CN114479654A - 一种有机插层水滑石-芳纶涂覆液的制备方法及其在锂电池隔膜涂覆中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机插层水滑石‑芳纶涂覆液的制备方法及其在锂电池隔膜涂覆中的应用，涉及隔膜技术领域，在芳纶聚合过程中加入有机插层水滑石，使芳纶与有机插层水滑石充分混合并形成锚链，该方法制备的隔膜既能提升耐温性能的要求，又能提高锂电池的击穿电压，同时避免添加成孔剂，工艺简单，适合量产。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，尤其是涉及一种有机插层水滑石-芳纶涂覆液的制备方法及其在锂电池隔膜涂覆中的应用。
背景技术
传统的锂电池隔膜主要采用具有微孔结构的聚烯烃类材料，这类材料有很好的机械强度，但在100℃左右就会发生急剧热缩，导致锂电池安全性能不佳。
芳纶是芳香族聚酰胺纤维，全称为“聚对/间苯二甲酰对/间苯二胺”，具有高强度、高模量和耐高温、阻燃等优异性能。目前芳纶的涂覆隔膜大部分采用芳纶与无机材料共混进行涂覆(PCT/JP2007/058613)；其中无机材料(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)主要起到物理支撑和降低透气度的作用(CN109509855A)。
但目前的芳纶涂覆隔膜的耐热性能和击穿强度并不佳。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种有机插层水滑石-芳纶涂覆液，采用带有氨基和羧基官能团的有机插层水滑石参与芳纶聚合反应，制备得到有机插层水滑石-芳纶涂覆液。
本发明的目的之二在于提供一种有机插层水滑石-芳纶涂覆液的制备方法。
本发明的目的之三在于提供一种有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜，提升涂覆隔膜的耐热性和电性能。
本发明的目的之四在于提供一种有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜的制备方法。
本发明的目的之五在于提供一种锂离子电池或超级电容器，包括有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明第一方面提供了一种有机插层水滑石-芳纶涂覆液，通过以下方法制得：在芳纶聚合反应中加入有机插层水滑石，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆液；有机插层水滑石是用含有氨基和羧基官能团的有机改性剂对水滑石进行插层改性得到。
水滑石材料作为一种具有层状结构的双金属氢氧化物(Layered DoubleHydroxide,LDH)，其层板呈正电性，层板中间为无机阴离子；这些阴离子可与有机阴离子进行交换，进而实现对水滑石的有机插层。有机插层改性剂使得LDH层间间距增大，更容易剥离成高比表面的二维纳米片，分散于聚合物中。而带有特殊官能团的有机插层水滑石还能够与聚合物高分子(芳纶)进行反应，形成锚链作用，从而提升复合材料的耐热性和电性能。
对水滑石不做特别限制，可以为镁铝水滑石、钴铝水滑石或钴镁铝水滑石等；
对水滑石的粒径不做特别限制，可以为10-800nm。
本发明的含有氨基和羧基官能团的有机改性剂例如为对氨基水杨酸、对氨基苯甲酸、对氨基苯磺酸钠或谷胱甘肽中的至少一种。
本发明第二方面提供了一种有机插层水滑石-芳纶涂覆液的制备方法，包括以下步骤：
(1)有机插层水滑石的制备：将水滑石和有机改性剂加入乙二醇中，加热反应，经分离、清洗、干燥后得到有机插层水滑石；
(2)在芳纶聚合反应中加入有机插层水滑石，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆液；
在一些实施方式中，步骤(1)具体包括：
将一定粒径的水滑石和有机改性剂加入乙二醇中，搅拌分散均匀。加热到120℃插层反应2h，经过过滤、清洗、干燥、粉碎后得到有机插层水滑石。
优选地，步骤(1)的水滑石的摩尔量与有机改性剂的摩尔量之比为0.25-0.5(例如0.3、0.35、0.4、0.45)；
优选地，步骤(1)的水滑石和有机改性剂的总质量与乙二醇的质量之比为0.01-0.05(例如0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)。
在一些实施方式中，步骤(2)包括以下步骤：
在惰性环境中，将有机插层水滑石和对苯二胺加入到溶剂-助溶剂(例如NMP-CaCl2)溶液中，超声分散，高速搅拌；然后将温度降低至0-5℃，之后加入部分对苯二甲酰氯，反应，然后加入剩余的对苯二甲酰氯继续反应，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆液。
作为一种实施方式，步骤(2)具体包括：
在氮气环境中，将一定量的有机插层水滑石和对苯二胺加入到NMP-CaCl2溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入一定量的对苯二甲酰氯(对苯二甲酰氯总量的80％)，反应10min，然后加入余下的对苯二甲酰氯继续搅拌30min，即可得一定固含量的有机插层水滑石-芳纶涂覆液。
