[发明专利]对位芳纶聚合体、锂电池隔膜及制备方法和锂电池

说明书

本申请提供一种对位芳纶聚合体、锂电池隔膜及制备方法和锂电池，涉及锂电池领域。对位芳纶聚合体：惰性气体下将助溶剂加入反应溶剂中，加热搅拌溶解后降至室温，加入陶瓷颗粒搅拌分散均匀；加入对苯二胺溶解，冷却，加对苯二甲酰氯，反应完成，调节pH值至中性；反应温度‑5～5℃，反应时间3～30分钟。锂电池隔膜，包括基材和涂覆在基材表面的涂覆层，涂覆层由对位芳纶聚合体制得。锂电池隔膜的制备方法包括将对位芳纶聚合体涂覆在基材上，厚度1～10μm，产物在空气中停留5～100秒，凝固处理和干燥处理；涂覆前将对位芳纶聚合体进行脱泡处理。锂电池包括锂电池隔膜。本申请提供的锂电池隔膜制得的锂电池安全性能好。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体而言，涉及一种对位芳纶聚合体、锂电池隔膜及制备方法和锂电池。

背景技术

锂电池具有诸多优点，应用广泛。然而，频繁发生的安全事故引起了广泛关注，其中隔膜作为锂电池关键的组件之一，可提供锂离子传输通道，并且防止正、负极接触发生短路，对锂电池的安全性具有非常重要的影响。因此，通过改进隔膜的性能来提高锂电池的安全性越来越受到人们的重视。

聚烯烃隔膜是目前使用最广泛的锂电池隔膜，但是聚烯烃隔膜存在热收缩率太高和电解液浸润性不足的问题。现有应用最广泛的是PE、PP隔膜，在100℃以上就发生软化变形。为了改善聚烯烃隔膜的热稳定性和浸润性，目前主要的解决方案是在聚烯烃隔膜的单面或双面涂覆涂层。

现有技术主要常用的涂覆有两种方式，一种是将聚偏氟乙烯溶解在丙酮中，将其涂覆到聚烯烃基材上，此种方法由于采用丙酮等低沸点有机溶剂作为造孔剂，安全风险大；同时，该方法对耐热聚合物多微孔层的厚度和形貌很难进行精确控制，对环境湿度要求苛刻，一旦环境湿度有所变化易造成破孔、裂孔等现象，或易于形成致密膜，不利于批量生产。另外一种方法是在聚烯烃隔膜上涂覆耐热的无机涂层，常用涂覆的无机粒子有Al₂0₃、ZrO₂、SiO₂等，此种方法存在无机颗粒与基材结合性能差，容易掉粉的问题；同时其强吸水性为锂电池生产带来麻烦，增加生产成本。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种对位芳纶聚合体，采用原位聚合的制备方法，有效的提高了涂覆隔膜的穿刺强度、破膜温度、高温热收缩性能及电解液浸润性。并且其制备流程简单，生产条件易于实现和掌控，有利于批量化生产。解决了聚偏氟乙烯和丙酮作为涂覆材料所存在的安全问题和对生产条件要求苛刻难以批量生产的问题，同时解决了无机涂层与基材结合性能差，容易掉粉，并且无机颗粒吸水导致增加生产成本的问题。

本发明的第二目的在于提供一种锂电池隔膜，所述锂电池隔膜具有良好的穿刺强度，热收缩性能，电解液浸润性。

本发明的第三目的在于提供一种锂电池隔膜的制备方法，其工艺简单，条件可控，易于扩大化生产，所制得的锂电池隔膜性能好。

本发明的第四目的在于提供一种锂电池，所述锂电池的安全性能更好。

为实现以上目的，特采用以下技术方案：

一种对位芳纶聚合体，其制备方法包括：

在惰性气体环境下，将助溶剂加入反应溶剂中，加热，搅拌溶解后降至室温，加入陶瓷颗粒搅拌分散均匀；；

然后加入对苯二胺，搅拌溶解，冷却，再加入对苯二甲酰氯，至反应完成后，调节pH值至中性；

所述反应的温度为-5～5℃，反应的时间为3～30分钟。

优选地，所述反应溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺或邻苯二甲酸二甲酯中的一种或多种；

优选地，所述陶瓷颗粒包括氧化铝、勃姆石、氧化锆、氧化镁、氧化锌或氧化硅中的一种或多种；