[发明专利]一种芳香族聚酰胺微孔膜及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种芳香族聚酰胺微孔膜及其制备方法和用途，所述方法是通过将芳香族聚酰胺、溶剂和助剂混合均匀，通过挤出拉伸的方法制备隔膜，具体方法包括：A：浆液配制：将芳香族聚酰胺和溶剂以及造孔剂、助剂混合均匀，得到铸膜液；B：挤出拉伸：将步骤A的铸膜液从挤出机中挤出，得到铸膜片，将铸膜片浸入凝固浴中，并在凝固浴中对铸膜片进行拉伸；C：凝固：将拉伸后的铸膜片浸入水中，使其凝固，制备得到芳香族聚酰胺微孔膜。该方法所得膜透气性良好、耐高温性能强且机械性良好，符合锂离子电池隔膜对孔径的要求。所述制备方法简单，制作成本低廉。本发明电池隔膜可广泛应用于各种锂离子电池的制造中。

技术领域

本发明涉及一种芳香族聚酰胺微孔膜及其制备方法和用途，属于锂离子电池隔膜技术领域。

背景技术

锂离子电池主要由正负极、隔膜和电解液组成，而隔膜是关键的内层组件之一。锂离子电池隔膜通常以聚合物基薄膜制成，多为多孔结构，用于隔开正负极的同时阻止电子而允许离子通过，避免正负极直接接触发生反应。目前常规的锂电池隔膜材料主要以微孔聚烯烃为主，这主要是因为聚烯烃材料具有良好的机械性能、较高孔隙率、良好弹性和化学稳定性。但是，聚烯烃多孔膜的耐热性能较差，例如聚乙烯隔膜的闭孔温度为130-140℃，熔断温度在150℃，聚丙烯的闭孔温度为150℃，熔断温度在170℃，说明其热收缩性能差，这局限了锂离子电池在安全性能上的扩展应用。随着新能源汽车对动力电池材料能量密度和安全性要求的提高，对锂离子电池的隔断性、耐热性和抗穿刺性等安全性能提出更高的要求，未来锂离子电池隔膜将向表面涂覆或新材质隔膜材料方向发展，锂离子电池隔膜仍有较大的发展空间。

间位芳纶是在1962年首先被合成的一种高性能间位芳香族聚酰胺品种，间位芳纶的分子链主链由间位的苯环酰胺键组成，具有很强的氢键网络结构，使其表现出突出的机械性能、热稳定性、自熄性和耐化学腐蚀性等特征。使用芳纶涂覆的锂离子电池隔膜耐高温性能好，但是存在涂层不均匀以及孔均一性差等问题。在CN103515564A中，公开了一种复合隔膜的制备，由支撑层和有机/无机粒子共混涂覆层组成，该方法制得的隔膜热安全性好，且对电解液的吸收保持能力强，但同时，受有机/无机离子混合不均匀的影响，存在薄膜均一性不佳，涂覆不稳定、易剥落等问题。在CN104201310A中，公开了一种芳纶涂覆在聚烯烃多孔膜表面制备复合隔膜的技术，该方法在聚烯烃多孔膜表面引入正电荷，使得芳纶纳米纤维或芳纶树脂膜不易从基膜表面剥落，提高电池循环性能，但是该方法过程繁琐，生产成本高，不利于大规模生产。通过表面涂覆改善聚烯烃电池隔膜性能的方法均存在涂布不均匀，涂覆层不稳定的问题，这会大大降低锂离子电池的安全性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服已有技术的缺点，提供一种用于锂离子电池隔膜的芳香族聚酰胺微孔膜及其制备方法和用途。所述微孔膜具有耐热性能好，成孔均匀，表面平整，透气性好等优点；所述制备方法简单，制作成本低廉，适合于大规模生产。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

一种芳香族聚酰胺微孔膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

A.浆液配制：将芳香族聚酰胺和溶剂以及造孔剂、助剂混合均匀，得到铸膜液；

B.挤出拉伸：将步骤A的铸膜液从挤出机中挤出，得到铸膜片，将铸膜片浸入凝固浴中，并在凝固浴中对铸膜片进行拉伸；

C.凝固：将拉伸后的铸膜片浸入水中，使其凝固，制备得到芳香族聚酰胺微孔膜。

根据本发明，所述方法还包括如下步骤：

D.干燥：将步骤C的凝固后的芳香族聚酰胺微孔膜经干燥处理。

根据本发明，所述的步骤A中的混合均匀优选为使芳香族聚酰胺充分溶解，得到均一溶液。

所述的步骤A中的混合温度为20-80℃。

所述的步骤A中的芳香族聚酰胺选自芳香族聚酰胺树脂或芳香族聚酰胺纤维。