[发明专利]聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法及其产品

摘要

本发明涉及一种聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法及其产品,将成孔剂分散于溶剂中，再先后加入二胺和二酐，得到含有成孔剂的聚酰胺酸溶液A；以聚酰胺酸总质量为基准，成孔剂的含量为40%~55%，二酐和二胺摩尔比为0.96:1~1.02:1，以溶剂和聚酰胺酸的总质量为基准，聚酰胺酸的质量固含量为10%~40%；将无纺布浸渍在A溶液中，得到含有无纺布的聚酰胺酸复合膜B；将复合膜B浸入凝固液中进行化学亚胺化，得到聚酰亚胺复合膜C；将聚酰亚胺复合膜C置于烘箱中加热使成孔剂气化分解成孔，得到聚酰亚胺改性复合电池隔膜,本发明不含粘结剂，避免了使用粘合剂制备的复合膜存在层叠膜间容易脱落的问题,不需用多余的溶剂除去成孔剂，节约成本，提高生产效率。 1

主权项

1.一种聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）、将成孔剂分散于溶剂中，再先后加入二胺和二酐，得到含有成孔剂的聚酰胺酸溶液A；以聚酰胺酸的总质量为基准，所述成孔剂的含量为40%~55%，所述二酐和二胺的摩尔比为0.96:1~1.02:1，以聚酰胺酸和溶剂的总质量为基准，所述聚酰胺酸的质量固含量为10%~40%，所述溶剂的含量为60%~90%；

步骤2）、将无纺布浸渍在步骤1）制备的A溶液中，得到含有无纺布的聚酰胺酸复合膜B；

步骤3）、将步骤2）制备的复合膜B浸入凝固液中进行化学亚胺化，得到聚酰亚胺复合膜C；

步骤4）、将步骤3）制备的聚酰亚胺复合膜C置于烘箱中加热使成孔剂气化分解成孔，得到聚酰亚胺改性的复合电池隔膜。

2.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述成孔剂为高温下反应产物全部为气体的物质，所述成孔剂选自草酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、亚硝酸胺、硝酸铈铵中的一种或几种的组合, 在其它几种组合时各成分之间是任意比；所述成孔剂的平均粒径为0.03~0.15微米。

3.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂为能够溶解聚酰胺酸的溶剂，具体为N,N‑二甲基乙酰胺（DMAc）、N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）、甲醇和四氢呋喃的混合溶剂中的任一种；当以甲醇和四氢呋喃的混合溶剂为溶剂时，以甲醇和四氢呋喃的总质量为基准，所用四氢呋喃的含量为70%~80%，所用甲醇的含量为20%~30%。

4.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺酸溶液25℃下用4#粘度杯测试的粘度为40~200s。

5.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤2）中，所述的浸渍过程为超声辅助浸渍，浸渍的时间为20~60分钟，浸渍的温度为‑5~30℃。

6.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤3）中，所述凝固液为含有脱水剂和催化剂的的化学亚胺化试剂，脱水剂为乙酸酐、丙酸酐中的一种或两种的任意比组合，催化剂为三乙胺、吡啶、甲基吡啶中的一种或多种的任意比组合，所述脱水剂与催化剂的摩尔比为1:1，所用凝固液与聚酰胺酸的摩尔比例为1:1，所述在复合膜在凝固液里的浸渍时间为30~60分钟。

7.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法，其特征在于，在步骤4）中，所述烘箱中使成孔剂受热分解的处理过程为在温度90℃下处理10~30分钟，在温度95℃下再处理10~30分钟，在温度100℃下再处理20~30分钟，在温度120~250℃下再处理10~30分钟。

8.一种利用权利要求1‑7之一所述的聚酰亚胺改性复合电池隔膜的制备方法制备的聚酰亚胺改性的复合电池隔膜，其特征在于,所述复合电池隔膜包括聚酰亚胺隔膜材料和无纺布，所述聚酰亚胺隔膜材料具有多孔结构，所述无纺布位于复合电池隔膜的中间层，所述多孔结构的聚酰亚胺隔膜材料贯穿于无纺布内部并覆盖于无纺布两个表层。

9.根据权利要求8所述的聚酰亚胺改性复合电池隔膜，其特征在于，所述无纺布为聚乙烯、聚丙烯、PET无纺布中的任意一种，所述无纺布的厚度为10~35微米，所述无纺布两个表层上聚酰亚胺隔膜材料厚度为5~7.5微米，所述无纺布的孔径为0.3~2.5微米,所述复合电池隔膜的厚度为20~50微米，所述复合电池隔膜的孔径为0.03~0.15微米。

10.根据权利要求8所述的聚酰亚胺改性复合电池隔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺隔膜材料包括溶剂、聚酰胺酸、高温下反应产物全部为气体的成孔剂，其中所述聚酰胺酸由二胺和二酐合成，所述二酐和二胺的摩尔比为0.96：1~1.02:1,以溶剂和聚酰胺酸的总质量为基准，所述聚酰胺酸的质量固含量为10%~40%；以聚酰胺酸的总质量为基准，所述成孔剂的含量为40%~55%。