[发明专利]一种聚苯硫醚复合隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种聚苯硫醚复合隔膜及其制备方法和应用。所述聚苯硫醚复合隔膜的原料包括如下组分：100份聚苯硫醚树脂、10‑50份增韧剂、2‑10份增容剂、5‑30份增强剂、0‑10份润滑剂和10‑50份稀释剂。本发明采用在聚苯硫醚树脂中添加增韧剂、增容剂和增强剂进行共混改性，并将改性后的聚苯硫醚树脂与润滑剂和稀释剂混合均匀后挤出和冷却成型，经过萃取除去稀释剂得到最终的聚苯硫醚复合隔膜，降低了聚苯硫醚的加工难度。所述聚苯硫醚复合隔膜能够有效的抑制锂枝晶的生长，并在很大程度上能够缓解在循环过程中的电池短路问题。

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种聚苯硫醚复合隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

隔膜作为锂离子电池主要的组成部分之一，目前液态的锂离子电池采用的隔膜主要以聚烯烃材料为主，由聚烯烃材料制备得到的隔膜的性能难以大幅度提高，同时对锂枝晶的阻隔能力也十分有限。在锂离子电池循环过程中，锂枝晶的过度生长能够刺穿隔膜导致电池短路进而引发安全问题，综上所述，普通聚烯烃材质的隔膜已经无法满足高性能锂离子电池的需求，因此需要开发具备高熔点和高离子电导率的锂离子电池隔膜。

聚苯硫醚作为一种熔点高达280℃的聚合物材料，其独特的结构和组成赋予其优异的耐酸碱性、高阻燃性以及高导电性，同时聚苯硫醚富含硫醚键，能够在一定范围内改善锂离子在传输和转移过程中的界面阻抗较大的问题，因此聚苯硫醚作为锂离子电池的隔膜材料具有良好的应用前景。然而，聚苯硫醚因其结晶度较高，加工过程较困难，现有技术中还无法直接大规模的制备孔径均匀且薄的聚苯硫醚隔膜。

CN101234305A公开了一种聚苯硫醚多孔膜及其制备方法，原料具体包括聚苯硫醚、稀释剂和萃取剂，具体公开了将聚苯硫醚和稀释剂混合形成均相溶液，然后脱泡冷却成膜，再用萃取剂去除稀释剂，即可得到高孔隙率和耐溶剂的聚苯硫醚多孔膜，但并未涉及机械强度和离子电导率等具体数据。CN106268375A公开了一种离子液体功能化聚苯硫醚多孔膜，具体公开了聚苯硫醚树脂、稀释剂、无机纳米颗粒和添加剂原料，并利用浸没沉淀相转化法和卤烷基化反应制备得到离子液体功能化聚苯硫醚多孔膜，改善了的耐溶剂和耐腐蚀性能，但是制备过程较复杂且未涉及离子电导率等测试。

因此，在本领域中，期望开发一种高离子电导率和孔径均匀的复合隔膜，同时其制备工艺简单，并易于大规模生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚苯硫醚复合隔膜及其制备方法和应用。本发明通过在聚苯硫醚树脂中复配使用增韧剂、增容剂和增强剂进行共混改性，并将改性后的聚苯硫醚树脂与润滑剂和稀释剂混合均匀后挤出和冷却成型，经过萃取除去稀释剂得到孔径均匀和高电导率的聚苯硫醚复合隔膜，降低了聚苯硫醚的加工难度以及提高其机械强度。所述聚苯硫醚复合隔膜能够有效的抑制锂枝晶的生长，并在很大程度上能够缓解在循环过程中的电池短路问题。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种聚苯硫醚复合隔膜，按重量份计，所述聚苯硫醚复合隔膜的原料包括如下组分：

在本发明中，所述增韧剂为10-50份，例如可以为10份，20份，30份，40份或50份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

在本发明中，所述增容剂为2-10份，例如可以为2份，4份，6份，8份或10份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

在本发明中，所述增强剂为5-30份，例如可以为5份，8份，10份，20份或30份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

在本发明中，所述润滑剂为0-10份，例如可以为0份，2份，4份，8份或10份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。