混合，揽拌60分钟。
[0023] 在揽拌条件下用氨水调节混合溶液的抑到7. 2 W对横酸根基团进行锭基修饰，然 后80°C减压干燥至水含量Iwt%。
[0024] 将聚四氣乙締/聚偏氣乙締-苯乙締锭在10~50Mpa压力下进行双漉压延至厚 度为20 ym薄膜；
[0025] 采用拉伸机对聚四氣乙締/聚偏氣乙締-苯乙締横酸复合树脂膜在190°C溫度下 进行1~5倍率拉伸、之后在300°C热定形20min获得多孔聚四氣乙締/聚偏氣乙締-苯乙 締横酸电池隔膜。
[0026] 表1为实施例1采用的拉伸倍率和制得的电池隔膜性能的关系，其中孔隙率采用 压隶仪测试，裡离子电导率在浸润LiPFe后采用电化学工作站在室溫下（25°C )测试。 |；00別表1.
[0029] 实施例2
[0030] 将市售聚四氣乙締分散液与横化聚芳酸酬水溶液按照固含量的比例为100:5的 重量比例混合，揽拌30分钟。
[003U 在揽拌条件下用氨水调节聚四氣乙締/横化聚芳酸酬混合溶液的抑到6. 5 W对 横酸根基团进行锭基修饰，然后60°C减压干燥至水含量0. 5wt%。
[0032] 将锭基修饰聚四氣乙締/横化聚芳酸酬在10~50Mpa压力下进行双漉压延至厚 度为50 ym薄膜；
[0033] 采用拉伸机对锭基修饰聚四氣乙締/横化聚芳酸酬薄膜在150°C下进行1~10倍 率拉伸、之后在250°C热定形5min获得多孔锭基修饰聚四氣乙締/横化聚芳酸酬电池隔膜。
[0034] 表2为实施例2采用的拉伸倍率和制得的电池隔膜性能的关系，其中孔隙率采用 压隶仪测试，裡离子电导率在浸润LiPFe后采用电化学工作站在室溫下（25°C )测试。
[0035] 表 2.
[0037] 实施例3
[0038] 将聚四氣乙締悬浮液或分散液与横化聚苯并咪挫水溶液按照聚四氣乙締：横化聚 苯并咪挫固含量的比例为100:30的重量比例混合，揽拌120分钟。
[0039] 在揽拌条件下用氨水调节聚四氣乙締/横化聚苯并咪挫聚合物混合溶液的抑到 7. 5 W对横酸根基团进行锭基修饰，然后90°C减压干燥至水含量0. 4wt %。
[0040] 将锭基修饰聚四氣乙締/横化聚苯并咪挫聚合物在50Mpa压力下进行双漉压延至 厚度为50 ym薄膜；
[0041] 采用拉伸机对聚四氣乙締/横化聚苯并咪挫聚合物复合树脂膜在200°C溫度下进 行1~10倍率拉伸、之后在330°C热定形30min获得多孔聚四氣乙締/横化聚苯并咪挫电 池隔膜。
[0042] 表3为实施例3采用的拉伸倍率和制得的电池隔膜性能的关系，其中孔隙率采用 压隶仪测试，裡离子电导率在浸润LiPFe后采用电化学工作站在室溫下（25°C )测试。
[0043] 表 3.
W45] 实施例4
[0046] 制备聚四氣乙締/聚偏氣乙締-六氣丙乙締-苯乙締横酸混合溶液：将聚四氣乙 締分散液与聚偏氣乙締-六氣丙乙締-苯乙締横酸按固含量的比例为100:15的重量比例 混合，揽拌70分钟。
[0047] 在揽拌条件下用氨水调节混合溶液的抑到7. 1 W对横酸根基团进行锭基修饰，然 后65°C减压干燥至水含量《0. 4wt%。
[0048] 将锭基修饰聚四氣乙締/聚偏氣乙締-六氣丙乙締-苯乙締横酸复合树脂在 30Mpa压力下进行双漉压延至厚度为25 y m薄膜； W例采用拉伸机对聚四氣乙締/聚偏氣乙締-六氣丙乙締-苯乙締横酸复合树脂膜在 150~200°C溫度下进行1~10倍率拉伸、之后在300°C热定形IOmin获得多孔聚四氣乙締 /聚偏氣乙締-六氣丙乙締-苯乙締横酸复合电池隔膜。
[0050] 表4为实施例4采用的拉伸倍率和制得的电池隔膜性能的关系，其中孔隙率采用 压隶仪测试，裡离子电导率在浸润LiPFe后采用电化学工作站在室溫下（25°C )测试。
[0051]表 4.
