CN114989574A - 聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体 - Google Patents

聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体；该聚酯基膜的材质包括聚酯衍生物，聚酯衍生物为将对应的聚酯中的原二醇类单体部分替换为含有极性基团的二醇类单体得到的衍生物，且极性基团包括酰胺基团、胺基、醚氧基团、羧基和酚羟基中的一种或多种，采用聚酯衍生物作为制备聚酯基膜的材质，提高了聚酯基膜的极性基团含量，从而提升了聚酯基膜的表面张力，且聚酯基膜的表面张力能够长期稳定，有效促进聚酯基膜和表面金属层的牢固集合。

Description

聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体。
背景技术
目前，基于高分子薄膜的复合集流体受到新能源行业的广泛关注和应用。相比传统的集流体，基于高分子薄膜的复合集流体具备成本低、质量轻、内部绝缘性好等特点。这些特点使得基于高分子薄膜的复合集流体在电池中应用时能够降低电池的成本、并提升电池的能量密度及安全性。
复合集流体的制备过程通常包括：采用物理气相沉积的方法在高分子薄膜上沉积一层金属材料，制备出的具备一定导电能力的表面金属化的薄膜即为复合集流体。
但是，在复合集流体实际制备过程中容易出现高分子薄膜与表面金属层结合不牢固的现象，是复合集流体制备过程中亟需解决的问题。
发明内容
基于此，本发明提供了一种聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体，基于该聚酯基膜制备的复合集流体能够提高基膜与表面金属层的结合力。
本发明的第一方面，提供了一种聚酯基膜，其材质包括聚酯衍生物，所述聚酯衍生物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生物、聚对苯二甲酸丁二醇酯衍生物和聚萘二甲酸乙二醇酯衍生物中的一种或多种；
所述聚酯衍生物为将对应的聚酯中的原二醇类单体部分替换为含有极性基团的二醇类单体得到的衍生物，所述极性基团包括酰胺基团、胺基、醚氧基团、羧基和酚羟基中的一种或多种。
在一些实施例中，所述聚酯衍生物中含有极性基团的二醇类单体与未被替换的原二醇类单体的摩尔比为(0.1～4)：1。
在一些实施例中，所述含有极性基团的二醇类单体中极性基团的数量为n，且1≤n≤3。
在一些实施例中，所述含有极性基团的二醇类单体为链状、饱和环状和不饱和环状中的一种，所述不饱和环状包括苯环和杂环中的一种。
在一些实施例中，所述含有极性基团的二醇类单体包括二乙醇胺、缩二乙二醇、3-羟基-N-(2-羟乙基)丙酰胺和3-(2-羟乙基)苯乙醇中的一种或多种。
在一些实施例中，所述聚酯衍生物的重均分子量为2～8万，和/或特性粘度为0.5～1.2dL/g。
在一些实施例中，所述聚酯衍生物为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和枝接共聚物中的一种或多种。
在一些实施例中，其材质还包括聚酯，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
在其中的一些实施例中，所述聚酯衍生物和所述聚酯的重量比为(1/9～9):1。
本发明的第二方面，提供了一种本发明的第一方面所述的聚酯基膜的制备方法，包括将材质熔融挤出后，双向拉伸制得聚酯基膜。
本发明的第三方面，提供了一种本发明的第一方面所述的聚酯基膜在制备复合集流体中的应用。
本发明的第四方面，提供了一种极片，包括本发明的第一方面所述的聚酯基膜以及位于所述聚酯基膜之上的电极活性材料。
本发明的第五方面，提供了一种锂电池单体，包括本发明的第四方面所述的极片。
本发明的第六方面，提供了一种电池组，包括本发明的第五方面所述的锂电池单体。
本发明的第七方面，提供了一种用电设备，包括本发明的第五方面所述的锂电池单体或本发明的第六方面所述的电池组。
