【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集流体，尤其涉及一种耐穿刺复合集流体用基膜及其制备方法。
技术介绍
1、随着锂离子电池行业的持续发展，人们越来越追求电池的高能量密度和轻量化。集流体作为电池的重要组成部分，在降低锂离子电池的内阻，提高电池的库伦效率、循环稳定性和倍率性能等方面起到关键作用。然而，传统集流体多为金属集流体，重量很大，遭受机械应力（尤其是挤压、针刺、撞击）、热应力或是电应力等损伤时，也很容易发生内部短路，从而造成电池的热失控，导致安全事故。正是在这种形势下，复合集流体应运而生， 它的出现引起了业内的广泛重视。
2、复合集流体将高分子聚合膜作为基膜，通过物理气相沉积等方法在基膜的正反面附着金属材料形成金属层而制备得到。基膜是复合集流体的关键部件之一，其性能直接影响复合集流体的品质。传统复合集流体用基膜通常为pet或pp，pet含有大量的酯基，易发生溶胀现象，造成复合集流体中金属层与基膜层的脱落，进而影响电池内部的正负极界面，导致电池的电性能变差，同时也影响电池的安全性。pp可以在一定程度上缓解溶胀问题，但pp材质由于分子结构几乎无含氧基团等其它非ch基团存在，容易出现与金属层结合力不足，复合集流体表面的金属层脱落等缺陷。除此之外，市面上的复合集流体用基膜还普遍存在耐穿刺性能不足的缺陷，难以保障在撞击、冲击等极端情况下电池的安全性。
3、为了解决上述问题，授权公告号为cn115447246b的中国专利技术专利公开了一种耐溶胀型聚酯复合膜及其制备方法和应用，该耐溶胀型聚酯复合膜包括芯层、表层a和表层b，表层a和表层b分
4、可见，开发一种阻燃性能好，耐热老化性能和耐穿刺性能优异，表面粘附性能佳，使用安全、环保且寿命长的耐穿刺复合集流体用基膜及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进复合集流体用基膜领域的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术目的是为了克服现有技术的不足而提供一种阻燃性能好，耐热老化性能和耐穿刺性能优异，表面粘附性能佳，使用安全、环保且寿命长的耐穿刺复合集流体用基膜及其制备方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种耐穿刺复合集流体用基膜，自上而下依次包括上表面层、芯层和下表面层，所述芯层由如下按重量份计的各原料制成：pet树脂80份、多聚磷酸0.1-0.3份、五氧化二磷0.3-0.5份、抗氧剂0.3-0.5份、偶联剂2-4份、填料15-25份、线性低密度聚乙烯10-20份、相容剂3-5份；所述上表面层和下表面层相互独立地分别由如下按重量份计的原料制成：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸6-8份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯3-5份、含不饱和烯键的酯10-15份、烯丙基三苯基溴化膦2-4份、10-(4-乙烯基苯基)-10h-吩恶嗪0.5-0.8份、引发剂0.1-0.3份、3,3'-二磺酸基-4,4'-二氟苯基砜二钠盐0.3-0.5份。
3、优选的，所述上表面层和下表面层的厚度相同；所述芯层的厚度为2-4μm；所述基膜的总厚度为5-10μm。
4、优选的，所述pet树脂的牌号为pet cz-333，由江阴兴业提供。
5、优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种。
6、优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。
7、优选的，所述填料为氢氧化铝阻燃剂vk-la50、石墨烯、碳纤维按质量比1:(3-5):2混合形成的混合物。
8、优选的，所述碳纤维的平均直径为3-6μm，长度为1-3mm。
9、优选的，所述石墨烯的来源无特殊要求，在本专利技术的一个实施例中，所述石墨烯是按授权公告号为cn104591178b的中国专利技术专利实施例1的方法制成。
10、优选的，所述线性低密度聚乙烯选自牌号为dfda9030的线性低密度聚乙烯，由中石化提供。
11、优选的，所述相容剂为佳易容聚合物（上海）有限公司提供的相容剂cmg9801。
12、优选的，所述含不饱和烯键的酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯中的至少一种。
13、优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈。
14、本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述耐穿刺复合集流体用基膜的制备方法，包括如下步骤：
15、步骤s1、将芯层各原料按重量份数混合均匀后，依次通过双螺杆挤出机挤出、流延铸片，形成片材；将上述片材通过双向拉伸工艺进行拉伸形成初生膜；
16、步骤s2、将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、含不饱和烯键的酯、烯丙基三苯基溴化膦、10-(4-乙烯基苯基)-10h-吩恶嗪和引发剂混合均匀后，分别涂布于初生膜上表面和下表面；并置于60-70℃下固化1-3h，再在175-185℃下热处理30-50min，得到表面改性初生膜；
17、步骤s3、将表面改性初生膜浸泡于50-60℃的3,3'-二磺酸基-4,4'-二氟苯基砜二钠盐的水溶液中20-30h，取出后用水洗3-6次，后烘干，得到耐穿刺复合集流体用基膜。
18、优选的，步骤s1中所述双螺杆挤出机挤出的模头温度为230-260℃。
19、优选的，步骤s1中所述双向拉伸工艺具体为：拉伸温度为115～125℃，拉伸速率为110～80mm/s，热定型温度210-230℃，拉伸倍率为4:1。
20、优选的，步骤s3中所述3,3'-二磺酸基-4,4'-二氟苯基砜二钠盐的水溶液的质量百分浓度为10-20%。
