[发明专利]一种使用聚苯硫醚生产的电池隔膜及方法

说明书

本发明公开了一种使用聚苯硫醚生产的电池隔膜及方法，方法包括：生成聚苯硫醚原料和氯化钠的混合物；得到固体物料，得到聚苯硫醚热溶液；将隔膜片通过横向和纵向的拉伸并进行定形；通过拉伸完成电池隔膜的制备；之后，利用生产线的收卷机对制备的电池隔膜进行收卷，在此过程中利用薄膜厚度测量仪对电池隔膜的厚度进行测量，评估生产出的电池隔膜的质量。生产出的电池隔膜包括聚苯硫醚的多孔无纺布纤维膜片层，多孔无纺布纤维膜片层的表面喷涂有辅以粘接剂、阴离子螯合剂和锂盐混合的复合层。本方案制备出的电池隔膜锂离子的传输路径包括聚苯硫醚晶体中的硫位通道，聚苯硫醚晶体颗粒表面的长链通道和聚苯硫醚颗粒之间的液相通道。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种使用聚苯硫醚生产的电池隔膜及方法。

背景技术

聚苯硫醚是综合性能优异的特种工程塑料，具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时，还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料，在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。国内企业积极研发，并初步形成了一定的生产能力，改变了以往完全依赖进口的状况。但是，中国聚苯硫醚技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题，这些将是聚苯硫醚下一步发展的重点。

随着电动汽车的发展，聚苯硫醚应用到汽车电池中作为电池隔膜技术越发成熟，随着电池隔膜工业化生产进程的推进，自动化电池隔膜生产的精度需要大幅提升。采用全液态的传统锂离子电池能量密度已达到瓶颈，难以满足人们对高安全、高能量密度电池的迫切需求，基于固态电解质的锂金属电池成为了解决问题的关键技术方向。然而，现有的固态电解质体系都有着各自明显的优势，但也存在先天性的缺点。例如，硫化物电解质对水汽极为敏感，生产要求高；氧化物电解质成本较高、加工性能差、界面阻抗高；聚合物固态电解质室温下离子电导率相对较低。并且引入工业化生产后，电池隔膜的质量不好把控，导致生产出的成品质量参差不齐。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种制备高结晶、薄而致密的使用聚苯硫醚生产的电池隔膜及方法。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种使用聚苯硫醚生产电池隔膜的方法，其包括以下步骤：

S1：以对二氯苯和无水硫化钠为原料，极性有机溶剂为溶剂，碱金属盐作为催化剂和助剂，在压强P₁、温度T₁条件下反应，生成聚苯硫醚原料和氯化钠的混合物；

S2：将混合物通过过滤装置进行过滤，得到滤液和滤饼，再将滤饼用纯水进行水洗，将滤饼中含有的氯化钠洗掉，得到固体物料；

S3：固体物料通过烘干装置进行烘干，得到固体聚苯硫醚原料；

S4：将固体聚苯硫醚原料在设定的温度T₂下进行融化，并确保融化条件为真空，得到聚苯硫醚热溶液；

S5：聚苯硫醚热溶液输入挤出机，通过挤出机将混合溶液挤出到热压辊上，形成隔膜片，热压辊上的温度控制为T₃；

S6：将隔膜片通过横向和纵向的拉伸，拉伸时隔膜片的温度控制在T₄，形成均匀的薄膜，并在温度T₅条件下进行定形；

S7：阴离子螯合剂、锂盐和粘接剂混合形成改性涂料，通过高压泵抽取改性涂料向薄膜上喷涂，高压泵的气压控制为P₂，完成电池隔膜的制备；