本发明提供的聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体，该聚酯基膜的材质包括聚酯衍生物，聚酯衍生物为将对应的聚酯中的原二醇类单体部分替换为含有极性基团的二醇类单体得到的衍生物，且极性基团包括酰胺基团、胺基、醚氧基团、羧基和酚羟基中的一种或多种，采用聚酯衍生物作为制备聚酯基膜的材质，提高了聚酯基膜的极性基团含量，从而提升了聚酯基膜的表面张力，且聚酯基膜的表面张力能够长期稳定，有效促进聚酯基膜和表面金属层的牢固集合。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。下述给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，“一种或多种的组合”指所列项目的任一种或任两种或任两种以上的组合。
本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
在本文中，涉及数据范围的单位，如果仅在右端点后带有单位，则表示左端点和右端点的单位是相同的。比如，0.5～1.2dL/g表示左端点“0.5”和右端点“1.2”的单位都是dL/g。
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
目前，基于高分子薄膜的复合集流体受到新能源行业的广泛关注和应用。相比传统的集流体，基于高分子薄膜的复合集流体具备成本低、质量轻、内部绝缘性好等特点，这些特点使得基于高分子薄膜的复合集流体在电池中应用时能够降低电池的成本、并提升电池的能量密度及安全性。
基于高分子薄膜的复合集流体的制备过程通常包括：采用物理气相沉积的方法在高分子薄膜(如聚丙烯、聚乙烯、聚酯类等)上沉积一层金属(铝、铜等)材料，制备得到的具备一定导电能力的表面金属化的薄膜即为复合集流体。
然而，在复合集流体实际制备过程中容易出现高分子薄膜与表面金属层结合不牢固的现象。
申请人经研究发现，导致这一问题的原因在于：通常采用的聚丙烯、聚乙烯、聚酯等高分子薄膜由于自身材料极性较弱，导致材料表面张力较低，低表面张力的高分子薄膜与高表面张力的金属材料之间的亲合力较差，从而引发二者界面之间的附着力较低，结合不牢固。
为了解决该问题，通常可以采用高分子薄膜表面电晕的方法，提高薄膜的表面张力，从而提升高分子薄膜与金属材料的结合牢固性。但是，该方法存在以下不足：①在保证高分子薄膜的力学性能不发生明显变化的前提下，电晕处理后的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)高分子薄膜表面张力一般在50-70mN/m之间，相比处理前高分子薄膜的表面张力(25-45mN/m)，提升幅度有限，且仍与金属材料的表面张力(大于100mN/m)存在较大的差距，导致二者之间的结合效果不理想，使用胶带粘黏后再剥离，会发现大面积的金属层脱落；②电晕处理后的高分子薄膜表面张力不稳定，存放一段时间后，表面张力降低，最后与处理前的高分子薄膜表面张力接近，即存在存储不稳定的问题。
为了解决该技术问题，本发明提供了一种聚酯基膜，其材质可以包括聚酯衍生物，所述聚酯衍生物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生物、聚对苯二甲酸丁二醇酯衍生物和聚萘二甲酸乙二醇酯衍生物中的一种或多种；所述聚酯衍生物为将对应的聚酯中的原二醇类单体部分替换为含有极性基团的二醇类单体得到的衍生物，所述极性基团包括酰胺基团、胺基、醚氧基团、羧基和酚羟基中的一种或多种。
需要说明的是，原二醇类单体指的是聚酯衍生物对应的聚酯中含有的二醇类单体，例如，当聚酯衍生物为聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生物和/或聚萘二甲酸乙二醇酯衍生物时，则原二醇类单体指的是乙二醇；当聚酯衍生物为聚对苯二甲酸丁二醇酯衍生物时，则原二醇类单体指的是丁二醇；当聚酯衍生物为聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生物和聚对苯二甲酸丁二醇酯衍生物时，或者当聚酯衍生物为聚对苯二甲酸丁二醇酯衍生物和聚萘二甲酸乙二醇酯衍生物时，或者单聚酯衍生物为聚酯衍生物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生物、聚对苯二甲酸丁二醇酯衍生物和聚萘二甲酸乙二醇酯衍生物时，则原二醇类单体指的是丁二醇和乙二醇。
本发明提供的聚酯基膜，其材质包括聚酯衍生物，聚酯衍生物为将对应的聚酯中的原二醇类单体部分替换为含有极性基团的二醇类单体得到的衍生物，且极性基团包括酰胺基团、胺基、醚氧基团、羧基和酚羟基中的一种或多种，采用聚酯衍生物作为制备聚酯基膜的材质，提高了聚酯基膜的极性基团含量，从而提升了聚酯基膜的表面张力，且聚酯基膜的表面张力能够长期稳定，有效促进聚酯基膜和表面金属层的牢固集合。
