[发明专利]海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明属于电池隔膜制造技术领域，公开了一种海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜及其制备方法，该方法为将聚苯硫醚A和聚苯硫醚B共混造粒后与碱溶性聚酯进行熔融纺丝即得海岛型聚苯硫醚复合纤维，再将海岛型聚苯硫醚复合纤维经过热处理后切短，经过分散打浆、疏解、抄纸、热压即得海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜。本发明制备过程简单方便，无需使用有机溶剂，适合大规模生产，提高了电池隔膜的电解液吸液性，制得的海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜，具有良好的热稳定性、化学稳定性、机械性能及阻燃性等。本发明的制备方法适用于制备海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜，制得的海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜适用于锂电池。

技术领域

本发明属于电池隔膜制造技术领域，涉及聚苯硫醚超细纤维，具体地说是一种海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜及其制备方法。

背景技术

在能源危机和全球温室效应日益严重的今天，发展清洁绿色的可持续能量储备和转化装置迫在眉睫。锂电池具有高工作电压、高比能量、循环寿命长、无环境污染等优点，作为能够将电能和化学能相互转化的二次化学电源，一直以来被工业领域人员视为电力储能系统的热门技术。锂离子电池主要由正、负极材料、电解液和隔膜组成，其中隔膜起到隔开正、负极避免电池短路，同时在正负极之间传递锂离子，对锂离子电池的安全性能以及能量密度起到重要的作用。

目前商业化应用最广泛的锂离子电池隔膜是微孔聚烯烃隔膜，其具有良好的机械能、化学稳定性以及价格低廉等优点，可满足锂离子电池常规使用的要求。但聚烯烃隔膜熔点低，在较高温度下，聚乙烯和聚丙烯隔膜会发生收缩，使锂离子电池的正负极发生短路发热，导致锂离子电池膨胀破裂和燃烧，严重影响锂离子电池的安全性。

聚苯硫醚(PPS)是分子中含有对亚苯基硫醚重复结构单元的聚合物，是一种新型功能性工程塑料，具有良好的耐热性、优异的耐化学腐蚀性和阻燃性，可作为锂离子电池隔膜的一种有前途的替代品。

中国专利号CN104795525A的发明专利公开了“一种熔喷聚苯硫醚无纺布锂电池隔膜及其制备方法”，该专利中的制备方法为通过熔喷法制备聚苯硫醚超细纤维，再对超细纤维网进行热轧和热定型处理得到熔喷聚苯硫醚无纺布锂电池隔膜。熔喷法制备的PPS无纺布基材通过缠结在一起的纤维构成了三维的纤维网络结构，这种结构为锂离子电池隔膜提供高的孔隙率，但是熔喷法制备的纤维强度低、隔膜孔径较大且分布不均匀。中国专利号CN112054146A的发明专利公开了“一种PPS材料用于生产电池隔膜的方法及制成的薄膜”，该专利中的制备方法为将PPS材料按照占比1％-70％的重量比加入到PP和PE中，再按照PE成膜工艺通过挤出、拉伸、延展等步骤生产出填充了PPS材料的具有丰富纳米级微孔的薄膜，但是该方法过程复杂、技术难度大、不适合大规模生产。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜及其制备方法，以克服现有技术中的缺点。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方法如下：

一种海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、聚苯硫醚颗粒的制备：将熔融指数为30-120g/10min的聚苯硫醚A和熔融指数为500-2000g/10min的聚苯硫醚B进行熔融共混造粒得到聚苯硫醚颗粒；

S2、海岛型聚苯硫醚复合纤维的制备：将聚苯硫醚颗粒和碱溶性聚酯混合后经过熔融纺丝即得海岛型聚苯硫醚复合纤维；

S3、海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜的制备：将海岛型聚苯硫醚复合纤维经过热处理后切短，经过分散打浆、疏解、抄纸、热压即得海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜。

作为限定：步骤S2中碱溶性聚酯的熔融指数为10-50g/10min，聚苯硫醚颗粒和碱溶性聚酯混合前先进行干燥，干燥温度为80-160℃，干燥时间为12-24h。