[发明专利]一种阻燃添加剂及其制备方法、锂电池

权利要求书

1.一种阻燃添加剂，其特征在于：

所述阻燃添加剂为核壳结构，包括阻燃剂和包覆在所述阻燃剂外表面的无机氧化物壳层；

所述核壳结构的直径为0.1μm-5μm，所述无机氧化物壳层的厚度为0.01μm-1μm；

所述阻燃添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将正硅酸乙酯（TEOS）和水混合均匀得到第二混合溶液，在第二混合溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）反应制备得到二氧化硅，将制备得到的二氧化硅高温烧结得到空心二氧化硅；其中，第二混合溶液中正硅酸乙酯（TEOS）的质量分数为5%-20%，正硅酸乙酯（TEOS）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的质量比为100:1，高温烧结温度为600℃-700℃；

(2)将磷酸三甲酯（TMP）与空心二氧化硅的混合物加热到100℃-200℃，在真空状态下混合物反应得到产物，用氮甲基吡咯烷酮（NMP）清洗产物，得到壳层为无机氧化物壳层的阻燃添加剂；其中，磷酸三甲酯（TMP）与空心二氧化硅的质量比为5:1。

2.如权利要求1所述的阻燃添加剂，其特征在于：

所述阻燃剂的质量分数为50%-95%。

3.如权利要求1所述的阻燃添加剂，其特征在于：

所述阻燃剂包括有机磷系阻燃剂、无机磷酸阻燃剂、含氮化合物阻燃剂、卤代碳酸酯类阻燃剂和硅系阻燃剂中的一种。

4.如权利要求3所述的阻燃添加剂，其特征在于：

所述有机磷系阻燃剂包括磷酸三苯酯（TPP）、磷酸三甲酯（TMP）、磷酸三乙酯（TEP）、磷酸三丁酯（TBP）、亚磷酸三甲基酯（TMPI）、三氟乙基磷酸酯（TFFP）、甲基磷酸二甲酯（TMMP）、4-异丙基苯基二苯基磷酸酯（IPPP）、六甲氧基磷腈（HMPN）、三-(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯(TFP)、二-(2,2,2-三氟代乙基)-甲基磷酸酯(BMP)、(2,2,2-三氟代乙基)二乙基磷酸酯(TDP)、三-（2,2,2-三氟乙基）亚磷酸酯（TTFP）、六甲基磷酰三胺（HMPA）和二乙基(氰基甲基)膦酸酯（DECP）中的一种；

所述无机磷酸阻燃剂包括磷酸铵（(NH₄)₃ PO₄）、磷酸铵钠（Na(NH₅)PO₄）、硫酸铵（(NH₄)₂SO₄）和聚磷酸铵（APP）中的一种；

所述含氮化合物阻燃剂包括三甲基乙酰胺（TMAC）、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、三烯丙基异氰酸酯(TAIC)和乙二腈(AND)中的一种；

所述卤代碳酸酯类阻燃剂包括氟代碳酸酯、溴代碳酸酯、溴化环氧树脂和氯化石蜡中的一种；

所述硅系阻燃剂包括聚硅氧烷、有机硅环氧树脂、乙烯基-3-（甲基乙基酮肟）硅烷(VTMS)和甲基苯基二甲基二乙氧基硅烷(MPBMDS)中的一种。

5.如权利要求1所述的阻燃添加剂，其特征在于：

所述无机氧化物壳层包括无机氧化物，所述无机氧化物包括二氧化硅（SiO₂）、三氧化二铝（Al₂O₃），二氧化钛（TiO₂）、氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）和硫酸钡（BaSO₄）中的一种。

6.一种锂电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于：

还包括如权利要求1-5中任一项所述的阻燃添加剂，所述阻燃添加剂通过粘结剂涂覆在所述正极、所述负极或所述隔膜表面，或者所述阻燃添加剂浇注在所述正极、所述负极或所述隔膜材料内部，或者所述阻燃添加剂添加在所述电解液中。

7.如权利要求6所述的锂电池，其特征在于：

所述粘结剂包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP），聚酰亚胺（PI）、聚醚酰胺（PAI）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯腈（PAN）、聚乙二醇（PEG）、聚多巴胺（PDA）、羟甲基纤维素钠&丁苯基橡胶（CMC&SBR）、聚环氧乙烯（PEO）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸（PAA）、聚乳酸（PLA）、海藻酸钠（SA）和明胶中的一种。