在一些实施例中，当极性基团为酰胺基团、胺基或醚氧基团时，极性基团可以位于二醇类单体的主链上；当极性基团为羧基或酚羟基时，极性基团可以位于二醇类单体的侧链上。
在一些实施例中，聚酯基膜的厚度可以为2μm～20μm；例如，可以为2μm、5μm、7μm、10μm、12μm、15μm、17μm或20μm等，具体不做限定。
在一些实施例中，聚酯基膜的MD(纵向)拉伸强度可以达到120Mpa～400Mpa，TD(横向)拉伸强度可以达到100Mpa～350Mpa，MD和TD方向的断裂伸长率可以达到50％～150％。
在一些实施例中，聚酯基膜的表面张力可以达到40～100mN/m，存储3个月后，表面张力可以达到30～80mN/m，即长时间存放后，该聚酯基膜的表面张力变化不大，能够长期稳定。
在一些实施例中，聚酯基膜的表面粗糙度可以达到5nm-150nm；在胶带粘黏撕扯对比实验中，该聚酯基膜金属层脱离面积≤0.2，表明该聚酯基膜能够和表面金属层的牢固集合。
在一些实施例中，所述聚酯衍生物中含有极性基团的二醇类单体与未被替换的原二醇类单体的摩尔比可以为(0.1～4)：1；例如，可以为0.1：1、0.5：1、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1、3.5：1或4：1等，具体不做限定。当聚酯衍生物中含有极性基团的二醇类单体与未被替换的原二醇类单体的摩尔比小于该范围时，不能有有效提升制得的聚酯基膜的表面张力；而摩尔比大于该范围时，由于极性基团过多将会影响制得的聚酯基膜的力学性能；当聚酯衍生物中含有极性集团的二醇类单体与未被替换的原二醇类单体的摩尔比为(0.1～4)：1时，既有利于进一步提高制得的聚酯基膜的表面张力，又不影响聚酯基膜的力学性能。
在一些实施例中，所述含有极性基团的二醇类单体中极性基团的数量为n，且1≤n≤3；例如，含有的极性基团的数量可以为1、2或3，具体不做限定；其中，极性基团为除去醇羟基之外的极性基团，可以包括酰胺基团、胺基、醚氧基团、羧基和酚羟基中的一种或多种。当含有极性基团的二醇类单体中极性基团的数量1≤n≤3时，二醇类单体的空间位阻小，便于其与羧酸类单体发生聚合反应，同时能够有效提高制得的聚酯基膜的极性单元含量，提升聚酯基膜的表面张力。
在一些实施例中，所述含有极性基团的二醇类单体可以为链状、饱和环状和不饱和环状中的一种，所述不饱和环状包括苯环和杂环中的一种。
在一些实施例中，所述含有极性基团的二醇类单体可以包括二乙醇胺、缩二乙二醇、3-羟基-N-(2-羟乙基)丙酰胺和3-(2-羟乙基)苯乙醇中的一种或多种。
在一些实施例中，所述聚酯衍生物的重均分子量可以为2～8万；例如，可以为2万、3万、4万、5万、6万、7万或8万等，具体不做限定。
在一些实施例中，所述聚酯衍生物的特性粘度可以为0.5～1.2dL/g；例如，可以为0.5dL/g、0.6dL/g、0.7dL/g、0.8dL/g、0.9dL/g、1.0dL/g、1.1dL/g或1.2dL/g等，具体不做限定。
在一些实施例中，所述聚酯衍生物可以为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和枝接共聚物中的一种或多种。
在一些实施例中，其材质还包括聚酯，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种；即可以采用至少一种聚酯衍生物和至少一种聚酯共混，作为制备聚酯基膜的材质。需要说明的是，当采用一种聚酯衍生物和一种聚酯共混作为制备聚酯基膜的材质时，聚酯衍生物和聚酯可以不对应，例如，当采用的聚酯衍生物为聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生物时，采用的聚酯可以为聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯种的任意一种。
