一种电池隔膜用芳纶多孔膜及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115891222A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211282219.6(22)申请日2022.10.19(71)申请人陈克复地址510641广东省广州市天河区五山路381号华工西秀村2栋602房(72)发明人陈克复李金鹏(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245专利代理师宫爱鹏(51)Int.Cl.B29D7/01(2006.01)H01M50/403(2021.01)H01M50/414(2021.01)H01M50/491(2021.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种电池隔膜用芳纶多孔膜及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种电池隔膜用芳纶多孔膜及其制备方法与应用，包括如下步骤：制备芳纶聚合物溶液，经稀释得到芳纶聚合物分散液，然后利用膜成型装置制备芳纶膜；所述膜成型装置包括：挤出模具、加热辊、激冷辊、水洗槽、干燥辊和收卷辊；通过挤出模具将芳纶聚合物分散液转移到加热辊，经过加热辊表面促进溶剂挥发，然后直接转移到激冷辊快速降温，接着进入水洗槽充分水洗，水洗过程中伴随超声处理，再经过干燥辊表面充分干燥后，由收卷辊进行收卷；将芳纶膜经过双向拉伸后，进一步热定型，最终制得芳纶多孔膜。本发明克服常规方法制膜发脆、易破的技术难题，机械强度和孔隙结构得到进一步提升，适合长期在高温环境下工作作为电池隔膜使用。CN115891222ACN115891222A权利要求书1/2页1.一种电池隔膜用芳纶多孔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备芳纶聚合物溶液；(2)将芳纶聚合物溶液经稀释得到的芳纶聚合物分散液，然后利用膜成型装置制备芳纶膜；所述膜成型装置包括：挤出模具、加热辊、激冷辊、水洗槽、干燥辊和收卷辊；通过挤出模具将芳纶聚合物分散液转移到加热辊，经过加热辊表面促进溶剂挥发，然后直接转移到激冷辊快速降温，接着进入水洗槽充分水洗，水洗过程中伴随超声处理，再经过干燥辊表面充分干燥后，由收卷辊进行收卷；(3)将得到的芳纶膜经过双向拉伸后，进一步热定型，最终制得芳纶多孔膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述挤出速度0.1～10m/min，所述加热辊表面线速度为0.1～50m/min，激冷辊表面线速度为0.1～50m/min。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述挤出速度0.5～5m/min，所述加热辊表面温度为60～200℃，所述加热辊表面线速度为1～50m/min；所述激冷辊温度为5～50℃，激冷辊表面线速度为1～50m/min。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述加热辊表面温度为70～140℃，所述加热辊表面线速度为1～10m/min；所述激冷辊温度为20～40℃，激冷辊表面线速度为1～10m/min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的干燥辊表面温度为60～200℃；所述超声处理的功率200‑1500W，温度20‑90℃，时间5‑60min。6.根据权利要求1～5任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)芳纶聚合物溶液的制备：由间苯二胺和间苯二甲酰氯在有机溶剂中低温、保护氛围条件下聚合反应，制备得到中性芳纶聚合物溶液；所述间苯二胺和间苯二甲酰氯的摩尔比为100：(85～120)；间苯二甲酰氯分2‑5次分批加入；步骤(2)所述的芳纶聚合物分散液的浓度为质量百分比5～30％，所述的芳纶聚合物分散液还经真空除泡预处理。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)芳纶聚合物的制备：在低温、氮气保护氛围条件下将助溶剂和间苯二胺溶解在N,N‑二甲基乙酰胺中，然后加入间苯二甲酰氯，得到反应液；随着反应进行，反应液温度逐渐升高，经保温处理后加入碱性药剂进行中和，制备得到中性芳纶聚合物溶液；所述间苯二胺和间苯二甲酰氯的摩尔比为100：(85～110)；所述助溶剂为溴化锂、氯化锂、氯化钙、溴化钙中的一种以上；所述保温处理为40～80℃保温0.5～12h；所述碱性药剂为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化锂、氢氧化镁、氢氧化钠、有机胺中的一种以上。8.根据权利要求1～5任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的芳纶聚合物分散液的浓度为质量百分比10～25％；所述挤出模具参数为模口长200±50mm，宽20‑500μm；步骤(3)所述双向拉伸具体为横向拉伸1.3‑5.0倍和纵向拉伸1.3‑5.0倍；所述热定型温度为280～330℃，时间1‑30min。9.权利要求1～8任意一项所述方法制备得到的电池隔膜用芳纶多孔膜。10.权利要求9所述电池隔膜用芳纶多孔膜在制备锂电池、锂硫电池、电气