21、由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：
22、（1）本专利技术公开的耐穿刺复合集流体用基膜的制备方法，采用常规操作和设备即可实现，资金投入少，耗能低，制备效率和良品率高，操作方便，劳动强度低，对环境影响小，适于工业化生产，具有较高的推广应用价值。
23、（2）本专利技术公开的耐穿刺复合集流体用基膜，自上而下依次包括上表面层、芯层和下表面层，通过这样的结构设计，使得基膜能结合各层结构的优势，赋予产品更优异的性能；
24、所述芯层由如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，自上而下依次包括上表面层、芯层和下表面层，所述芯层由如下按重量份计的各原料制成：PET树脂80份、多聚磷酸0.1-0.3份、五氧化二磷0.3-0.5份、抗氧剂0.3-0.5份、偶联剂2-4份、填料15-25份、线性低密度聚乙烯10-20份、相容剂3-5份；所述上表面层和下表面层相互独立地分别由如下按重量份计的原料制成：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸6-8份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯3-5份、含不饱和烯键的酯10-15份、烯丙基三苯基溴化膦2-4份、10-(4-乙烯基苯基)-10H-吩恶嗪0.5-0.8份、引发剂0.1-0.3份、3,3'-二磺酸基-4,4'-二氟苯基砜二钠盐0.3-0.5份；
2.根据权利要求1所述的耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，所述上表面层和下表面层的厚度相同；所述芯层的厚度为2-4μm；所述基膜的总厚度为5-10μm。
3.根据权利要求1所述的耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，所述PET树脂的牌号为PET CZ-333；所述抗氧剂为抗氧剂
4.根据权利要求1所述的耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述填料为氢氧化铝阻燃剂VK-LA50、石墨烯、碳纤维按质量比1:(3-5):2混合形成的混合物。
5.根据权利要求4所述的耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，所述碳纤维的平均直径为3-6μm，长度为1-3mm；所述线性低密度聚乙烯选自牌号为DFDA9030的线性低密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，所述相容剂为相容剂CMG9801；所述含不饱和烯键的酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯中的至少一种；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
7.根据权利要求1所述耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，步骤S1中所述双螺杆挤出机挤出的模头温度为230-260℃。
8.根据权利要求1所述耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，步骤S1中所述双向拉伸工艺具体为：拉伸温度为115～125℃，拉伸速率为110～80mm/s，热定型温度210-230℃，拉伸倍率为4:1。
9.根据权利要求1所述耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，步骤S3中所述3,3'-二磺酸基-4,4'-二氟苯基砜二钠盐的水溶液的质量百分浓度为10-20%。
...【技术特征摘要】
1.一种耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，自上而下依次包括上表面层、芯层和下表面层，所述芯层由如下按重量份计的各原料制成：pet树脂80份、多聚磷酸0.1-0.3份、五氧化二磷0.3-0.5份、抗氧剂0.3-0.5份、偶联剂2-4份、填料15-25份、线性低密度聚乙烯10-20份、相容剂3-5份；所述上表面层和下表面层相互独立地分别由如下按重量份计的原料制成：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸6-8份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯3-5份、含不饱和烯键的酯10-15份、烯丙基三苯基溴化膦2-4份、10-(4-乙烯基苯基)-10h-吩恶嗪0.5-0.8份、引发剂0.1-0.3份、3,3'-二磺酸基-4,4'-二氟苯基砜二钠盐0.3-0.5份；
2.根据权利要求1所述的耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，所述上表面层和下表面层的厚度相同；所述芯层的厚度为2-4μm；所述基膜的总厚度为5-10μm。
3.根据权利要求1所述的耐穿刺复合集流体用基膜，其特征在于，所述pet树脂的牌号为pet cz-333；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的耐穿刺复合集流体用基膜，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：於冬雷，王锋，王润霄，胡昊，王勇军，夏晶晶，
申请(专利权)人：扬州博恒新能源材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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