本發(fā)明屬于鋰電池，具體涉及一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料及其制備方法、隔膜及鋰電池。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車的發(fā)展，對(duì)鋰離子電池的性能要求越來(lái)越高。在鋰電池中，隔膜作為鋰電池的重要組成部件，其性能的優(yōu)劣，直接關(guān)系到鋰電池性能的好壞。因此，對(duì)鋰電池隔膜的研究越來(lái)越多，目的是提升隔膜的各種性能，保證鋰電池的安全性，使得隔膜在鋰電池中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

2、現(xiàn)有的隔膜中，通常會(huì)將漿料涂布在基膜上，基膜主要包括pp基膜和pe基膜，漿料主要包括陶瓷和石油基類的芳綸。聚酰胺涂覆漿料的親水性較差需要進(jìn)行磺化處理后提高涂覆漿料層，但常規(guī)的磺化處理會(huì)導(dǎo)致分子量下降，從而導(dǎo)致涂覆漿料層的性能較差，導(dǎo)致隔膜的性能不佳。

3、因此，現(xiàn)有的隔膜涂覆漿料有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供磺酸基聚酰胺涂覆漿料及其制備方法、隔膜及鋰電池，以解決磺酸基聚酰胺涂覆漿料加工過(guò)程中分子量下降的問(wèn)題。本發(fā)明制備的磺酸基聚酰胺涂覆漿料用于制備隔膜，有利于提升隔膜的機(jī)械性能，有利于鋰電池能量密度等電化學(xué)性能的提升。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N磺酸基聚酰胺涂覆漿料的制備方法，包括如下步驟：

4、（1）在惰性氣氛下，將二胺單體與第一溶劑混合，得到二胺溶液；

5、（2）在10~35℃溫度下，將所述二胺溶液與酰氯混合，得到聚酰胺溶液；

6、（3）將所述聚酰胺溶液、磺化劑與第二溶劑混合反應(yīng)，得到磺酸基聚酰胺；所述第二溶劑為環(huán)丁砜和二甲砜中的至少一種；

7、（4）將所述磺酸基聚酰胺與堿中和，調(diào)至ph為6~8，然后再與陶瓷顆粒、水混合，得到磺酸基聚酰胺涂覆漿料。

8、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述二胺單體為對(duì)苯二胺、間苯二甲胺、間苯二胺、4,4′-二氨基二苯醚和1,2-乙二胺中的至少一種。

9、第一溶劑為n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、丙酮和1,5-二甲基-2-吡咯烷酮中的至少一種。

10、所述酰氯為對(duì)苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯和呋喃二甲酰氯中的至少一種。

11、所述磺化劑為氯磺酸、濃硫酸、三氧化硫和發(fā)煙硫酸中的至少一種。

12、所述陶瓷顆粒為氧化鋁、二氧化硅和氫氧化鎂中的至少一種。

13、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟（1）中，所述二胺單體與第一溶劑的質(zhì)量比為1:(4~10)。

14、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述酰氯與二胺單體的摩爾比為(1~1.2):1。

15、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟（3）中，所述聚酰胺溶液與磺化劑的質(zhì)量比為1:(0.5~3)，所述磺化劑與所述第二溶劑的質(zhì)量比為(0.1~0.6):1。

16、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟（3）中，所述混合反應(yīng)的溫度為30~150℃，時(shí)間為1~12h。

17、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟（4）中，所述陶瓷顆粒與所述第一溶劑的質(zhì)量比為(1~4):20。

18、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述堿包括碳酸鋰、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀和碳酸鉀中的至少之一。需要注意的是，所述堿具有堿性即可，并不限于以上所列的類型。具體地，優(yōu)選為鋰鹽，比如碳酸鋰、氫氧化鋰，因?yàn)殇圎}不僅具有堿性，起到中和作用，還不會(huì)影響鋰離子的傳輸，從而提升隔膜的鋰離子傳輸性能。

19、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N磺酸基聚酰胺涂覆漿料，由上述制備方法制備得到；所述磺酸基聚酰胺涂覆漿料的粘度為300~1500cp。

