[发明专利]一种电池隔膜的制备方法及其制备的电池隔膜

说明书

本发明提供了一种电池隔膜的制备方法，包括将聚苯硫醚、聚亚苯基砜、硫酸盐在290～350℃共混均匀；制备成片状材料；浸渍在浸出液中，溶解去除聚亚苯基砜；浸渍在含水的液体中，去除硫酸盐。本发明的方法采用聚苯硫醚、聚亚苯基砜、硫酸盐共混，利用硫酸盐有利于使聚苯硫醚和聚亚苯基砜共混物形成共连续相，且相尺寸较小的特点，再通过浸出液刻蚀去除聚亚苯基砜，水刻蚀去除硫酸盐，制备出空孔率、透气抵抗、刺穿强度、拉伸强度、阻燃性各项性能优异的电池隔膜。

技术领域

本发明涉及塑料薄膜技术领域，尤其涉及一种电池隔膜的制备方法及由其制备的电池隔膜。

背景技术

目前，锂离子电池普遍使用微孔聚烯烃隔膜，原因在于微孔聚烯烃隔膜在合理的成本范围内可以提供良好的机械性能和化学稳定性，可满足锂离子电池常规使用的要求。但聚烯烃隔膜熔点低、阻燃性差，在高温条件下容易变形熔化并燃烧，影响锂离子电池的安全性和寿命。

中国专利申请CN201410445356.6公开了一种陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜及其制备方法，其通过聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)复合，在复合基材表面依次涂布水性陶瓷涂料和水性PVDF浆料的方法得到热安全性高和保持电解液能力强的四层复合隔膜。中国专利申请CN201310497095.8是在PP或PE隔膜外依次涂覆氧化物涂层、芳纶树脂涂层和PVDF-HEP共聚物层来提高隔膜的力学性能和耐热性能。中国专利申请 CN201380016862.2是在聚烯烃微孔膜上涂覆一层由芳香族聚酰胺、凝胶聚合物、金属氧化物组成的微孔结构。中国专利申请CN201380016862.7是在包含聚烯烃类树脂的多孔膜上层叠有包含聚酰胺酰亚胺类树脂且含有无机粒子或交联高分子粒子多孔膜的电池用隔膜。上述现有技术都是在聚乙烯基础上进行改性，并不能改变聚乙烯阻燃性差的缺点，并且工艺复杂成本较高、批次稳定性差。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，而提供一种电池隔膜的制备方法及制备的电池隔膜。

本发明提供的电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤A，将聚苯硫醚、聚亚苯基砜、硫酸盐在290～350℃共混均匀；

步骤B，将得到的共混物制备成片状材料；

步骤C，将得到的片状材料浸渍在浸出液中，溶解去除聚亚苯基砜；

步骤D，将去除聚亚苯基砜后的片状材料，浸渍在含水的液体中，去除硫酸盐。

其中，聚苯硫醚(PPS)是聚合物分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，化学性质稳定，耐溶剂性强，能保证电池隔膜在电解液中不溶解、不溶胀变形。并且聚苯硫醚熔点达到281℃，热变形温度一般大于260℃，可在180～220℃温度范围使用，具有很高的阻燃性、耐热性和刚性。

聚亚苯基砜是分子主链中含有亚苯基-SO₂-亚苯基链节的热塑性树脂，能提供优异的抗冲击性和高强度。

硫酸盐是由硫酸根离子(SO₄^2-)与其他金属、非金属离子组成的化合物。申请人发现硫酸盐的加入，使聚苯硫醚和聚亚苯基砜容易形成共连续相(Co-continuous Phases)，且相尺寸较小；再利用硫酸盐溶于水的特点，加入的硫酸盐溶于水析出后，能够制备出空孔率大于20％、透气抵抗小于700s/20μm，刺穿强度大于1500mN/20μm，拉伸强度大于 125MPa的基于聚苯硫醚树脂的电池隔膜。

其中，硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸铝中的一种或多种。

本发明中，当步骤A中聚苯硫醚、聚亚苯基砜、硫酸盐的共混温度小于290℃时，体系熔融不完全，共混体系不均匀，材料性能不好。当共混温度大于350℃，加热体系所需的能源增加，但并不能提高体系的共混效果和材料的性能，增加了制作成本。