[发明专利]阻燃型纳米纤维锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃型纳米纤维锂电池隔膜及其制备方法，涉及锂电池隔膜技术领域，所述阻燃型纳米纤维锂电池隔膜由聚酰胺和无卤有机阻燃剂经静电纺丝制成，所述聚酰胺由2,2'‑二(3,4,5‑三氟苯基)‑4,4'‑联苯二胺和4‑氧代‑1,4‑二氢吡啶‑2,6‑二羧酸经熔融缩聚反应制得；本发明由聚酰胺和无卤有机阻燃剂制得纳米纤维锂电池隔膜，该隔膜不仅阻燃性好，并且力学强度高，综合应用性能优良，大大拓宽了隔膜的应用范围。

技术领域：

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种阻燃型纳米纤维锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术：

在锂电池的结构中，隔膜属于关键组件，其性能决定电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等。目前使用较多的是基于聚烯烃材料的隔膜，但是聚烯烃类隔膜的电解液浸润性较差，并且热稳定性不好，高温时会发生明显的收缩熔融现象。

专利CN 103000851B公开了一种锂电池用聚砜纳米纤维隔膜，所述的锂电池用聚砜纳米纤维隔膜由一种或者任意比例的多种聚砜溶解于极性有机溶剂中，再经静电纺丝制成，所述的锂电池用聚砜纳米纤维隔膜厚度为10-50μm，直径为100-300nm，断裂伸长率为15-25％，热分解温度250-350℃，孔隙率20-90％，机械拉伸强度15-20MPa，电击穿强度1×10⁷-1.5×10⁷V/m。

专利CN 105789536B公开了一种熔喷聚苯硫醚无纺布/芳纶纳米纤维复合隔膜的制备方法，包括熔喷聚苯硫醚无纺布以及对位芳纶纳米纤维悬浮液的制备，在熔喷聚苯硫醚无纺布的上表面涂覆对位芳纶纳米纤维悬浮分散液，干燥后制备得到熔喷聚苯硫醚无纺布/芳纶纳米纤维复合隔膜，该隔膜的孔隙率为35-60％，孔径为0.1-0.3μm。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种阻燃型纳米纤维锂电池隔膜，先由2,2'-二(3,4,5-三氟苯基)-4,4'-联苯二胺和4-氧代-1,4-二氢吡啶-2,6-二羧酸经缩聚反应制备聚酰胺，再由该聚酰胺和无卤有机阻燃剂经静电纺丝制成隔膜，所制隔膜具有高强度和低闭孔温度的突出特性。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

阻燃型纳米纤维锂电池隔膜，由聚酰胺和无卤有机阻燃剂经静电纺丝制成，所述聚酰胺由2,2'-二(3,4,5-三氟苯基)-4,4'-联苯二胺和4-氧代-1,4-二氢吡啶-2,6-二羧酸经熔融缩聚反应制得；隔膜厚度为10-50μm，孔径为100-200nm，孔隙率为50-80％。

本发明由2,2'-二(3,4,5-三氟苯基)-4,4'-联苯二胺和4-氧代-1,4-二氢吡啶-2,6-二羧酸经缩聚反应制备新型聚酰胺，该聚酰胺的分子结构完全区别于本领域常规的聚酰胺，本发明利用其独特的分子结构来赋予所制隔膜优异的应用性能，并且通过无卤有机阻燃剂的添加来赋予所制隔膜良好的阻燃性能，解决了常规隔膜存在的阻燃性能差的问题。

2,2'-二(3,4,5-三氟苯基)-4,4'-联苯二胺的结构式如下：

4-氧代-1,4-二氢吡啶-2,6-二羧酸的结构式如下：

聚酰胺的结构式如下：

n为整数，取值在200-300。

所述2,2'-二(3,4,5-三氟苯基)-4,4'-联苯二胺和4-氧代-1,4-二氢吡啶-2,6-二羧酸的摩尔比为1:1-1.01。