[发明专利]聚酰亚胺锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可提高聚酰亚胺隔膜生产效率的聚酰亚胺锂电池隔膜及其制备方法，制备聚酰亚胺锂电池隔膜的材料包括低沸点溶剂、聚酰亚胺树脂、高温下反应产物全部为气体的成孔剂，聚酰亚胺树脂由二酐和二胺合成，二酐和二胺的摩尔比0.98:1~1.2:1；以聚酰亚胺树脂和低沸点溶剂的总质量为基准，所述低沸点溶剂的含量为75%~92%，聚酰亚胺树脂含量为8%~25%；以聚酰亚胺树脂的总质量为基准，成孔剂的含量为30%~60%,与现有的聚酰亚胺隔膜及其制备方法相比，无需多余步骤除去成孔剂，大大提高了聚酰亚胺隔膜的生产效率。

技术领域

本发明涉及一种电池隔膜，具体涉及一种可以大大提高聚酰亚胺隔膜生产效率的聚酰亚胺锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

隔膜是锂离子电池的重要组成部分，其作用主要是隔离正、负极，使电解液中的离子在正负极之间穿过而限制电子自由穿过。除此之外，隔膜对电池的安全性还有重要影响。电池在使用不当的情况下，电池内部或外部过热的情况下，传统的聚烯烃隔膜在电池温度超过160℃时会熔断，导致正负极接触而短路，从而导致电池着火或爆炸，严重危及着使用者的生命安全。

聚酰亚胺是一种综合性能良好的绝缘材料，具有优异的热稳定性和机械性能，其长期使用温度可高达300℃以上，是理想的电池隔膜材料。目前制备聚酰亚胺电池隔膜的制备方法有静电纺丝法、相转换法和无机填料脱除法，现有技术均存在一定的弊端，如静电纺丝法，生产效率低，设备成本高，工艺复杂等，相转换法和无机填料法在制备过程中都会使用凝固剂、无机填料去除剂等，在普通聚酰亚胺电池隔膜的制备方法中，凝固剂和无机填料去除剂等的使用也影响了聚酰亚胺电池隔膜的生产效率。

如中国发明专利CN 102354733中公开了一种聚酰亚胺隔膜的制备方法，该方法使用氧化锂等无机物作为成孔剂，将氧化锂分散在聚酰胺酸溶液中，铺膜亚胺化后得到含有氧化锂的聚酰亚胺薄膜，然后用稀盐酸反复清洗除去氧化锂得到多孔的聚酰亚胺隔膜。该方法得到聚酰亚胺薄膜后，需要多步的后处理过程，增加了时间成本，严重影响了隔膜的生产效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种产品质量好、性能稳定、成本低、生产效率高的聚酰亚胺锂电池隔膜及其制备方法，与现有聚酰亚胺隔膜及其制备方法相比，无需多余步骤除去成孔剂，大大提高了聚酰亚胺隔膜的生产效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种聚酰亚胺锂电池隔膜，其特征在于，所述制备聚酰亚胺锂电池隔膜的材料包括低沸点溶剂、聚酰亚胺树脂、高温下反应产物全部为气体的成孔剂，其中所述聚酰亚胺树脂由二酐和二胺合成，二酐和二胺的摩尔比为0.98:1~1.2:1；以聚酰亚胺树脂和低沸点溶剂的总质量为基准，所述低沸点溶剂的含量为75%~92%，聚酰亚胺树脂含量为8%~25%；以聚酰亚胺树脂的总质量为基准，所述成孔剂的含量为30%~60%。

所述低沸点溶剂为能够溶解聚酰胺酸的低沸点溶剂，具体为甲醇、乙醇、四氢呋喃的一种或多种组合，当多种溶剂混合使用时，以甲醇、乙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%，所用甲醇和乙醇的总含量为20%~30%，其中占溶剂含量20%~30%的甲醇和乙醇之间以任意比例混合。

所述二酐为常用的合成聚酰亚胺的单体，包括均苯四甲酸酐、3,3’, 4,4’-联苯四甲酸二酐、2,2’, 3,3’-联苯四甲酸二酐、二苯酮四甲酸二酐、双酚A型二醚二酐中的一种或几种的任意组合。

所述二胺为常用的合成聚酰亚胺的单体，包括4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚对苯二胺、间苯二胺、5,4’-二氨基-2-苯基苯并恶唑、2-（4-氨基苯基）-5氨基苯并咪唑、4,4’-二氨基-2,2’-二甲基-1,1’-联苯、4,4’-二氨基联苯中的一种或几种的任意组合。