[发明专利]一种聚醚醚酮隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚醚醚酮隔膜及其制备方法和应用，其制备方法包括以下步骤：步骤1：惰性气体保护下，向二苯砜中依次加入二氟二苯甲酮和对苯二酚得反应液；将反应液一次升温至150‑190℃，然后加入无水碳酸钾和聚乙二醇，搅拌均匀后阶梯升温至310‑350℃，并于310‑350℃搅拌2‑3h；降温至90‑180℃且反应液粘度为10000‑14000mPa.s得挤出体；步骤2：将步骤1所得挤出体经铸片工艺得铸片，然后一次进行横拉、纵拉、一次萃取、一次烘干、二次萃取和二次烘干得聚醚醚酮隔膜。依据上述制备方法制备的聚醚醚酮隔膜，相比于传统的耐高温隔膜，即聚酰亚胺隔膜和间位芳纶隔膜，表现出更好的耐高温性能和机械性能。

技术领域

本发明涉及电池隔膜技术领域，特别是涉及一种聚醚醚酮隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

目前市场上的电池隔膜一般采用PE和PP材质制成，其优点在与有很好的柔性和强度，制作隔膜较为简单，其缺点在于不具有耐高温性。而耐高温的隔膜一般不具备柔性以及强度。例如，聚酰亚胺跟间位芳纶都属于耐高温材料，但是在制作隔膜后各项性能都有所下降，在受到机械碰撞时容易引起破裂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中常用材质不能兼顾耐高温性能和机械强度的技术缺陷，而提供一种聚醚醚酮隔膜。

本发明的另一个目的，是提供上述聚醚醚酮隔膜的制备方法。

本发明的另一个目的，是提供上述聚醚醚酮隔膜的应用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种聚醚醚酮隔膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备挤出体

惰性气体保护下，向二苯砜中依次加入二氟二苯甲酮和对苯二酚得反应液；将反应液一次升温至150-190℃，然后加入无水碳酸钾和聚乙二醇，搅拌均匀后阶梯升温至310-350℃，并于310-350℃搅拌2-3h；降温至90-180℃且反应液粘度为10000-14000mPa.s得挤出体；

上述过程的化学反应式为：

二苯砜的质量份数为69-51份，二氟二苯甲酮和对苯二酚的质量份数和为17-23份，无水碳酸钾的质量份数为2-5份，聚乙二醇的质量份数为12-21份；其中，二氟二苯甲酮和对苯二酚的摩尔比为(0.9-1.3)：(1-1.5)；

步骤2：制膜

将步骤1所得挤出体经铸片工艺得铸片，然后依次进行横拉、纵拉、一次萃取、一次烘干、二次萃取和二次烘干得聚醚醚酮隔膜。

在上述技术方案中，步骤1中，所述阶梯升温具体为：二次升温至200-230℃，200-230℃下反应50-70min，然后三次升温至240-260℃，240-260℃反应10-25min，然后四次升温至310-350℃。阶梯升温主要为了避免反应过快而产生爆聚，阶梯升温的好处是减缓反应，让分子更为充分的聚合，有利于提高挤出体的分子量，使挤出体的分子量大概在5万到8万之间。

在上述技术方案中，一次升温、二次升温、三次升温和四次升温时的升温速率为3-6℃/min。

在上述技术方案中，步骤1中，降温速率为2-5℃/min。降温太快会使高分子凝结在一起结成小颗粒块状，容易在步骤2制膜过程中发生断裂。

在上述技术方案中，步骤2中，铸片工艺中挤出机的挤出口宽度为250-350mm，挤出口高度为15-25mm，挤出速率为0.2-0.5m/s；冷却辊的温度为110-150℃，铸片工艺中冷却辊的速度为0.2-0.5m/s。