[发明专利]一种双层微胶囊阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明提出的是一种双层微胶囊阻燃剂，其结构包括囊心，第一层囊壁，第二层囊壁；其中，选取膨胀阻燃剂作为囊心，选取无机阻燃剂作为第一层囊壁，选取聚合高分子材料作为第二层囊壁，囊心表面包覆第一层囊壁，第一层囊壁外层包覆第二层囊壁。双层微胶囊阻燃剂的制备方法，该方法包括以下步骤：（一）、选取膨胀阻燃剂作为囊心；（二）、通过沉淀法在囊心表面包覆无机阻燃剂作为第一层囊壁；（三）、通过原位聚合法在第一层囊壁外层表面包覆聚合高分子材料作为第二层囊壁。优点：1）本发明的双层微胶囊阻燃剂能够达到囊心和第一层囊壁协同阻燃的效果；2）能够降低阻燃剂对电池电化学性能的负面影响。

技术领域

本发明涉及一种双层微胶囊阻燃剂及其制备方法，属于电池阻燃技术领域。

背景技术

电池是目前常用的一种电能储存和提供装置，但电池在滥用的情况下，比如电池过热，过度充、放电等，内部的电池材料之间容易发生热化学反应；例如，锂离子电池是目前常用的一种电池，但锂离子电池在滥用的情况下，比如电池过热，过度充、放电等，内部的电池材料之间发生热化学反应，会产生大量的热和可燃气体，引起电池的热失控，最终诱发着火或者爆炸事故；针对电池热失控的问题，常采取在电池中加入阻燃剂的措施，常用的阻燃剂有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和复合阻燃剂。

阻燃剂的工作主要原理包括：（1）在固相和气相隔绝氧气，抑制燃烧；（2）阻燃剂分解，产生吸收H∙和OH∙的自由基，阻断燃烧路径；（3）阻燃剂分解吸热，降低可燃物的温度，抑制温度升高；目前应用于电池的阻燃剂主要是磷酸酯和磷腈类化合物；此类阻燃剂虽然使电池的阻燃性有所提高，但却会对电池的电化学性能造成负面影响，如：在电池中直接加入阻燃剂可以提高电池的安全性，但阻燃剂的存在也会导致电池阻抗增加，进而造成电池容量下降，影响电池性能；因此，在保证阻燃剂阻燃性能的同时降低阻燃剂对电池电化学性能的负面影响是目前研究电池阻燃剂的重点。

发明内容

本发明提出的是一种双层微胶囊阻燃剂及其制备方法，其目的旨在保证阻燃剂阻燃性能的同时降低阻燃剂对电池电化学性能的负面影响。

本发明的技术解决方案：一种双层微胶囊阻燃剂，其结构包括囊心，第一层囊壁，第二层囊壁；其中，选取膨胀阻燃剂作为囊心，选取无机阻燃剂作为第一层囊壁，选取聚合高分子材料作为第二层囊壁，囊心表面包覆第一层囊壁，第一层囊壁外层包覆第二层囊壁。

双层微胶囊阻燃剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

（一）、选取膨胀阻燃剂作为囊心；

（二）、通过沉淀法在囊心表面包覆无机阻燃剂作为第一层囊壁；

（三）、通过原位聚合法在第一层囊壁外层表面包覆聚合高分子材料作为第二层囊壁。

本发明的优点：

1）本发明的双层微胶囊阻燃剂能够达到囊心和第一层囊壁协同阻燃的效果，比单一阻燃剂的阻燃效果更好；

2）能够提高使用时阻燃剂的分散性，进而降低电池阻抗，使得电池容量增加，降低了阻燃剂对电池电化学性能的负面影响。

附图说明

附图1是双层微胶囊阻燃剂的理论结构示意图。

附图2是在弱碱性条件下APP表面包覆一层ATH的示意图。

附图3是弱碱性条件下尿素和甲醛反应生成聚脲甲醛预聚物的示意图。

附图4是弱酸性条件下ATH-APP表面生成稳定的聚脲甲醛的示意图。

附图5是电池阴极中加入不同微胶囊阻燃剂时的自熄时间示意图。

附图6是电池阴极包含质量分数5%的不同阻燃剂时的放电容量示意图。

附图7是电池阴极包含质量分数10%的不同阻燃剂时的放电容量示意图。

具体实施方式