在其中的一些实施例种，所述聚酯衍生物和所述聚酯的重量比可以为(1/9～9):1；例如，可以为1/9:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1或9：1等，具体不做限定。当聚酯衍生物和所述聚酯的重量比小于该范围时，由于极性基团数量少，最后制得的聚酯基膜的极性差，则聚酯基膜的表面张力低下；当重量比大于该范围时，由于极性基团数量过多，将会影响最后制得的聚酯基膜的力学性能；当采用重量比为(1/9～9):1的聚酯衍生物和聚酯的混合物制备聚酯基膜时，有利于进一步提高聚酯基膜的表面张力，并且不会影响聚酯基膜的力学性能。
本发明还提供了一种上述聚酯基膜的制备方法，包括将材质熔融挤出后，双向拉伸制备聚酯基膜。
需要说明的是，熔融挤出和双向拉伸即为本领域常用的熔融挤出法和双向拉伸法。
本发明中采用聚酯衍生物或聚酯衍生物和聚酯的混合物制备聚酯基膜时，MD(纵向)拉伸比例可以达到1:(3～8)，TD(纵向)拉伸比例可以达到1:(3～8)；MD(纵向)拉伸速率可以达到30～80倍/分钟，TD(纵向)拉伸速率可以达到50～200倍/分钟。
采用聚酯衍生物或聚酯衍生物和聚酯的混合物制备聚酯基膜时，无需进行薄膜的极化后处理，简单易行、易于工业化生产。
本发明还提供了一种上述的聚酯基膜在制备复合集流体中的应用。采用本发明提供的聚酯基膜作为基材制备复合集流体，能够有效解决复合集流体中高分子薄膜与表面金属层结合不牢固的问题，提高复合集流体的稳定行。
在一些实施例中，可以采用如下方法制备复合集流体：
复合负极集流体：首先，金属导电层的制备：将聚酯基膜置于真空蒸镀的舱体内，以1400-2000℃的高温将金属蒸发室内的高纯铜丝(纯度大于99.99％)熔化蒸发，蒸发后的金属原子经过真空镀膜室内的冷却系统，沉积在聚酯基膜的两个表面，形成厚度为1μm的铜金属导电层。其次，保护层的制备：通过超声分散的方法将1g石墨烯均匀分散到999g氮甲基吡咯烷酮(NMP)溶液中，配制成固含量为0.1wt.％的涂布液，然后通过模头涂布的工艺将涂布液均匀涂覆到金属导电层的表面，其中涂覆量控制为80μm，最后在100℃下进行干燥。
本发明还提供了一种极片，包括上述的聚酯基膜以及位于所述聚酯基膜之上的电极活性材料。
本发明还提供了一种锂电池单体，包括上述的极片。
本发明还提供了一种电池组，包括上述的锂电池单体。
本发明还提供了一种用电设备，包括上述的锂电池单体或电池组。
下面结合具体实施例对本发明提供的聚酯基膜及其制备方法和应用进行详细说明。
需要说明的是，下述实施例中提及的PET指的是聚对苯二甲酸乙二醇酯、PBT指的是聚对苯二甲酸丁二醇酯、PEN指的是聚萘二甲酸乙二醇酯。
实施例1
(1)高剥离强度复合集流体聚酯基膜制备
树脂选型：以重量份数计，选用特性粘度为0.60dL/g的PET树脂2份，特性粘度为0.70dL/g的PET衍生物8份进行共混配料。其中所用PET衍生物为无规共聚物，PET衍生物中部分乙二醇替换为缩二乙二醇，缩二乙二醇与乙二醇的摩尔比为3:7。
采用熔融挤出后，双向拉伸的工艺制备聚酯基膜；拉伸工艺：以MD方向拉伸比1:4，TD方向拉伸比1:6，制得最终厚度8μm的双向拉伸聚酯薄膜，薄膜的MD方向拉伸强度为200Mpa，TD方向拉伸强度为180Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于80％。
(2)采用前述复合集流体的制备方法制备复合集流体。
实施例2
(1)高剥离强度复合集流体聚酯基膜制备
树脂选型：以重量份数计，选用特性粘度为0.9.dL/g的PBT树脂9份，特性粘度为0.55dL/g的PET衍生物1份进行共混配料。其中所用PET衍生物为接枝共聚物，PET衍生物中部分乙二醇替换为二乙醇胺，二乙醇胺与乙二醇的摩尔比为1:1。
采用熔融挤出后，双向拉伸的工艺制备聚酯基膜；拉伸工艺：以MD方向拉伸比1:4，TD方向拉伸比1:6，制得最终厚度8μm的双向拉伸聚酯薄膜，薄膜的MD方向拉伸强度为300Mpa，TD方向拉伸强度为280Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于120％。
(2)采用前述复合集流体的制备方法制备复合集流体。
实施例3
(1)高剥离强度复合集流体聚酯基膜制备
树脂选型：以重量份数计，选用特性粘度为0.7dL/g的PEN树脂1份，特性粘度为0.5dL/g的PEN衍生物5份，特性粘度为0.9dL/g的PBT衍生物4份进行共混配料。其中所用PEN衍生物为交替共聚物，PEN衍生物中部分乙二醇替换为3-羟基-N-(2-羟乙基)丙酰胺，3-羟基-N-(2-羟乙基)丙酰胺与乙二醇的摩尔比为2:1；所用PBT衍生物为嵌段共聚物，PBT衍生物中部分丁二醇替换为3-(2-羟乙基)苯乙醇，3-(2-羟乙基)苯乙醇与丁二醇的摩尔比为3:1。