优选地，步骤(2)中，对苯二胺与对苯二甲酰氯的摩尔比为1：1。
优选地，步骤(2)中，有机插层水滑石与(对苯二胺+对苯二甲酰氯)的质量比为1-3，优选为2。
优选地，步骤(2)中，CaCl2在NMP-CaCl2溶液中的质量分数为4-8wt％，优选为6wt％。
优选地，步骤(2)中，有机插层水滑石-芳纶涂覆液中固含量(有机插层水滑石+芳纶)为4-12wt％，优选为8wt％。
本发明第三方面提供了一种有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜，包括基膜和设置于所述基膜上的至少一层涂覆层；所述涂覆层包含纤维状芳纶和有机插层水滑石，芳纶和有机插层水滑石之间形成锚链结构；
所述涂覆层是将上述有机插层水滑石-芳纶涂覆液或上述制备方法制备得到的有机插层水滑石-芳纶涂覆液涂覆到基膜上得到的。
用该涂覆液进行隔膜涂覆，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆，如图1所示，包括基膜1和涂覆层2，在涂覆层中，芳纶与有机插层水滑石充分混合并形成锚链作用。
基膜可以为现有技术中已知的任何适用于锂电池的基膜，例如聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜等单层基膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯等复合基膜。基膜可以市售获得，也可以根据现有方法自行制备获得，例如采用湿法或干法工艺单向或双向拉伸制备而得。
对基膜的厚度没有特别限制，例如可以为5-30μm，例如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、25、26、28、30μm。
对基膜的孔隙率没有特别限制，例如可以为20-80％，例如30％、40％、45％、50％、55％、60％、70％，孔隙率采用计算法测试，具体方法为：
将隔膜试样叠成6叠，扯平，压紧，排除掉隔膜中的空气；
将叠好的隔膜根据裁样板进行裁样，将裁好的样进行测量，得到样品的面积S；
测量样品的厚度，测量次数为10次或者20次，计算出平均值为B；
用电子天平测出隔膜的重量，测量次数为3次，得到平均值M；
通过下面的公式进行计算:孔隙率p＝[(隔膜原材料的密度*S*B-M)/(隔膜原材料密度*S*B)]*100％。
对基膜的透气度没有特别限制，例如可以为50-500s/100cc，例如50、60、80、100、120、150、160、180、200、250、300、350、400、450、500s/100cc，透气度采用GB/1038方法测试。
优选地，涂覆层的厚度为1-6μm，例如1、2、3、4、5、6μm。
本发明第四方面提供了一种有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜的制备方法，包括以下步骤：
在基膜的一侧涂覆上述有机插层水滑石-芳纶涂覆液，然后涂覆膜经水蒸气箱缓慢析出涂层；随后将涂覆膜进入水槽进行水洗，再进入烘箱进行烘干，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
对涂布方式没有特别限定，只要其适合于制备隔膜即可，包括狭缝挤出涂布、刮刀涂布、刮棒涂布、刮板涂布、线棒涂布中的任意一种，优选狭缝挤出涂布和刮刀涂布。
优选地，水蒸气箱的温度为40-70℃，湿度为60-90％RH，涂层析出时间为30-120s。
对水洗的方式没有特别限制，只要适合于涂覆膜残留溶剂的洗脱即可，优选水槽共3节，均装有纯水，从第3级向前溢流，水洗时间为30s-300s。
对烘干的方式没有特别限制，只要适合于隔膜的干燥即可。例如烘干采用蒸汽加热或者电加热的方式。对烘干的温度没有特别限制，优选干燥温度为60-90℃，时间为30-300s。
该方法制备的隔膜既能提升满足高耐温性能的要求，又能提高锂电池的击穿电压，同时避免添加成孔剂，工艺简单，适合量产。
根据本发明的第五个方面，提供了一种锂离子电池或超级电容器，包括上述有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜或上述制备方法制备得到的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
锂离子电池或超级电容器具有与上述隔膜相同的优势，在此不再赘述。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
本发明提出了一种有机插层水滑石-芳纶涂覆液的制备方法及其在锂电池隔膜涂覆中的应用，采用带有氨基和羧基官能团的有机插层水滑石参与芳纶聚合反应，制备得到有机插层水滑石-芳纶涂覆液；在涂覆过程中，该涂覆液在水蒸气作用下，芳纶逐步析出成纤维状，并与有机插层水滑石形成锚链作用，从而大大提升涂覆隔膜的耐热性和电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜的结构示意图；
图2为本发明实施例3得到的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜的扫描电镜图。
