[发明专利]改性聚烯烃及其制备方法与锂离子电池

说明书

本发明提供了一种改性聚烯烃及其制备方法与锂离子电池。上述改性聚烯烃具有式(I)所示结构，R基团选自氢原子或碳原子数为1～4的烷基；x为聚烯烃链段的聚合度，y为聚酯链段的聚合度，其中x为1～10supgt;7/supgt;，y为1～5×10supgt;5/supgt;；改性聚烯烃的重均分子量为2.1×10supgt;2/supgt;～6×10supgt;6/supgt;g/mol。通过将极性聚酯链段引入到聚烯烃材料中，制得了上述改性聚烯烃，提高了聚烯烃类隔膜的浸润性和保液性。同时，上述改性聚烯烃的适应性强，通过调整其结构中含有的聚烯烃链段和聚酯链段的种类与质量比例，制得具有不同结构的改性聚烯烃，便于后续制得的改性聚烯烃类隔膜适应不同的电解液环境。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，具体而言，涉及一种改性聚烯烃及其制备方法与锂离子电池。

背景技术

聚烯烃隔膜是锂离子电池的四大主材之一，起着避免正负极片接触而短路的作用，还具有快速传输锂离子的重要功能。目前，大部分锂离子电池隔膜主要由非极性的聚乙烯、聚丙烯材料制备而成，这类材料对极性电解液的浸润性非常差，保液量较低，从而降低了锂离子传输的速度，增大了电化学阻抗。

聚烯烃基嵌段共聚物是具有不同嵌段分子的树脂，可将非极性聚烯烃嵌段与极性聚合物嵌段相结合，使得聚烯烃表现出不同的溶液和固体性质，因而在聚烯烃隔膜、高性能粘结剂等材料领域取得广泛应用。例如，将聚碳酸酯分子引入到聚丙烯树脂中，可提高聚丙烯的着色性、抗冲性以及极性溶剂浸润性；将己内酯嵌段引入到聚乙烯树脂中，可赋予聚乙烯一定的机械性能以及潜在的形状记忆性能，这使得所制备的锂离子电池隔膜具有自恢复性能。因此，需要开发可制备成高性能聚烯烃类电池隔膜的专用料，来改善锂离子电池隔膜的浸润性等性能，进而提高离子导电性和电池的充放电性能具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种改性聚烯烃及其制备方法与锂离子电池，以解决现有技术中聚烯烃类隔膜存在浸润性差、保液性差及由其导致的阻抗高的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种改性聚烯烃，上述改性聚烯烃具有式(I)所示结构，

R基团选自氢原子或碳原子数为1～4的烷基；x为聚烯烃链段的聚合度，y为聚酯链段的聚合度，其中x为1～10⁷，y为1～5×10⁵；改性聚烯烃的重均分子量为2.1×10²～6×10⁶g/mol。

进一步地，改性聚烯烃的分子量分布指数为1.1～50；可选地，改性聚烯烃的分子量分布指数为1.5～15。

进一步地，聚烯烃链段的等规度为80～99.5％。

为了实现上述目的，本发明另一个方面还提供了一种上述改性聚烯烃的制备方法，改性聚烯烃的制备方法包括：在溶剂、催化剂、链转移剂的存在下，使烯烃单体进行聚合反应，得到含有聚烯烃的第一混合液；使薄荷酮内酯单体与第一混合液中的聚烯烃进行开环聚合反应，得到改性聚烯烃，其中薄荷酮内酯单体包括但不限于式(II)和/或式(III)所示的单体：

进一步地，溶剂选自甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、1,2,4-三甲苯、己烷、戊烷、正辛烷、环己烷和异辛烷组成的组中的一种或多种；催化剂选自钛配合物催化剂、锆配合物催化剂和铪配合物催化剂组成的组中的一种或多种；链转移剂为金属烷基链转移剂，金属烷基链转移剂选自氯化二乙基铝、二氯化乙基铝、正丁基锂、三乙基铝、三甲基铝、三异丙基铝、二乙基锌、二乙基镁、二丁基镁和正丁基乙基镁组成的组中的一种或多种；烯烃单体选自乙烯、丙烯、1-丁烯和4-甲基-1-戊烯组成的组中的一种或多种。