采用熔融挤出后，双向拉伸的工艺制备聚酯基膜；拉伸工艺：以MD方向拉伸比1:4.5，TD方向拉伸比1:5，制得最终厚度7.5μm的双向拉伸聚酯薄膜，薄膜的MD方向拉伸强度为190Mpa，TD方向拉伸强度为160Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于80％。
(2)采用前述复合集流体的制备方法制备复合集流体。
实施例4
(1)高剥离强度复合集流体聚酯基膜制备
树脂选型：以重量份数计，选用特性粘度为0.8dL/g的PET衍生物3份，特性粘度为0.6dL/g的PEN衍生物3份，特性粘度为1.2dL/g的PBT衍生物4份进行共混配料。其中所用PET衍生物为无规共聚物，PET衍生物中部分乙二醇替换为缩二乙二醇，PET衍生物中缩二乙二醇与乙二醇的摩尔比为0.1:1；所用PEN衍生物为接枝共聚物，PEN衍生物中部分乙二醇替换为二乙醇胺，二乙醇胺与乙二醇的摩尔比为4:1；所用PBT衍生物为嵌段共聚物，PBT衍生物中部分丁二醇替换为3-(2-羟乙基)苯乙醇，3-(2-羟乙基)苯乙醇与丁二醇的摩尔比为2.5:1。
采用熔融挤出后，双向拉伸的工艺制备聚酯基膜；拉伸工艺：以MD方向拉伸比1:4.5，TD方向拉伸比1:5，制得最终厚度6μm的双向拉伸聚酯薄膜，薄膜的MD方向拉伸强度为210Mpa，TD方向拉伸强度为180Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于80％。
(2)采用前述复合集流体的制备方法制备复合集流体。
实施例5
(1)高剥离强度复合集流体聚酯基膜制备
树脂选型：以重量份数计，选用特性粘度为0.85dL/g的PET衍生物5份，特性粘度为0.85dL/g的PEN衍生物5份进行共混配料。其中所用PET衍生物为无规共聚物，PET衍生物中部分乙二醇替换为缩二乙二醇，PET衍生物中缩二乙二醇与乙二醇的摩尔比为0.5:1；所用PEN衍生物为嵌段共聚物，PEN衍生物中部分乙二醇替换为二乙醇胺，二乙醇胺与乙二醇的摩尔比为3.5:1。
采用熔融挤出后，双向拉伸的工艺制备聚酯基膜；拉伸工艺：以MD方向拉伸比1:4.5，TD方向拉伸比1:5，制得最终厚度5.5μm的双向拉伸聚酯薄膜，薄膜的MD方向拉伸强度为250Mpa，TD方向拉伸强度为220Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于100％。
(2)采用前述复合集流体的制备方法制备复合集流体。
实施例6
实施例6与实施例1的区别仅在于：仅采用10重量份特性粘为0.70dL/g的PET衍生物制备聚酯基膜，其他均相同。得到膜薄的MD方向拉伸强度为160Mpa，TD方向拉伸强度为120Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于100％。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于：仅采用10重量份特性粘度为0.60dL/g的PET树脂制备聚酯基膜，其他均相同。得到膜薄的MD方向拉伸强度为200Mpa，TD方向拉伸强度为180Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于100％。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：仅采用10重量份特性粘度为0.60dL/g的PET树脂制备聚酯基膜，且采用电晕的方法制备聚酯基膜。得到膜薄的MD方向拉伸强度为200Mpa，TD方向拉伸强度为180Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于100％。
对比例3
对比例3与实施例1的区别仅在于：PET衍生物中部分乙二醇替换为缩二乙二醇，缩二乙二醇与乙二醇的摩尔比为0.05:1，其他均相同。得到膜薄的MD方向拉伸强度为250Mpa，TD方向拉伸强度为220Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于100％。
对比例4
对比例4与实施例1的区别仅在于：PET衍生物中部分乙二醇替换为缩二乙二醇，缩二乙二醇与乙二醇的摩尔比为5:1，其他均相同。得到膜薄的MD方向拉伸强度为100Mpa，TD方向拉伸强度为90Mpa，两个方向断裂伸长率都大于等于150％，力学强度太弱不满足下一步集流体的制备工艺要求。