【主权项】
1. 一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜，其特征在于，所述锂电池隔膜为聚 四氟乙烯和磺酸型聚合物的混合物经压延拉伸形成的具有复合多孔结构的膜，所述聚四氟 乙烯与磺酸型聚合物的重量比例为100:5~30。2. 根据权利要求1所述的一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜，其特征在 于，所述的磺酸型聚合物为磺化聚芳醚酮、磺化聚苯并咪唑、磺酸聚偏氟乙烯-苯乙烯磺 酸、聚偏氟乙烯-六氟丙乙烯-苯乙烯磺酸中的任意一种。3. -种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，包含以下 步骤： (1) 聚四氟乙烯-磺酸型聚合物混合溶液的制备：将聚四氟乙烯悬浮液或分散液与磺 酸型聚合物水溶液按照聚四氟乙烯：磺酸型聚合物固含量100:5~30的重量比列混合并充 分搅拌； (2) 铵基修饰聚四氟乙烯-磺酸型聚合物复合树脂的制备：在搅拌条件下用氨水调节 步骤（1)制备的聚四氟乙烯-磺酸型聚合物混合溶液的pH到6. 5~7. 5以对磺酸根基团 进行铵基修饰，然后减压干燥至水含量<lwt% ; (3) 铵基修饰聚四氟乙烯-磺酸型聚合物复合树脂膜的制备：将步骤⑵制备的铵基 修饰聚四氟乙烯-磺酸型聚合物复合树脂用双辊压延成薄膜； (4) 锂电池隔膜的制备：在150~200°C温度下，采用拉伸机对步骤（3)制备的铵基修 饰聚四氟乙烯-磺酸型聚合物复合树脂膜进行拉伸，然后对拉伸过的膜在250~330°C温度 下进行热定形，获得高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜。4. 根据权利要求3所述的一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜的制备方法， 其特征在于，步骤（1)所述的充分搅拌的搅拌时间为30~120min。5. 根据权利要求3所述的一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜的制备方法， 其特征在于，步骤（2)所述的减压干燥的温度为60~90°C。6. 根据权利要求3所述的一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜的制备方法， 其特征在于，步骤（3)所述的双辊压延的压力范围为10~50MPa。7. 根据权利要求6所述的一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜的制备方法， 其特征在于，步骤（3)所述薄膜的厚度为5~50μm。8. 根据权利要求7所述的一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜的制备方法， 其特征在于，步骤（4)中对膜进行拉伸的倍率为1~5倍。9. 根据权利要求8所述的一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜的制备方法， 其特征在于，步骤（4)中所述热定形的时间为5~30min。10. 根据权利要求3至9任一项所述的一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜 的制备方法，其特征在于，所述的磺酸型聚合物为磺化聚芳醚酮、磺化聚苯并咪唑、磺酸聚 偏氟乙烯-苯乙烯磺酸、聚偏氟乙烯-六氟丙乙烯-苯乙烯磺酸中的任意一种。
【专利摘要】本发明涉及一种高热安全性和高离子传导率的锂电池隔膜及其制备方法。本发明提供的锂电池隔膜由聚四氟乙烯和磺酸型聚合物的混合物经压延拉伸形成，其中聚四氟乙烯使膜在较高的温度下基本不发生热变形，磺酸型聚合物多孔结构可提高膜的离子传导率；本发明来提供一种上述隔膜的制备方法，该方法中包括在较高温度下对聚四氟乙烯和铵基修饰磺酸型聚合物的混合物膜的拉伸，此过程中铵基会分解在磺酸根基团处形成孔缺陷，拉伸使孔缺陷逐步扩大形成孔隙主要集中在磺酸型聚合物离子传导基团处的效果，可提高离子传导率，而膜中的另一种成分聚四氟乙烯的孔缺陷虽少，但其热稳定性好，所以使膜的热收缩率减小，可提高膜的热安全性能。
【IPC分类】H01M2/16, H01M10/0525, H01M2/14
【公开号】CN105390645
【申请号】CN201510704813
【发明人】唐浩林, 王红兵, 王锐, 边红兵
【申请人】武汉惠强新能源材料科技有限公司, 河南惠强新能源材料科技股份有限公司, 唐浩林
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月26日