[发明专利]一种高击穿强度芳纶隔膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高击穿强度芳纶隔膜，其特征在于，所述高击穿强度芳纶隔膜包括：基膜和设置于所述基膜单侧或双侧的芳纶涂层；

所述芳纶涂层的外层呈密实状多孔结构，所述芳纶涂层的内部呈纤维状多孔结构；

所述高击穿强度芳纶隔膜的芳纶涂层透气度增加值为20-30s/100cc/μm，所述高击穿强度芳纶隔膜的芳纶涂层击穿强度为0.24-0.3kv/μm；

芳纶涂层透气度增加值=（涂覆后整个涂覆隔膜的透气度－基膜的透气度）/涂层厚度；

芳纶涂层击穿强度=（涂覆后整个涂覆隔膜的击穿电压－基膜的击穿电压）/涂层厚度。

2.根据权利要求1所述的高击穿强度芳纶隔膜，其特征在于，所述基膜的厚度为4-20μm，透气度为50-500s/100cc，击穿强度为0.01-0.5kv/μm。

3.根据权利要求1所述的高击穿强度芳纶隔膜，其特征在于，所述芳纶涂层的厚度为1-5μm。

4.一种高击穿强度芳纶隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将芳纶原液与无机填料投入到有机溶剂中分散，得到芳纶浆料；

（2）在基膜的一面或两面均匀涂覆步骤（1）得到的芳纶浆料，得到涂有芳纶浆料的涂覆膜；

（3）将步骤（2）得到的涂覆膜经过浓度梯度的凝固浴中预凝固；

（4）经步骤（3）凝固浴预凝固的涂覆膜进入水槽中，将残留的有机溶剂充分洗脱后进行干燥；

（5）步骤（4）干燥后的涂覆隔膜进入热处理工序进行热处理，得到高击穿强度芳纶隔膜；

其中，步骤（3）中凝固浴包括第一凝固槽和第二凝固槽，第一凝固槽和第二凝固槽中各自独立地为有机溶剂和水的混合溶液，第一凝固槽的混合溶液中有机溶剂的质量浓度为25%-45%，第二凝固槽的混合溶液中有机溶剂的质量浓度为5%-25%，第一凝固槽和第二凝固槽的混合溶液中有机溶剂的质量浓度差≤30%。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，涂覆膜进入第一凝固槽和第二凝固槽预凝固的纵向张力≤300N/m。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，热处理工序采用横向幅宽可调、纵向可回缩的轨道链铗，借助热风循环的方式进行热处理；

其中，热处理温度为120-140℃，横向收缩量为1%-5%，纵向收缩量为1%-5%。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，芳纶原液为在芳纶聚合体中引入刚性基团的芳纶原液，引入刚性基团的方式为在芳纶聚合物主链上引入刚性结构单元，或为芳纶聚合物与含有刚性基团的单体进行共缩聚；

步骤（1）中，无机填料选自氧化铝、勃姆石、碳酸钙、水滑石、蒙脱土、尖晶石、莫来石、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、氧化镁、氧化钙、氧化铍、氢氧化镁、氮化硼、氮化硅、氮化铝、氮化钛、碳化硼、碳化硅、碳化锆中的一种或几种。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，基膜选自聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层复合微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚酰亚胺微孔膜、无纺布中的任意一种；

步骤（2）中，涂覆方式包含微凹版辊涂覆、线棒涂覆、刮刀涂覆中的任意一种。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，水槽设置为三级水槽，均为纯水设置，水槽内的纯水采用自后一级向前一级的溢流方式；

干燥采用辊筒接触式加热烘干方式，干燥温度为80-100℃。

10.一种锂离子电池或超级电容器，其特征在于，所述锂离子电池或超级电容器包括权利要求1-3任一项所述的高击穿强度芳纶隔膜或权利要求4-9任一项所述的制备方法制备得到的高击穿强度芳纶隔膜。