性能测试
采用原子力学显微镜对实施例1～6及对比例1～4中制备的聚酯基膜进行表面张力和表面粗糙度测试，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003647569170000121
对实施例1～6及对比例1～3中制备的复合集流体进行粘结力性能评价，评价方法为：采用长200mm，宽15mm的3M Scotch胶带(600或610型)贴合在复合集流体表面的金属层上；用压辊以10mm/s的速度，辊压试样来回2次；然后以100mm/min的速度，60度的角度撕下胶带；最后统计分析胶带上撕下的金属面积占比。结果如表2所示。
表2
Figure BDA0003647569170000122
从表1和表2中结果可知，实施例1～6中制备的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度得到显著的提升，且保存稳定，聚酯基膜与金属层的粘结力性能明显提升，更适合于表面沉积金属，制备复合集流体；表明当采用至少一种聚酯衍生物制备聚酯基膜，或者采用重量比为(1/9～9):1的聚酯衍生物与聚酯的混合物制备聚酯基膜，且聚酯衍生物中含有极性基团的二醇类单体与未被替换的原二醇类单体的摩尔比为(0.1～4)：1时，采用不同的拉伸工艺参数，制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度均得到显著的提升，且聚酯基膜的表面张力能够长期稳定，有效促进聚酯基膜和表面金属层的牢固结合，适合于制备复合集流体。
由实施例1～2、实施例6与实施例3～5的结果可知，当制备聚酯基膜的原料中包括至少两个聚酯衍生物时，制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度，均优于原料中包括一种聚酯衍生物时制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度。并且，原料为一种聚酯衍生物和至少一种聚酯的混合物时制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度，优于原料仅为一种聚酯衍生物时制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度。
由实施例1、实施例6和对比例1～2的结果可知，当仅采用聚酯制备聚酯基膜时，制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度均较差；即使采用电晕工艺以聚酯为材质制备聚酯基膜，制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度提升有限，且聚酯基膜的表面张力不能够长期稳定，聚酯基膜与金属层的粘结力性能差。表明采用原二醇类单体被部分替换为含有极性基团的二醇类单体的聚酯衍生物作为制备聚酯基膜的材质，提高了聚酯基膜的极性基团含量，从而提升了聚酯基膜的表面张力，且聚酯基膜的表面张力能够长期稳定，有效促进聚酯基膜和表面金属层的牢固集合。
由实施例1与对比例3和对比例4的结果可知，当PET衍生物中缩二乙二醇与乙二醇的摩尔比为3:7时制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度，均优于PET衍生物中缩二乙二醇与乙二醇的摩尔比为0.05:1时制备得到的聚酯基膜的表面张力和表面粗糙度；且当PET衍生物中缩二乙二醇与乙二醇的摩尔比为5:1时制备得到的聚酯基膜已不能满足进一步制备集流体的要求，即制备得到的聚酯基膜的力学性能受到影响；表明当聚酯衍生物中含有极性集团的二醇类单体与未被替换的原二醇类单体的摩尔比为(0.1～4)：1时，既有利于进一步提高制得的聚酯基膜的表面张力，又不影响聚酯基膜的力学性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种聚酯基膜，其特征在于，其材质包括聚酯衍生物，所述聚酯衍生物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生物、聚对苯二甲酸丁二醇酯衍生物和聚萘二甲酸乙二醇酯衍生物中的一种或多种；
