[发明专利]一种芳香族聚酰胺多孔膜、制备方法及锂离子二次电池

说明书

本发明涉及一种芳香族聚酰胺多孔膜、制备方法及二次电池。本发明提供一种芳香族聚酰胺多孔膜，所述芳香族聚酰胺多孔膜为三维网络状多孔结构；其两个表面具有不同的平均孔径。本发明制备的芳香族聚酰胺多孔膜，能够降低电池自放电的风险。

技术领域

本发明涉及一种芳香族聚酰胺多孔膜、制备方法及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子电池隔膜属于多孔膜的一种，随着锂离子电池产业的蓬勃发展，隔膜生产需求量剧增。芳香族聚酰胺类聚合物(PPTA、PMIA、PBA、PSA)具有高耐热性，其玻璃化温度在300℃以上，热分解温度高达560℃，再加上其高绝缘性和耐化学腐蚀性的优点，很适合用作锂离子电池隔膜。目前，国内已有研究机构将芳纶应用于锂离子电池隔膜，如专利CN103242556A和专利CN202384420U公开了将芳香族聚酰胺类聚合物纤维涂覆到聚烯烃隔膜表面的方法。然而，这个方法由于受限于聚烯烃基材，隔膜使用温度不宜太高，限制了隔膜的应用范围。

要体现芳香族聚酰胺类聚合物材料在锂电池领域的优越性，需要制备以芳香族聚酰胺聚合物为基材且达到电池应用要求的多孔膜。目前，多孔膜通常采用非溶剂相转化法(NIPS)制备。溶剂相转化法中隔膜是在溶剂体系为连续相的聚合物溶液转变为连续相的三维大分子网络凝胶过程中制备而成的，然而芳香族聚酰胺类聚合物分子取向度高，具有非常高的结晶度，极易形成致密皮层结构，导致多孔膜透气性差，在电池应用中使电池内阻增加。US20080113177A1公开了通过添加防止芳纶树脂凝聚的相分离控制剂，形成芳香族聚酰胺多孔膜，但是该方案对温度、湿度要求非常高，而且流延载体采用不锈钢带，生产速度很低，进行工业化生产存在一定困难。

发明内容

本发明提供一种芳香族聚酰胺多孔膜，所述芳香族聚酰胺多孔膜为三维网络状多孔结构；其两个表面具有不同的平均孔径。本发明所述隔膜两面具有不同的孔径分布，在电池制作过程中，平均孔径大的一面与负极片接触，平均孔径小的一面与正极片接触。平均孔径大的一面可以降低隔膜在充放电时形成锂枝晶的可能性，降低电池自放电的风险。平均孔径小的一面可以避免小颗粒的导电粒子通过，降低电池在循环过程中的漏电流，提高隔膜绝缘性。

作为一种实施方式，所述芳香族聚酰胺多孔膜的两个表面的平均孔径差为0.10～1.20um。作为另一种实施方式，所述芳香族聚酰胺多孔膜的两个表面的平均孔径差为0.30～0.90um。作为另一种实施方式，所述芳香族聚酰胺多孔膜的两个表面的平均孔径差为0.40～0.60um。

作为一种实施方式，所述芳香族聚酰胺多孔膜的两个表面中其中一个表面的平均孔径为0.10～0.50um；另一个表面的平均孔径为0.60～1.30um。作为另一种实施方式，所述芳香族聚酰胺多孔膜的两个表面中其中一个表面的平均孔径为0.20～0.45um；另一个表面的平均孔径为0.70～1.20um。

作为一种实施方式，所述芳香族聚酰胺多孔膜的透气率为50～500秒/100CC。作为一种实施方式，所述芳香族聚酰胺多孔膜的透气率为80～300秒/100CC。

作为一种实施方式，所述芳香族聚酰胺多孔膜的孔隙率为30～80％。

作为一种实施方式，所述芳香族聚酰胺选自聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯甲酰胺及聚苯砜对苯二甲酰胺中至少一种。

本发明提供一种芳香族聚酰胺多孔膜的制备方法，包括：提供一种芳香族聚酰胺溶液；将所述溶液挤出形成液膜；所述液膜通过第一传送装置送入凝胶浴形成膜；所述膜接着被第二传送装置送入萃取槽，通过萃取槽内的萃取剂萃取出溶剂后形成多孔膜；在所述第一传送装置的传送过程中，所述液膜的一面与第一传送装置接触，对液膜未与第一传送装置接触的表面进行加湿处理。