图示：1-基膜；2-涂覆层。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，提供以下实施例仅出于说明目的并不构成对本发明要求保护范围的限制。
除特殊说明外，在实施例中所采用的原料、试剂、方法等均为本领域常规的原料、试剂、方法。
实施例1
(1)将平均粒径100nm的镁铝水滑石(10.0g，16.5mmol)和对氨基水杨酸(10.1g，66.0mmol)加入600g乙二醇中，搅拌分散均匀。加热到120℃反应2h，经过过滤、清洗、干燥、粉碎后得到对氨基水杨酸插层镁铝水滑石(MgAl-LDH-AS)；
(2)在氮气环境中，将MgAl-LDH-AS(10.0g)和对苯二胺(3.48g，32.2mmol)加入到450gNMP-CaCl2(CaCl2质量分数：4wt％)溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入对苯二甲酰氯(5.23g，25.7mmol)，反应10min，然后加入对苯二甲酰氯(1.31g，6.5mmol)继续搅拌30min即可得固含量为4.2wt％的涂覆液；
(3)选取厚度为5μm的聚乙烯隔膜，孔隙率为37％，透气度为120s/100cc，采用刮刀式涂布方式在基膜的一侧涂覆上述涂膜液。制备的涂覆膜在42℃、65％RH的蒸汽氛围下停留30s，随后进入纯水槽水洗60s，然后进入65℃的烘箱干燥60s，得到涂覆层在1.5μm左右的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
实施例2
(1)将平均粒径300nm的钴铝水滑石(10.0g，12.4mmol)和对氨基苯甲酸(6.79g，49.5mmol)加入1000g乙二醇中，搅拌分散均匀。加热到120℃反应2h，经过过滤、清洗、干燥、粉碎后得到对氨基苯甲酸插层镁铝水滑石(CoAl-LDH-AM)；
(2)在氮气环境中，将CoAl-LDH-AM(10.0g)和对苯二胺(1.74g，16.1mmol)加入到255gNMP-CaCl2(CaCl2质量分数：6wt％)溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入对苯二甲酰氯(2.61g，12.8mmol)，反应10min，然后加入对苯二甲酰氯(0.66g，3.2mmol)继续搅拌30min即可得固含量为5.7wt％的涂覆液；
(3)选取厚度为7μm的聚乙烯隔膜，孔隙率为38％，透气度为140s/100cc，采用线棒式涂布方式在基膜的一侧涂覆上述涂膜液。制备的涂覆膜在45℃、85％RH的蒸汽氛围下停留60s，随后进入纯水槽水洗150s，然后进入78℃的烘箱干燥150s，得到涂覆层在2.5μm左右的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
实施例3
(1)将平均粒径300nm的镁铝水滑石(10.0g，16.5mmol)和对氨基苯磺酸钠(11.4g，49.5mmol)加入880g乙二醇中，搅拌分散均匀。加热到120℃反应2h，经过过滤、清洗、干燥、粉碎后得到对氨基苯甲酸插层镁铝水滑石(MgAl-LDH-SF)；
(2)在氮气环境中，将MgAl-LDH-SF(10.0g)和对苯二胺(1.74g，16.1mmol)加入到255gNMP-CaCl2(CaCl2质量分数：6wt％)溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入对苯二甲酰氯(2.61g，12.8mmol)，反应10min，然后加入对苯二甲酰氯(0.66g，3.2mmol)继续搅拌30min即可得固含量为5.7wt％的涂覆液；
(3)选取厚度为7μm的聚乙烯隔膜，孔隙率为38％，透气度为140s/100cc，采用刮刀式涂布方式在基膜的一侧涂覆上述涂膜液。制备的涂覆膜在45℃、85％RH的蒸汽氛围下停留60s，随后进入纯水槽水洗150s，然后进入78℃的烘箱干燥150s，得到涂覆层在2.5μm左右的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜，如图2所示。
实施例4
(1)将平均粒径700nm的镁铝水滑石(10.0g，16.5mmol)和谷胱甘肽(11.1g，33.0mmol)加入450g乙二醇中，搅拌分散均匀。加热到120℃反应2h，经过过滤、清洗、干燥、粉碎后得到对氨基苯甲酸插层镁铝水滑石(MgAl-LDH-SG)；
(2)在氮气环境中，将MgAl-LDH-SG(10.0g)和对苯二胺(1.16g，10.7mmol)加入到150gNMP-CaCl2(CaCl2质量分数：8wt％)溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入对苯二甲酰氯(1.75g，8.6mmol)，反应10min，然后加入对苯二甲酰氯(0.43g，2.1mmol)继续搅拌30min即可得固含量为8.0wt％的涂覆液；