所述聚酯衍生物为将对应的聚酯中的原二醇类单体部分替换为含有极性基团的二醇类单体得到的衍生物，所述极性基团包括酰胺基团、胺基、醚氧基团、羧基和酚羟基中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其特征在于，所述聚酯衍生物中含有极性基团的二醇类单体与未被替换的原二醇类单体的摩尔比为(0.1～4)：1。
3.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其特征在于，所述含有极性基团的二醇类单体中极性基团的数量为n，且1≤n≤3。
4.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其特征在于，所述含有极性基团的二醇类单体为链状、饱和环状和不饱和环状中的一种，所述不饱和环状包括苯环和杂环中的一种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的聚酯基膜，其特征在于，所述含有极性基团的二醇类单体包括二乙醇胺、缩二乙二醇、3-羟基-N-(2-羟乙基)丙酰胺和3-(2-羟乙基)苯乙醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其特征在于，所述聚酯衍生物的重均分子量为2～8万，和/或特性粘度为0.5～1.2dL/g。
7.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其特征在于，所述聚酯衍生物为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和枝接共聚物中的一种或多种。
8.根据权利要求1～4或6～7任一项所述的聚酯基膜，其特征在于，其材质还包括聚酯，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的聚酯基膜，其特征在于，所述聚酯衍生物和所述聚酯的重量比为(1/9～9):1。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的聚酯基膜的制备方法，其特征在于，包括将材质熔融挤出后，双向拉伸制得聚酯基膜。
11.如权利要求1～9任一项所述的聚酯基膜在制备复合集流体中的应用。
12.一种极片，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的聚酯基膜以及位于所述聚酯基膜之上的电极活性材料。
13.一种锂电池单体，其特征在于，包括如权利要求12所述的极片。
14.一种电池组，其特征在于，包括如权利要求13所述的锂电池单体。
15.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求13所述的锂电池单体或如权利要求14所述的电池组。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115477833A (zh) * 2022-11-02 2022-12-16 扬州纳力新材料科技有限公司 改性聚酯薄膜、制备方法、复合集流体、电极片及其用途
WO2023221932A1 (zh) * 2022-05-17 2023-11-23 扬州纳力新材料科技有限公司 聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体
WO2024050690A1 (zh) * 2022-09-06 2024-03-14 扬州纳力新材料科技有限公司 复合聚酯膜及其制备方法与用途
WO2024051776A1 (zh) * 2022-09-07 2024-03-14 扬州纳力新材料科技有限公司 复合聚酯膜及其制备方法和应用
WO2024050726A1 (zh) * 2022-09-07 2024-03-14 扬州纳力新材料科技有限公司 柔性聚酯膜及其制备方法、复合集流体、电池和电子产品
WO2024060009A1 (zh) * 2022-09-20 2024-03-28 扬州纳力新材料科技有限公司 高力学强度聚合物薄膜、其制造方法和应用
WO2024092563A1 (zh) * 2022-11-02 2024-05-10 扬州纳力新材料科技有限公司 改性聚酯薄膜、制备方法、复合集流体、电极片及其用途

