一种热致激发主动安全机制阻燃微胶囊及其制备方法、锂离子电池与流程

文档序号:26786251发布日期:2021-09-28 20:09阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种阻燃微胶囊,其特征在于,包括外层囊壁和包裹在外层囊壁中的囊芯;所述外层囊壁的熔融温度为110~200℃;所述囊芯为具有吸附性能的固体囊芯。2.根据权利要求1所述的阻燃微胶囊,其特征在于,所述固体囊芯包括具有吸附性能的极性分子;所述囊芯为具有阻燃性能的固体囊芯;所述外层囊壁与所述囊芯的质量比为1:(0.5~10);所述阻燃微胶囊具有类球形的形貌;所述囊壁的熔融温度为110~150℃。3.根据权利要求1所述的阻燃微胶囊,其特征在于,所述外层囊壁的表面具有褶皱的形貌;所述外层囊壁不溶于电池的电解液;所述外层囊壁的材质包括聚乙烯、聚乙烯蜡、聚丙烯、聚脲、聚酰胺、聚丙烯酰胺、明胶、阿拉伯胶和环氧树脂中的一种或多种;所述囊芯的材质包括二氧化硅、膨润土、气凝胶、膨胀石墨、沸石、硅藻土、蛭石、珍珠岩、粘土、聚氨酯类、氨基酸类、三聚氯胺、abs树脂、聚甲基丙烯酸十八酯树脂和高吸油性树脂中的一种或多种;所述囊芯在阻燃时为固体状态。4.根据权利要求1所述的阻燃微胶囊,其特征在于,所述阻燃微胶囊的中值粒径为2~50μm;所述外层囊壁的厚度为0.5~10μm;所述囊芯的中值粒径为0.5~30μm;所述外层囊壁的材质的分子量为2000~500000;所述阻燃微胶囊为热致激发主动安全机制阻燃微胶囊。5.一种阻燃微胶囊的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将外层囊壁材料和囊芯材料经过混合后,得到混合料;2)将上述步骤得到的混合料经过加热混合后,得到混合浆料;3)将上述步骤得到的混合浆料喷雾至冷液中,干燥后得到阻燃微胶囊。6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述外层囊壁材料与所述囊芯材料的质量比为1:(0.5~10);所述混合的转速为20~300r/min;所述混合的时间为1~3h;所述加热混合的温度为120~400℃;所述加热混合的时间为2~6h。7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述加热混合为加热高速搅拌混合;所述加热混合的转速为200~3000r/min;所述混合浆料的粘度为40~500mpa
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s;所述喷雾的方式包括离心喷雾;所述冷液的介质包括水、乙醇和乙二醇中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述离心喷雾的喷嘴温度为160~250℃;所述离心喷雾的压力为7.5~20.5mpa;所述离心喷雾过程中的旋转雾化器的转速为18000~24000r/min;所述旋转雾化器的风速为10~50mpa/s;所述冷液的温度为-10~20℃。9.一种二次电池,其特征在于,包括权利要求1~4任意一项所述的阻燃微胶囊或权利要求5~8任意一项所述的制备方法所制备的阻燃微胶囊、正极、负极、隔膜和电解液。10.根据权利要求9所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池包括锂离子电池;所述阻燃微胶囊添加在正极、负极、电解液和隔膜的涂覆层中的一处或多处;所述阻燃微胶囊在正极、负极、电解液和隔膜的涂覆层中任意一处的加入量为0.5wt%~30wt%。

技术总结
本发明提供了一种阻燃微胶囊,包括外层囊壁和包裹在外层囊壁中的囊芯;所述外层囊壁的熔融温度为110~200℃;所述囊芯为具有吸附性能的固体囊芯。本发明设计了一种热致激发主动安全机制阻燃微胶囊,包括稳定结构的囊壁和激活单元囊芯,通过采用特定熔点的囊壁材以及具有超吸极性分子和阻燃特性的固体囊芯激活材料,使得该阻燃微胶囊,在锂离子电池在正常工作时,其电化学性能不受影响,当锂离子电池发生热失控时,添加剂的囊壁材料发生融解破裂,囊芯激活单元得以释放,可瞬间吸收电解液,从根本上降低电解液的燃烧产热量,发挥阻燃功能,提升锂离子电池的安全性能。本发明提供的制备过程简单、成本较低,有利于规模化生产和推广应用。推广应用。


技术研发人员:鞠署元 马俊青 王明华 吴雷雷 燕增伟 林海 郝小军
受保护的技术使用者:东营市海科新源化工有限责任公司
技术研发日:2020.03.24
技术公布日:2021/9/27
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