20、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N隔膜，包括上述磺酸基聚酰胺涂覆漿料。該隔膜包括：基膜和涂覆漿料層，所述涂覆漿料層采用上述的磺酸基聚酰胺漿料涂覆在所述基膜上所形成。

21、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N鋰電池，包括上述隔膜。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、本發(fā)明提供了一種制備磺酸基聚酰胺漿料的方法，該方法中首先制備聚酰胺溶液，然后將得到的聚酰胺溶液與磺化劑以及第二溶劑混合，第二溶劑中含有磺?；?so2-），對(duì)磺化反應(yīng)幾乎沒(méi)有影響，聚酰胺溶液與磺化劑在含有磺酰基的溶劑中進(jìn)行磺化反應(yīng)，避免在聚合反應(yīng)過(guò)程中加入磺化劑而使得到的聚酰胺分子量下降，并且磺化后的聚酰胺由于含有磺酸基，增大了其對(duì)水的親和性，后續(xù)更易制備水性漿料。然后再將磺酸基聚酰胺與堿中和調(diào)節(jié)ph，然后再與陶瓷顆粒和水混合，得到磺酸基聚酰胺涂覆漿料。

24、本發(fā)明制備得到的磺酸基聚酰胺涂覆漿料可以用水進(jìn)行溶解，屬于磺酸基聚酰胺涂覆水性漿料，可以避免傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的介入，對(duì)環(huán)境更加友好。將制備得到的磺酸基聚酰胺涂覆漿料應(yīng)用在鋰電池隔膜上，得到的隔膜機(jī)械強(qiáng)度高，對(duì)電解液的浸潤(rùn)性高，鋰離子的穿過(guò)性強(qiáng)。本發(fā)明制備的隔膜，機(jī)械性能高，對(duì)電解液的浸潤(rùn)性強(qiáng)，同時(shí)提升了鋰離子的遷移數(shù)，從而可以提升鋰電池的電化學(xué)性能，提高電池的能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述二胺單體為對(duì)苯二胺、間苯二甲胺、間苯二胺、4,4′-二氨基二苯醚和1,2-乙二胺中的至少一種；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述二胺單體與第一溶劑的質(zhì)量比為1:(4~10)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料的制備方法，其特征在于，所述酰氯與二胺單體的摩爾比為(1~1.2):1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述聚酰胺溶液與磺化劑的質(zhì)量比為1:(0.5~3)，所述磺化劑與所述第二溶劑的質(zhì)量比為(0.1~0.6):1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述混合反應(yīng)的溫度為30~150℃，時(shí)間為1~12h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述陶瓷顆粒與所述第一溶劑的質(zhì)量比為(1~4):20；

8.一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料，其特征在于，由權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到；所述磺酸基聚酰胺涂覆漿料的粘度為300~1500cp。

9.一種隔膜，其特征在于，包括基膜和涂覆漿料層，所述涂覆漿料層采用權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的磺酸基聚酰胺涂覆漿料或采用權(quán)利要求8所述的磺酸基聚酰胺漿料涂覆在所述基膜上所形成。

10.一種鋰電池，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的隔膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種磺酸基聚酰胺涂覆漿料及其制備方法、隔膜及鋰電池，屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，漿料的制備方法，包括如下步驟：（1）制備二胺溶液；（2）制備聚酰胺溶液；（3）制備磺酸基聚酰胺；（4）制備磺酸基聚酰胺涂覆漿料；本發(fā)明制備得到的磺酸基聚酰胺涂覆漿料可以用水進(jìn)行溶解，屬于磺酸基聚酰胺涂覆水性漿料，可以避免傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的介入，對(duì)環(huán)境更加友好。將制備得到的磺酸基聚酰胺涂覆漿料應(yīng)用在鋰電池隔膜上，得到的隔膜機(jī)械強(qiáng)度高，對(duì)電解液的浸潤(rùn)性高，鋰離子的穿過(guò)性強(qiáng)。本發(fā)明制備的隔膜，機(jī)械性能高，對(duì)電解液的浸潤(rùn)性強(qiáng)，同時(shí)提升了鋰離子的遷移數(shù)，從而可以提升鋰電池的電化學(xué)性能，提高電池的能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：李友
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽利科新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26