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3886230A (en) * 1973-11-06 1975-05-27 Union Carbide Corp Polyester blends containing a di(hydroxyalkyl) amine modified polyester
US5595751A (en) * 1995-03-06 1997-01-21 Ethicon, Inc. Absorbable polyoxaesters containing amines and/or amido groups
CN105085875B (zh) * 2015-08-19 2016-11-30 汕头大学 一种改性pet聚合物及其制备与应用
CN105085376B (zh) * 2015-09-07 2018-01-05 江苏裕兴薄膜科技股份有限公司 一种含受阻胺基团的二元醇单体及其聚酯共聚物
CN106893269B (zh) * 2015-12-17 2019-06-25 比亚迪股份有限公司 一种树脂组合物及其制备方法、金属树脂复合体
CN106220835B (zh) * 2016-08-16 2018-05-15 哈尔滨工业大学无锡新材料研究院 有机胺封端的低端羧基含量聚酯及其制备方法
CN107221676A (zh) * 2017-06-30 2017-09-29 江苏道赢科技有限公司 一种复合集流体及应用该集流体的锂离子二次电池
CN111087766A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 中国石油化工股份有限公司 热塑性共混物材料及共混物热塑性薄膜及其制备方法
KR20210037267A (ko) * 2019-09-27 2021-04-06 에스케이케미칼 주식회사 폴리에스테르 수지 혼합물, 폴리에스테르 필름 및 이의 제조 방법
CN113817150B (zh) * 2020-06-19 2022-06-21 四川大学 含芳香仲胺结构的共聚酯及其制备方法和应用
CN112563512A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 湖北亿纬动力有限公司 一种电极集流体及其制备方法和用途
CN112920388B (zh) * 2021-01-27 2022-10-21 江苏睿安应用生物技术股份有限公司 一种生物降解脂肪-芳香族共聚酯及其制备方法
CN114195997B (zh) * 2021-12-09 2023-07-07 彤程化学（中国）有限公司 一种可生物降解的脂肪族-芳香族共聚酯及其合成方法
CN114989574A (zh) * 2022-05-17 2022-09-02 扬州纳力新材料科技有限公司 聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023221932A1 (zh) * 2022-05-17 2023-11-23 扬州纳力新材料科技有限公司 聚酯基膜及其制备方法和应用、极片和锂电池单体
WO2024050690A1 (zh) * 2022-09-06 2024-03-14 扬州纳力新材料科技有限公司 复合聚酯膜及其制备方法与用途
WO2024051776A1 (zh) * 2022-09-07 2024-03-14 扬州纳力新材料科技有限公司 复合聚酯膜及其制备方法和应用
WO2024050726A1 (zh) * 2022-09-07 2024-03-14 扬州纳力新材料科技有限公司 柔性聚酯膜及其制备方法、复合集流体、电池和电子产品
WO2024060009A1 (zh) * 2022-09-20 2024-03-28 扬州纳力新材料科技有限公司 高力学强度聚合物薄膜、其制造方法和应用
CN115477833A (zh) * 2022-11-02 2022-12-16 扬州纳力新材料科技有限公司 改性聚酯薄膜、制备方法、复合集流体、电极片及其用途
WO2024092563A1 (zh) * 2022-11-02 2024-05-10 扬州纳力新材料科技有限公司 改性聚酯薄膜、制备方法、复合集流体、电极片及其用途

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