[发明专利]一种锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池隔膜的制备方法，首先对二氢‑2,4,6‑三氧代‑1,3,5‑三嗪‑1,3(2H,4H)‑二丙酸的羟基进行保护，然后与2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷发生缩聚反应，再脱保护，接着对得到的缩聚物进行3‑(二甲氨基)丙烯酸乙酯接枝改性，再与表面修饰的纳米碳酸钙、2,7‑萘基二硫醇混合均匀，经熔挤和热定型工艺最终获得聚合物膜，最后制孔。本发明公开的通过上述制备方法制备得到的锂电池隔膜具备更高的锂离子传导率，更优异的耐候性、热稳定性和电化学稳定性，反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性及更佳的机械性能。

技术领域

本发明属于化学电源技术领域，涉及一种锂电池元件，尤其涉及一种锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

以石油为代表的化石资源日益减少，以石油作为原料的汽车给我们带来便利的同时也给我们带来了日益恶化的环境，人类在不遗余力的寻找清洁的替代能源。锂离子电池由于能量密度高，循环寿命长、体积小、质量轻等优点可在电动汽车上作为清洁能源使用。

隔膜是锂电池的重要组成构件之一，它的微孔结构、物理性能、化学特性、热性能等与锂电池性能密切相关，在锂电池中起着分隔正、负极，防止电池内部短路，允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程的作用。其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用，被业界称为电池的“第三电极”。

目前，商品化的锂电池隔膜主要是以聚乙烯和聚丙烯为材料的聚烯烃微孔膜。然而这些传统聚烯烃隔膜的熔点较低，受热后会出现收缩闭孔，造成电池正负极接触短路，存在潜在的安全隐患；另外，聚烯烃类隔膜本身对电解液润湿性较差，吸液率不高，从而影响电池的循环性能。作为对上述膜的改进，目前，通常采用无机物以聚烯烃多孔膜为基体进行涂覆改性，但其相容性一直存在着问题。

中国发明专利201610743256.0公开了一种锂电池用隔膜，首先制备磺化聚醚酰亚胺、表面化学修饰的纳米氧化铝，之后将磺化聚醚酰亚胺、表面化学修饰的纳米氧化铝、聚赖氨酸和纳米碳酸钙按一定质量比混合均匀，经熔挤和热定型后通过酸洗、离子交换，离子体辐射后在其表面涂覆表面化学修饰的纳米氧化铝分散液，经处理后制得隔膜成品。此发明方法简单易行，制得的锂电池隔膜具有较高的离子电导率，良好的热稳定性、化学稳定性和电化学稳定性，反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性及优异的机械性能，但其表面涂覆的表面化学修饰的纳米氧化铝分散液与基膜相容性不好，也影响锂离子传输，且其耐候性有待进一步提高。

因此，开发一种同时具有更高的锂离子传导率，更优异的热稳定性、化学稳定性、耐候性和电化学稳定性，反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性及更佳的机械性能的锂电池隔膜符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种具备更高锂离子传导率，更优异的耐候性、热稳定性和电化学稳定性，反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性及更佳的机械性能的锂电池隔膜，同时提供该种隔膜的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，

一种锂电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：

Ⅰ羟基保护：将二氢-2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3(2H,4H)-二丙酸溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成溶液，在冰水浴下搅拌10-20分钟，再向其中加入咪唑和三甲基氯硅烷，继续搅拌2-3小时，后将反应混合物用乙酸乙酯稀释，用水洗3-5次，再用饱和食盐水洗3-5次，最后用无水硫酸镁除水，过滤，旋蒸除去溶剂，得到中间产物；