芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜制備方法及隔膜與流程

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>電氣元件制品的制造及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及電池生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種良好的熱關(guān)閉性能和耐高溫的芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜。

背景技術(shù)：

鋰離子電池是近年來迅速發(fā)展起來的新化學(xué)電源體系，與傳統(tǒng)的鎳鎘或鎳氫電池相比，它具有高比能量、長循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)和快速充、放電等優(yōu)點?？蓮V泛用于便攜式電子產(chǎn)品如：手機、筆記本電腦、錄像機等所需的充電電池，還可作為電動汽車和混合動力車所需的動力電源等。電池隔膜作為電池的重要組成部分，直接影響電池的容量、循環(huán)性能以及安全性等特性，因此，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要作用。

隔膜用于高能量電池，重要的是電池中的電流回路必須在一旦出現(xiàn)電池故障和伴隨過熱時予以中斷，避免因電池繼續(xù)升溫造成隔膜熔融而發(fā)生電池大面積內(nèi)部短路，以致起火甚至爆炸而摧毀電池。

因此，通過改進鋰離子電池隔膜的性能提高鋰離子電池的安全性受到了越來越多的關(guān)注，國內(nèi)外各大院校及相關(guān)研究所、鋰離子電池隔膜制造企業(yè)和鋰離子電池制造單位掀起了一股突破鋰離子電池隔膜安全性的熱潮，各種各樣的鋰離子電池隔膜層出不窮：陶瓷涂層聚烯烴隔膜、耐溫聚合物纖維無紡布陶瓷涂層隔膜、pvdf涂層聚烯烴隔膜、pvdf隔膜等。除了陶瓷涂層隔膜已經(jīng)規(guī)?；a(chǎn)外，其它的都處于實驗研發(fā)階段。但由于其目前的工藝導(dǎo)致其陶瓷涂層與基材聚烯烴微多孔膜不能形成一個有機的整體，尤其是陶瓷與聚烯烴膜的結(jié)合界面強度很弱，造成了陶瓷涂層部分脫落或大面積脫落。并且這種陶瓷涂層鋰離子電池隔膜因為界面結(jié)合不牢在分切時產(chǎn)生很多粉末。這樣的陶瓷涂層隔膜組裝進電池內(nèi)部后，涂層脫落，不僅沒有提高鋰離子電池隔膜的安全性，反而因為脫落的陶瓷粉片而影響了鋰離子電池的電性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種芳香族隔膜聚酰胺復(fù)合隔膜制備方法，解決熱關(guān)閉和阻燃性的安全問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜制備方法，包括如下步驟，將芳香族聚酰胺纖維、溶劑、助溶劑混合均勻，溶解后得到芳香族聚酰胺溶液，再加入造孔劑和剝離劑，混合均勻，制成成膜液；

將熱熔性聚合物材料與去離子水混合均勻，再加入膠黏劑，混合均勻，制成涂布液；

所述成膜液涂布后進行烘干使其固化成膜；

通過萃取劑將隔膜中的造孔劑除去，烘干，得到芳香族聚酰胺材料多孔層；

將所述涂布液涂布于芳香族聚酰胺材料多孔層一面，烘干，得到芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜。

具體地，所述芳香族聚酰胺纖維為間位芳綸短纖維或?qū)ξ环季]短纖維中的一種；所述溶劑為nmp、dmac、dmf、dmso中的一種；所述助溶劑為cacl2、koh、licl、吡啶中的一種；所述造孔劑為氯化鋅；所述剝離劑為礦物油或硅酮中的一種。

進一步地，所述芳香族聚酰胺纖維為溶劑的10wt％～50wt％；

所述助溶劑為溶劑的3wt％～5wt％；

所述造孔劑為芳香族聚酰胺纖維的10wt％～20wt％。

所述剝離劑為芳香族聚酰胺纖維的0.1wt％～0.5wt％。

優(yōu)選地，所述熱熔性聚合物為聚乙烯、聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯共聚物中的至少一種；所述膠黏劑為聚乙烯醇。

