[发明专利]一种高强度、高热稳定性的聚4-甲基-1-戊烯微孔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度、高热稳定性的聚4‑甲基‑1‑戊烯微孔膜，其特征在于，是由如下重量份计的各原料制成：聚‑4‑甲基‑1‑戊烯60‑70份、丙烯酸改性氟康唑3‑5份、4‑氯甲基苯乙烯改性4‑氟苯基硼酸甲基亚氨基二乙酸酯8‑15份、高密度聚乙烯15‑25份。本发明还公开了所述高强度、高热稳定性的聚4‑甲基‑1‑戊烯微孔膜的制备方法。本发明公开的高强度、高热稳定性的聚4‑甲基‑1‑戊烯微孔膜机械力学性能优异、热稳定性、化学稳定性和电化学稳定性佳，在反复充放电过程中能保持对电解液的高度浸润性，适合锂电池隔膜用。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，尤其涉及一种高强度、高热稳定性的聚4-甲基-1-戊烯微孔膜及其制备方法。

背景技术

随着信息、材料和能源技术的进步，二次锂电池技术及其相关材料也得到迅速的发展。隔膜是指在锂电池正极和负极之间的一层隔膜材料，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。其作用是将电池内部的阳极和阴极隔开以免短路，并且也要使离子能顺畅地通过隔离膜在两极之间迁移，形成电流，还要在电池工作出现异常情况时关闭离子通道，切断电流以确保电池安全。

目前，以热致分离法制备的锂离子电池的隔膜以聚乙烯为主，其具有良好的化学稳定性和优异的物理性能，但是，商业化的聚乙烯隔膜熔点在150℃以下，高温性，热收缩性能差，在锂离子电池的使用过程中，由于一些原因，造成隔膜被刺穿而穿孔，或者因内部或外部的作用下电池温度升高，隔膜发生热收缩或融化，锂电池正负极直接接触，从而造成锂电池短路甚至爆炸，致使锂电池的安全使用受到局限。因此，理想的锂电池隔膜不仅需要具备优异的机械力学性能和离子传导率，还需要具有良好的热稳定性、化学稳定性和电化学稳定性，能在反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性。由于锂电池隔膜的性能直接影响锂电池的电池容量、循环使用寿命和安全性能。因此，开发综合性能优异的锂电池隔膜势在必行。

聚4-甲基-1-戊烯(PMP)由于其耐热性好，机械强度高，气体透过量大的优点，已经被作为一种性能优异的气体分离膜而广泛应用在化工，环保，医疗等领域，作为在高温下具有形状保持性的膜，有望成为耐高温锂电池隔膜用材料。例如申请号201080027091.8的中国专利中，提到了为了提高电池的安全性，使用聚甲基戊烯(PMP)来提高膜的破膜温度。虽然有所改善但是期待具有更高的破膜温度的聚合物微孔膜。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机械力学性能优异、热稳定性、化学稳定性和电化学稳定性佳，在反复充放电过程中能保持对电解液的高度浸润性，适合锂电池隔膜用的高强度、高热稳定性的聚4-甲基-1-戊烯微孔膜。同时，本发明还提供了一种所述高强度、高热稳定性的聚4-甲基-1-戊烯微孔膜的制备方法，该制备方法简单易行，制备效率和成品合格率高，适合连续规模化生产。

为达到以上目的，本发明提供一种高强度、高热稳定性的聚4-甲基-1-戊烯微孔膜，其特征在于，是由如下重量份计的各原料制成：聚-4-甲基-1-戊烯60-70份、丙烯酸改性氟康唑3-5份、4-氯甲基苯乙烯改性4-氟苯基硼酸甲基亚氨基二乙酸酯8-15份、高密度聚乙烯15-25份。

较佳的，所述丙烯酸改性氟康唑的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、氟康唑、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐加入到有机溶剂中，在30-50℃下回流搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，用水洗3-6次，后旋蒸除去水，得到丙烯酸改性氟康唑。

较佳的，所述丙烯酸、氟康唑、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、有机溶剂的摩尔比为1:1:(0.4-0.6):1:(8-15)。

较佳的，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。