[发明专利]一种锂电池隔膜及其制备方法

摘要

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。

主权项

1.一种锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，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；Ⅱ缩聚物的制备：将经过步骤Ⅰ制备得到的中间产物、2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1‑羟基苯并三唑、4‑二甲氨基吡啶溶于高沸点溶剂中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，密封，于150‑170℃回流反应3‑4小时进行酰胺化反应，然后向其中加入催化剂，降压至300‑500Pa，在260‑270℃下缩聚反应10‑12小时，后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤4‑6次后，再置于真空干燥箱80‑90℃下干燥至恒重，得到缩聚物；Ⅲ羟基脱保护：将经过步骤Ⅱ制备得到的缩聚物溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，再向其中加入四甲基氟化铵，在40‑60℃下搅拌反应2‑3小时，后在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤4‑6次后，再置于真空干燥箱80‑90℃下干燥至恒重，得到带有活性羟基的缩聚物；Ⅳ氯代缩聚物的制备：将经过步骤Ⅲ制备得到的带有活性羟基的缩聚物溶于N‑甲基吡咯烷酮中，再向其中加入(±)‑4‑氯苯乙烯环氧化物和碱性催化剂，在75‑85℃下搅拌反应6‑8小时，后在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤3‑5次后，再置于真空干燥箱80‑90℃下干燥至恒重，得到氯代缩聚物；Ⅴ3‑(二甲氨基)丙烯酸乙酯改性缩聚物：将经过步骤Ⅳ制备得到的氯代缩聚物溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，再向其中加入3‑(二甲氨基)丙烯酸乙酯、碳酸钠，在40‑60℃下搅拌反应6‑8小时，后在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤3‑5次后，再置于真空干燥箱80‑90℃下干燥至恒重，得到3‑(二甲氨基)丙烯酸乙酯改性缩聚物；Ⅵ聚合物膜的制备：将经过步骤Ⅴ制得的3‑(二甲氨基)丙烯酸乙酯改性缩聚物、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；Ⅶ制孔：将步骤Ⅳ制得的聚合膜浸泡在质量分数为10‑15％的盐酸溶液中20‑30小时，后用水冲洗膜至洗脱液呈中性，得到锂电池隔膜。