具體地，所述熱熔性聚合物微粒的粒徑為0.5um～1.5um；

所述熱熔性聚合物微粒為去離子水的30wt％～50wt％。

優(yōu)選地，所述膠黏劑為所述熱熔性聚合物的5wt％～15wt％。

可選地，所述芳香族聚酰胺材料層厚度為10～30um；

所述熱熔性聚合物材料層厚度為2～5um。

具體地，所述萃取劑為去離子水。

一種根據(jù)上述方法制備的芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：熱熔性聚合物能在短時間內(nèi)熔融，迅速堵塞微孔，實現(xiàn)隔膜的熱關(guān)閉性能，復(fù)合隔膜中間層的芳香族纖維層具有優(yōu)異的阻燃特性，而陶瓷隔膜不具有阻燃特性，本發(fā)明能夠提升電池的安全特性。

具體實施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并詳予說明。

本發(fā)明的所采用的技術(shù)方案如下：

一種芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜的制備方法，包括以下步驟：

制備成膜液：將芳香族聚酰胺纖維、溶劑、助溶劑混合均勻，溶解后得到芳香族聚酰胺溶液，再加入造孔劑和剝離劑，混合均勻，制成成膜液。

制備涂布液：將熱熔性聚合物材料與去離子水混合均勻，再加入膠黏劑，混合均勻，制成涂布液。

3)鑄涂：

將將步驟1)中制備的成膜液轉(zhuǎn)入鑄涂機，通過鑄涂機涂布在由基帶傳輸裝置朝一個方向移動的基帶上；

通過與烘缸接觸將基帶上的膜液固化成膜；

通過剝離機構(gòu)將基帶與隔膜分離開來；

4)萃?。和ㄟ^萃取劑將隔膜中的造孔劑除去，烘干，得到芳香族聚酰胺材料多孔層；

5)涂布熱熔性聚合物材料層：將步驟2)中制備的涂布液涂布于芳香族聚酰胺材料多孔層一面，烘干，得到芳香族聚酰胺復(fù)合隔膜。

步驟1)中，所述芳香族聚酰胺纖維為間位芳綸短纖維或?qū)ξ环季]短纖維中的一種；所述溶劑為nmp、dmac、dmf、dmso中的一種；nmp：n-甲基吡咯烷酮；dmac：二甲基乙酰胺；dmf：二甲基甲酰胺；dmso：二甲基亞砜。所述助溶劑為cacl2、koh、licl、吡啶中的一種；所述造孔劑為氯化鋅；所述剝離劑為礦物油或硅酮中的一種。

步驟1)中，所述芳香族聚酰胺纖維為溶劑的10wt％～50wt％。

步驟1)中，所述助溶劑為溶劑的3wt％～5wt％。

步驟1)中，所述造孔劑為芳香族聚酰胺纖維的10wt％～20wt％。

步驟1)中，所述剝離劑為芳香族聚酰胺纖維的0.1wt％～0.5wt％。

步驟2)中，所述熱熔性聚合物為聚乙烯、聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯共聚物中的至少一種；所述膠黏劑為聚乙烯醇。

步驟2)中，所述熱熔性聚合物微粒的粒徑為0.5um～1.5um。

步驟2)中，所述熱熔性聚合物微粒不溶于去離子水。才能夠形成均勻分布的顆粒涂布液。

步驟2)中，所述熱熔性聚合物微粒為所述去離子水重量的30wt％～50wt％。

步驟2)中，所述膠黏劑為所述熱熔性聚合物的5wt％～15wt％。

步驟3)中，所述芳香族聚酰胺材料層厚度為10～30um。

步驟4)中，所述萃取劑為去離子水

步驟5)中，所述熱熔性聚合物材料層厚度為2～5um。