[发明专利]锂电池生产用耐高温阻燃型含氟聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池生产用耐高温阻燃型含氟聚合物及其制备方法，包括共聚物、第一外连接层、第二外连接层、第一内连接层和第二内连接层，所述第一外连接层、第一内连接层、共聚物、第二内连接层和第二外连接层从外向内依次连接。本发明属于锂电池技术领域，具体是提供了一种通过设置第一外连接层和第二外连接层，提高含氟聚合物的耐高温性能，通过设置第一内连接层和第二内连接层，提高含氟聚合物的阻燃性能，通过外壳的设置，提高电池散热性能的同时对外界的撞击进行缓冲的锂电池生产用耐高温阻燃型含氟聚合物及其制备方法。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体是指一种锂电池生产用耐高温阻燃型含氟聚合物及其制备方法。

背景技术

锂电池被认为是未来最有潜力的大型电源和储能装置，电池隔膜是一个关键部件，放在正负极之间，以防止电短路，同时允许带电离子的快速传输。锂离子电池对隔膜的要求包括良好的化学和热稳定性、低厚度、适当的孔隙率和孔径以及良好的机械强度。PVDF膜是一种可做锂离子电池隔膜的材料。

在目前的锂离子电池中，通常使用聚烯烃作为隔膜，由于锂电池热失控或隔膜损坏导致爆炸事件的发生频繁，锂电池发生爆炸后会对使用者的身体健康造成威胁，现有的隔膜耐高温性能不足，且阻燃性能较差，电池散热性能不足且外壳受撞击时容易损坏。

聚烯烃隔膜主要存在如下问题：聚烯烃膜对有机电解液的亲和力很弱，亲液性能较差，不利于锂离子的快速迁移，进而影响电池性能；且热稳定性能较差，PE隔膜的熔点在135℃左右，PP隔膜的熔点约为160℃，当电池连续长时间运行时，可能会因散热不充分而导致电池过热,引起隔膜尺寸收缩严重，,从而造成电池短路，发生安全事故。

为了改善隔膜的热稳定性，耐热收缩性，对液体电解质的吸收性、浸润性和吸液保液的能力等，通常需要在聚烯烃隔膜表面进行聚合物涂覆或陶瓷涂覆，本发明提出了一种耐高温阻燃型含氟聚合物来改善隔膜的性能。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种提高耐热收缩性，提高了聚合物隔膜热拉伸成膜性能，提高耐高温和阻燃性能，且第一外连接层和第二外连接层，进一步提高含氟聚合物的耐高温性能，第一内连接层和第二内连接层的设置，提高含氟聚合物的阻燃性能，通过外壳的设置，提高电池散热性能的同时对外界的撞击进行缓冲的锂电池生产用耐高温阻燃型含氟聚合物及其制备方法。

本发明采取的技术方案如下：本方案的耐高温阻燃型含氟聚合物，包括偏氟乙烯共聚物、氢氧化钾溶液、氮气、无机陶瓷、造孔剂、耐高温助剂、阻燃助剂和多孔基材。

一种耐高温阻燃性含氟聚合物的制备方法，其操作步骤为：

S1：在偏氟乙烯共聚物树脂中通入氢氧化钾溶液，通入氮气，在加热、搅拌、过滤，用去离子水洗涤到中性，干燥，得到碳碳双键的偏氟乙烯共聚物。

S2：将得到的碳碳双键的偏氟乙烯共聚物放置在高速搅拌机的内部，再次通入氮气、无机陶瓷、造孔剂、耐高温助剂和阻燃助剂，充分搅拌均匀。

S3：搅拌结束后，均匀涂覆在多孔基材双面，熟化、光照、定型成膜。

S4：真空条件下烘干，得到一种锂电池用含氟聚合物隔膜。

优选的，所述去离子水的质量为偏氟乙烯质量的3.5倍。

优选的，加热温度为65℃，搅拌时间为4h。

优选的，所述熟化温度为45℃，所述熟化时间为30h，所述光引发剂为紫外线灯，光照时间为7h。

优选的，所述偏氟乙烯共聚物选自偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物PVDF-HFP、偏二氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物PVDF-CTFE中的一种或几种。

优选的，所述造孔剂为聚乙二醇、羟丙基红维素、聚维酮、聚氮髓、尿素、聚乙烯吡咯烷酮、木粉、滑石粉其中的一种或二种混合物。