[发明专利]耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用

说明书

本申请提供一种耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用，该耐溶胀型聚酯复合膜包括芯层、表层A和表层B，表层A和表层B分别位于芯层的两侧表面上；按照质量百分比计，表层A和表层B的原料各自独立地包括：88％～97％聚酯材料和3％～12％添加剂，芯层的原料包括：95％～99％聚酯材料和1％～5％添加剂。本申请通过调控表层A、芯层和表层B中成核剂的含量，使得表层A和表层B具有相对较高的结晶度，为聚酯复合膜提供耐溶剂性，芯层具有相对较低的结晶度以提供柔韧性，有利于降低制膜过程的破膜率，保证聚酯复合膜的稳定生产。以该聚酯复合膜为基膜的复合集流体，其表层A和表层B具有一定的耐溶剂性，能够避免电解液渗入聚酯复合膜破坏其结构，从而提高复合集流体的稳定性。

技术领域

本发明涉及电化学装置技术领域，特别是涉及一种耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

储电性能是评价电池的一项重要指标，由于新能源行业对高能量密度的电池需求越来越迫切，基于高分子聚合物膜的复合集流体得到了广泛的关注和应用。复合集流体将高分子聚合膜作为基膜，通过物理气相沉积等方法在基膜的正反面附着金属材料形成金属层而制备得到。在复合集流体的单面或正反两面涂覆活性物质浆料可以得到电池极片。与传统的电池极片相比，包含复合集流体的电池极片质量相对较低，将该电池极片应用于电池中有利于满足高能量密度性能的需求。

复合集流体的高分子聚合物基膜中比较常用的是聚酯膜，然而当复合集流体与电池电解液接触时传统的聚酯膜会发生溶胀，即使聚酯膜表面设置有金属层，但是由于金属层表面分布有较多的孔隙，电池电解液仍能渗入金属层与聚酯膜接触导致其溶胀，电池电解液不断渗入会逐渐破坏聚酯膜结构，从而影响复合集流体的稳定性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用，该聚酯复合膜包括依次设置的表层A、芯层和表层B，通过调控表层A、芯层和表层B中成核剂的含量，使得表层A和表层B具有相对较高的结晶度，能够为聚酯复合膜提供耐溶剂性，芯层作为聚酯复合膜的主体具有相对较低的结晶度以提供柔韧性，能够降低制膜过程的破膜率，保证聚酯复合膜的稳定生产。基于该聚酯复合膜制备的复合集流体与电解液接触时，表层A和表层B具有一定的耐溶剂性，避免电解液渗入导致聚酯复合膜的结构被破坏，提高了复合集流体稳定性。

为实现上述目的，本申请采取以下技术方案：

本申请第一方面提供一种耐溶胀型聚酯复合膜，所述聚酯复合膜包括芯层、表层A和表层B，其中，表层A和表层B分别位于所述芯层的两侧表面上；

按照质量百分比计，所述表层A和所述表层B的原料各自独立地包括：88％～97％聚酯材料和3％～12％添加剂，所述芯层的原料包括：95％～99％聚酯材料和1％～5％添加剂；

所述表层A、所述表层B和所述芯层中的添加剂均包括成核剂，所述表层A和所述表层B中成核剂的含量均高于所述芯层中成核剂的含量，并且所述表层A和所述表层B中的成核剂在各自添加剂中的质量百分比不低于50％。

在一些实施方式中，所述聚酯材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚2，6-萘二甲酸丙二醇酯(PTN)、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲醇酯(PCT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯(PETG)、聚2，6-萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯、聚芳酯(PAR)和聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)以及它们的衍生物中的一种或多种。

在一些实施方式中，所述表层A和所述表层B的厚度相等，所述表层A和所述表层B的厚度各自独立地占所述聚酯复合膜厚度的百分比为5％～15％，所述芯层的厚度占所述聚酯复合膜厚度的百分比为70％～90％。

在一些实施方式中，所述成核剂包括氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铜、硫酸钡、碳酸钠、磷酸三苯酯、二苯甲酮、聚己内酯、硬酯酸镁和苯甲酸钠中的一种或多种。