[发明专利]一种阻燃锂电池端盖及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池包装技术领域，具体涉及一种阻燃锂电池端盖及其制备方法，锂电池端盖由ABS/PC共混树脂注塑而成，所述ABS/PC共混树脂包括ABS、PC、阻燃微球、抗氧化剂和润滑剂，所述阻燃微球由纳米红磷、纳米氢氧化镁和微晶纤维素组成。本发明的阻燃机理在于，红磷在高温中降解并与水形成酸源，使多羟基的微晶纤维素脱水碳化形成保护炭层从而起到隔绝阻燃的效果，而氢氧化镁则可以起到协效阻燃的作用，吸收大量潜热并释放结合水促进磷酸的生成，三者相辅相成。此外，微晶纤维素和纳米氢氧化镁均可以作为增强料，大大提升了锂电池端盖的力学性能。

技术领域

本发明涉及锂电池包装技术领域，具体涉及一种阻燃锂电池端盖及其制备方法。

背景技术

随着我国经济发展以及工业化进程加快，一系列的环境问题相继浮出水面，能源危机和环境污染也已成为制约我国发展的重要矛盾，因此，调整能源结构，推动储能技术创新已经成为国家重点发展战略。锂离子电池是储能领域最重要的技术之一，在光伏发电以及电动汽车领域均有广泛的应用。

提高锂电池包装的安全性，可以通过改善电池包装材料的力学性能和阻燃性能来实现。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种力学性能和阻燃性能好的锂电池端盖及其制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种阻燃锂电池端盖，由ABS/PC共混树脂注塑而成，所述ABS/PC共混树脂包括如下重量份的原料：

所述阻燃微球为核壳结构的微球，其核为纳米阻燃剂，其壳为微晶纤维素，所述纳米阻燃剂为纳米红磷和纳米氢氧化镁组成的混合物。

锂电池端盖作为锂电池包装的重要部件之一，其力学性能、阻燃性能和加工性能都是需要改进的。本发明纳米红磷和纳米氢氧化镁组成的混合物作为阻燃剂，并且利用微晶纤维素对其进行包覆处理，可以避免纳米阻燃剂的自身团聚现象并且提高纳米阻燃剂与聚合物的相容性。本发明的阻燃机理在于，红磷在高温中降解并与水形成酸源，使多羟基的微晶纤维素脱水碳化形成保护炭层从而起到隔绝阻燃的效果，而氢氧化镁则可以起到协效阻燃的作用，吸收大量潜热并释放结合水促进磷酸的生成，三者相辅相成。此外，微晶纤维素和纳米氢氧化镁均可以作为增强料，大大提升了锂电池端盖的力学性能。

优选地，所述ABS/PC共混树脂由如下重量份的原料组成：

其中，所述阻燃微球的制备方法包括如下步骤：

A、按1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1，3-二甲基-2-咪唑啉酮按重量比1-3:1的比例混合配置成离子溶剂，将所述离子溶剂升温至于90-100℃，然后在搅拌的过程中逐渐将微晶纤维素加入至所述离子溶剂，微晶纤维素的用量为离子溶剂的6wt％-10wt％，至离子溶剂完全清澈，得到微晶纤维素澄清溶液；

B、将纳米阻燃剂加入到步骤A得到的微晶纤维素澄清溶液，进行搅拌均质，得到悬浊液，其中，纳米阻燃剂的用量为微晶纤维素澄清溶液的5wt％-7wt％；

C、将步骤B得到的悬浊液进行静电喷雾，即得到所述的阻燃微球。

本发明利用微晶纤维素再生原理，可以使纳米阻燃剂均匀分散并被再生的微米级微晶纤维素包覆，使本发明的阻燃微球兼具纳米材料和微米材料的尺寸效应，并且与聚合物相容性好，易于分散。

其中，所述阻燃微球的粒径为14.7-21.7μm，平均孔径为33.4-41.3nm，孔容为8.14-12.51mL/g。该粒径、孔径和孔容的阻燃微球包覆性好，发泡成炭层的性能优异，与高聚合物相容性好。