時間為60℃，烘干時間為2 H；
高沸點質(zhì)子溶劑為六甲基亞膦酰三胺；
具體實施例2：在本實施例中；
原料二胺單體采用： 2，4-二氨基吡啶；
二酐單體采用：均苯四酸二酐；
前驅(qū)體合成的溫度為80℃，反應(yīng)時間為5小時；
無機(jī)納米成孔物質(zhì)為：碳化硅；粒徑為80nm。
烘箱溫度為：在烘箱的時間為70℃，烘干時間為3H；
高沸點質(zhì)子溶劑為六甲基亞膦酰三胺；
具體實施例3：在本實施例中；
原料二胺單體采用2，5-二氨基吡啶；
二酐單體采用：均苯四酸二酐；
前驅(qū)體合成的溫度為75℃，反應(yīng)時間為7小時；
無機(jī)納米成孔物質(zhì)為：氮化硼；粒徑為75nm。
烘箱溫度為：在烘箱的時間為60℃-80℃，烘干時間為4H；
高沸點質(zhì)子溶劑為六乙基亞磷酰三胺的一種；
具體實施例4：在本實施例中；
原料二胺單體采用：2，6-二氨基吡啶。
二酐單體采用：均苯四酸二酐；
前驅(qū)體合成的溫度為60℃，反應(yīng)時間為9小時；
無機(jī)納米成孔物質(zhì)為：硫酸鋇；粒徑為70-80nm。
烘箱溫度為：在烘箱的時間為80℃，烘干時間為2 H ；
高沸點質(zhì)子溶劑為二甲基乙酰胺；
具體實施例5：在本實施例中；
原料二胺單體采用： 2，4-二氨基吡啶。
二酐單體采用：均苯四酸二酐；
前驅(qū)體合成的溫度為60℃，反應(yīng)時間為10小時；
無機(jī)納米成孔物質(zhì)為：硫化鎘；粒徑為10-nm。
烘箱溫度為：在烘箱的時間為80℃，烘干時間為4H；
高沸點質(zhì)子溶劑為二甲基乙酰胺；
具體實施例6：在本實施例中；
原料二胺單體采用： 2，6-二氨基吡啶。
二酐單體采用：均苯四酸二酐；
前驅(qū)體合成的溫度為60℃，反應(yīng)時間為10小時；
無機(jī)納米成孔物質(zhì)為：硫化鋅；粒徑為10nm。
烘箱溫度為：在烘箱的時間為80℃，烘干時間為2 H；
高沸點質(zhì)子溶劑為二甲基乙酰胺；
上述實施例的電池膜的性能檢測如下：