[发明专利]一种亲水全氟电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种亲水全氟电池隔膜及其制备方法，属于电池隔膜技术领域。制备方法包括如下步骤：(1)、将溶剂型聚偏二氟乙烯浆料置于聚四氟乙烯微孔膜基体内，在温度为10－80℃、湿度为5－45％、风速为0.5－5.0m/min的条件下进行初始相转化，第一次干燥后得到全氟疏水性基膜。(2)、将亲水改性反应液置于全氟疏水性基膜内，在温度为95－155℃、压力为0.01－0.50MPa、二氧化氯气氛为0.01－30g/m3的条件下进行亲水反应1－20min，第二次干燥后得到亲水全氟电池隔膜。上述方法得到的亲水全氟电池隔膜的孔隙率高、进行亲水层高度交联，电池隔膜的耐温度、耐化学品和电导率均大幅度提高。

技术领域

本发明涉及电池隔膜技术领域，具体而言，涉及一种亲水全氟电池隔膜及其制备方法。

背景技术

电池隔膜是指在电池正极和负极之间的一层隔离材料，是电池中非常关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响，其主要作用是：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过，让电解液中的离子在正负极之间自由通过。电池隔膜的离子传导能力直接关系到电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作用。

现有的电池隔膜的孔隙率低，耐温度效果不好，耐化学品性能不强，电导率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种亲水全氟电池隔膜的制备方法，方法简单，处理方便，容易实现工业化生产。

本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法得到的亲水全氟电池隔膜，孔隙率、耐温度、耐化学品和电导率均大幅度提高。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种亲水全氟电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将溶剂型聚偏二氟乙烯浆料置于聚四氟乙烯微孔膜基体内，在温度为10－80℃、湿度为5－45％、风速为0.5－5.0m/min的条件下进行初始相转化，第一次干燥后得到全氟疏水性基膜；

(2)、将亲水改性反应液置于全氟疏水性基膜内，在温度为95－155℃、压力为0.01－0.50MPa、二氧化氯气氛为0.01－30g/m³的条件下进行反应1－20 min，第二次干燥后得到亲水全氟电池隔膜。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述，聚四氟乙烯微孔膜基体的厚度为5－160μm、孔径为0.05－5.0μm、孔隙率为50－95％、纵横方向抗拉强度为40－120MPa。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述溶剂型聚偏二氟乙烯浆料包括有机溶剂、聚偏二氟乙烯和无机固态纳米材料；

优选地，有机溶剂包括高沸点溶剂和低沸点溶剂，高沸点溶剂和低沸点溶剂的质量比为1：(0.03－3.5)；

优选地，高沸点溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺和N－吡咯烷酮中的至少一种；

优选地，高沸点溶剂为二甲基乙酰胺；

优选地，低沸点溶剂选自丙酮、丁酮、乙醇、醋酸乙酯中的至少一种；

优选地，低沸点溶剂为丙酮；

优选地，无机固态纳米材料为二氧化硅；

优选地，二氧化硅的粒径为50－120nm。

进一步地，本发明较佳的实施例中，按照质量百分数计，有机溶剂占浆料的85－96％，聚偏二氟乙烯占浆料的2－12％，无机固态纳米材料占浆料的0－5％。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述亲水改性反应液包括溶剂、反应物和催化剂；

优选地，溶剂为甲醇或乙醇；