(3)选取厚度为12μm的聚乙烯隔膜，孔隙率为44％，透气度为180s/100cc，采用窄缝挤出涂布方式在基膜的一侧涂覆上述涂膜液。制备的涂覆膜在60℃、90％RH的蒸汽氛围下停留120s，随后进入纯水槽水洗240s，然后进入85℃的烘箱干燥300s，得到涂覆层在4μm左右的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
实施例5
(1)将平均粒径300nm的钴镁铝水滑石(10.0g，14.2mmol)和对氨基苯甲酸(5.83g，42.5mmol)加入970g乙二醇中，搅拌分散均匀。加热到120℃反应2h，经过过滤、清洗、干燥、粉碎后得到对氨基苯甲酸插层镁铝水滑石(CoMgAl-LDH-AM)；
(2)在氮气环境中，将CoMgAl-LDH-AM(10.0g)和对苯二胺(1.74g，16.1mmol)加入到255gNMP-CaCl2(CaCl2质量分数：6wt％)溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入对苯二甲酰氯(2.61g，12.8mmol)，反应10min，然后加入对苯二甲酰氯(0.66g，3.2mmol)继续搅拌30min即可得固含为5.7wt％的涂覆液；
(3)选取厚度为9μm的聚丙烯隔膜，孔隙率为38％，透气度为140s/100cc，采用窄缝挤出式涂布方式在基膜的一侧涂覆上述涂膜液。制备的涂覆膜在45℃、85％RH的蒸汽氛围下停留60s，随后进入纯水槽水洗150s，然后进入78℃的烘箱干燥150s，得到涂覆层在4μm左右的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
对比例1
(1)按照实施例3得到氨基苯甲酸插层镁铝水滑石(MgAl-LDH-SF)；
(2)在氮气环境中，将对苯二胺(1.74g，16.1mmol)加入到255gNMP-CaCl2(CaCl2质量分数：6wt％)溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入对苯二甲酰氯(2.61g，12.8mmol)，反应10min，然后加入对苯二甲酰氯(0.66g，3.2mmol)继续搅拌30min，然后加入MgAl-LDH-SF(10.0g)，高速分散10min，得到固含量为5.7wt％的涂覆液；
(3)选取厚度为7μm的聚乙烯隔膜，孔隙率为38％，透气度为140s/100cc，采用刮刀式涂布方式在基膜的一侧涂覆上述涂膜液。制备的涂覆膜在45℃、85％RH的蒸汽氛围下停留60s，随后进入纯水槽水洗150s，然后进入78℃的烘箱干燥150s，得到涂覆层在2.5μm左右的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
对比例2
(1)在氮气环境中，将对苯二胺(1.74g，16.1mmol)加入到255gNMP-CaCl2(CaCl2质量分数：6wt％)溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入对苯二甲酰氯(2.61g，12.8mmol)，反应10min，然后加入对苯二甲酰氯(0.66g，3.2mmol)继续搅拌30min，然后加入平均粒径300nm的镁铝水滑石(10.0g)，高速分散10min，得到固含量为5.7wt％的涂覆液；
(2)选取厚度为7μm的聚乙烯隔膜，孔隙率为38％，透气度为140s/100cc，采用刮刀式涂布方式在基膜的一侧涂覆上述涂膜液。制备的涂覆膜在45℃、85％RH的蒸汽氛围下停留60s，随后进入纯水槽水洗150s，然后进入78℃的烘箱干燥150s，得到涂覆层在2.5μm左右的水滑石-芳纶涂覆隔膜。
对比例3
(1)在氮气环境中，将对苯二胺(1.74g，16.1mmol)加入到255gNMP-CaCl2(CaCl2质量分数：6wt％)溶液中，超声分散10min，高速搅拌30min，然后将温度降低至0℃。之后加入对苯二甲酰氯(2.61g，12.8mmol)，反应10min，然后加入对苯二甲酰氯(0.66g，3.2mmol)继续搅拌30min，然后加入平均粒径300nm的氧化铝陶瓷(10.0g)，高速分散10min，得到固含量为5.7wt％的涂覆液；
(2)选取厚度为7μm的聚乙烯隔膜，孔隙率为38％，透气度为140s/100cc，采用刮刀式涂布方式在基膜的一侧涂覆上述涂膜液。制备的涂覆膜在45℃、85％RH的蒸汽氛围下停留60s，随后进入纯水槽水洗150s，然后进入78℃的烘箱干燥150s，得到涂覆层在2.5μm左右的芳纶涂覆隔膜。
测试例
将本发明实施例和对比例的隔膜，分别进行厚度、透气值、热收缩和击穿电压的测试，测试结果如表1所示。厚度按照GB/T6672-2001规定的方法进行测试，透气值按照GB/1038-2000规定的方法进行测试，热收缩按照GB/T12027-2004规定的方法进行测试，击穿电压按照GB/T13542.2-2009规定的方法进行测试。
表1
说明：击穿强度＝击穿电压/厚度；涂层厚度＝涂覆后隔膜总厚度-基膜厚度；涂层透气度增加值＝(涂覆隔膜透气度-基膜透气度)/涂层厚度增加值；涂层击穿强度＝(涂覆后隔膜击穿电压-基膜击穿电压)/涂层厚度增加值。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种有机插层水滑石-芳纶涂覆液，其特征在于，通过以下方法制得：
