[发明专利]新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及阻燃添加剂及锂离子电池隔膜技术领域，具体提供一种新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂及其制备方法和应用。所述新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂具有如说明书中通式(I)所示的结构。将本发明提供的新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂和聚磷酸铵、二氧化硅添加至锂离子电池隔膜中，隔膜的极限氧指数达到34.3％及以上，并且可通过UL‑94、V‑0等级测试，可以极大的提高隔膜的热稳定性和阻燃性能，此外还能满足隔膜的机械性能，从而可以极大的满足锂离子电池对隔膜性能的需求。

技术领域

本发明属于阻燃剂及锂离子电池隔膜技术领域，尤其涉及一种新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池是现代生活中常用的能源存储与转换装置。随着可再生能源及电动汽车的发展，对锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求，在满足能量密度的要求下，成本反而有所降低，这一现象使得锂离子电池的应用更加广泛。然而，锂离子电池的安全问题一直是困扰人们的重要因素，尤其是电动汽车安全问题对动力锂离子电池在大功率输出和高安全性能等方面提出了更高的要求。但是商业化的锂离子电池聚烯烃隔膜有记忆效应，受热收缩严重(100℃大于5％)，而且其熔融温度较低，使得锂离子电池在温度稍高时，电池内部的聚烯烃隔膜受热收缩进而引发电池短路，内部剧烈放热，从而导致电池爆炸和燃烧，严重制约动力锂离子电池快速发展。因此，开发收缩率小、阻燃性能好等高性能的隔膜对提高动力锂离子电池的综合性能至关重要。

发明内容

针对目前商业化的锂离子电池隔膜存在的热稳定性差、易燃等问题，本发明提供一种新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂及其制备方法，并将其添加至锂离子电池隔膜中以提高隔膜阻燃性能。

另一方面，本发明还提供一种锂离子电池隔膜。

本发明是这样实现的：

一种新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂，所述新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂具有如通式(I)所示的结构：

其中，A选自中的任一种；

B选自-NH(CH₂)₂NH-、-NH(CH₂)₃NH-、-NH(CH₂)₆NH-中的任一种；

n≥1。

相应地，上述新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S01.将三聚氯氰溶于盐水中，冰水浴处理；

步骤S02.将A的单体、缚酸剂溶于去离子水后加入所述盐水中，在0～10℃下反应，获得中间体；

步骤S03.将B的单体与缚酸剂溶于去离子水后加入至所述中间体的溶液中，加料过程中控制所述中间体溶液的温度为30～60℃，加料结束升温至80～100℃，回流反应，经过滤得到反应产物。

以及，一种锂离子电池隔膜，该锂离子电池隔膜为聚烯烃隔膜，所述聚烯烃隔膜中含有阻燃剂组合物，所述阻燃剂组合物包含新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂、聚磷酸铵和二氧化硅；所述新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂为上述所述的新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂或者为上述所述的新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂的制备方法制备的新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂。

本发明的有益效果如下：

相对于现有技术，本发明提供的新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂，含有碳成分，作为阻燃添加剂使用时，在高温下释放碳源，同时还产生大量的气体，覆盖在物体表面，起到阻燃的效果。

本发明提供的新型三嗪类成碳发泡阻燃添加剂的制备方法，具有工艺条件简单，合成时间短且产品收率高等特点。