[发明专利]一种阻燃锂电池外壳

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外壳，包括上端设有敞口的铝合金外壳和封盖所述敞口的端盖，所述端盖由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、增韧剂和抗滴落剂，本发明以纳米红磷作为主阻燃剂增强端盖的阻燃性，红磷在高温降解与水汽生成含氧磷酸，从而使碳纳米管和微晶纤维素脱水碳化形成保护炭层，碳纳米管热稳定性高，残炭率高，而微晶纤维素由于多孔性更容易形成多孔膨胀炭层，两者配合，是形成的炭层具有隔热、隔氧、抑烟和防熔滴等作用，从而使端盖具有阻燃性；此外，微晶纤维素和碳纳米管还可以作为增强填料提高端盖的力学性能。

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外壳。

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阻燃性能和力学性能好的阻燃锂电池外壳。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种阻燃锂电池外壳，包括上端设有敞口的铝合金外壳和封盖所述敞口的端盖，所述端盖由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微球，其核为纳米无机阻燃剂，其壳为微晶纤维素，所述纳米无机阻燃剂由纳米红磷和碳纳米管按重量比3-5:1-3的比例组成。

本发明以纳米红磷作为主阻燃剂增强端盖的阻燃性，红磷在高温降解与水汽生成含氧磷酸，从而使碳纳米管和微晶纤维素脱水碳化形成保护炭层，碳纳米管热稳定性高，残炭率高，而微晶纤维素由于多孔性更容易形成多孔膨胀炭层，两者配合，是形成的炭层具有隔热、隔氧、抑烟和防熔滴等作用，从而使端盖具有阻燃性；此外，微晶纤维素的包覆作用可以使纳米无机阻燃剂均匀分散在高聚合物中，而微晶纤维素和碳纳米管还可以作为增强填料提高端盖的力学性能。

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2-4:1的比例混合配置成离子溶剂，将所述离子溶剂升温至于85-95℃，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％-8wt％，至离子溶剂完全清澈，得到微晶纤维素澄清溶液；

B、将纳米无机阻燃剂加入到步骤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，纳米无机阻燃剂的用量为微晶纤维素澄清溶液的4wt％-6wt％；

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，可以使纳米无机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13.4-19.6μm，平均孔径为30.3-38.1nm，孔容为7.42-11.13mL/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。

其中，所述纳米红磷的粒径为40-60nm，所述碳纳米管的管径为20-30nm，长度为0.5-1.2μm。