在芳纶聚合反应中加入有机插层水滑石，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆液；有机插层水滑石是用含有氨基和羧基官能团的有机改性剂对水滑石进行插层改性得到。
2.根据权利要求1所述的有机插层水滑石-芳纶涂覆液，其特征在于，水滑石为镁铝水滑石、钴铝水滑石或钴镁铝水滑石中的至少一种；
优选地，所述水滑石的粒径为10-800nm；
优选地，含有氨基和羧基官能团的有机改性剂为对氨基水杨酸、对氨基苯甲酸、对氨基苯磺酸钠或谷胱甘肽中的至少一种。
3.一种权利要求1或2所述的有机插层水滑石-芳纶涂覆液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)有机插层水滑石的制备：将水滑石和有机改性剂加入乙二醇中，加热反应，经分离、清洗、干燥后得到有机插层水滑石；
(2)在芳纶聚合反应中加入有机插层水滑石，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的水滑石的摩尔量与有机改性剂的摩尔量之比为0.25-0.5；
优选地，水滑石和有机改性剂的总质量与乙二醇的质量之比为0.01-0.05。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括以下步骤：
在惰性环境中，将有机插层水滑石和对苯二胺加入到溶剂-助溶剂溶液中，超声分散，高速搅拌；然后将温度降低至0-5℃，之后加入部分对苯二甲酰氯，反应，然后加入剩余的对苯二甲酰氯继续反应，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，对苯二胺的摩尔量与对苯二甲酰氯的摩尔量之比为1：1；
优选地，有机插层水滑石的质量与对苯二胺和对苯二甲酰氯总质量之比为1-3，优选为2；
优选地，助溶剂在溶剂-助溶剂溶液中的质量分数为4-8wt％，优选为6wt％；
优选地，有机插层水滑石-芳纶涂覆液的固含量为4-12wt％，优选为8wt％。
7.一种有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜，其特征在于，包括基膜和设置于所述基膜上的至少一层涂覆层；所述涂覆层包含纤维状芳纶和有机插层水滑石，芳纶和有机插层水滑石之间形成锚链结构；
所述涂覆层是将权利要求1或2所述的有机插层水滑石-芳纶涂覆液或权利要求3-6任一项所述的制备方法制备得到的有机插层水滑石-芳纶涂覆液涂覆到基膜上得到的。
8.根据权利要求7所述的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜，其特征在于，所述基膜包括聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜中的任意一种；
优选地，所述基膜的厚度为5-30μm、孔隙率为20-80％、透气度为50-500s/100cc；
优选地，所述涂覆层的厚度为1-6μm。
9.一种权利要求7或8所述的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基膜的一侧涂覆所述有机插层水滑石-芳纶涂覆液，然后涂覆膜经水蒸气箱缓慢析出涂层；随后将涂覆膜进入水槽进行水洗，再进入烘箱进行烘干，得到有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜；
优选地，涂布方式包括狭缝挤出涂布、刮刀涂布、刮棒涂布、刮板涂布、线棒涂布中的任意一种，优选狭缝挤出涂布和刮刀涂布；
优选地，水蒸气箱的温度为40-70℃，湿度为60-90％RH，涂层析出时间为30-120s；
优选地，水槽共3节，均装有纯水，从第3级向前溢流；水洗时间为30-300s；
优选地，烘干采用蒸汽加热或者电加热的方式，干燥温度为60-90℃，干燥时间为30-300s。
10.一种锂离子电池或超级电容器，其特征在于，包括权利要求7或8所述的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜或权利要求9所述的制备方法制备得到的有机插层水滑石-芳纶涂覆隔膜。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115166438A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 中材锂膜有限公司 | 一种隔膜耐电压测试方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105762318A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-07-13 | 圣欧芳纶（江苏）股份有限公司 | 锂离子电池专用隔膜及其制备方法 |
| WO2017016373A1 (zh) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种芳纶聚合体涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法 |
