【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，特别是涉及一种阻燃微胶囊复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池，凭借其高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优势，已成为主流动力电池类型。然而，在追求更高能量密度和超快充电技术的同时，锂离子电池仍然面临一系列挑战，涉及能量密度、循环寿命、充电速率和安全性等方面。特别是在追求更高性能的背景下，火灾和爆炸等安全问题仍然是一个具有挑战性的问题。
2、热失控被认为是引发电池安全问题的一个主要因素。传统的车用动力电池安全性主要依赖于系统安全，包括电池管理系统（bms）、热管理系统、火灾控制和灭火系统、安全阀和断路器。目前，将阻燃剂掺混到电极材料中是一种有效的技术手段。这是由于阻燃剂可以提高材料的热稳定性、捕捉燃烧自由基等。然而，阻燃剂的使用会对电池的电化学性能产生一定的影响。虽然阻燃微胶囊可以在保证阻燃能力的前提下，降低对电池电化学性能的影响。但是，由于阻燃剂被外壳包覆无法快速分散到电池材料中，同时电极材料也会对阻燃剂的释放起到阻碍作用，使得阻燃效果下降。因此，如何提供一种能够在电极材料中快速分散的阻燃微胶囊，成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、基于此，本申请有必要提供一种阻燃微胶囊复合材料，通过粘性外壳包覆产气阻燃剂，不仅能够代替极片中粘结剂的使用，还可以避免阻燃剂直接加入到极片中影响电池容量，并通过阻燃剂产气使粘性外壳膨胀破裂，实现阻燃剂的快速分散，提高阻燃效果。进一步地，本申请还提供了一种所述阻燃微胶囊复合材料的制备方法和应用。
2、第一方面，本申请提供一种阻燃微胶囊复合材料，所述阻燃微胶囊复合材料包括核材以及包覆于所述核材表面的粘性外壳，所述核材包括产气阻燃剂。
3、在一些实施方式中，所述粘性外壳的材料包括聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的至少一种。
4、在一些实施方式中，所述产气阻燃剂包括磷系膨胀性阻燃剂、氮系膨胀性阻燃剂、碳系膨胀性阻燃剂和硅系膨胀性阻燃剂中的至少一种。
5、在一些实施方式中，所述阻燃微胶囊复合材料的颗粒平均直径为5μm~40μm。
6、在一些实施方式中，所述粘性外壳的平均厚度为30nm~100nm。
7、在一些实施方式中，所述粘性外壳的外表面具有褶皱结构。
8、在一些实施方式中，所述核材与所述粘性外壳之间通过化学键键合连接。
9、第二方面，本申请提供一种如第一方面所述阻燃微胶囊复合材料的制备方法，所述制备方法包括：
10、在产气阻燃剂的表面包覆形成粘性外壳，制备得到所述的阻燃微胶囊复合材料。
11、在一些实施方式中，所述包覆的方法包括溶液法、乳化法和喷雾干燥法中的至少一种。
12、在一些实施方式中，所述制备方法包括：
13、对具有粘性外壳的材料单体进行预处理，得到第一溶液；
14、对产气阻燃剂进行预处理，得到第二溶液；
15、将所述第一溶液和所述第二溶液混合，使得所述材料单体发生聚合反应，制备所述阻燃微胶囊复合材料。
16、在一些实施方式中，所述聚合反应为变温反应。
17、可选地，所述聚合反应的温度变化速度为2℃/min~5℃/min。
18、第三方面，本申请提供一种电池，所述电池包括如第一方面所述的阻燃微胶囊复合材料。
19、与传统技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
20、本申请的阻燃微胶囊复合材料采用粘性外壳包覆产气阻燃剂，和将阻燃剂直接加入到极片相比，可提升电池电化学性能。本申请的粘性外壳包覆产气阻燃剂可替代部分或全部电极粘结剂，进一步减少对电池电化学性能的影响。当电池即将或正在发生热失控时，产气阻燃剂分解产生气体引起粘性外壳膨胀。粘性外壳膨胀至临界值时发生爆破，使阻燃剂快速分散到电池中，从而有效提高阻燃剂的阻燃效果。
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1.一种阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述阻燃微胶囊复合材料包括核材以及包覆于所述核材表面的粘性外壳，所述核材包括产气阻燃剂。
2.如权利要求1所述的阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述阻燃微胶囊复合材料满足如下条件（1）-（2）中的至少一个：
3.如权利要求1所述的阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述阻燃微胶囊复合材料还满足如下条件（3）-（4）中的至少一个：
4.如权利要求1所述的阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述粘性外壳的外表面具有褶皱结构。
5.如权利要求1所述的阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述核材与所述粘性外壳之间通过化学键键合连接。
6.一种权利要求1-5任一项所述阻燃微胶囊复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述包覆的方法包括溶液法、乳化法和喷雾干燥法中的至少一种。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应为变温反应；
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述阻燃微胶囊复合材料包括核材以及包覆于所述核材表面的粘性外壳，所述核材包括产气阻燃剂。
2.如权利要求1所述的阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述阻燃微胶囊复合材料满足如下条件（1）-（2）中的至少一个：
3.如权利要求1所述的阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述阻燃微胶囊复合材料还满足如下条件（3）-（4）中的至少一个：
4.如权利要求1所述的阻燃微胶囊复合材料，其特征在于，所述粘性外壳的外表面具有褶皱结构。
5.如权利要求1所述的阻燃微胶囊复合材...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟峰，饶顺，高镇海，冯新浡，刘洁，张富民，彭嘉骏，施家伟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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