本发明涉及复合集流体,具体为一种耐高温耐老化复合集流体用基膜及其制备方法。
背景技术:
1、复合集流体是在超薄有机高分子薄膜表面沉积出金属层形成金属层+有机薄膜层+金属层的三明治结构的新型材料,能够代替传统的负金属集流体应用于新能源锂电池中。复合集流体有几大优点,最大的优点是金属材料的用量减少,由部分价廉的有机薄膜代替,这就存在非常大的降本潜力;其次,由于复合集流体中有机材料的使用,带来电池重量的减轻、减薄和活性材料的增加,从而有效增加电池的能量密度5%~10%;另外,复合集流体可以吸收极片产生的膨胀-收缩应力,保持极片界面长期完整性,电池的循环寿命实现提升5%。复合集流体材料的应用可以明显降低电池短路导致燃烧的发生概率,可以有效解决电池安全性的难题。
2、复合集流体的性能与其中的有机高分子膜有着很大的联系,目前,复合集流体用有机高分子膜主要有pp(聚丙烯)、pet(聚对苯二甲酸乙二酯)、pi(聚酰亚胺)等。其中,pet膜价格最低,且与铜金属的附着性相对较好,但耐热性较差。复合集流体制备过程中需要在薄膜表面高温高压镀金属离子,然而常规的pet在经受高温时易产生变形、褶皱、翘边等不良现象,进而导致在电池生产的过程中产生褶皱,造成良率过低。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足之处,提供了一种pet膜的改性方法,制得的pet膜具有耐高温耐老化性,可作为复合集流体的基膜使用。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种耐高温耐老化复合集流体用基膜的制备方法,包括如下步骤:
4、1)在反应釜中加入对苯二甲酸、二羟苯磺酯钙、丁二醇和催化剂,控制反应釜中压力在0.3mpa,升温至230~250℃反应2~3h;将反应釜内压力降至常压,随后抽真空减压至100pa以下,同时升温至280℃反应3~5h,反应结束后通入氮气,出料经冷却水冷却成型,切粒;
5、2)将切粒后的产物分散在丙酮中1~2h,取出烘干,随后置于含甲基丙烯酸缩水甘油酯的二氯甲烷溶液中,通入氮气置换体系中的空气,随后在氮气氛围下将混合体系置于辐射场中进行辐照;辐照结束后抽滤,最后水洗烘干得改性接枝pet;
6、3)将pen树脂与己二胺置于反应釜中混合一定时间,得到预处理pen树脂;
7、4)将pet树脂、改性接枝pet、预处理pen树脂、抗氧剂和润滑剂送入混料仓中混合制成混合料;
8、5)将混合料送入挤出机,挤出成型,再经双向拉伸,最后牵引收卷即得。
9、进一步地,所述步骤1)中对苯二甲酸、二羟苯磺酯钙、丁二醇的摩尔比为100:20~40:100。
10、进一步地,所述催化剂为锑系催化剂,质量分数为200~300mg/kg。
11、进一步地,所述步骤2)中,切粒后的产物与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为1:0.2~0.5;辐照的辐照源为钴源,辐照剂量为25kgy。
12、进一步地,所述pen树脂与己二胺的质量比为1:3~5;处理温度为200℃,处理时间24h。
13、进一步地,所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168;所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
14、进一步地,所述pet树脂、改性接枝pet、预处理pen树脂、抗氧剂和润滑剂的投料份数分别为:70~80份、5~20份、2~10份、0.3~0.5份、0.5~1份。
15、本发明进一步提供如上所述的制备方法制得的耐高温耐老化复合集流体用基膜。
16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明以价格低廉的pet树脂材料为基础材料,同时结合自制的改性pet以及pen,在微量助剂的存在下制得了耐高温pet膜;改性pet制备简单,且添加量少结合微量的助剂,无需使用相容剂,避免了过多添加剂的加入导致基膜结合力弱等问题;制得的pet膜常温下具有高强度和高断裂伸长率,高温环境下力学性能具有较高的保持率,制备复合集流体时基膜不易变形,不良率低,能够满足复合集流体行业对于有机高分子基膜的特殊要求。
1.一种耐高温耐老化复合集流体用基膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的耐高温耐老化复合集流体用基膜的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中对苯二甲酸、二羟苯磺酯钙、丁二醇的摩尔比为100:20~40:100。
3.根据权利要求1所述的耐高温耐老化复合集流体用基膜的制备方法,其特征在于,所述催化剂为锑系催化剂,质量分数为200~300mg/kg。
4.根据权利要求1所述的耐高温耐老化复合集流体用基膜的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中,切粒后的产物与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为1:0.2~0.5;辐照的辐照源为钴源,辐照剂量为25kgy。
5.根据权利要求1所述的耐高温耐老化复合集流体用基膜的制备方法,其特征在于,所述pen树脂与己二胺的质量比为1:3~5;处理温度为200℃,处理时间24h。
6.根据权利要求1所述的耐高温耐老化复合集流体用基膜的制备方法,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168;所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
7.根据权利要求1所述的耐高温耐老化复合集流体用基膜的制备方法,其特征在于,所述pet树脂、改性接枝pet、预处理pen树脂、抗氧剂和润滑剂的投料份数分别为:70~80份、5~20份、2~10份、0.3~0.5份、0.5~1份。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法制得的耐高温耐老化复合集流体用基膜。