| CN106910858A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-30 | 深圳中兴创新材料技术有限公司 | 一种聚合物复合锂电池隔膜及其制备方法 |
| CN107958977A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-04-24 | 上海恩捷新材料科技股份有限公司 | 电池隔膜、锂离子电池及其制备方法 |
| CN109509855A (zh) * | 2018-04-04 | 2019-03-22 | 京工新能(北京)科技有限责任公司 | 一种芳纶陶瓷隔膜及其制备方法和用途 |
| CN110048063A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-23 | 重庆云天化纽米科技股份有限公司 | 无机纳米颗粒改性芳纶浆液及芳纶涂覆的锂电池复合隔膜 |
| CN112086607A (zh) * | 2019-06-12 | 2020-12-15 | 中南大学 | 一种聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物的复合隔膜材料及其制备方法和应用 |
| CN112531285A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-19 | 中材锂膜有限公司 | 一种耐高温对位芳纶涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法 |
| CN113278146A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-08-20 | 华东师范大学 | 一种改性对位芳纶及其制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017016373A1 (zh) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | 沧州明珠隔膜科技有限公司 | 一种芳纶聚合体涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法 |
| CN105762318A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-07-13 | 圣欧芳纶（江苏）股份有限公司 | 锂离子电池专用隔膜及其制备方法 |
| CN106910858A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-30 | 深圳中兴创新材料技术有限公司 | 一种聚合物复合锂电池隔膜及其制备方法 |
| CN107958977A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-04-24 | 上海恩捷新材料科技股份有限公司 | 电池隔膜、锂离子电池及其制备方法 |
| CN109509855A (zh) * | 2018-04-04 | 2019-03-22 | 京工新能(北京)科技有限责任公司 | 一种芳纶陶瓷隔膜及其制备方法和用途 |
| CN110048063A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-23 | 重庆云天化纽米科技股份有限公司 | 无机纳米颗粒改性芳纶浆液及芳纶涂覆的锂电池复合隔膜 |
| CN112086607A (zh) * | 2019-06-12 | 2020-12-15 | 中南大学 | 一种聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物的复合隔膜材料及其制备方法和应用 |
| CN112531285A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-19 | 中材锂膜有限公司 | 一种耐高温对位芳纶涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法 |
| CN113278146A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-08-20 | 华东师范大学 | 一种改性对位芳纶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 马平川等: "正电性纳米层状材料对聚酰亚胺电性能的影响", 《绝缘材料》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115166438A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 中材锂膜有限公司 | 一种隔膜耐电压测试方法 |
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